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Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilstange für Druckspeichergefässe, insbesondere Siphonflaschen, bestehend aus einem Metallrohr, das an seinem unteren Ende zu einem mit einem Ventilkörper zusammenwirkenden Schliesskörper ausgebildet oder unlösbar mit einem Kunststoff-Ventilschliesskörper verbunden ist.
Es ist bekannt, dass die Ventilstange handelsüblicher Siphonflaschen einen der wichtigsten Bestandteile der Schliessvorrichtung bildet. Findet die Dosierung der Flüssigkeit oder des Gases, oder des aus Gas und Pulver bestehenden Gemisches durch die Verschiebung der Ventilstange bzw. durch die darin vorgesehene Bohrung (Bohrungen) statt, so muss die Ventilstange eine entsprechende Dichtung und geeignete Festigkeit aufweisen, und sie muss korrosionsbeständig und verschleissfest sein ; des weiteren ist eine Gestaltung unerlässlich, bei der weder eine Nut noch eine Aussparung vorhanden ist, in denen z. B. bei Haushaltssiphonflaschen Reste des Inhalts zurückbleiben bzw. sich anlagern könnten.
Zu diesem Zwecke werden im allgemeinen aus korrosionsbeständigen Grundstoffen durch Spanabhebung hergestellte Ventilstange angewendet.
Die Formgebung durch Spanabhebung stellt eine verhältnismässig komplizierte Aufgabe dar, da infolge der Wirkungsweise der Ventilstange der sogenannte untere Dichtungsring durch den herrschenden Druck solange an den Ventilblock gepresst wird, bis an beiden Seiten der Dichtung ein Druckausgleich entsteht.
Wird die Dosierung durch den erwähnten Prozess verhindert, so muss die Abtrennung des Dichtungsringes vom Ventilblock in irgendeiner Weise sichergestellt werden.
Die üblichen Lösungen, so z. B. eine mechanische Einspannung, erfordern die Ausarbeitung einer tiefen Nut, die die Reinigung beeinträchtigt ; bei einer bekannten Lösung wird eine longitudinale Einfräsung an dem Mantel ausgebildet, was ebenfalls eine arbeitsaufwendige technologische Aufgabe darstellt, wobei die erwähnte Einfräsung sich leicht verstopft.
In der AT-PS Nr. 212742 ist eine Schaumsiphonflasche beschrieben, bei der die Dichtung an der Ventilstange befestigt ist. Für diese Lösung ist die massive Ventilstange charakteristisch, die mit einem separaten Ausgussstutzen versehen ist und am Unterteil einen mechanisch befestigten Dichtungsring aufweist.
Ein Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass die mechanische Befe6tigung des Dichtungsringes recht kompliziert ist, da an den schwer zerspanbaren rostfreien Bestandteilen ein Gewinde kleinen Durchmessers zu schneiden bzw. zu bohren ist ; dieser Mangel kann durch einen sehr tiefen Einstich beseitigt werden, der den Dichtungsring festhält ; die weiteren Nachteile können nicht vermieden werden, u. zw. können der auf mechanischem Wege befestigte Abdichtungsgummi und dessen Bereich praktisch nicht gereinigt werden, auch besteht ein Nachteil darin, dass entlang des gesamten Umfanges des Ventils durch das zwangsweise Öffnen ein plötzliches Öffnen erfolgt, wodurch ein unangenehmes heftiges Ausspritzen praktisch unvermeidbar ist.
Aus oben erwähnten Gründen wurden Ventilstangen auf den Markt gebracht, welche zwar in massiver Form ausgeführt worden sind, jedoch keinen mechanisch befestigten Dichtungsring aufwiesen ; der Dichtungsring konnte sich frei an der Ventilstange bewegen, wonach eine halbmondförmige, mit der Längsachse parallel verlaufende Einfräsung den Behälter allmählich öffnend, den Druck an die andere Seite des Dichtungsringes führte, wodurch die stufenweise Abtrennung möglich geworden ist. Der Vorteil des genannten Systems war offensichtlich und so verbreitete sich diese Lösung sehr rasch.
Es ist auf das Erscheinen der Kunststoff-Siphonköpfe zurückzuführen, dass die verbreitete, bewährte Ventilstange mit einem Dichtungsgleitring sich in letzter Zeit trotzdem als wenig günstig erwiesen hat. Auf dem Markte sind nämlich Ventilstange mit einem zentralen Ausguss erschienen, deren offensichtlicher Vorteil - mit den massiven Ventilstangen verglichen-darin bestand, dass der separate Ausgussstutzen sich erübrigt hatte, wodurch einerseits das zur Herstellung erforderliche Giesswerkzeug einfacher geworden ist, anderseits einer der zu reinigenden Teile weggelassen werden konnte ; mit der Verbreitung der Kunststoff-Kopfblöcke gelangt diese Lösung immer mehr zur Anwendung.
