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Ventileinrichtung an einem Aerosolbehälter
Gegenstand der Erfindung ist eine Ventileinrichtung an einem Aerosolbehälter, welcher ein Druckfluidum enthält, welches je nach dem Füllgut mit diesem zusammen in Form von Sprühnebel gespendet wird.
Im allgemeinen wurde bisher die Ventileinrichtung vor oder nach dem Eindringen des Treibfluidums, gewöhnlich eines Fluidums mit niedrigem Siedepunkt, auf die obere Öffnung des Behälters aufgesetzt. Wird das Treibmittel vor dem Aufsetzen der Ventileinrichtung auf den Behälter in diesen eingebracht, so handelt es sich um eine sogenannte "Kalte Füllung", eine Operation, welche unter Kühlung, d. h., bei einer Temperatur unterhalb des Siedepunktes des Treibmittels durchgeführt werden muss. Wird das Treibmittel nach der Montage der Ventileinrichtung in den Behälter eingebracht, indem das Treibmittel in flüssiger Form und unter hohem Druck-gewöhnlich durch und/oder um einen hohlen Ventilschaft bei gleichzeitigem Öffnen des Ventils-in den Behälter eingespritzt wird, so handelt es sich um die sogenannte "Druckfüllung".
Mit Hinblick auf die bezüglich der Dimensionen des Ventilschaftes und des Durchführungskanals in demselben geltenden Grenzen ist eine Druckfüllung bisher relativ langsam vor sich gegangen. Zur Abkürzung der Abfüllzeit wurden bereits verschiedene Ventileinrichtungen vorgeschlagen, bei welchen das Treibmittel entweder durch die Ventilkammer, in welcher das Ventil montiert ist, oder um das Gehäuse dieser Kammer durch einen Raum oder Durchlass zwischen dem Gehäuse der Ventilkammer und der Schliesskappe des Behälters eingespritzt wurde. Diese Ventileinrichtungen konnten indessen nicht befriedigen, entweder zufolge des gegenüber den normalen Ventileinrichtungen erhöhten Preises, oder zufolge der Schwierigkeiten, welche beim produktionsmässigen Abfüllen aufgetreten sind.
Erfindungsgemäss ist nun eine Ventileinrichtung an einem Aerosolbehälter dadurch gekennzeichnet, dass eine Schliesskappe des Behälters ein rohrförmiges Gehäuse trägt, welches eine Ventilkammer bildet, in welcher ein elastomerischer Dichtungsring sowie ein Ventil angeordnet sind, welches Ventil normalerweise gegen den Dichtungsring angepresst in einer Schliessstellung gehalten wird und einen rohrförmigen Ventilschaft aufweist, welcher durch das Loch der Dichtungsscheibe nach oben ragt und in diesem flüssigkeitsdicht verschiebbar geführt ist, dass die Kappe an ihrer Stirnseite eine zentrale Öffnung aufweist, welche den Ventilschaft mit Spiel umschliesst und den inneren Lochrand der Dichtungsscheibe freilässt, dass die Kappe einen mit dem Gehäuse gleichachsigen und dasselbe umschliessenden rohrförmigen Teil aufweist,
dass die Kappe und das rohrförmige Gehäuse Fluidumdurchlässe bilden, dass der Dichtungsring in der Ventilkammer an der Kappe frei anliegt und normalerweise durch das Ventil dichtend gegen die Stirnseite der Kappe gedrückt wird, wobei der Dichtungsring die Fluidumdurchlässe zwischen der Kappe und dem rohrförmigen Gehäuse abdichtet und zugleich eine Dichtung zwischen der inneren Wandung des rohrförmigen Gehäuses und dem Ventilschaft bildet, dass die Durchlässe zwecks Einführen des Fluidums in den Behälter geöffnet werden, wenn der Dichtungsring von der Stirnseite der Kappe durch den Druck des von aussen eingespritzten Fluidums abgehoben wird, wenn das Fluidum durch die zentrale Öffnung um den Ventilschaft eingespritzt wird und schliesslich dass der Dichtungsring am rohrförmigen Gehäuse und am Ventil auch bei seiner axial nach unten gerichteten Bewegung dichtend wirkt.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ; es zeigt : Fig. 1 den oberen Teil eines Behälters mit der montierten Ventileinrichtung im Axialschnitt, Fig. 2 die Ventileinrichtung gemäss der Fig. 1 im Axialschnitt, jedoch im grösseren Massstab, Fig. 3 die Ventileinrichtung gemäss Fig. 2 in einem etwas kleineren Massstab beim Einspritzen des Treibfluidums, Fig. 4 das rohrförmige Gehäuse von oben gesehen, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 4, Fig. 6 einen Axialschnitt durch den Dichtungsring.
