EP0434821B1 - Verfahren zur befüllung von druckgaspackungen - Google Patents

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EP0434821B1
EP0434821B1 EP90911421A EP90911421A EP0434821B1 EP 0434821 B1 EP0434821 B1 EP 0434821B1 EP 90911421 A EP90911421 A EP 90911421A EP 90911421 A EP90911421 A EP 90911421A EP 0434821 B1 EP0434821 B1 EP 0434821B1
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bag
housing
filling
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liner
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Hans Erich Maier
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Dr Rolf Hirsch Te Stuttgart Bondsrepubliek Duits
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Hirsch Rolf Dr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B31/00—Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0176—Shape variable
    • F17C2201/018—Shape variable with bladders

Definitions

  • the invention relates to a method for filling compressed gas packs according to the preamble of claim 1.
  • the outside of the filling bag which increases in shape, comes into contact with the inside of the housing. Since the filling of the filling bag is carried out in a comparatively short period of time, the impact of the outside of the bag on the inner wall of the housing can damage the bag. Furthermore, the shape of the filling bag increases and changes during the filling process even if it already has the outside of the inside wall at one or more points of the housing. Accordingly, a relative movement involving friction between the outside of the bag and the inside wall of the housing can in no way be connected.
  • the invention is based on the object of developing the generic method in such a way that damage to the filling bag when it is filled is largely excluded.
  • a glass bottle is used as the housing 1, which is surrounded by a shatter-proof plastic covering.
  • the bag 2 is inserted into the housing 1 in the form of a bellows.
  • the bag 2 consists of thermoplastic material, for example polyethylene.
  • the bag 2 is introduced into the housing 1 in such a way that there is an intermediate space 5 between the opening edge 3 and the mouth 4 of the housing 1.
  • the bag 2 protrudes beyond the mouth 4 of the housing 1, the valve 6 being slightly raised in the form of a capsule valve.
  • the pressure medium is now filled in, namely via a filling head placed on the mouth 4 of the housing 1 from above.
  • the pressure medium penetrates into the space between the inner wall of the housing 1 and the outer wall of the bag 2.
  • the valve 6 is crimped onto the mouth 4 of the housing 1, the opening edge 3 of the bag 2 being squeezed between the mouth 4 of the housing 1 and the valve 6.
  • FIG. 2 By actuating the valve 6 (FIG. 3) and preferably by applying a vacuum, the bag 2 is completely evacuated, so that it contracts to a considerably smaller volume and the overpressure between the bag 2 and the housing 1 is reduced. There is therefore no residual air in the bag 2.
  • the compressed gas pack prepared by these process steps can either be stored and thus marketed, or it can also be filled directly with the contents.
  • the bag 2 By pressing the filling material (FIG. 4) under pressure, the bag 2 expands under the excess pressure when the filling material is pressed in, at the same time the pressure medium in the housing 1 is increased in pressure.
  • the bag expands through the introduced filling material, but no air bubbles can penetrate, so that a flickering which often occurs in the known two-chamber spraying systems or a brief interruption of the spray jet or the strand in the case of pasty filling materials due to escaping gas bubbles is reliably excluded.
  • the ratio of the volume of the filling material to the volume of the expanded bag is essential.
  • the bag holds only part of the filling material provided, so that the remaining part of the filling material is pressed in by force under the mechanical pressure of the pressure medium while the flexible material is stretched. Due to its flexibility, the bag takes up a larger volume than the previously folded bag. As a result, the intended excess pressure of the pressure medium is increased in a controlled manner in the space between the housing and the bag.
  • This stretching of the flexible material of the bag preferably thermoplastic material, improves its molecular structure and physical properties, in particular the permeability. Surprised it was found that diffusion, such as occurred over time in known unstretched bags, no longer takes place.
  • the housing 1 of an aerosol tin can with inserted bag 2 and attached valve 3 is shown in the form of a poppet valve.
  • the bag 2 with the plate of the valve 6 is pressed into the housing 1, the sealing being carried out by clinching.
  • the opening edge 3 of the bag 2 is located between the plate of the valve 6 and the mouth 4 of the housing 1 ( Figure 7).
  • the bag 2 is completely evacuated (FIG. 8).
  • the bag 2 expands (FIG. 9) and assumes the compressed form again after its contents have been emptied (FIG. 10).
  • aerosol containers are disposable containers and are not intended for commercial refilling.
