[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Komprimieren von leeren Gebinden, gemäss dem Obergegriff der unabhängigen Patentansprüche.
[0002] Seit einigen Jahren werden schüttfähige Nahrungsmittel, insbesondere Getränke, zu einem immer grösseren Anteil in Mehrschichtgebinden, wie zum Beispiel Tetra<(RTM)>-Packungen, und vor allem in Kunststoffflaschen angeboten. Dank neuer Materialien und Herstellungsweisen haben sich sowohl für kohlensäurehaltige wie auch für kohlensäurefreie flüssige Lebensmittel und Getränke PET-(Polyethylenterephthalat)Flaschen auf breiter Front durchsetzen können. Wie Glas ist PET geruchs- und geschmacksneutral. Es lässt sich optimal als Lebensmittelverpackung einsetzen, ist hygienisch, leicht und umweltfreundlich.
Zwar bedeutet das geringe Gewicht weniger Material- und damit weniger Rohstoffverbrauch bei der Herstellung, für den Verbraucher stellt sich aber immer noch das Problem der Entsorgung. PET ist zu 100 Prozent recyclingfähig und ein begehrter Sekundärrohstoff, die leeren Flaschen nehmen aber viel Platz in Anspruch und bringen in dieser Hinsicht keine Vorteile gegenüber den herkömmlichen Gebinden aus Glas.
In der folgenden Beschreibung wird vornehmlich von PET-Flaschen gesprochen, für den Fachmann ist jedoch offensichtlich, dass die erfindungsgemässe Lehre auch auf Gebinde aus anderen Materialien, zum Beispiel aus PE, PP, PVC und sogenannten technischen Thermoplasten Anwendung findet.
[0003] Von den PET-Herstellern und dem Handel wurde in aufwändigen Werbekampagnen das manuelle Flachdrücken der geöffneten leeren Gebinde und das anschliessende Zuschrauben propagiert, um das Volumen des PET-Abfalls, der zurückgenommen, gelagert und transportiert werden muss, zu verringern. Diesen Kampagnen war wenig Erfolg beschieden, und so landen immer noch die meisten PET-Flaschen in voller Grösse in den Recyclingcontainern oder Abfallsäcken.
Dies ist in vieler Hinsicht unbefriedigend, da es den Kunden zwingt, häufiger die Sammelstellen aufzusuchen oder sein Abfallvolumen und die damit verbundenen volumenabhängigen Kosten unnötig nach oben treibt.
[0004] Es wurden daher verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen, mittels derer sich die leeren Gebinde komprimieren lassen. Die Flaschen werden zum Beispiel mit abgeschraubtem Deckel in einer speziellen Presse zusammengedrückt. Im zusammengedrückten Zustand wird der Deckel wieder aufgeschraubt, um ein späteres Expandieren der Flasche zurück in die ursprüngliche Form und das ursprüngliche Volumen zu vermeiden. Die Vorrichtungen sind entsprechend der Volumina der handelsüblichen Flaschen von bis zu 2 Litern recht gross und sperrig.
Da die Geräte im Haushalt verwendet werden besteht zudem die Gefahr von Fehlbedienungen und Verletzungen, insbesondere wenn Kinder damit hantieren.
[0005] Dieses Risiko besteht vor allem auch bei solchen Vorrichtungen, die zum Zerschneiden oder Shreddern der leeren PET-Flaschen dienen. Da das PET-Material sehr reissfest ist, müssen die entsprechenden Werkzeuge äusserst scharf sein, was der Akzeptanz für den Einsatz im Wohn- oder Haushaltsbereich nicht zuträglich ist.
[0006] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welche die oben genannten Nachteile nicht aufweisen.
[0007] Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige und platzsparende Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche sich für den Einsatz mit verschiedenen standardisierten Gebindegrössen und -arten eignet,
wobei Fehlbedienungen und Verletzungen bei der Bedienung praktisch ausgeschlossen sind.
[0008] Diese Aufgaben werden durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäss den Patentansprüchen 1 und 16 gelöst.
[0009] Weitere Ausführungsvarianten ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
[0010] Es ist ein wesentliches Element der vorliegenden Erfindung, dass die zu komprimierenden Gebinde durch Anlegen eines Vakuums evakuiert werden. Die dünnwandigen Behälterwände halten zwar mehreren bar Überdruck stand, sie lassen sich jedoch schon durch geringen Unterdruck im Gebindeinnenraum zum Kollabieren bringen. Das Mass der Volumenreduktion ist anfangs annähernd direkt proportional zum angelegten Unterdruck. Die entsprechende Kurve flacht aber mit zunehmender Volumenreduktion ab, so dass schnell ein Optimum zwischen Volumenreduktion und anzulegendem Druck erreicht ist.
Ein entsprechender Unterdruck lässt sich zum Beispiel mittels bekannter doppelwirkender Handpumpen, die in vielen Haushalten bereits vorhanden sind, erzeugen. Die Saugleistung von handelsüblichen Staubsaugern reicht derzeit nicht aus, um den benötigten Unterdruck zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens respektive zum Betreiben der erfindungsgemässen Vorrichtung zu erzeugen. Sollten diese jedoch in der Zukunft leistungsfähiger werden, so lassen sie sich durchaus als weit verbreitete Unterdruckquelle nutzen.
Es ist auch möglich, eine Unterdruckpumpe einzusetzen, die als Aufsatzgerät für sogenannte Küchenmaschinen, Handmixer oder eine Handbohrmaschine ausgebildet ist und einen passenden Anschluss für den erfindungsgemässen Adapter aufweist oder diesen vollständig integriert hat.