Gemäss der Fig. l ist die Öffnung eines Aerosolbehälters 11 durch eine gesamthaft mit 10 bezeichnete Ventileinrichtung verschlossen.
Die Ventileinrichtung 10 besitzt ein zylindrisches Gehäuse 12, welches eine Ventilkammer 13 umschliesst, in welcher ein elastomerischer Dichtungsring 14, ein Auslassventil 15 und eine Feder 16 angeordnet sind, wobei das Ganze in einer Schliesskappe 17 untergebracht ist.
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Der Behälter 11 kann jede gewünschte und geeignete Form aufweisen, vorausgesetzt, dass er eine Öffnung aufweist, welche durch die Ventileinrichtung 10 abgeschlossen ist.
Das Gehäuse 12 besitzt an seinem oberen Ende einen radialen Flansch 18, welcher an seiner Aussenkante, bei 18'abgerundet ist und Bohrungen 19 und 20 verschiedenen Durchmessers sowie einen axialen Stutzen 21. Zwischen den Bohrungen 19 und 20 befindet sich eine Schulter 22, wobei die Bohrung 19 bei 23 sich konisch nach aussen erweitert. Das Gehäuse besitzt im Unfangssinne verteilt radiale Schlitze 24, welche Rippen 24'bilden und mit axialen Schlitzen 25 des Flansches 18 kommunizieren, wobei die axialen Schlitze 25 voneinander durch Rippen oder Stege 25'getrennt sind. An der inneren Wandung der Bohrung20 des Gehäuses 12 sind im Umfangssinne verteilt Längsrippen 26 angeordnet, welche unterhalb der Schulter 22 entspringen und sich bei zunehmender radialer Höhe gegen den Boden der Kammer 13 erstrecken.
Jede zweite Rippe 26 erstreckt sich mit einem vom Boden 27 der Kammer vorstehenden radialen Fortsatz bis zu einer ringförmigen Ausbildung 28 des Bodens, welche das untere Ende einer Feder 16 zentriert. Das Gehäuse 12 kann aus jedem geeigneten Material bestehen, vorteilhaft aus einem synthetischen Harz, wie beispielsweise Nylon od. dgl., auf alle Fälle aus einem bezüglich des Füllgutes beständigen Material, wobei dieses Material vorteilhaft durch Giessen zu dem Gehäuse verarbeitet wird.
Der Dichtungsring 14 ist-wie dargestellt-vorteilhaft nach und besteht aus einem elastomerischen Material, welches durch das Füllgut nicht angegriffen wird. Das zentrale Loch 14 a des Dichtungsringes erweitert sich konisch nach oben. Der äussere Umfang 14 b des Dichtungsringes ist konkav, rillenförmig ausgebildet, wie am besten in der Fig. 6 ersichtlich ist. Der äussere Durchmesser des Dichtungsringes ist so gewählt, dass der Ring normalerweise auf der konischen Fläche 23 der Bohrung 19 flüssigkeitsdicht abgestützt ist, jedoch unter dem Druck des einzuspritzenden Treibfluidums auf die obere Stirnfläche weiter in die Bohrung 19 hineinbewegt werden kann. Dies wird nachfolgend noch mehr erläutert werden.
Das Ventil 15 besitzt in der Projektion einer inneren Stirnfläche 29 einen sich nach innen erstreckenden axialen Fortsatz 29 a und einen die Stirnfläche 29 umschliessenden und sich nach aussen erstreckenden zylindrischen Hohlschaft 30, welcher an seinem äusseren Ende offen und vom Dichtungsring 14 dichtend umschlossen ist. Das Ventil 15 besitzt ferner eine axiale Ringrippe 31, welche das untere Ende des Ventilschaftes mit radialem Abstand umgibt und mit diesem einen Ringkanal 32 bildet. Das untere Ende des Ventilschaftes 30 besitzt einen Durchlass 30 a, welcher den Hohlraum des Ventilschaftes mit dem Kanal 32 verbindet. Ähnlich zum Gehäuse 12 kann auch das Ventil 15 aus jedem geeigneten Material, wie Nylon oder sonst ein Kunstharz hergestellt sein, welches Material in bezug auf das Füllgut beständig ist.