  • the housings used are not subject to the compressed gas regulation, it is possible with the aid of the method according to the invention to empty these containers after they have been completely emptied, i.e. after use, refill with fresh product.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befüllung von Druckgaspackungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus der US-A-4150522 ist ein Verfahren zur Befüllung von Druckgaspackungen bekannt, bei dem der flexible Beutel bzw. Füllbeutel in leerem Zustand durch die Mündung des Gehäuses in letzteres eingeführt wird. Der im Gehäuse befindliche Beutel wird mit Füllgut verfüllt. Erst daraufhin erfolgt die Einfüllung des Druckmittels in den Zwischenraum zwischen der Außenfläche des mit Füllgut gefüllten Beutels und der Innenwand des Gehäuses.
  • Bei dem bekannten Verfahren kommt es bei der Befüllung des Füllbeutels, welcher Arbeitsvorgang bei noch nicht in das Gehäuse eingeleitetem Druckmittel stattfindet, dazu, daß der sich in seiner Form vergrößernde Füllbeutel mit seiner Außenseite in Anlage an die Innenseite des Gehäuses gerät. Da die Befüllung des Füllbeutels in einem vergleichsweise kurzen Zeitraum durchgeführt wird, können durch den Aufprall der Außenseite des Beutels an die Innenwand des Gehäuses Beschädigungen des Beutels auftreten. Des weiteren vergrößert und verändert sich die Form des Füllbeutels während des Füllvorgangs auch dann noch, wenn er bereits an einer oder an mehreren Stellen mit seiner Außenseite an der Innenwandung des Gehäuses anliegt. Demgemäß kann somit eine reibungsbehaftete Relativbewegung zwischen der Außenseite des Beutels und der Innenwand des Gehäuses keinesfalls angeschlossen werden. Aufgrund der vorstehend geschilderten mechanischen Beanspruchungen des Füllbeutels beim Befüllen desselben sind in der Vergangenheit häufig Beschädigungen des Füllbeutels aufgetreten, die zuweilen unmittelbar nach dem Befüllungsvorgang sich auswirkten, zuweilen jedoch auch erst nach einer vergleichsweise langen Zeit dazu führten, daß Füllgut aus dem Beutel in den Zwischenraum zwischen dem Füllbeutel und dem Gehäuse geriet bzw. Druckmittel aus dem Zwischenraum zwischen Füllbeutel und Gehäuse in den Füllbeutel geriet. Derartige Beschädigungen führen in jedem Fall zu einer beträchtlichen Verminderung der Funktionstüchtigkeit der Druckgaspackung. Je nachdem, welches Füllgut und welches Druckmittel vorgesehen sind, kann eine derartige Beschädigung sogar zu gefährlichen chemischen Reaktionen ud.dgl. führen, was in jedem Fall vermieden werden sollte.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren derart weiterzubilden, daß eine Beschädigung des Füllbeutels bei seiner Befüllung weitestgehend ausgeschlossen ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß, nachdem das Druckmittel in das Gehäuse eingebracht worden ist, zur Evakuierung des Innenraums des Beutels das Ventil betätigt wird und daß nach erneutem Betätigen des Ventils das Füllgut unter Druck in den Beutel eingefüllt wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Einleitung des Füllguts in den Beutel unter dem Gegendruck des bereits im Gehäuse befindlichen Druckmittels stattfindet. Unerwünschte Anlagekontakte zwischen der Außenseite des Füllbeutels und der Innenwand des Gehäuses sind, wenn nicht völlig ausgeschlossen, so doch weitestgehend ausgeschlossen. Dadurch werden Beschädigungen des Beutels vermieden. Darüber hinaus wird beim erfindungsgemäßen Verfahren verhindert, daß - wie im Stand der Technik zuweilen beobachtet - bei der Befüllung des Füllbeutels zwischen dessen Außenseite und der Innenwandung des Gehäuses kleine abgeschlossene Hohlräume entstehen, die auch bei der beim Stand der Technik nachträglichen Einfüllung des Druckmittels in das Gehäuse nicht vom Druckmittel eingenommen werden. Insgesamt läßt sich feststellen, daß durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine zuverlässigere und in beträchtlicher Weise materialschonendere Methode zur Herstellung von Druckgaspackungen zur Verfügung gestellt wird.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand der Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigt:
    • Fig. 1 - Fig. 5
    in den einzelnen Verfahrensschritten die Abfüllung einer Aerosol-Glasflasche und
    Fig. 6 - Fig. 10
    in den einzelnen Verfahrensschritten die Abfüllung einer Aerosol-Weißblechdose.