Der Übergang von der einen Lösung auf die andere war in gewisser Hinsicht problematisch.
Einerseits kommt bei dieser letzterwähnten Lösung die Anwendung der herkömmlichen Methode der Dichtungsringabtrennung, die Ausbildung einer halbmondförmigen Einfräsung, nicht mehr in Betracht, da diese eine ungerechtfertigte Durchmesserzunahme mit sich brachte ; des weiteren war ein auf einer separaten Maschine durchzuführender Arbeitsgang notwendig.
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Ein weiteres Problem bei den ausgehöhlten Ventilstangen besteht darin, dass eine einwandfreie Qualität nur bei Ventilstangen aus rostbeständigem Stahl gewährleistet werden kann. Die aus Aluminium oder völlig aus Kunststoff hergestellten Ventilstangen lassen in qualitativer Hinsicht manches zu wünschen übrig.
In der CH-PS Nr. 514496 ist eine Ventilstange beschrieben, die mit einer Zentralbohrung versehen ist und bei der die Dosierung der Flüssigkeit durch mehrere, zu der Zentralbohrung senkrechte Bohrungen erfolgt. Bei dieser Konstruktion berührt während des Öffnens der Dichtungsring die Ventilstange nicht ; so üben die Bohrungen bloss eine verbindende Funktion aus und werden zu einer"Teilsteuerung" überhaupt nicht angewendet. Bei der schweizerischen Lösung sind mehrere zu der Achse senkrecht laufende Bohrungen vorhanden, die jedoch in der gleichen Höhe angeordnet sind und das Öffnen gleichzeitig durchführen.
Diese Bohrungen ersetzen also eine einzige Bohrung, deren Oberfläche mit der Gesamtoberfläche der Bohrungen übereinstimmen würde, die jedoch wegen des erforderlichen grossen Durchmessers nur in mehrere Teile aufgeteilt angewendet werden kann.
Um die Herstellung der verhältnismässig komplizierten Ventilstange vereinfachen zu können, kann die Ventilstange aus mehreren Teilen hergestellt werden, wobei die einzelnen Teile mit einem Schraubengewinde aneinander befestigt werden können. Der Nachteil dieser scheinbar zweckmässigen Lösung besteht darin, dass die Behandlung des Schraubengewindes viele Schwierigkeiten für den Verbraucher mit sich bringt, des weiteren lässt sich die Ablagerung von schwer entfernbaren Verunreinigungen zwischen den Gewinden nicht vermeiden.
Der Erfindung wurde die Aufgabe gestellt, die beschriebenen Nachteile zu beseitigen und gleichzeitig eine Ventilstange zu schaffen, die geeignet ist, aus einem Druckspeichergefäss, insbesondere aus einer Schaumsiphonflasche, Flüssigkeit und Gas oder das Gemisch von Gas und Pulver mit höchster Betriebssicherheit dosieren zu können, die des weiteren leicht und in Massenfabrikation hergestellt werden kann und keine Rillen oder Nuten aufweist, die die Reinigung erschweren könnten.
Die gesetzte Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einer Ventilstange der eingangs erwähnten Art erreicht, deren Besonderheit darin besteht, dass der Ventilschliesskörper mit einem Dichtungsring versehen ist, der in geschlossener Lage des Ventils eine Ausmündung mindestens einer mit der zentralen Austrittsbohrung der Ventilstange verbundenen Querbohrung verschliesst, und dass die Querbohrung bzw.
