DE10016053B4

DE10016053B4 - Ventil, Ventilplatte und Deckelteil für einen auslaufgeschützten Trinkbecher

Info

Publication number: DE10016053B4
Application number: DE2000116053
Authority: DE
Inventors: Erik Rongen
Original assignee: Karseboom & Gouverneur BV
Current assignee: Karseboom & Gouverneur Bv
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2000-04-03
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2020-04-04
Also published as: DE10016053A1

Abstract

Ventil (1; 2; 3), insbesondere für einen Trinkbecher (5), mit einem Ventilgehäuse (9), das eine Eintrittsöffnung (10; 12) zum Eintritt von Flüssigkeit oder Luft und eine Austrittsöffnung (11; 14) zum Austritt der Flüssigkeit bzw. der Luft aufweist, die über einen Durchleitungsabschnitt (15) miteinander in Verbindung stehen, wobei das Ventil weiterhin folgende Merkmale aufweist:
– ein im Bereich der Eintrittsöffnung oder der Austrittsöffnung angeordnetes Verschlußelement (16), das so ausgebildet ist, daß die Eintrittsöffnung (10; 12) bzw. die Austrittsöffnung verschließbar ist,
– eine im Durchleitungsabschnitt (15) angeordnete Druckfeder (17), die so ausgebildet ist, daß das Verschlußelement (16) gegen einen Ventilsitz (18) in der Eintrittsöffnung (10; 12) bzw. der Austrittsöffnung vorgespannt ist,
– einen die Druckfeder (17) umschließenden Ventilgehäusedom (19), der so ausgebildet ist, daß die Druckfeder (17) axial geführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, eine Ventilplatte sowie ein Deckelteil, die insbesondere für einen auslaufgeschützten Trinkbecher verwendbar sind.

Die DE 197 05 282 A1 betrifft einen auslaufgeschützten Aufsatz an einem Trinkgefäß mit einer Saugöffnung, wobei die Öffnung durch einen Schließkörper eines Ventils geschlossen ist. Der Schließkörper wird gegen einen Dichtsitz mittels einer Druckfeder gedrückt, die nicht geführt wird.

Die DE 29 41 244 A1 offenbart ein Rückschlagventil, in dessen Innenraum eine Ventilkugel durch eine Druckfeder gegen einen Ventilsitz gedrückt wird, wobei die Druckfeder durch einen Führungszapfen geführt wird.

Die US 5,890,620 weist ein selbst abdichtendes Trinkgefäß auf, das über ein Deckelteil mit elastischen Membranventilen verfügt.

Bei den Bechern des Standes der Technik gibt es Probleme, will man einen gut funktionierenden Trinkbecher kostengünstig fertigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen auslaufgeschützen Trinkbecher bereitzustellen, der bei guter Funktion einfach zu fertigen ist. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Ventil insbesondere für einen auslaufgeschützten Trinkbecher bereitzustellen, das bei guter Funktion einfach zu fertigen ist.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Der erfindungsgemäße Becher hat vorzugsweise ein Einlaßventil für Luft und ein Auslaßventil für Flüssigkeit. Das erfindungsgemäße Ventil weist wenigstens ein Ventilgehäuse auf, das eine Eintrittsöffnung zum Eintritt von Flüssigkeit oder Luft und eine Austrittsöffnung zum Austritt der Flüssigkeit bzw. der Luft besitzt. Eintritts- und Austrittsöffnung sind über einen Durchleitungsabschnitt miteinander verbunden. Das Ventil umfaßt ferner ein im Bereich der Eintrittsöffnung angeordnetes Verschlußelement, das so ausgebildet ist, daß die Eintrittsöffnung oder die Austrittsöffnung verschließbar ist. Im Durchleitungsabschnitt ist eine Druckfeder so angeordnet, daß das Verschlußelement gegen einen Ventilsitz z.B. in der Eintrittsöffnung abdichtend vorgespannt und gegen die Kraft der Druckfeder aus der Ventilschließstellung in die Öffnungsstellung freigebbar ist. Es ist auch möglich, das Verschlußelement in der Austrittsöffnung anzuordnen. Die Druckfeder ist von einem Ventilgehäusedom umgeben, der so ausgebildet ist, daß die Druckfeder axial geführt ist.

