Auf einen elastisch nachgiebigen Behälter aufgesetztes Ventil
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein auf einen elastisch nachgiebigen Behälter aufgesetztes Ventil zur Abgabe des Behälterinhaltes, bei welchem ein auf den Behälterinhalt ausgeübter Druck ein Abheben eines Verschlussteiles von seinem Sitz entgegen der Kraft einer Feder bewirkt, und die Feder als flexible Arme aus nichtmetallischem Werkstoff ausgebildet ist, die im Raume zwischen dem Verschlussteil und der Ausgabeöffnung angeordnet sind.
Tuben aus elastischem Kunststoff haben die Eigenschaft, infolge ihrer federnden Eigenschaften nach dem Herauspressen eines Teiles ihres Inhaltes ihre ursprüngliche Form wieder anzunehmen. Nach dem Nachlassen des Auspressdruckes tendieren sie deshalb dazu, Luft einzusaugen. Für einige Produkte ist dies von Nachteil, da diese sich im Innern der Tube in Gegenwart von Luft verändern. Beispiele solcher Produkte sind Zahnpasten und gewisse parfumierte Toilettencremen. Das Vorhandensein von Luft, namentlich von fein verteilter Luft in gewissen Zahnpasten kann dafür verantwortlich sein, dass sich die festen und flüssigen Bestandteile voneinander trennen. Zudem kann die Gegenwart von Luft dazu führen, dass gewisse ätherische ble, welche insbesondere Zahnpasten beigemischt werden, oxydieren.
Bei andern Produkten, beispielsweise Rasiercremen, kann das Vorhandensein von Luft die Oxydation von Parfum-Komponenten bewirken. Ausserdem besteht bei solchen Kunststofftuben der weitere Nachteil, dass nach einer teilweisen Entleerung beim Herauspressen eine Mischung des eingefüllten Produktes zusammen mit Luft herausgespritzt wird, wodurch unerwünschte Spritzer entstehen. Ausserdem haben diese Tuben, sofern sie nicht durchsichtig sind, den Nachteil, dass man nicht weiss, wie weit sie noch gefüllt sind.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Arme im wesentlichen auf einem zum Verschlussteil konzentrischen Kreis angeordnet sind und von der Mittelsenkrechten auf diesen Verschlussteil auf ihrer ganzen Länge mindestens angenähert den gleichen radialen Abstand haben und gleichsinnig geneigt sind.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Behälter;
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Behälter gemäss Fig. 1 in auseinandergezogener Darstellungsweise;
Fig. 3 einen Schnitt durch einen Ventilteil in einem gegenüber Fig. 1 vergrösserten Masstab;
Fig. 4 eine Ansicht des Ventilteiles gemäss Fig. 3;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 3 und 4 dargestellten Ventilteiles;
Fig. 6 ein Längsschnitt durch eine Ausführungsvariante eines Behälters mit Ventil;
Fig. 7 eine Ansicht des Ventilteiles gemäss Fig. 6;
Fig. 8 eine Ansicht des Ventilteiles gemäss Fig. 7 von der Unterseite.
Ein federnder, zusammendrückbarer Behälter 1, insbesondere in Form einer Tube aus Polyäthylen oder einem ähnlichen Kunststoff mit einem im Innern angebrachten Überzug aus Polyvinyliden-Chlorid, weist einen rohrförmigen Körper 2, eine Schulter 3, einen Hals 4 und eine Auslassöffnung 5 auf. Auf der Aussenseite des Halses 4 ist ein Aussengewinde 6 vorgesehen, auf welches eine mit einem Innengewinde 8 versehene Kappe 7 aufgeschraubt ist. Die Kappe 7 besteht ebenfalls aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus Urea-Formaldehyd mit einem holzhaltigen Füller und weist einen Ausguss 9 auf. Eine Ventilscheibe 11 oder ein Ventilteller, welche aus einem verhältnismässig weichen Kunststoff, insbesondere aus PVC besteht, weist einen Zentrierkegel 12 auf, der in die Auslassöffnung 5 hineinragt.