  • Bei der Ausführung nach Figur 1 - Figur 5 findet als Gehäuse 1 eine Glasflasche Verwendung, welche von einer splittersicheren Kunststoffumhüllung umgeben ist. In das Gehäuse 1 ist der Beutel 2 in Form eines Faltenbalges eingesetzt. Der Beutel 2 besteht aus thermoplastischem Material, z.B. Polyethylen. Der Beutel 2 wird derart in das Gehäuse 1 eingebracht, daß sich zwischen dessen Öffnungsrand 3 und der Mündung 4 des Gehäuses 1 ein Zwischenraum 5 befindet. Zu diesem Zweck ragt der Beutel 2 über die Mündung 4 des Gehäuses 1 hinaus, wobei das Ventil 6 in Form eines Kapselventils leicht angehoben ist. Durch den Zwischenraum 5 zwischen dem Öffnungsrand 3 des Beutels 2 und der Mündung 4 des Gehäuses 1 wird nunmehr das Druckmittel eingefüllt, und zwar über einen von oben auf die Mündung 4 des Gehäuses 1 aufgesetzten Füllkopf. Aus diesem dringt das Druckmittel in den Zwischenraum zwischen Innenwandung des Gehäuses 1 und Außenwandung des Beutels 2 ein. Sobald der gewünschte Überdruck in dem Gehäuse 1 erreicht ist, wird das Ventil 6 mit der Mündung 4 des Gehäuses 1 vercrimpt, wobei der Öffnungsrand 3 des Beutels 2 zwischen der Mündung 4 des Gehäuses 1 und dem Ventil 6 eingequetscht wird. Diese Verfahrensstufe ergibt sich aus Figur 2. Durch Betätigung des Ventils 6 (Figur 3) und vorzugsweise Anlegen eines Vakuums wird der Beutel 2 völlig evakuiert, so daß er auf ein erheblich geringeres Volumen zusammengezogen und der Überdruck zwischen Beutel 2 und Gehäuse 1 verringert wird. Somit befindet sich keine Restluft mehr in dem Beutel 2.
  • Die durch diese Verfahrensschritte vorbereitete Druckgaspackung kann entweder gelagert und so vermarktet oder unmittelbar auch mit dem Füllgut verfüllt werden. Durch Einpressen des Füllgutes (Figur 4) unter Druck, dehnt sich der Beutel 2 unter dem Überdruck beim Einpressen des Füllgutes, wobei gleichzeitig eine Druckerhöhung des im Gehäuse 1 vorhandenen Druckmittels erfolgt. Während des Füllprozesses weitet sich der Beutel durch das eingebrachte Füllgut, wobei jedoch keine Luftblasen eindringen können, so daß ein bei den bekannten Zweikammer-Sprühsystemen oft auftretendes Flackern oder kurzes Unterbrechen des Sprühstrahls oder des Stranges bei pastösen Füllgütern infolge austretender Gasblasen mit Sicherheit ausgeschlossen wird.
  • Von wesentlicher Bedeutung ist das Verhältnis von Volumen des Füllgutes und Volumen des aufgeweiteten Beutels. Der Beutel faßt das vorgesehene Füllgut nur zu einem Teil, so daß der übrige Teil des Füllgutes unter dem mechanischen Druck des Druckmittels unter Dehnung des flexiblen Materials gewaltsam eingepreßt wird. Der Beutel nimmt infolge seiner Flexibilität ein größeres Volumen ein, als der zuvor gefaltete Beutel. Hierdurch wird in dem Zwischenraum zwischen Gehäuse und Beutel der vorgesehene Überdruck des Druckmittels kontrolliert erhöht. Durch dieses Recken des flexiblen Materials des Beutels, vorzugsweise thermoplastischem Materials, verbessern sich dessen Molekularstruktur sowie physikalischen Eigenschaften, insbesondere die Permeabilität. Überraschend wurde gefunden, daß eine Diffusion, wie sie bei bekannten ungereckten Beuteln im Laufe der Zeit eintrat, nicht mehr erfolgt. Durch die Ausdehnung des Beutels während der Befüllung mit Füllgut wird dieser zur Berührung mit dem Boden des Gehäuses und/oder mit dessen Wandung gebracht, wodurch sich ein festverankerter Sitz des Beutels in dem Gehäuse ergibt. Bei den bekannten Zeikammer-Sprühsystemen erweist es sich nämlich oft als nachteilig, daß der Beutel frei in dem Gehäuse schwingen kann und es somit auf dem Transportwege infolge des Schwingens zu einer mechanischen Ausdünnung der Wandstärke des Beutels im oberen Bereich und sogar zum Abriß desselben kommen kann, was nach dem erfindungsgemäßen Füllverfahren ausgeschlossen ist.
  • Während des Entleerens des Beutels 2 der Druckgaspackung durch Betätigen des Ventils, zieht sich der Beutel 2 durch seine Rückverformungstendenz sowie infolge des pneumatischen Überdruckes im Gehäuse 1 wieder zusammen (Figur 5).