[0011] In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt:
<tb>Fig. 1a<sep>eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung im partiellen Längsschnitt, wobei eine zu evakuierende PET-Flasche mit aufgesetztem teilweise abgeschraubtem Deckel eingeführt ist;
<tb>Fig. 1b<sep>eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss Fig. 1a im partiellen Längsschnitt, wobei eine weitere zu evakuierende PET-Flasche von einem zweiten Typ mit aufgesetztem teilweise abgeschraubtem Deckel eingeführt ist;
<tb>Fig. 2<sep>einen Längsschnitt durch einen Adapter gemäss einer weiteren Ausführungsform, wobei die zu komprimierende Flasche und das Anschlussstück des Saugschlauches noch nicht eingeführt sind;
<tb>Fig. 3<sep>einen Längsschnitt durch einen Adapter gemäss einer weiteren Ausführungsform, mit einem weiteren Flaschentyp;
<tb>Fig. 4<sep>einen Längsschnitt durch einen Adapter gemäss einer weiteren Ausführungsform, der die Dichtmittel der Adapter gemäss Fig. 2 und 3 kombiniert;
<tb>Fig. 5a<sep>einen Längsschnitt durch eine Adapterhalterung;
<tb>Fig. 5b<sep>eine Draufsicht auf den Halter gemäss Fig. 5a;
<tb>Fig. 6a<sep>einen Längsschnitt durch einen Adapter gemäss einer weiteren Ausführungsform;
<tb>Fig. 6b<sep>eine Draufsicht auf den Adapter gemäss Fig. 6a;
<tb>Fig. 6c<sep>eine Detailansicht des Längsschnittes gemäss Fig. 6a im Bereich eines Dichtwulstes;
<tb>Fig. 7a<sep>einen Längsschnitt durch einen Adapter gemäss Fig. 6a eingebaut in eine Ventilhalterung;
<tb>Fig. 7b<sep>eine Draufsicht auf den Adapter und die Ventilhalterung gemäss Fig. 7a;
<tb>Fig. 8<sep>einen Längsschnitt durch einen Adapter gemäss einer weiteren Ausführungsform;
<tb>Fig. 9<sep>einen Längsschnitt durch einen Adapter gemäss einer weiteren Ausführungsform;
<tb>Fig. 10<sep>einen Längsschnitt durch einen Adapterdeckel gemäss einer ersten Ausführungsform; und
<tb>Fig. 11<sep>einen Längsschnitt durch einen Adapterdeckel gemäss einer weiteren Ausführungsform.
[0012] Anhand der in den Fig. 1 bis 11 schematisch dargestellten Vorrichtungen mit Zubehörteilen zum Vakuumkomprimieren von Gebinden sollen im Folgenden die erfindungswesentlichen Merkmale der Vorrichtung und des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert werden.
[0013] In der Fig. 1 ist ein Adapter 10 aus einem Elastomermaterial, vorzugsweise Gummi, im teilweisen Querschnitt gezeigt, in den eine handelsübliche PET-Flasche F mit aufgesetztem Schraubdeckel D eingeführt ist. Wesentlich zum Verständnis der Erfindung ist es, dass der Schraubverschluss oder Schraubdeckel D zwar aufgesetzt, aber nicht vollständig verschlossen, respektive aufgeschraubt ist.
Die Entlüftungsmittel (zum Beispiel sogenannte "vents", "Zapata style vents", "PCO-style vents", "vent slots" oder "vent grooves"), die praktisch alle marktüblichen PET-Flaschen am Gewinde oder im Deckel aufweisen, stellen sicher, dass bei nicht vollständig aufgeschraubtem Deckel D zwischen dem Behälterinnenraum und der Umgebung eine kommunizierende Verbindung besteht. Die Luft aus dem Behälterinneren kann also ohne weiteres trotz des aufgesetzten Deckels D abgesaugt werden.
Der Deckel D wird idealerweise nur so weit geöffnet, dass die Dichtfläche im Deckel im Zusammenwirken mit dem entsprechenden Kontaktbereich im Mündungsbereich der Flasche (der sogenannten TOF-"top of finish" oder TSS-"top sealing surface") als Rückschlagventil wirken kann.
[0014] Der einstückig geformte Adapter 10 weist daher einen zentralen Aufnahmeraum 13 auf, der so bemessen ist, dass der Flaschenhals mit aufgesetztem und teilweise abgedrehtem Deckel D darin Platz findet. Der Aufnahmeraum ist also im Innendurchmesser weiter als der Aussendurchmesser des aufzunehmenden Deckels und mindestens so hoch, dass ein Flaschenhals mit teilweise abgeschraubtem Deckel D Platz findet, wie im Weiteren noch eingehender erläutert wird.
[0015] Eine Einführöffnung 20 an einer Unterseite des Adapters 10 erlaubt es, den Flaschenhals mit Deckel D in den Aufnahmeraum einzuführen.
Einführöffnung 20 und Aufnahmeraum 13 sind im dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel drehrund ausgebildet. In Verlängerung des Aufnahmeraumes nach oben ist eine ebenfalls drehrunde Entlüftungsöffnung 30 zur Aufnahme eines Unterdruckschlauches 31 respektive eines entsprechenden Anschlussstückes 32 angeordnet. Entlüftungsöffnung 30 und Aufnahmeraum 13 stehen direkt oder über einen Kanal miteinander in kommunizierender Verbindung. Um sicherzustellen dass nur die Luft aus dem Inneren der zu komprimierenden Flasche F durch die Entlüftungsöffnung 30 abgesaugt wird, sind in der Einführöffnung Dichtmittel 11, 12 angeordnet, die den Aufnahmeraum 13 im Adapter 10 gegen den eingeführten Flaschenhals abdichten.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1a ist eine Dichtrippe 11 zum Zusammenwirken mit Flansch L (auch "support ledge" oder NSR-"neck support ring" genannt) am Falschenhals vorgesehen. Wird der Flaschenhals in den Adapter 10 eingeführt, so kommt der Flansch L vollumfänglich an der Dichtrippe 11 zu liegen. Das Material des Adapters 10 ist elastisch genug, so dass es bereits genügt, den Adapter leicht auf die Flasche zu drücken, um die Dichtung herzustellen. Wird dann der Unterdruck angelegt oder aufgebaut, so saugt sich der Adapter automatisch am Flansch fest. Die Dichtrippe 11 in der Einführöffnung 20 muss eine genügend weite Öffnung bieten, so dass der Deckel D der zu komprimierenden Flasche F ohne grossen Widerstand hindurchgeführt werden kann.