Das erfindungsgemäße, insbesondere als Rückschlagventil ausgebildete Ventil kann mit Vorteil bei oberseitig geschlossenen Trinkbechern verwendet werden, um Trinkflüssigkeit aus dem Becher zu saugen. Durch Ansaugen wird an dem betreffenden Ventil ein Unterdruck erzeugt, der das geschlossene Ventil gegen die Federkraft der Druckfeder öffnet. Das Ventil kann auch als Ausgleichsventil bei derartigen Trinkbechern verwendet werden, um beim Ansaugvorgang Luft ins Innere des Trinkbechers selbsttätig einzuleiten, um das durch Flüssigkeit entnommene Volumen auszugleichen. Dadurch entsteht beim Trinken im Becher kein zu großer Unterdruck. Im Becher wird vielmehr fortwährend Atmosphärendruck gehalten, was das Ansaugen von Flüssigkeit vereinfacht.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß im Ruhezustand oder beim Saugen die zusammengedrückte Druckfeder seitlich nicht ausgelenkt wird, wobei dadurch die Druckfeder das Verschlußelement in seiner Schließstellung ohne seitliche Auslenkung auf seinem Ventilsitz positioniert. Die Druckfeder ist durch die axiale Führung des Ventilgehäusedoms in ihrer Axialbeweglichkeit nicht gehindert.

Ein weiterer Vorteil bei einem erfindungsgemäßen Ventil besteht in der einfachen Fertigung insbesondere des Ventilgehäuses als spritzgegossenes Kunststoffteil, bei dem der Ventilgehäusedom mit seiner Druckfederaxialführung integriert ausgebildet ist. Ein derartiges Ventilgehäuse kann trotz Druckfederführung mit geringer Wandstärke ausgebildet und gegebenenfalls mit filigraner Innenkontur gerade in den beiden Längsendbereichen der Druckfeder ausgestaltet werden, wo es wegen eines guten Ventilsitzes auf der einen Axialseite und wegen eines guten Druckfedersitzes auf der anderen Axialseite auf besondere Genauigkeit der Hohlform des Ventilgehäuses ankommt.

Vorteilhafterweise ist der Ventilgehäusedom zylindrisch ausgebildet und der Ventilgehäusedom besitzt radial einwärts gerichtete, auf dem Domumfang verteilte Führungsvorsprünge, deren radial innen gelegene Enden die Axialführung für eine zen trale Druckfeder ausbilden. Der Ventilgehäusedom liegt also nicht über seine gesamte innere Mantelfläche an der Druckfeder an, sondern nur im Bereich der Führungsvorsprünge. Dadurch kann auch der Außenbereich der Druckfeder für ein Durchströmungsmedium genutzt werden, ohne die Axialführung der Druckfeder zu beeinträchtigen.

Insbesondere sind die Führungsvorsprünge auf dem Domumfang als vorzugsweise gleich voneinander beabstandete Längsrippen ausgebildet, wobei zweckmäßigerweise der Ventilgehäusedom und die Längsrippen einstückiger Bestandteil des Ventilgehäuses sind. Durch die voneinander beabstandeten Längsrippen werden dazwischen liegende Längsnuten im Ventilgehäusedom ausgebildet, in denen Flüssigkeit oder Luft großenteils ungehindert im Ventil von der Eintritts- zur Austrittsseite strömen kann. Der Innenraum der Druckfeder ist ohnehin axialer Durchströmungsraum, abgesehen vom einen Druckfederlängsende, das gegebenenfalls mit dem Verschlußelement verbunden ist.

Gemäß einem weiteren Erfindungsaspekt kann ein erfindungsgemäßes Ventil einen Ventilsitz im Bereich der Eintrittsöffnung aufweisen, der durch einen ersten Einsatzstopfen gebildet ist. Der erste Einsatzstopfen ist in einer Aufnahme des Ventilgehäuses formschlüssig oder reibschlüssig einsetzbar. Der erste Einsatzstopfen besitzt einen Axialdurchgang für das Durchströmungsmedium.

Vorzugsweise besitzt das vorgenannte Ventil ferner einen Druckfedersitz in Form eines zweiten Einsatzstopfens im Bereich der Austrittsöffnung, der die Druckfeder axial abstützt. Der zweite Einsatzstopfen ist in einer Aufnahme des Ventilgehäuses vorzugsweise formschlüssig einsetzbar. Der zweite Ein satzstopfen besitzt ebenfalls einen Axialdurchgang für das Durchstömungsmedium.

Erster und zweiter Einsatzstopfen können die gleiche Form besitzen. Entsprechend können zugehörige Aufnahmen der Einsatzstopfen im Ventilgehäuse gleich ausgebildet sein.