Die Schliesskappe 17 ist topfförmig ausgebildet, mit einem nach aussen vorstehenden, zentralen, zylindrischen Sockel 33 sowie mit einem rinnenförmigen Aussenrand 34 zur Befestigung der Ventileinrichtung am Behälter 11. Der Sockel 33 umschliesst den Umfang des Flansches 18 und besitzt eine äussere Stirnwand 35, welche den Dichtungsring 14 überlappt und den Ventilschaft unter Freilassung eines Ringspaltes 36 umgibt. Das innere Ende des Sockels ist im Umfangssinne verteilt mit Einbuchtungen 36 a versehen, welche die Unterkante des Flansches 18 hintergreifen, um die Ventileinrichtung zu halten und das Gehäuse und den Dichtungsring flüssigkeitsdicht gegeneinander zu pressen.
Die Einbuchtungen sind vorteilhaft lediglich so tief, dass die unteren Enden der in ihrem Bereiche ausmündenden Schlitze 25 freibleiben, damit der zum Einspritzen des Treibfluidums verfügbare Durchlassquerschnitt nicht vermindert wird.
Wie üblich, ist auf das äussere Ende des Schaftes 30 ein Druckknopf 37 aufgesteckt, welcher gewöhnlich eine zylindrische Form aufweist, und im Durchmesser kleiner ist als der Sockel 33 und ausserdem eine Auslassdüse 37 a besitzt, welche in einen Kanal 38 mündet, der seinerseits mit der Bohrung des Schaftes 30 kommuniziert. Wie üblich ist ausserdem auf dem Stutzen 21 ein Schlauch 39 aufgesteckt.
Die wesentlichen Unterschiede der beschriebenen Ventileinrichtung gegenüber den bekannten Einrichtungen dieser Art sind die folgenden :
1. Das Gehäuse 12 weist an seinem oberen Ende einen Flansch mit radialen Nuten 24 auf, welche mit Längsnuten 25 kommunizieren und zusammen mit denselben jeweils einen in den Behälter mündenden Feindurchlass bilden.
2. Der Dichtungsring 14 besitzt eine neue Form und er ist an einer sich nach aussen konisch erweiternden Fläche 23 des Gehäuses 12 abgestützt, wobei der Dichtungsring zwischen dem oberen Teil des Gehäuses und der Stirnwand der Schliesskappe nicht festgeklammt ist, sondern sich in Abstand von der Schulter 22 des Gehäuses befindet und in Richtung auf diese Schulter bewegbar ist.
3. Dank der Montage und der gegenseitigen Zuordnung der Einzelteile wird das Dichten des Dichtungsringes weder am Gehäuse, noch am Ventilschaft beeinträchtigt, wenn der Ventilschaft entsprechend seiner durch den Ringspalt 36 gewährten Bewegungsfreiheit axial bewegt oder gekippt wird.
4. Der grösste Durchmesser des Druckknopfes ist kleiner als derjenige der Stirnwand 35.
Dank den erwähnten Unterschieden kann die Ventileinrichtung als eine Einheit am Behälter 11 montiert werden, nachdem das zu spendende Füllgut in diesen abgefüllt worden ist, wobei das Treibfluidum anschliessend unter Druck eingespritzt werden kann, wie in der Fig. 3 dargestellt. Gemäss dieser Fig. 3 wird ein Füllkopf 40 benützt, welcher einen grösseren Durchmesser als der Sockel 33 aufweist und mit einem Dichtungsring 41 ausgerüstet ist, welcher am Füllkopf 40 in geeigneter Weise, z. B. durch eine mit einem Stirnband versehene Hülse 42 gehalten ist. Der Füllkopf umschliesst, wenn auf den Sockel aufgesetzt, diesen flüssigkeitsdicht, so dass ein Treibfluidum, wie beispielsweise "Freon" unter hohem Druck in den
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Füllkopf eingeführt werden kann.
Ein Teil des Treibmittels wird zunächst durch die Spritzdüse 37 a des Druckknopfes sowie durch den Kanal des Ventilschaftes und den Durchlass 30 a eintreten, um auf das Ventil 15 eine Kraft auszuüben, die bestrebt ist, das Ventil gegen die durch die Rippen 26 gebildeten Anschläge 43 anzupressen, wobei eine beschränkte Menge des Treibmittels in die Ventilkammer 13 und durch den Schlauch 40 in den Behälter gelangt. Durch den Ringspalt 36 übt das Treibmittel zur gleichen Zeit einen Druck auf den Dichtungsring 14 aus, welcher axial in das Gehäuse 12 gedrückt und von der Stirnwand 35 abgehoben wird, u. zw. bewegt sich der Dichtungsring bis zum Aufsitzen auf der Schulter 22, so dass die Nuten 24 freigegeben werden. Das Treibmittel gelangt durch diese Nuten und durch die Nuten 25 in den Behälter, wie in der Fig. 3 durch Pfeile angedeutet ist.