Die Wand 14 des einstückigen Adapters 10 aus Elastomermaterial ist stark genug, dass sie vom angelegten Unterdruck nicht wesentlich verformt wird. Die Herstellung des Adapters 10 aus Elastomermaterial hat den weiteren Vorteil, dass unterhalb der Dichtrippen 11 jeweils eine umlaufende Ringnut 17, 18 angeordnet werden kann, in die der Aussenrand des Flansches L einrasten kann. Der Flansch L ist also, wie in den Fig. 1a und 1b dargestellt, leicht hinterschnitten in der Einführöffnung 20 an der jeweiligen Dichtrippe 11, 12 gehalten.
[0016] Wie in der Fig. 1a dargestellt, ist die Höhe des Aufnahmeraumes 13 von der Dichtrippe 11 bis zu einer Decke 19 so bemessen, dass der Bereich des Flaschenhalses oberhalb des Flansches L inklusive teilweise abgedrehtem Deckel D Platz findet.
Es soll sichergestellt sein, dass die Deckeloberseite nicht an der Decke 19 des Aufnahmeraumes 13 anliegt und entweder die Entlüftungsöffnung verschliesst oder das Anliegen des Flansches L an der Dichtrippe 11 verhindert. Analoges gilt für alle Ausführungsformen von erfindungsgemässen Adaptern.
Wird der Aufnahmeraum zu voluminös gestaltet, so muss zwar unnötig viel Luft evakuiert werden, die Grundfunktion ist jedoch nicht beeinträchtigt.
[0017] Vorzugsweise sind auch in der Entlüftungsöffnung 30 noch eine oder zwei umlaufende Dichtrippen oder Dichtlippen 33 angeordnet, um die Entlüftungsöffnung 30 und damit den Adapter 10 luftdicht gegen ein entsprechendes Anschlussstück 32 eines Saugschlauches 31 von der Vakuumpumpe abzudichten.
[0018] In den Fig. 2 und 3 sind weitere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Adaptern 10 ¾, 10 ¾ ¾ dargestellt, die jeweils für nur einen bestimmten Flaschentyp, respektive bestimmte verbreitete Formate von Flaschenhals, "TOF", Deckel und Flansch L optimiert sind. In der Fig. 4 ist ein Adapter 10 gezeigt, der die vorher gezeigten Typen kombiniert und zur dichtenden Aufnahme beider abgebildeter Flaschentypen geeignet ist.
Die Abdichtung gegen den Flansch, der wie das Gewinde bereits bei der Herstellung des Vorformlings im Spritzgussverfahren erzeugt wird, bietet den Vorteil, dass er sehr stabil ist und ausserdem nur sehr kleine Fertigungstoleranzen aufweist. Der Flansch ist stabil genug, dass er sich beim Kollabieren des Flaschenkörpers nicht verformt, so dass der dichtende Formschluss gegen die Dichtrippen 11, 12 nicht beeinträchtigt ist.
[0019] Bei erfindungsgemässen Vorrichtungen zur Verwendung mit Flaschen, die keinen Flansch besitzen, oder mit anderen Gebinden, wie zum Beispiel Tetra<(RTM)>-Packs mit Schraubverschlüssen, kann auch eine Abdichtung gegen den Schulterbereich der Flasche F oder die Packungsoberseite vorgesehen sein.
Der Adapter weist dazu, vorzugsweise im Bereich der Unterkante der Aufnahmeöffnung Dichtmittel, bevorzugterweise eine Dichtlippe, auf.
[0020] Ist der Adapter nicht aus einem elastischen Material wie zum Beispiel Gummi geformt, so sind bevorzugterweise die Dichtmittel von eingesetzten Dichtringen oder Dichtlippen aus Gummi oder ähnlichen Elastomeren gebildet. So kann der Adapter zum Beispiel aus Metall geformt sein. Will man auf die separaten Dichtmittel aus Elastomermaterial verzichten, so werden in der Aufnahmeöffnung die entsprechenden Dichtmittel, wie Dichtrippen, angeordnet, zum Beispiel mittels spanabhebender Bearbeitungstechniken.
[0021] Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, dass sich eine Aussenwand 14 des Adapters 10 gemäss der bevorzugten dargestellten Ausführungsform nach oben hin leicht verjüngt.
Der Adapter weist mit seinen waagrechten und parallelen Ober- und Unterseiten 15, 16 eine annähernd kegelstumpfförmige Aussenkontur auf. Die Vorteile dieser Form werden beim Betrachten der Fig. 5 deutlich. Der Adapter 10 lässt sich in eine Halterung 50 stecken, die zur Wandmontage geeignet ist. Eine Aufnahmehülse 51 mit einem zentral angeordneten Anschlussstutzen 52 zum Einführen in die Entlüftungsöffnung 30 ist senkrecht auf einer Grundplatte 53 angeordnet. Die Grundplatte 53 ist mit vier Öffnungen 54 zum Anschrauben an eine Wand oder eine andere geeignete Unterlage oder Oberfläche versehen. Die Ausrichtung der Vorrichtung ist für die Funktion nicht relevant und richtet sich in erster Linie nach den Vorlieben der Benutzer.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Anschlussstutzen 52 rechtwinklig abgeknickt, so dass bei der Montage an einer senkrechten Wand der Vakuumschlauch senkrecht nach unten weggeführt werden kann. Zwei zusätzliche Haltezapfen 55 an der Grundplatte sind optional und können weitere Adapter, Anschlusstücke oder Reduzierstücke für die Vakuumpumpe halten.
[0022] In weiteren nicht in den Figuren dargestellten Ausführungsformen weist der Adapter eine drei-, vier- oder mehreckige, ovale oder zylindrische Aussenkontur auf. Soll eine Wandhalterung mit diesen Adaptern eingesetzt werden, so ist die Form der Aufnahmehülse jeweils entsprechend an die Form des Adapters angepasst.
[0023] Die erfindungsgemässe Vorrichtung lässt sich wie bereits oben beschrieben sehr einfach mit einer handelsüblichen, handbetriebenen Vakuumpumpe bedienen.