Besonderer Vorteil der vorgenannten Erfindungsvarianten ist, daß sowohl die Einsatzstopfen als auch das Ventilgehäuse besonders einfach gefertigt werden können. Von Vorteil ferner ist, daß ein erfindungsgemäßes Ventil variantenreich gestaltet werden kann. Bei gleich großen Einsatzstopfen und Aufnahmen im Ventilgehäuse kann ein Ventil durch umgekehrte Anordnung der Einsatzstopfen sowie der Druckfeder nebst Verschlußelement im Ventilgehäuse durch je einen einfachen Montagevorgang einmal als Einlaßventil und das andere Mal als Auslaßventil ausgestaltet werden. Ein weiterer Vorteil besteht in der einfachen Montage der Einzelteile zu einem funktionstüchtigen Ventil. Sowohl Druckfeder als auch Verschlußelement können nämlich durch eine der vergleichsweise großen Aufnahmen in den Durchleitungsabschnitt des Ventils axial eingeschoben werden. Besitzt der Ventilgehäusedom eine Axialführung für die Druckfeder, ist das Einschieben besonders einfach. Verschlußelement und Druckfeder können dann nicht fehlplaziert werden. Auch können die Einsatzstopfen einfach gesetzt werden, und zwar von beiden Seiten.

Die ordnungsgemäße Montage der Einsatzstopfen spürt der Monteur durch den formschlüssigen Eingriff bzw. Anschlag der Einsatzstopfen in der zugehörigen Aufnahme, die eine Preßsitz-Aufnahme oder auch eine Schnappsitz-Aufnahme sein kann. Der Monteur spürt und sieht den Abschluß einer ordnungsgemäßen Montage der Einsatzstopfen ferner durch eine bündige Stopfenaußenseite mit Bezug auf die Außenseite des Ventilgehäuses, sofern in einer Ausführungsvariante die Stopfenhöhe gleich der Aufnahmen-Tiefe ist.

Der erste Einsatzstopfen kann aus einem relativ weichen Material und der zweite Einsatzstopfen kann aus einem relativ harten Material gebildet sein. Das weiche Material ist dann so ausgebildet, daß es Dichtwirkung in einem Eingriff mit einem Nachbarteil hervorrufen kann. Das harte Material ist so ausgebildet, daß es Abstützfunktion ausüben kann, insbesondere für eine Druckfeder.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Verschlußelement des Ventils als Kugel, insbesondere als Stahlkugel ausgeführt, welches besonders kostengünstig zu fertigen ist. Die Stahlkugel ist in der Schließstellung des Ventils abdichtend gegen den vorgenannten ersten Einsatzstopfen aus weichem Dichtmaterial vorgespannt. Das Ventil ist dann ein Kugelventil.

In einem weiteren Erfindungsaspekt kann das Ventil auch ein Verschlußelement in Form eines pilzförmigen Schließelements aufweisen, das so ausgebildet ist, daß die Eintrittsöffnung verschließbar ist.

Vorzugsweise ist die im Durchleitungsabschnitt des Ventils angeordnete Druckfeder so ausgebildet, daß das pilzförmige Schließelement gegen einen Ventilsitz in der Eintrittsöffnung vorgespannt ist.

Das pilzförmige Schließelement kann einen halbkugelförmigen Abdichtungsabschnitt und einen Schaftabschnitt aufweisen, auf den das der Eintrittsöffnung des Ventils zugewandte Ende einer Druckfeder aufsteckbar oder anderweitig zum Beispiel durch Verklebung befestigbar ist.

Ist das pilzförmige Schließelement aus einem weichen Material wie beispielsweise der zuvor genannte erste Einsatzstopfen gebildet, dann kann der Ventilsitz vorzugsweise der harte Umfangsrand der Eintrittsöffnung des Ventilgehäuses selbst sein. Das Ventil besteht dann aus wenigen Einzelteilen.

Die Dichtwirkung zwischen dem harten Umfangsrand der Eintrittsöffnung und dem pilzförmigen Schließelement wird erhöht, wenn der Ventilsitz als Konus ausgebildet ist, der mit dem Abdichtungsabschnitt des pilzförmigen Schließelements in Eingriff bringbar ist.

In einem weiteren Erfindungsaspekt kann das Verschlußelement bzw. der erste Einsatzstopfen elastomeres Material und/oder plastifizertes Plastomer, insbesondere ein thermoplastisches Elastomer und/oder ein plastifiziertes PVC aufweisen. Damit ergibt sich ein im Betrieb besonders dicht schließender Trinkbecher.

Gleichermaßen kann auch das vorgenannte pilzförmige Schließelement elastomeres Material und/oder plastifizertes Plastomer, insbesondere ein thermoplastisches Elastomer und/oder ein plastifiziertes PVC aufweisen. Auch damit ergibt sich ein im Betrieb besonders dicht schließender Trinkbecher.