Dieser Zentrierkegel dient nicht nur zur Zentrierung der Ventilscheibe 11 relativ zur Auslassöffnung 5, sondern hat ausserdem die Funktion eines Nadelventiles in der Auslassöffnung 5, wobei sich der Durchflussquerschnitt mit zunehmender Abhebung der Ventilscheibe 11 vom Ventilsitz vergrössert. Die Ventilscheibe weist ferner einen ringförmigen Ansatz 13 auf, welcher auf der Stirnseite 14, die den Ventilsitz bildet, zum Aufliegen bestimmt ist und die Auslassöffnung 5 umgibt und abschliesst. Auf der dem ringförmigen Ansatz gegenüberliegenden Seite der Ventilscheibe 11 befinden sich Arme 15, welche zusammen mit der Ventilscheibe aus einem einzigen Stück bestehen. Diese Arme 15 sind gleichsinnig geneigt, so dass sie zur Ventilscheibenfläche einen Winkel von etwa 45o bilden, und auf einem Kreis angeordnet, wie dies aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht.
Dieser Kreis ist konzentrisch zur Ventilscheibe 11.
Diese Arme 15 liegen gegen eine Schulter 16 in der Kappe 7 an und sind so lang, dass sie die Ventilscheibe 11 gegen die Stirnseite 14 drücken. Durch die Neigung der Arme 15 weicht jeder derselben bei einem Abheben der Ventilscheibe 11 von ihrem Sitz unabhängig vom andern aus. Der Zentrierkegel 12 ist so ausgebildet, dass er die Auslassöffnung 5 nicht gänzlich schliesst, wenn sich die Ventilscheibe
11 in der Verschlusslage befindet, d. h. wenn die Stirnseite der Ventilscheibe 11 gegen die Stirnseite 14 anliegt.
Nachfolgend seien die Verhälnisse bei einer gefüllten Tube betrachtet. Wenn sich die Kappe 7 in der Verschlusslage befindet, ist sie satt auf den Hals 4 aufgeschraubt, so dass die Arme 15 durch die Schultern 16 umgebogen sind. Dadurch drückt der ringförmige Ansatz 13 dichtend gegen die Stirnseite 14. Dies bewirkt, dass selbst bei einem Zusammenpressen des Tubenkörpers 2 die Ventilscheibe 11 gegen die Stirnseite 14 gepresst wird als Folge der vergrösserten Schliesskraft, welche durch die Arme 15 erzeugt wird.
Durch eine Schraubverdrehung der Kappe 7 um etwa eine Vierteldrehung - was durch Markierungen kenntlich gemacht ist - kommt diese in die Öffnungsposition. In Fig. 1 ist die Öffnungslage dargestellt. In dieser Lage befinden sich die Arme 15 in einer derartigen Stellung, dass sie die Ventilscheibe
11 immer noch leicht gegen die Stirnseite 14 drükken. Wenn nun die Tube zusammengepresst wird, genügt der Druck des Tubeninhaltes, dass die Ventilscheibe 11 von ihrem Sitz angehoben wird, und zwar entgegen der Federkraft der Arme 15. Ein Teil des Inhaltes der Tube ergiesst sich nun von der Auslassöffnung 5 her um die Ventilscheibe 11 herum und gelangt hierauf in den Ausguss 9. Da sich die Ventilscheibe 11 von der Stirnseite 14 abhebt, wird der Zentrierkegel 12 etwas aus der Auslassöffnung 5 zurückgezogen, wodurch sich der Durchflussquer schnitt leicht vergrössert.
Wenn der Druck auf den Tubenkörper nachlässt, wird die Ventilscheibe 11 durch die federnden Arme 15 in ihre Abdichtstellung zurückgedrückt. Da die Tube bestrebt ist, ihre ursprüngliche Form wieder einzunehmen, entsteht im Innern der Tube ein Sog, welcher bewirkt, dass die Ventilscheibe 11 wieder in ihre Dichtungslage zurückkehrt. Während sich die Ventilscheibe 11 in ihre Dichtungslage zurückbewegt, entsteht die Tendenz, dass ein Teil des sich in der Kappe befindlichen Materials in der Nähe des Ausgusses in die Tube zurückgesaugt wird.
Die Kappe 7 kann ohne weiteres in ihrer Öffnungsposition belassen werden, da die federnden Vorsprünge 15 die Ventilscheibe in die Verschlusslage drücken. Sobald ein Teil des Tubeninhaltes herausgepresst werden soll, genügt es, diese zusammenzupressen. Beim Transport der Tube ist es jedoch zweckmässig, wenn die Kappe 7 in die Verschlusslage gedreht wird.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante ist in den Fig. 6 bis 8 dargestellt, die nun beschrieben wird.
Eine aus zusammendrückbarem Kunststoff bestehende Tube 20 weist einen Hals 21 auf, der sich an eine Schulter 22 anschliesst. Ein Einwegventil in Form einer in sich geschlossenen Baueinheit 23 ist in den Hals 21 bis zum Schulteransatz hineingestossen. Diese Einheit 23 wird in ihrer Lage durch Klebstoff festgehalten.