Es können aber natürlich auch elektrisch betriebene Vakuumpumpen zum Einsatz kommen. Die Steuerung der Vakuumpumpe erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsvariante automatisch über einen Sensor im Adapter, der registriert wenn ein Flaschenhals mit Deckel eingeführt wird und ein Signal zum Aktivieren der angeschlossenen Vakuumpumpe gibt. Die Detektion kann vorzugsweise über einen mechanischen oder optischen Sensor erfolgen. Solche automatische Anlagen können nicht nur im Privathaushalt eingesetzt werden, sondern sie eignen sich vor allem auch für Rücknahmestellen, an denen eine entsprechende Spannungsversorgung oder eine direkte Vakuumquelle vorhanden ist.
[0024] In der Fig. 7 ist eine Ventilhalterung 110 dargestellt, wie sie vorzugsweise mit einer weiteren Form von Adaptern gemäss der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt.
Ein solcher Adapter 100 ist zum Beispiel in der Fig. 6 dargestellt. Der Adapter 100 unterscheidet sich im Aufbau von Aufnahmeraum und Dichtrippen nicht wesentlich von den vorgängig beschriebenen. Er weist jedoch drei Entlüftungsöffnungen 103 auf, die konzentrisch um eine zentrale Öffnung 104 angeordnet sind. In einer sechseckigen Aussparung 105, die konzentrisch zur Öffnung 104 zum Aufnahmeraum hin offen angeordnet ist, kommt der Kopf einer Ventilschraube 80 zu liegen. Aus der Fig. 7 wird deutlich, wie Adapter 100, ein Grundblock 90 und eine Führungshülse 111 zusammenwirken. Die Führungshülse 111 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet und weist einen inneren Durchmesser auf, der dem Durchmesser eines vorderen Führungswulstes 102 entspricht, der sich an der Aussenseite des Adapters 100 befindet.
Eine äussere Mantelfläche 107 des Adapters 100 ist etwas zurückversetzt, so dass zwischen der Innenseite der Führungshülse und der Adapterwand 107 ein Luftspalt entsteht. An einem vorderen Ende der Führungshülse 111 ragt ein ringförmiger Anschlag 112 nach innen, wobei die verbleibende Durchführöffnung 114 mindestens so gross ist wie die Einführöffnung 108 des Adapters. Der Anschlag 112 begrenzt die Verschiebbeweglichkeit des Adapters 100 in der Führungshülse nach vorne. Durch die Kraft einer Feder 92, die zwischen Grundblock 90 und Adapter 100 eingespannt ist, wird der Adapter gegen den Anschlag 112 gedrückt.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 ist der Adapter mit einem hinteren Stutzen 106 in eine vordere Kammer 91 eingeführt und liegt mit Dichtwulst 101 dichtend an deren Innenwand an.
[0025] Über einen Gang 93 steht die vordere Kammer 91 in kommunizierender Verbindung mir einer hinteren Kammer 94. Der Gang 93 ist durchsetzt von der Ventilschraube 80, die bis in die hintere Kammer 94 ragt und eine Dichtscheibe 95 zur Abdichtung von Gang 93 gegen die hintere Kammer 94 trägt. Die Ventilschraube 80 ist am Adapter fixiert und gegen ein axiales Verschieben in der Öffnung 104 gesichert.
Die einzelnen Elemente sind so dimensioniert und so zueinander positioniert, dass die Dichtscheibe 95 den Gang 93 abdichtet, solange die Feder 92 den Adapter in der vorderen Dichtposition gegen den Anschlag 112 gedrückt hält.
[0026] Die Ventilhalterung 110 erlaubt es, an der hinteren Kammer 94 einen permanenten Unterdruck anzulegen. Soll eine Flasche komprimiert werden, so genügt es, diese in den Adapter zu stecken und zu drücken, bis der Adapter gegen den Druck der Feder 92 mit einer hinteren Anschlagfläche 109 an einer Stirnfläche 96 des Grundblocks 90 zu liegen kommt.
Zusammen mit dem Adapter 100 wird auch die Ventilschraube 80 axial verschoben und die Dichtscheibe gibt den Gang 93 frei. Über den Gang 93, die vordere Kammer 91 und die Entlüftungsöffnungen 103 entsteht somit eine kommunizierende Verbindung zwischen der hinteren Kammer 94 und dem Aufnahmeraum des Adapters 100. Der Aufnahmeraum wird evakuiert und die Flasche komprimiert. Bei eingeführtem Gebinde stellen die bereits oben beschriebenen Dichtrippen in der Einführöffnung des Adapters und der Dichtwulst 101 sicher, dass nur die Luft aus der zu komprimierenden Flasche und keine Fremd- oder Umgebungsluft angesaugt wird. Sobald der Benutzer die komprimierte Flasche aus dem Adapter nimmt, wird durch den Druck der Feder 92 die kommunizierende Verbindung unterbrochen und die hintere Kammer 94 ist wieder gegen den Gang 93 und die Umgebung abgedichtet.
Die Abdichtung zwischen der Innenwand der vorderen Kammer 91 und dem Stutzen 106 des Adapters 100 ist in einer weiteren, in den Figuren nicht dargestellten, Ausführungsform nicht durch einen am Stutzen einstückig angeformten Wulst 101, sondern durch separate Dichtringe bewerkstelligt, die in entsprechende Nuten auf der Stutzenaussenseite eingelegt sind.
[0027] Die Ventilhalterung 110 kommt besonders bevorzugt dann zum Einsatz, wenn eine Vakuumpumpe mit einem Unterdruckbehälter zur Verfügung steht.
Die hintere Kammer 94 ist mit diesem Unterdruckbehälter über eine Schlauch- oder Rohrleitung verbunden und die Anlage steht jederzeit zur Verfügung, ohne dass erst abgewartet werden müsste, bis eine Pumpe einen ausreichenden Unterdruck aufgebaut hat.
[0028] Als zusätzliche Sicherheitsmassnahme gegen unsachgemässe Bedienung können, wie dies in der Fig. 7 angedeutet ist, im vorderen Anschlag 112 oder in einem vorderen Bereich der Adapterwand vor den Dichtrippen radiale Sicherheits-Belüftungsöffnungen 113 angeordnet werden.