Mit Hilfe von solchen vorzugsweise gummielastischen Materialien kann ein erfindungsgemäßes Ventil mit besonders guter Dichtwirkung realisiert werden. Die Vorspannkraft der Druckfeder kann niedrig gehalten werden. Sie muß nicht zur Erzielung ein guten Dichtwirkung des Ventils erhöht werden. Eine niedrige Vorspannkraft der Druckfeder hat den Vorteil, daß beim Aussaugen von Flüssigkeit aus einem Trinkbecher keine große Saugkraft eines Trinkenden aufgewendet werden muß, um das Ventil gegen die Kraft der Druckfeder zu öffnen.

Die Verwendung eines Thermoplasts hat den Vorteil, daß die besagten Teile mit einem Spritzgießverfahren gefertigt werden können, welches eine kostengünstige serielle Fertigung von Einzelteilen ermöglicht, die besonders genau gefertigt werden müssen. Es können die vorgenannten Teile in einem separaten Fertigungsvorgang hergestellt werden, wie auch der Rest des Ventils, insbesondere das Ventilgehäuse und der zweite Einsatzstopfen, ebenfalls separat gefertigt werden kann. Der zweite Einsatzstopfen kann aus einem billigeren Material als der erste Einsatzstopfen gefertigt werden, vorzugsweise ebenfalls mit einem Spritzgießverfahren. Gleichermaßen kann auch das Ventilgehäuse als spritzgegossenes Kunststoffteil ausgeführt sein, das trotz Kompliziertheit in der Form mit Hinterschneidungen bei Ausbildung eines einzigen Einsatzstopfens und bei Ausbildung von Längsrippen zur Axialführung der Druckfeder kostengünstig und ausschußsicher gefertigt werden kann. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können auch plastifizierte Duroplaste zum Einsatz kommen. Die relativ weichen, gemäß der Erfindung eingesetzten Materialien können dabei einen Elastizitätsmodul von vorzugsweise 5 bis 120 MPa aufweisen, in weiterer Ausgestaltung auch zwischen 1 und bis zu 200 Mpa, jeweils mit üblichen Verfahren gemessen.

Die Verwendung der Kombination gerade eines thermoplastischen Materials für alle vorgenannten Einzelteile vereinigt mithin den Vorteil einer guten Dichtfunktion mit den Vorteilen einer vereinfachten Fertigung und Montage.

Das Plastifizieren des verwendeten Materials kann dabei sowohl durch Copolymerisation insbesondere unter Einsatz von Druck, Temperatur und/oder unter Verwendung von Katalysatoren als auch durch Zugabe von Weichmachern erfolgen.

Gemäß einem weiteren Erfindungsaspekt kann eine Ventilplatte für einen Behälter, insbesondere für einen Trinkbecher, vorgesehen sein. Die Ventilplatte ist vorzugsweise in ein Behälterunterteil einsetzbar und kann einen planen Bodenabschnitt besitzen. Sie kann zumindest ein vorgenanntes Ventil enthalten.

Im besonderen besitzt die Ventilplatte zwei Ventile, nämlich ein Ventil in Form eines Auslaßventils für einen Auslaß von Flüssigkeit aus einem Behälter, die sich auf der einen Plattenseite und vorzugsweise im Bereich der Unterseite der Ventilplatte im Behälterunterteil befindet, und ein zweites Ventil in Form eines Einlaßventils für einen Einlaß von Luft aus der Atmosphäre, die sich im Bereich der anderen Plattenseite und vorzugsweise auf der Oberseite der Ventilplatte befindet.

Zweckmäßigerweise sind aus Gründen einer vereinfachten Fertigung das oder die Ventilgehäuse einstückig zumindest mit dem Bodenabschnitt der Ventilplatte ausgebildet.

Das oder die Ventilgehäuse können sich nach oben weg vom Bodenabschnitt der Ventilplatte erstrecken.

An der Unterseite der Ventilplatte kann ein nach unten vorstehender Umfangsrand ausgebildet sein, der als satte Auflage in einem Behälterunterteil dient.

Auf der Oberseite der Ventilplatte sind vorzugsweise Versteifungsrippen vorgesehen.

Auch die Ventilplatte kann für eine besonders einfache und kostengünstige Fertigung nach dem Spritzgießverfahren hergestellt und mithin vorzugsweise als einstückiges Spritzguß-Formteil vorgesehen sein. Sie weist insbesondere ein thermoplastisches Elastomer, vorzugsweise ein Ethylen-Propylen-Elastomer wie Ethylen-Okten-Plastomer bzw. Ethylen-Okten-Copolymer bzw. Ethylen-Okten-Kautschuk auf. Die Ventilplatte ist ein Bauteil mit vergleichsweise geringer Wandstärke und durch die Versteifungsrippen und den unteren Abstützungssteg bzw. Umfangsrand gleichwohl stabil. Bei der Fertigung benötigt man wenig Material. Außerdem ergibt sich eine gute Abdichtung zwischen Deckelteil und Ventilplatte

In einem weiteren Erfindungsaspekt kann ein Deckelteil für einen Behälter, insbesondere einen Trinkbecher, vorgesehen sein. Das Deckelteil ist mit Vorzug auf ein Behälterunterteil aufsetzbar. Es kann Ventile der vorgenannten Bauweise besitzen.