Querbohrungen mindestens eine oberhalb des Dichtungsringes austretende Austrittsöffnung aufweist bzw. aufweisen.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Ventilstange zeichnet sich dadurch aus, dass die Querbohrung durchgehend und derart schräg im Ventilschliesskörper angeordnet ist, dass ihre untere Öffnung durch den Dichtungsring verschliessbar ist, ihre obere Öffnung hingegen oberhalb des Dichtungsringes mündet. Ferner können an dem Ventilschliesskörper eine untere, durch den Dichtungsring verschliessbare Querbohrung und eine obere oberhalb des Dichtungsringes mündende Querbohrung vorgesehen sein, die beide in die zentrale Austrittsbohrung münden und zu dieser senkrecht verlaufen.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand einiger vorteilhafter, in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen : Fig. 1 die konstruktive Gestaltung einer Ventilstange und den sich daran anschliessenden Bestandteil im Schnitt, Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel, Fig. 3a die Lage der Ventilstange nach Fig. l im Ruhezustand, Fig. 3b im Betriebszustand.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 bildet ein aus Metall, vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Stahl, hergestellte Rohr --2-- die Ventilstange und bestimmt mit der Lage der Zentralbohrung --1-- die Lage des Ausgussrohres. Am Rohr --2-- sind aus Kunststoff hergestellte Einlagestücke --3-- und ein ebenfalls aus Kunststoff, vorzugsweise durch Spritzgiessen hergestellter Ventilkörper --3a-- befestigt. Um die Verschleissfestigkeit der stark beanspruchten Teile der Ventilstange sicherzustellen, sind diese mit einem Schutzmantel --4-- versehen. Der Werkstoff des Schutzmantels --4-- ist zweckmässig mit jenem des Rohres --2-- identisch.
Im Ventilkörper --3a-- ist eine mit der Zentralbohrung-l-in Verbindung stehende schräge Bohrung --7-- vorgesehen, die das ungehinderte Ablösen des Dichtungsringes --5-- von seinem Sitz ermöglicht.
In Fig. 2 ist eine Ventilstange schematisch dargestellt, bei der - die möglichen herstellungstechni- sehen Bedingungen berücksichtigend-anstatt einer schrägen Bohrung --7-- gemäss Fig. 1 Bohrungen in
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verschiedenen Höhenstufen durch Anordnung einer zur Zentralbohrung senkrechten unteren Bohrung - und einer oberen Bohrung --8-- münden.
Die Fig. 3a und 3b veranschaulichen die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Ventilstange. Im Ruhezustand nimmt die Ventilstange --2-- die in Fig. 3a dargestellte Lage ein, wobei durch den Dichtungsring --5-- verhindert wird, dass zu dosierendes Material durch die Zentralbohrung-l-aus dem Druckspeichergefäss ins Freie austritt.
Wird nun die Ventilstange nach unten gedrückt, strömt das unter Druck stehende Material - wie es aus Fig. 3b ersichtlich ist-in der angedeuteten Pfeilrichtung aus ; nach erfolgter geringer Bewegung der Stange wird Druck durch die obere Öffnung der schrägen Bohrung - bzw. durch die obere Bohrung --8-- oberhalb des Dichtungsringes --5-- wirksam ; nachdem auf diese Weise der Druckunterschied zwischen der oberen und unteren Fläche des Verdichtungsringes ausgeglichen worden ist, kann der Dichtungsring --5-- den Ventilsitz verlassen und sich mit der Ventilstange mitbewegen.
Durch die Anordnung einer in zwei Höhenstufen mündenden Querbohrung erübrigen sich am Ventilkörper --3a-- und an den sich daran anschliessenden Bestandteilen die eine Lösung des Dichtungsringes --5-- fördernden Rillen, Nuten usw., wodurch die Herstellung der Ventilstange einfacher, der Betrieb sicherer und hygienischer wird, weil bei der erfindungsgemässen Ventilstange nicht mehr zu befürchten ist, dass in den Nuten Reste des Inhalts oder andere Stoffe zurückbleiben oder Zerfallprodukte infolge ungenügender Reinigung Verunreinigungen hervorrufen könnten.
Durch die Erfindung ist es gelungen, eine Ventilstange zu schaffen, welche die Vorteile einer Metall-Kunststoffkombination vereinigt, die leicht herstellbar ist und gleichzeitig eine einfachere Massenproduktion ermöglicht, wobei alle Flächen, die infolge der konstruktiven Gestaltung der Schaumsiphonflasche mit scharfkantigen Stahlbestandteilen in Berührung kommen, bzw. zusammenwirken, gegen Verschleiss wirksam geschützt sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ventilstange für Druckspeichergefässe, insbesondere Siphonflaschen, bestehend aus einem Metallrohr, das an seinem unteren Ende zu einem mit einem Ventilkörper zusammenwirkenden Schliesskörper ausgebildet oder unlösbar mit einem Kunststoff-Ventilschliesskörper verbunden ist, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Ventilschliesskörper (3a) mit einem Dichtungsring (5) versehen ist, der in geschlossener Lage des Ventils eine Ausmündung mindestens einer mit der zentralen Austrittsbohrung (1) der Ventilstange verbundenen Querbohrung (6,7) verschliesst, und dass die Querbohrung bzw. Querbohrungen mindestens eine oberhalb des Dichtungsringes austretende Austrittsöffnung (8) aufweist bzw. aufweisen.
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