Sollte es ein Benutzer oder zum Beispiel ein spielendes Kind schaffen bei anliegendem Unterdruck ein Ohr oder ein Auge gegen die vordere Stirnseite des Adapters oder der Führungshülse zu pressen, so kann es zu keinen Saugschäden kommen, da Luft durch die Sicherheits-Belüftungsöffnungen 113 eingesaugt wird und verhindert, dass sich ein Unterdruck aufbaut. Zum Aufbau des Unterdrucks kann es nur kommen, wenn eine zu evakuierende Flasche gegen die Dichtrippen im Inneren des Adapters gedrückt wird.
[0029] Die Adapter oder die Ventilhalterung 110 können zum Beispiel bündig in der Wand eines Rücknahmecontainers neben der vorgesehenen Einwurföffnung montiert sein. Vorzugsweise sind die Einwurföffnungen des Sammelcontainers so bemessen, dass nur ein im Volumen reduziertes Gebinde, das heisst eine flache evakuierte Flasche, eingeworfen werden kann.
Personen, die noch nicht komprimierte Flaschen entsorgen wollen, können bei diesen mit einem Handgriff den Deckel leicht öffnen, den Flaschenhals in den Adapter einführen und zusehen, wie durch den angelegten Unterdruck die Flasche zusammengepresst wird. Sowohl beim manuellen wie auch beim automatischen Komprimieren kann nach dem Evakuieren vorzugsweise der Deckel D noch vollständig zugeschraubt werden, um eine nachträgliche Volumenvergrösserung sicher zu vermeiden.
[0030] Dass das Zusammenpressen der Flasche sehr schnell, mit charakteristischem Geräusch vor sich geht und mit einem eindrücklichen Ergebnis endet, macht die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens nicht nur für Kinder sehr attraktiv.
Die hohe Attraktivität und Akzeptanz solcher aufgewerteter Rücknahmestellen macht diese für die Ladeninhaber oder Recyclingfirmen attraktiv, da sie pro Gewichtseinheit an Recyclingmaterial ein wesentlich geringeres Volumen zu lagern und zu transportieren haben.
[0031] Ist im Haushaltsbereich, zum Beispiel in Küchen, eine feste Installation gewünscht, so können die Adapter vorzugsweise bündig in Türfronten, Schubladen oder Blenden eingebaut sein. Über eine Schlauchverbindung kann der Adapter oder die Ventilhalterung mit einer Vakuumpumpe verbunden werden, die zum Beispiel im Sockelbereich eines Küchenkastens untergebracht ist und zum Beispiel über einen Fussschalter betätigbar ist. In der Fig. 11 ist ein Adapterdeckel 130 dargestellt, dessen Grundkörper 131 mit einem zentralen Gewindeloch 132 versehen ist.
In das Gewindeloch 132 lässt sich ein Knauf oder Griff (in der Figur nicht dargestellt) passend zum Küchendesign einschrauben. Wird die Vorrichtung zum Komprimieren nicht benötigt, so wird der Deckel 130 in den Adapter eingesetzt und die Öffnung passend und formschön verschlossen. Die Kontur des Deckelrandes ist der Einführöffnung und der Halterippen des Adapters angepasst, so dass der Deckel gut sitzt und vorzugsweise bündig mit der Einbaufront abschliesst.
[0032] In einer weiteren Ausführungsform gemäss Fig. 10 wird ein Deckel 120 mit einer Saugspitze 122 vorgeschlagen, der ebenfalls lösbar in den Adapter einsetzbar ist. Die Aussenkontur des Deckelgrundkörpers 121 ist so an den Adapter angepasst, dass dieser luftdicht verschlossen werden kann und bei angelegtem Vakuum Luft durch eine zentrale Öffnung 123 und die darin angebrachte Hohlspitze 122 angesaugt wird.
Mit dieser Vorrichtung lassen sich in bekannter Weise zum Beispiel Gefrierbeutel vor dem Einfrieren entlüften, die scharfe Spitze kann jedoch auch zum Komprimieren von PE-Flaschen und ähnlichen nicht genormten Gebinden direkt durch die Behälterwand oder einen Deckel gestossen werden. Die dargestellte Saugspitze 122 lässt sich durch bekannte Anschlussstücke von Vakuumsystemen ersetzen, so dass sich auch zum Beispiel Vorratsbehälter mit entsprechenden Ventilen im Deckel entlüften lassen.
Liste der Bezugszahlen
[0033]
10 : Adapter
11, 12 : Dichtrippen
13 : Aufnahmeraum
14 : Aussenwand
15 : Oberseite
16 : Unterseite
17, 18 : Ringnut
19 : Decke
20 : Einführöffnung
30 : Entlüftungsöffnung
31 : Unterdruckschlauch
32 : Anschlussstück
33 : Dichtrippen/Dichtlippen
50 : Halterung
51 : Aufnahmehülse
52 : Anschlussstutzen
53 : Grundplatte
54 : Schraublöcher
55 : Haltezapfen
80 :
Ventilschraube
90 : Grundblock
91 : vordere Kammer
92 : Feder
93 : Gang
94 : hintere Kammer
95 : Dichtscheibe
96 : Stirnfläche
100 : Adapter
101 : Dichtwulst
102 : vorderer Führungswulst
103 : Entlüftungsöffnungen
104 : zentrale Öffnung
105 : sechseckige Aussparung
106 : Stutzen
107 : Adapterwand
108 : Einführöffnung
109 : hintere Anschlagfläche
110 : Ventilhalterung
111 : Führungshülse
112 : ringförmiger Anschlag
113 : Belüftungsöffnungen
114 : Durchführöffnung
120 : Deckel
121 : Deckelgrundkörper
122 : Saugspitze
123 : zentrale Öffnung
130 : Adapterdeckel
131 : Grundkörper
132 : Gewindeloch
Flasche : F
Deckel : D
Flansch : L
Flaschenschulter : S
The present invention relates to an apparatus and a method for compressing empty containers, according to the preamble of the independent claims.
For some years, pourable foods, especially drinks, to an ever-increasing proportion in multi-layer packages, such as Tetra <(RTM)> - packages, and especially offered in plastic bottles. Thanks to new materials and manufacturing methods, PET (polyethylene terephthalate) bottles have become widely accepted for both carbonated and non-carbonated liquid foods and beverages. Like glass, PET is odorless and tasteless. It can be optimally used as food packaging, is hygienic, lightweight and environmentally friendly.