Im Deckelteil kann auch eine Ventilplatte der bereits genannten Art vorgesehen sein.

Dann sind insbesondere an der Unterseite des Deckelteils Bereiche der Ventilplatte formschlüssig ansteckbar.

Die ansteckbaren Bereiche der Ventilplatte sind erhabene Bereiche, welche in zugehörige Aufnahmen im Deckelteil passen. Insbesondere sind die ansteckbaren Bereiche die Außenkontur der Ventilgehäuse der vorgenannte Ventile.

Im Bereich des äußeren unteren Umfangs des Deckelteils kann vorzugsweise ein nach unten vorstehender elastischer Umfangssteg vorgesehen sein, der eine Abdichtkante für ein am Deckelteil befestigbares, vorzugsweise verschraubbares, Behälterunterteil bildet.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsbeipiele veranschaulicht.
1 zeigt einen oberen Teil eines auslaufgeschützten Trinkbechers in einem aufgebrochenen schematischen Vertikalschnitt, mit einem erfindungsgemäßen Auslaßventil für Trinkflüssigkeit und mit einem erfindungsgemäßen Einlaßventil für Luft ins Behälterinnere,
2 zeigt das erfindungsgemäße Auslaßventil nach 1 in größerer Einzelheit in einem Vertikalschnitt bzw. Ventillängsschnitt,
3 zeigt das Auslaßventil nach 2 in einer Querschnittansicht längs der Linie A-A,
4 zeigt das erfindungsgemäße Einlaßventil nach 1 in größerer Einzelheit in einem Vertikalschnitt bzw. Ventillängsschnitt, und
5 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Einlaßventil im Querschnitt.
Gemäß 1 ist das Ventil 1 in einem auslaufgeschützten Trinkbecher 5 vorgesehen.
Der Trinkbecher 5 weist ein zylindrisches Behälterunterteil 8, ein kappenartiges Deckelteil 7 und eine im Behälterunterteil 8 angeordnete Ventilplatte 6 auf.
Im Behälterunterteil 8 befindet sich hier nicht dargestellte Trinkflüssigkeit.
Das Deckelteil 7 ist mit dem Behälterunterteil 8 auf dem Umfang verschraubt. Es weist einen nach unten gerichteten elastischen Umfangssteg 4 auf, der als innere umlaufende Dichtkante fungiert. Der Umfangssteg 4 ist in verschraubtem Zustand des Deckelteils 7 fest gegen die innere Oberfläche des Behälterunterteils 8 gepreßt und dichtet diesen Übergang fest ab.
Das kappenartige Deckelteil 7 besitzt ein erhabenes, nach oben gerichtetes hohles Mundstück 27 mit einer oberen Saugöffnung 28, und eine Lufteinlaßöffnung 29 in einem tiefer gelegenen Flachbereich des Deckelteils. Das hohle Mundstück 27 umfaßt ein deckelinneres, zylindrisches, nach unten gerichtetes Verlängerungsstück 30. Das unten offene Verlängerungsstück 30 bildet eine reibschlüssige Aufnahme für das Ventil 1, das seinerseits in der Ventilplatte 6 integriert ist.
Das Ventil 1 ist in größerer Einzelheit in den 2 und 3 dargestellt. Es besitzt ein außen im wesentlichen zylindrisches Ventilgehäuse 9, das eine untere Eintrittsöffnung 10 zum Eintritt von Flüssigkeit und eine obere zylinderstirnseitige Austrittsöffnung 11 hat. Eintrittsöffnung 10 und Austrittsöffnung 11 sind vertikal zueinander ausgerichtet und über einen gehäuseinneren, im wesentlichen zylindrischen Durchleitungsabschnitt 15 eines Ventilgehäusedoms 19 miteinander kommunizierend verbunden, der einstückiger Bestandteil des Ventilgehäuses 9 ist.
Das Ventilgehäuse 9 selbst ist einstückiger integrierter Bestandteil der Ventilplatte 6 und erstreckt sich in dieser vertikal nach oben weg von einem horizontalen planen Bodenabschnitt 26 der Ventilplatte 6.
Der Bodenabschnitt 26 der Ventilplatte 6 weist einen nach unten gerichteten Umlaufrand 31 auf, der auf einer inneren Umlaufkante 32 des Behälterunterteils 6 formschlüssig abgestützt ist.