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 - Figur 10 ist das Gehäuse 1 einer Aerosol-Weißblechdose mit eingesetztem Beutel 2 und aufgesetztem Ventil 3 in Form eines Tellerventils gezeigt.
  • Die einzelnen Verfahrensschritte der Befüllung sowohl mit Druckmittel als auch mit Füllgut sind die gleichen wie vorstehend beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 - Figur 5 beschrieben.
  • Nach Erreichen des geforderten Überdrucks im Inneren des Gehäuses 1 wird der Beutel 2 mit dem Teller des Ventils 6 in das Gehäuse 1 hineingedrückt, wobei die Abdichtung durch Clinchen vorgenommen wird. Hierbei befindet sich der Öffnungsrand 3 des Beutels 2 zwischen dem Teller des Ventils 6 und der Mündung 4 des Gehäuses 1 (Figur 7). Nach Öffnen des Ventils 6 und Anlegen eines Vakuums wird der Beutel 2 völlig evakuiert (Figur 8). Durch das Einpressen des Füllgutes unter Druck dehnt sich der Beutel 2 aus (Figur 9) und nimmt nach Entleerung seines Inhalts wieder die zusammengepreßte Form an (Figur 10).
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es im Unterschied zu den bekannten Zweikammer-Sprühsystemen möglich,
    • a. handelsübliche Aerosolgebinde ohne jegliche Veränderungen an der Mündung und/oder am Boden einzusetzen;
    • b. die Begasung des Zwischenraumes zwischen Innenwandung des Gehäuses und Außenwandung des Beutels unabhängig von der Beschaffenheit der jeweiligen Füllgüter auf einfache Weise mit sämtlichen Arten von Druckmitteln in einem unabhängigen Arbeitsgang vorzunehmen, so daß die unter Innendruck stehenden leeren Gehäuse zwischengelagert, vermarktet oder anschließend sofort ggf. auch später mit Füllgütern beschickt werden können;
    • c. den luftfreien, zusammengepreßten Beutel einem Reckprozeß zu unterziehen und damit dessen physikalische Eigenschaften, insbesondere die Diffusionsbeständigkeit, zu verbessern;
    • d. die Geschwindigkeit der Abfüllung wesentlich zu erhöhen;
    • e. den in den begasten Leergehäusen vorhandenen relativ geringen und daher ungefährlichen Überdruck durch den Füllvorgang mit Füllgut anzuheben und
    • f. in besonderen Fällen eine einfache Wiederbefüllung von leergesprühten Gebinden mit frischem Füllgut vorzunehmen.
  • Aerosolgebinde sind bestimmungsgemäß Einwegbehälter und für eine gewerbliche Wiederbefüllung nicht vorgesehen. Für den Fall, daß die eingesetzten Gehäuse nicht der Druckgasverordnung unterliegen, ist es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, diese Behälter nach vollständiger Entleerung, d.h. nach Gebrauch, wieder mit frischem Füllgut nachzufüllen.

Claims (3)

  1. Verfahren zur Befüllung von Druckgaspackungen, welche aus einem Gehäuse (1), welches ein Druckmittel enthält, und mindestens einem darin befindlichen flexiblen Beutel (2), der der Aufnahme von Füllgut dient, und dessen Innenraum mittels eines im Bereich der Mündung (4) des Gehäuses (1) angeordneten Ventils (6) verschlossen ist, besteht, bei dem der flexible Beutel (2) im Gehäuse (1) derart positioniert wird, daß sich zwischen dem Öffnungsrand (3) des flexiblen Beutels (2) und der Mündung (4) des Gehäuses (1) ein Zwischenraum (5) befindet, durch den Zwischenraum (5) zwischen dem Öffnungsrand (3) des Beutels (2) und der Mündung (4) des Gehäuses (1) das Druckmittel eingefüllt wird, und der Öffnungsrand (3) des Beutels (2) zusammen mit dem Ventil (6) mit der Mündung (4) des Gehäuses (1) dicht verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend zur Evakuierung des Innenraums des Beutels (2) das Ventil (6) betätigt wird und daß nach erneutem Betätigen des Ventils (6) das Füllgut unter Druck in den Beutel (2) eingefüllt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Evakuierung des Innenraums des Beutels (2) an diesen ein Vakuum angelegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllgut unter Druck in den Beutel (2) eingefüllt wird, bis der flexible Beutel (2) über sein ursprüngliches Volumen hinaus mit Füllgut gefüllt und ausgedehnt ist.
EP90911421A 1989-07-19 1990-07-19 Verfahren zur befüllung von druckgaspackungen Expired - Lifetime EP0434821B1 (de)

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