Although the low weight means less material and thus less raw material consumption in the production, but for the consumer is still the problem of disposal. PET is 100 percent recyclable and a sought-after secondary raw material, but the empty bottles take up a lot of space and in this respect have no advantages over conventional glass containers.
In the following description is mainly spoken of PET bottles, but it is obvious to those skilled in the art that the teaching of the invention also applies to containers made of other materials, for example, PE, PP, PVC and so-called engineering thermoplastics.
From the PET manufacturers and retailers, the manual flattening of the opened empty containers and the subsequent screwing was propagated in elaborate advertising campaigns in order to reduce the volume of PET waste that has to be taken back, stored and transported. These campaigns have met with little success, and so most of the full size PET bottles still end up in recycling containers or garbage bags.
This is unsatisfactory in many respects because it forces customers to frequent collection points or unnecessarily increase their waste volume and associated volume-related costs.
Therefore, various devices have been proposed by means of which the empty containers can be compressed. The bottles are compressed, for example, with the lid unscrewed in a special press. In the compressed state, the lid is screwed on again to avoid later expansion of the bottle back to its original shape and volume. The devices are quite large and bulky according to the volumes of commercial bottles of up to 2 liters.
Since the devices are used in the home there is also the risk of operating errors and injuries, especially if children handle it.
This risk is especially in such devices that serve for cutting or shredding the empty PET bottles. Since the PET material is very tear-resistant, the corresponding tools must be extremely sharp, which is not conducive to acceptance for use in the residential or household sector.
It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus and a method are available which do not have the disadvantages mentioned above.
Another object of the invention is to provide an inexpensive and space-saving device which is suitable for use with various standardized container sizes and types,
whereby operating errors and injuries during operation are practically excluded.
These objects are achieved by a device and a method according to claims 1 and 16.
Further embodiments will become apparent from the dependent claims.
It is an essential element of the present invention that the containers to be compressed are evacuated by applying a vacuum. Although the thin-walled container walls withstand several bar overpressure, they can be brought to collapse already by low negative pressure in the interior of the container. The measure of volume reduction is initially approximately directly proportional to the applied vacuum. However, the corresponding curve levels off with increasing volume reduction, so that an optimum between volume reduction and pressure to be applied is quickly reached.
A corresponding negative pressure can be generated, for example, by means of known double-acting hand pumps, which are already present in many households. The suction power of commercial vacuum cleaners is currently not sufficient to produce the required negative pressure for performing the inventive method respectively for operating the inventive device. However, if these become more efficient in the future, they can certainly be used as a widely used source of negative pressure.
It is also possible to use a vacuum pump, which is designed as a top unit for so-called food processors, hand mixers or a hand drill and has a matching connection for the inventive adapter or this has completely integrated.
In the drawings, various embodiments of the subject invention are illustrated and explained in the following description. It shows:
<Tb> FIG. 1a is a schematic representation of the device according to the invention in a partial longitudinal section, wherein a PET bottle to be evacuated with an attached partially unscrewed lid is inserted;
<Tb> FIG. 1b is a schematic representation of the device according to the invention according to FIG. 1a in a partial longitudinal section, wherein a further PET bottle to be evacuated is introduced by a second type with an attached partially unscrewed lid;
<Tb> FIG. 2 <sep> a longitudinal section through an adapter according to a further embodiment, wherein the bottle to be compressed and the connecting piece of the suction hose are not yet introduced;
<Tb> FIG. 3 <sep> a longitudinal section through an adapter according to another embodiment, with a further bottle type;
<Tb> FIG. 4 shows a longitudinal section through an adapter according to a further embodiment, which combines the sealing means of the adapter according to FIGS. 2 and 3;
<Tb> FIG. 5a <SEP> a longitudinal section through an adapter holder;
<Tb> FIG. 5b <sep> is a plan view of the holder according to FIG. 5a;
<Tb> FIG. 6a <sep> is a longitudinal section through an adapter according to a further embodiment;
<Tb> FIG. 6b <sep> is a plan view of the adapter according to FIG. 6a;
<Tb> FIG. 6c <sep> is a detail view of the longitudinal section according to FIG. 6a in the region of a sealing bead;
<Tb> FIG. 7a <sep> a longitudinal section through an adapter according to FIG. 6a installed in a valve holder;
<Tb> FIG. 7b <sep> is a plan view of the adapter and the valve holder according to FIG. 7a;
<Tb> FIG. 8 <sep> is a longitudinal section through an adapter according to a further embodiment;
<Tb> FIG. 9 <sep> a longitudinal section through an adapter according to a further embodiment;
<Tb> FIG. 10 <sep> is a longitudinal section through an adapter cover according to a first embodiment; and
<Tb> FIG. 11 <sep> is a longitudinal section through an adapter cover according to a further embodiment.
1 to 11 are shown with accessories for vacuum compression of containers schematically illustrated in the following features essential to the invention of the device and the inventive method.
In Fig. 1, an adapter 10 made of an elastomeric material, preferably rubber, shown in partial cross section, in which a commercial PET bottle F is inserted with attached screw cap D. Essential to the understanding of the invention is that the screw cap or screw D although put on, but not completely closed, respectively, is screwed.
The venting means (for example, so-called "vents", "Zapata style vents", "PCO-style vents", "vent slots" or "vent grooves"), which have virtually all standard PET bottles on the thread or in the lid, ensure in that, when the lid D is not completely screwed on, there is a communicating connection between the container interior and the environment. The air from the container interior can therefore be sucked off easily despite the attached lid D.
The lid D is ideally opened only so far that the sealing surface in the lid in cooperation with the corresponding contact area in the mouth region of the bottle (the so-called TOF "top of finish" or TSS "top sealing surface") can act as a check valve.
The integrally molded adapter 10 therefore has a central receiving space 13 which is dimensioned so that the bottleneck with attached and partially abgerehtem cover D finds place in it. The receiving space is thus in the inner diameter farther than the outer diameter of the male cover and at least so high that a bottleneck with partially unscrewed lid D space, as will be explained in more detail below.
An insertion opening 20 on an underside of the adapter 10 allows to introduce the bottleneck with lid D in the receiving space.