Im besonderen besitzt das Ventil 1 einen Ventilgehäusedom 19 mit vier radial nach innen vorstehenden Längsrippen 20. Die Längsrippen 20 sind auf dem Innenumfang des Ventilgehäusedoms 19 gleich verteilt und voneinander gleich beabstandet. Die Zwischenräume der Längsrippen 20 bilden materialfreie Längsnuten, wie dies insbesondere aus der 3 zu entnehmen ist.
Die radial innersten Enden der Längsrippen 20 sind konkave Rundabschnitte 33, die in ihrer Gesamtheit einen kreisrunden Querschnitt ausbilden, unterbrochen von den vorgenannten Längsnuten. Die Mitte des Kreises bildet die Längsachse 34 des Ventils 1.
In diesem Kreis nach 3 bzw. Zylinder nach 2 ist eine schraubenförmige Druckfeder 17 mit geringem Spiel aufgenommen, die eine konzentrische Achse besitzt. Die konzentrische Achse der Druckfeder 17 entspricht der Längsachse 34 des Ventils 1. Durch die Längsrippen 20 ist die Druckfeder 17 axial geführt.
Die Druckfeder 17 ist an ihrem oberen Längsende an der Unterseite der Stirnseite des Ventilgehäuses 9 kreisrund um den Umfang der Austrittsöffnung 11 abgestützt. Die Druckfeder weist an ihrem unteren Längsende ein Verschlußelement 16 auf, das durch Vorspannkraft der Druckfeder 17 gegen einen Ventilsitz 18 abdichtend anliegt. Das Verschlußelement 16 ist im besonderen Ausführungsbeispiel nach den 2 und 3 eine Stahlkugel 22, die durch das untere ringförmige Ende der Druckfeder auf einem Teilkreis berührt und in Richtung der Ventillängsachse 34 nach unten in Richtung Ventilsitz 18 vorgespannt ist.
Der Ventilsitz 18 ist durch einen ersten Einsatzstopfen 13 gebildet, der als ringförmiges Hohlteil mit einem zentralen Durchgang ausgebildet ist. Der zentrale Durchgang verläuft konzentrisch zur Eintrittsöffnung 10.
Der erste Einsatzstopfen 13 ist als spritzgegossenes Formteil ausgebildet, das plastifiziertes PVC aufweist. Es kann – in reiner Form oder unter Hinzumischung weiterer Materialien – auch ein Material eingesetzt werden, das unter der Bezeichnung "Garaprene PX4204" von der Fa. AlphaGary LTD, Leicestershire, England, vertrieben wird. Es weist bei 23°C ein Elastizitätsmodul von ca. 3,5 bis 6 Mpa (bei 100 bzw. bei 200% nach der Spezifikation BS 2762 Pt A320) auf.
Der erste Einsatzstopfen 13 befindet sich in einer unterseitigen Aufnahme des Ventilgehäuses 9 bzw. der Ventilplatte 6. Die Innenkontur der Aufnahme des Ventilgehäuses 9 entspricht der mantelseitigen Außenkontur des ringförmigen ersten Einsatz stopfens. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Aufnahme einen Schnappsitz für den ersten Einsatzstopfen 13 ausbildet, wobei die untere Stirnseite des ersten Einsatzstopfens 13 von einem umlaufenden Randvorsprung in der Eintrittsöffnung im Bereich der Unterseite des Bodenabschnitts 26 der Ventilplatte 6 gehalten wird. Die untere Fläche des ersten Einsatzstopfens 13 und der Ventilplatte 6 verlaufen also im wesentlichen bündig zueinander.
Der erste Einsatzstopfen 13 umfaßt ferner einen integrierten Ringabschnitt 35 nach oben, der etwas Übermaß aufweist und somit zusammen mit dem Schnappsitz-Abschnitt eine streng sitzende und daher spielfreie und gut abdichtende Axialführung des ersten Einsatzstopfens 13 an den zugeordneten inneren Gehäusemantelbereichen des Ventilgehäuses 9 einrichtet. Auf diese Weise ist der erste Einsatzstopfen 13 trotz Elastizität als Erfordernis für eine gute Dichtwirkung des Ventilsitzes 18 zur relativ harten Stahlkugel ausgerichtet.
In 4 ist ein Ventil 2 in einer anderen Ausführungsform dargestellt. Das Ventil 2 ist ein Einlaßventil für einen Einlaß von atmosphärischer Luft in den auslaufgeschützen Trinkbecher nach 1.
In vielen Teilen ist es wie das Ventil 1 aufgebaut. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Ventil 2 befindet sich ebenfalls in der Ventilplatte 6, wie aus der 1 hervorgeht.