Dabei bleibt die Dichtwirkung zwischen dem Dichtungsring und dem Gehäuse 12 bzw. dem Ventilschaft 30 erhalten, so dass nachdem ganz am Anfang des Abfüllvorganges eine kleine Menge des Treibmittels durch den Ventilschaft und am Ventil 15 in den Behälter gelangen konnte, der Dichtungsring wieder mit der Dichtungsfläche der Ringrippe 31 in Berührung kommt und den zunächst freigegebenen Durchlass wieder abschliesst. Das gesamte Treibmittel wird danach im Sinne der Pfeile gemäss der Fig. 3 in den Behälter gelangen und die Ventilkammer nicht mehr durchströmen. Unter diesen Umständen ist die Abfüllgeschwindigkeit in keiner Weise z. B. durch die lichte Weite des Schlauches 39 beschränkt.
Wenn der Behälter abgefüllt und der Ventilkopf abgehoben wird, drückt das Ventil 15 die Dichtungsscheibe 14 unter der Wirkung der Feder 16 sowie des im Behälter herrschenden Druckes in seine normale Schliesslage gemäss Fig. 2. Die Treibmittelreste am Druckknopf oder am Sockel entweichen nach Abnahme des Füllkopfes sozusagen augenblicklich.
Dank des Ringspaltes 36 zwischen der Stirnwand 35 und dem Ventilschaft 30 kann bei Betätigung des Druckknopfes 37 gegen die Wirkung der Feder 16 bzw. des inneren Druckes des Behälters der Ventilschaft mit dem Ventil entweder niedergedrückt, oder gekippt, oder aber gleichzeitig niedergedrückt und gekippt werden, um das Ventil 15 ganz oder teilweise von dem Dichtungsring abzuheben und das Ausströmen des Behälterinhaltes zu gestatten.
Auf Grund des Vorstehenden kann gesagt werden, dass die Ventileinrichtung ein Auslassventil und ein Füllventil aufweist ; letzteres umfasst sämtliche essentielle Teile des kippbaren Auslassventils und die Verbesserungen bestehen darin, dass die Kappe und das rohrförmige Gehäuse mit ihren benachbarten Wandungen Fluidumdurchlässe bilden, welche normalerweise durch den Dichtungsring geschlossen sind, welcher Dichtungsring im rohrförmigen Gehäuse axial bewegbar und von der Stirnwand der Kappe abhebbar ist, namentlich durch von aussen gegen den zentralen Teil des Dichtungsringes wirkenden Fluidumdruck, wobei die Fluidumdurchlässe geöffnet werden und das Druckfluidum in den Behälter einströmen kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ventileinrichtung an einem Aerosolbehälter zum Füllen und zum Entleeren des Behälters, mit einer auf dem Behälter aufgesetzten Schliesskappe, die ein rohrförmiges Gehäuse trägt, welches eine Ventilkammer umschliesst, in welcher ein elastomerischer Dichtungsring und ein Ventil angeordnet sind, welches Ventil einen rohrförmigen Schaft aufweist, der sich durch das Loch des Dichtungsringes flüssigkeitsdicht nach oben erstreckt, in dem Loch verschiebbar geführt ist und normalerweise dichtend gegen den Dichtungsring anliegt, wobei die Kappe eine zentrale Öffnung aufweist, welche im Durchmesser grösser ist als der Ventilschaft und den zentralen Teil des Dichtungsringes freilässt, dadurchgekennzeichnet, dass die Kappe (17) und das rohrförmige Gehäuse (12) miteinander Fluidumdurchlässe (24, 25) bilden,
dass der Dichtungsring (14) in der Ventilkammer (13) an der Kappe frei anliegt und normalerweise durch das Ventil (15)
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für das einzuspritzende Fluidum freigeben, wenn der Dichtungsring axial nach unten von der Stirnwand der Kappe durch das von aussen unter Druck durch die zentrale Öffnung (36) zwischen der Kappe und dem Ventilschaft einströmende Fluidum abgehoben wird, wobei jedoch der Dichtungsring auch bei seiner axialen Bewegung nach unten am rohrförmigen Gehäuse und am Ventilschaft dichtend aufliegt.