Insertion opening 20 and receiving space 13 are formed in the illustrated preferred embodiment Drehrund. In extension of the receiving space to the top is also a rotary vent 30 for receiving a vacuum hose 31 and a corresponding connector 32 is arranged. Vent opening 30 and receiving space 13 are directly or via a channel in communication with each other. To ensure that only the air is sucked out of the interior of the bottle to be compressed F through the vent opening 30, sealing means 11, 12 are arranged in the insertion, which seal the receiving space 13 in the adapter 10 against the inserted bottleneck.
In the illustrated embodiment of Fig. 1a is a sealing rib 11 for cooperation with flange L (also called "support ledge" or NSR "neck support ring") provided on the false neck. If the bottleneck is inserted into the adapter 10, then the flange L comes to rest fully on the sealing rib 11. The material of the adapter 10 is elastic enough so that it is already sufficient to lightly press the adapter onto the bottle to make the seal. If the vacuum is then applied or built up, the adapter automatically sucks on the flange. The sealing rib 11 in the insertion opening 20 must provide a sufficiently wide opening, so that the lid D of the bottle to be compressed F can be passed without much resistance.
The wall 14 of the one-piece adapter 10 made of elastomeric material is strong enough that it is not significantly deformed by the applied negative pressure. The preparation of the adapter 10 of elastomeric material has the further advantage that below the sealing ribs 11 each have a circumferential annular groove 17, 18 can be arranged, in which the outer edge of the flange L can engage. The flange L is thus, as shown in FIGS. 1a and 1b, slightly undercut in the insertion opening 20 at the respective sealing rib 11, 12 held.
As shown in Fig. 1a, the height of the receiving space 13 of the sealing rib 11 to a ceiling 19 is dimensioned so that the area of the bottle neck above the flange L including partially abgerehtem lid D place finds.
It should be ensured that the top side of the cover does not bear against the ceiling 19 of the receiving space 13 and either closes the vent opening or prevents the flange L from contacting the sealing rib 11. The same applies to all embodiments of inventive adapters.
If the receiving space is made too voluminous, then unnecessarily much air must be evacuated, but the basic function is not impaired.
Preferably, one or two circumferential sealing ribs or sealing lips 33 are arranged in the vent 30 to seal the vent 30 and thus the adapter 10 airtight against a corresponding connector 32 of a suction hose 31 of the vacuum pump.
2 and 3 further embodiments of inventive adapters 10 ¾, 10 ¾ ¾ are shown, which are each optimized for a specific bottle type, or certain common formats of bottleneck, "TOF", cover and flange L. In Fig. 4, an adapter 10 is shown, which combines the previously shown types and is suitable for sealingly receiving both types of bottles pictured.
The sealing against the flange, which, like the thread, is already produced by injection molding during the production of the preform, offers the advantage that it is very stable and, moreover, has only very small manufacturing tolerances. The flange is stable enough that it does not deform during the collapse of the bottle body, so that the sealing positive engagement against the sealing ribs 11, 12 is not impaired.
In inventive devices for use with bottles that have no flange, or with other containers, such as Tetra <(RTM)> - packs with screw caps, a seal against the shoulder region of the bottle F or the package top can be provided ,
For this purpose, the adapter has sealing means, preferably a sealing lip, preferably in the region of the lower edge of the receiving opening.
If the adapter is not formed of an elastic material such as rubber, then preferably the sealing means of inserted sealing rings or sealing lips made of rubber or similar elastomers are formed. For example, the adapter may be formed of metal. If you want to dispense with the separate sealing means made of elastomeric material, so the corresponding sealing means, such as sealing ribs are arranged in the receiving opening, for example by means of machining techniques.
From Fig. 1 it can be seen that an outer wall 14 of the adapter 10 according to the preferred embodiment shown slightly tapers upwards.
The adapter has with its horizontal and parallel upper and lower sides 15, 16 an approximately frusto-conical outer contour. The advantages of this form become clear when looking at FIG. 5. The adapter 10 can be plugged into a holder 50, which is suitable for wall mounting. A receiving sleeve 51 with a centrally arranged connecting piece 52 for insertion into the vent opening 30 is arranged perpendicular to a base plate 53. The base plate 53 is provided with four openings 54 for screwing to a wall or other suitable surface or surface. The orientation of the device is not relevant to the function and depends primarily on the preferences of the users.
In the illustrated embodiment, the connecting piece 52 is bent at right angles, so that when mounted on a vertical wall of the vacuum hose can be led away vertically downwards. Two additional retaining pins 55 on the base plate are optional and may hold other adapters, fittings or reducers for the vacuum pump.
In other embodiments not shown in the figures, the adapter has a three-, four- or polygonal, oval or cylindrical outer contour. If a wall mount with these adapters are used, the shape of the receiving sleeve is respectively adapted to the shape of the adapter.
The inventive device can be as described above very easy to use with a commercial, hand-operated vacuum pump.
Of course, electrically operated vacuum pumps can also be used. The control of the vacuum pump is carried out in a preferred embodiment automatically via a sensor in the adapter, which registers when a bottleneck is introduced with a lid and gives a signal to activate the connected vacuum pump. The detection can preferably take place via a mechanical or optical sensor. Such automatic systems can not only be used in private households, but they are especially suitable for take-back points, where a corresponding power supply or a direct vacuum source is available.
In Fig. 7, a valve holder 110 is shown, as it is preferably used with a further form of adapters according to the present invention.
Such an adapter 100 is shown for example in FIG. 6. The adapter 100 differs in the structure of receiving space and sealing ribs not significantly different from the previously described. However, it has three vent openings 103, which are arranged concentrically around a central opening 104. In a hexagonal recess 105, which is arranged concentrically to the opening 104 to the receiving space open, the head of a valve screw 80 comes to rest. From Fig. 7 it is clear how adapter 100, a base block 90 and a guide sleeve 111 cooperate. The guide sleeve 111 is designed substantially cylindrical and has an inner diameter which corresponds to the diameter of a front guide bead 102 which is located on the outside of the adapter 100.