Im grundsätzlichen Unterschied zum Ventil 1 ist das Ventil 2 kein Flüssigkeitauslaßventil, sondern ein Lufteinlaßventil für einen selbsttätigen Druckausgleich im Behälter bei einer Flüs sigkeitsentnahme aus dem Behälter durch Saugen eines Trinkenden.
Das Ventil 2 enthält anstelle der Stahlkugel 22 nach 2 als Verschlußelement ein pilzförmiges Schließelement 23, das plastifiziertes PVC aufweist. Er kann – in reiner Form oder unter Hinzumischung weiterer Materialien – auch ein Material aufweisen, das unter der Bezeichnung "Garaprene PX4204" von der Fa. AlphaGary LTD, Leicestershire, England, vertrieben wird. Es weist bei 23°C ein Elastizitätsmodul von ca. 3,5 bis 6 Mpa (bei 100 bzw. bei 200 nach der Spezifikation BS 2762 Pt A320) auf. Insofern kann das pilzförmige Schließelement 23 auch aus dem gleichen Material aufgebaut sein wie der erste Einsatzstopfen 13 nach 2.
Das pilzförmige Schließelement gliedert sich in einen halbkugelförmigen Abdichtungsabschnitt 24 und in einen Schaftabschnitt 25. Der Schaftabschnitt 25 ist mit dem oberen Längsende der Druckfeder 17 fest verbunden, insbesondere in einem elastischen Paßsitz eingesteckt. Der Schaftabschnitt 25 ist so lang ausgebildet, daß der Abdichtungsabschnitt 24 längs der Ventillängsachse 34 geführt ist, insbesondere auch durch die Axialführung der Längsrippen 20 des Ventilgehäusedoms 19. Der Abdichtungsabschnitt 24 liegt in der Schließstellung des Ventils 2 an einem Ventilsitz an, der durch einen gehäuseinneren Konus in der vergleichsweise harten Ventilgehäusewand rings um die Eintrittsöffnung 12 der Luft gebildet ist. In 4 ist das Ventil 2 in seiner Öffnungsstellung gezeigt, in der der Abdichtungabschnitt 24 des pilzförmigen Schließelements 23 vom Konus entfernt ist. Die Druckfeder 17 stützt sich an ihrem anderen Längsende an einem zweiten Einsatzstopfen 21 ab, der exakt die Form des ersten Einsatzstopfens 13 des Ventils 1 nach
2 besitzt. Identisch bezüglich der Aufnahme des ersten Einsatzstopfens nach 2 ist auch die Aufnahme für den zweiten Einsatzstopfen 21 im Ventilgehäuse 9. Der zweite Einsatzstopfen 21 weist allerdings nicht ein Material auf wie der erste Einsatzstopfen nach 2, sondern ein kostengünstiges, relativ hartes Kunststoff-Spritzmaterial.
Die vorgenannten Einzelteile des erfindungsgemäßen Trinkbechers 5 werden großenteils nach dem Spritzgußverfahren gefertigt. Dabei werden das Behälterunterteil 8 und das Deckelteil 7 aus Polypropoylen spritzgegossen. Die Ventilplatte 6 mit den Ventilgehäusen 9 wird unter Hinzufügung eines Ethylen-Propylen-Elastomers mit der Bezeichnung "Octene-1 Plastomer" hergestellt, das bei einer Testgeschwindigkeit von ca. 1 mm/min nach der Norm ISO 527-2 einen Elastizitätsmodul von ca. 50 Mpa aufweist.
Die Einzelteile werden wie nachfolgend beschrieben montiert.
In das Ventilgehäuse, das einstückig mit der Ventilplatte vorgefertigt ist, wird das Abstützungsende der Druckfeder 17 durch die untere Aufnahme des Ventilgehäuses 9 eingeschoben. Beim Einschieben wird die Druckfeder 17 durch die Längsrippen 20 in Axialrichtung geführt. Das obere Abstützungsende der Druckfeder gelangt auf diese Weise exakt an seinen vorgesehen Platz im Bereich der Austrittsöffnung 11 und wird dort gegen die Innenwand des Ventilgehäuses 9 abgestützt. Dann wird in die Aufnahme die Stahlkugel 22 eingebracht, die Stahlkugel auf dem unteren Längsende der Druckfeder 17 positioniert, und gleichzeitig unter Zusammendrückung der Druckfeder der erste Einsatzstopfen 13 in seinen Schnappsitz in die untere Aufnahme des Ventilgehäuses 9 eingeschoben. Die Montage des Ventils 2 erfolgt analog zu Ventil 1 von der Unterseite der Ventilplatte 6. Sind die Einzelteile in das Innere des Ventilgehäuses 9 von unten eingebracht, wird der zweite Einsatzstopfen 21 im Ventilgehäuse gesetzt und gleichzeitig die Druckfeder vorgespannt. Der zweite Einsatzstopfen rastet wie der erste Einsatzstopfen in einer vorgegebenen Stellung im Ventilgehäuse ein.