Die Baueinheit 23 weist ein Gehäuse auf, das einen Hauptteil 24, eine Ausflussöffnung 25 und eine Scheibe 26 enthält, welche auf dem Hauptteil 24 befestigt ist. Eine Öffnung 27 in der ringförmigen Scheibe 26 dient für den Durchfluss des Materials.
Die Seitenwand 28 dieser Öffnung 27 ist konisch ausgebildet. Eine bewegliche Ventilscheibe 29, die im Innern des Gehäuses liegt, besteht aus einem kreisförmigen Teil mit vier mit der Ventilscheibe ein einziges Stück bildenden Armen 30. Diese Ventilscheibe 29 ist aus einem sehr gut federnden PVC Kunststoff hergestellt. Von der Unterseite der Ventilscheibe 29 ragt ein ringförmiger Ansatz 31 mit keilförmiger Querschnittsform ab, welcher in die Öffnung 27 hineinragt und die Ventilscheibe 29 zentriert. Die Fläche 32 dieses Ansatzes 31 hat den gleichen Neigungswinkel wie die Seitenwand 28.
Wenn sich die Ventilscheibe 29 gegen die Dichtungsfläche 33 der Scheibe 26 anlegt, verbleibt ein schmaler Spalt 34 zwischen der Aussenfläche 32 und der Seitenwand 28. Die Arme 30 entsprechen hier den Armen 15 in der erstbeschriebenen Ausführungsform.
Bezüglich der Ventilscheibenfläche sind die Arme um 20 bis 70) geneigt, vorzugsweise um etwa 35 bis 55ç). Die freien Enden der Arme 30 drücken gegen den Hauptteil 24. Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, ist auch hier eine ringförmige Ausnehmung 35 zwischen dem Rand der Ventilscheibe 29 und der Seitenwand des Hauptteiles 24 vorhanden.
Die Lage 36, in welcher die Arme 30 an der Ventilscheibe 29 befestigt sind, ist so getroffen, dass ihr Abstand vom Ventilscheiben-Zentrum grösser ist als derjenige des Ansatzes 31, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Jeder Arm 30 befindet sich im gleichen radialen Abstand von der Ventilscheibenachse, und die gegenseitigen Abstände sind gleich gross. Die Vorsprünge haben die Form von Kreisringsegmenten, wie dies aus Fig. 7 ersichtlich ist, d. h. die Arme haben von einer Mittelsenkrechten auf den Verschlussteil auf ihrer ganzen Länge den gleichen radialen Abstand.
Bei gefüllter Tube ist es lediglich notwendig, auf diese einen Druck auszuüben, um den Inhalt herauszupressen. Das einzige Verschlussorgan ist somit die bewegliche Ventilscheibe 29, welche in gleicher Weise funktioniert wie die Ventilscheibe 11 der zuerst beschriebenen Ausführungsform.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform weist die Ventilscheibe eine ringförmige Vertiefung auf der der Dichtungsfläche entgegengesetzten Seite auf. Die federnden Arme bestehen dabei mit einer zweiten Scheibe aus einem einzigen Stück, welche sich im Ventilgehäuse befindet, wobei die Arme zwischen der Ventilscheibe und der zweiten Scheibe liegen. Die freien Enden der Arme greifen dabei in die ringförmige Vertiefung ein und gleiten beim Verbiegen der Arme auf ihrer Grundfläche. Wenn die Ventilscheibe von ihrem Sitz abgehoben wird, fliesst der Inhalt des Behälters oder der Tube um die Ventilscheibe herum, gelangt in den Raum zwischen den Armen, hernach durch Öffnungen in der zweiten Scheibe und schliesslich zum Ausfluss. Durch das Eingreifen der Arme in die ringförmige Vertiefung erfolgt die Zentrierung der Ventilscheibe.
Unter elastisch nachgiebigem Behälter soll ein solcher verstanden werden, welcher auf Grund seiner Materialeigenschaften im teilweise oder ganz entleerten Zustand wieder weitgehend sein ursprüngliches Volumen annimmt.
Die Ventilscheibe könnte auch aus anderem Material als Kunststoff bestehen und beispielsweise als Konus ausgebildet sein mit von seiner Wand abstehenden Ansätzen. Die Arme brauchen mit dem Ventilteller nicht notwendigerweise aus einem einzigen Stück zu bestehen, sondern könnten auch auf andere Weise an diesem festgemacht sein.