An outer lateral surface 107 of the adapter 100 is slightly set back, so that an air gap is formed between the inside of the guide sleeve and the adapter wall 107. At a front end of the guide sleeve 111 projects an annular stop 112 inwardly, wherein the remaining passage opening 114 is at least as large as the insertion opening 108 of the adapter. The stop 112 limits the sliding mobility of the adapter 100 in the guide sleeve to the front. By the force of a spring 92 which is clamped between the base block 90 and adapter 100, the adapter is pressed against the stop 112.
In the embodiment of Fig. 7, the adapter is inserted with a rear nozzle 106 in a front chamber 91 and lies with sealing bead 101 sealingly against the inner wall.
Via a passage 93, the front chamber 91 communicates with a rear chamber 94. The passage 93 is penetrated by the valve screw 80, which projects into the rear chamber 94 and a sealing washer 95 for sealing the passage 93 against the rear chamber 94 carries. The valve screw 80 is fixed to the adapter and secured against axial displacement in the opening 104.
The individual elements are dimensioned and positioned relative to one another such that the sealing disk 95 seals the passage 93 as long as the spring 92 holds the adapter in the front sealing position against the stop 112.
The valve holder 110 makes it possible to apply a permanent negative pressure to the rear chamber 94. If a bottle is to be compressed, it is sufficient to insert it into the adapter and press it until the adapter comes to lie against the pressure of the spring 92 with a rear abutment surface 109 on an end face 96 of the base block 90.
Together with the adapter 100 and the valve screw 80 is axially displaced and the gasket releases the gear 93. Via the passageway 93, the front chamber 91 and the ventilation openings 103, a communicating connection between the rear chamber 94 and the receiving space of the adapter 100 thus arises. The receiving space is evacuated and the bottle is compressed. When introduced container, the sealing ribs described above in the insertion of the adapter and the sealing bead 101 ensure that only the air from the bottle to be compressed and no foreign or ambient air is sucked. Once the user removes the compressed bottle from the adapter, the communication of the spring 92 breaks the communicating connection and the rear chamber 94 is again sealed against the passage 93 and the environment.
The seal between the inner wall of the front chamber 91 and the nozzle 106 of the adapter 100 is accomplished in a further, not shown in the figures, embodiment not by a integrally formed on the neck bead 101, but by separate sealing rings, in corresponding grooves on the Stutzenaussenseite are inserted.
The valve holder 110 is particularly preferably used when a vacuum pump with a vacuum container is available.
The rear chamber 94 is connected to this vacuum tank via a hose or pipe and the system is available at any time, without having to wait until a pump has built sufficient negative pressure.
As an additional safety measure against improper operation can, as indicated in Fig. 7, in the front stop 112 or in a front region of the adapter wall in front of the sealing ribs radial safety vents 113 are arranged.
Should it be a user or, for example, a child playing create an adjacent negative pressure to press an ear or an eye against the front end of the adapter or the guide sleeve, so there may be no suction damage, since air is sucked through the safety vents 113 and prevents a build-up of negative pressure. To build up the negative pressure, it can only come when a bottle to be evacuated is pressed against the sealing ribs inside the adapter.
The adapters or the valve holder 110 may, for example, be mounted flush in the wall of a return container next to the intended insertion opening. Preferably, the insertion openings of the collecting container are so dimensioned that only a reduced volume container, that is a flat evacuated bottle, can be inserted.
Persons who want to dispose of bottles that have not yet been compressed can easily open the lid with them, insert the neck of the bottle into the adapter and watch as the bottle is compressed by the applied negative pressure. Both manual and automatic compression after the evacuation of the lid D can still be fully screwed on to avoid a subsequent increase in volume safely.
That the compression of the bottle very quickly, with characteristic noise is going on and ends with an impressive result, makes the implementation of the inventive method not only for children very attractive.
The high attractiveness and acceptance of such upgraded collection points makes them attractive to the shopkeeper or recycling companies, as they have to store and transport a significantly lower volume per unit of recycled material.
Is in the household sector, for example, in kitchens, a fixed installation desired, the adapter can preferably be flush mounted in door panels, drawers or panels. Via a hose connection, the adapter or the valve holder can be connected to a vacuum pump, which is housed for example in the base area of a kitchen box and can be actuated, for example via a foot switch. In Fig. 11, an adapter cover 130 is shown, whose base body 131 is provided with a central threaded hole 132.
In the threaded hole 132, a knob or handle (not shown in the figure) can be screwed to match the kitchen design. If the device is not required for compression, the lid 130 is inserted into the adapter and the opening is closed in a suitable and shapely manner. The contour of the lid edge is adapted to the insertion opening and the retaining ribs of the adapter, so that the lid sits well and preferably flush with the installation front.
In a further embodiment according to FIG. 10, a cover 120 is proposed with a suction tip 122, which is also releasably inserted into the adapter. The outer contour of the lid body 121 is adapted to the adapter so that it can be hermetically sealed and air is sucked through a central opening 123 and the hollow tip 122 mounted therein when the vacuum is applied.
With this device can be vented in a known manner, for example, freezer bags before freezing, but the sharp tip can also be pushed for compressing PE bottles and similar non-standard containers directly through the container wall or a lid. The illustrated suction tip 122 can be replaced by known connecting pieces of vacuum systems, so that it is also possible, for example, to vent reservoirs with corresponding valves in the cover.
List of reference numbers
[0033]
10: Adapter
11, 12: sealing ribs
13: Recording room
14: outer wall
15: top
16: bottom
17, 18: Ring groove
19: ceiling
20: insertion opening
30: Vent
31: Vacuum hose
32: Connector
33: Sealing ribs / sealing lips
50: holder
51: receiving sleeve
52: Connecting piece
53: base plate
54: screw holes
55: retaining pin
80:
valve screw
90: basic block
91: anterior chamber
92: spring
93: gang
94: rear chamber
95: sealing washer
96: face
100: adapter
101: sealing bead
102: front guide bead
103: vents
104: central opening
105: hexagonal recess
106: neck
107: adapter wall
108: insertion opening
109: rear stop surface
110: Valve holder
111: guide sleeve
112: annular stop
113: Ventilation openings
114: passage opening
120: cover
121: lid body
122: suction tip
123: central opening
130: adapter cover
131: basic body
132: Thread hole
Bottle: F
Cover: D
Flange: L
Bottle shoulder: S