Bei der Montage kann ein zuverlässiger Betrieb des Trinkbechers dadurch begünstigt werden, daß die Druckfeder 17 im Ventil 1, also auf der Ansaugseite, mit einer kleineren Vorspannung eingebaut wird als die Druckfeder die Druckfeder 17 im Ventil 2 auf der Lufteinlaßseite.
Die Ventilplatte 6 samt Ventil 1 wird anschließend in das Deckelteil 7 reib- und formschlüssig und abdichtend eingeschoben, wobei die im wesentlichen zylindrische Außenkontur der Ventilgehäuse gegenüber dem Inneren des Hohlraums des Mundstücks etwas Übermaß aufweist. Es können auch zusammenwirkende Rastabschnitte auf der Außenkontur der Ventilgehäuse und im Inneren des Hohlraums des Mundstücks vorgesehen sein, die einen festen und dichten Sitz des Ventilgehäuses insbesondere im Inneren des Hohlraums des Mundstücks sicherstellen.
Ein so vormontiertes Deckelteil wird dann in das Becherunterteil 8 eingesetzt, insbesondere auf den oberen Umfangsrand des Becherunterteils 8 aufgeschraubt, bis der Umlaufrand 31 der Ventilplatte 6 satt in eine Anlage mit der zugehörigen Umlaufkante 32 des Behälterunterteils 8 gelangt, und gleichzeitig der elastische Umfangssteg 4 durch Einbringen des oberen Becherrandes in seine Dichtstellung geringfügig nach innen gespreizt wird.
Ersichtlich kann durch das vorstehend beschriebene Ventil 1 und die vorbeschriebene Becheranordnung Flüssigkeit aus dem Behälterunterteil 8 in den Mund eines Trinkenden durch Einsaugen gelangen. Der Trinkende übt über die obere Saugöffnung des Mundstücks 27 im Hohlraum des Mundstücks einen Unterdruck aus, der sich über die Austrittsöffnung 11 des Ventilgehäuses 9 bis in das Innere des Ventilgehäuses, nämlich bis in den Durchleitungsabschnitt 15 im Bereich der Druckfeder 17 fortsetzt. Der Unterdruck wirkt auch auf die Stahlkugel 22, die dann gegen die Vorspannkraft der Druckfeder 17 aus dem Ventilsitz 18 gehoben wird. Das Ventil 1 wird mithin aus seiner Schließstellung gemäß 2 in eine geöffnete Stellung unter Zusammendrückung der Druckfeder bewegt. In der geöffneten Stellung des Ventils 1 überträgt sich der Unterdruck bis in das Innere des komplett abgeschlossenen Trinkbechers. Dadurch gelangt die unter Atmosphärendruck stehende Flüssigkeit des Behälters in die Eintrittsöffnung 10 und von dort weiter an der Stahlkugel 22 vorbei in den Durchleitungsabschnitt 15 des Ventils bis hin zur Austrittsöffnung 11 des Ventils, und gleichermaßen weiter durch die obere Saugöffnung 28 in den Mund des Trinkenden. Saugt der Trinkende nicht mehr am Mundstück 27, schließt sich das Ventil 1 selbsttätig aufgrund der Vorspannkraft der Druckfeder 17. Da die Druckfeder durch die Längsrippen 20 seitlich nicht ausbrechen kann, wird die Stahlkugel 22 am unteren Ende der Druckfeder exakt wieder am Ventilsitz 18 gemäß 2 positioniert, und so die Schließstellung wieder hergestellt.
Das Ventil 2 fungiert als Ausgleichsventil für einen Druckausgleich im Inneren des Behälters bei einer Flüssigkeitsentnahme durch das Ventil 1 aus dem Behälter durch Saugen eines Trinkenden. Bei entnommener Flüssigkeit entsteht beim Ventil 2 im Behälterinneren ein Unterdruck, durch den das pilzförmige Schließelement 23 vom Konus der Eintrittsöffnung 12 in die in 4 gezeigte Öffnungsstellung gegen die Vorspannkraft der Druckfeder 17 selbsttätig abgehoben wird. Wird das Trinken eingestellt, schließt sich das Ventil 2 wieder von selbst durch die Vorspannung der Druckfeder 17.
Durch die oben beschriebene Ausbildung der Vorspannung der Druckfeder 17 im Ventil 1 sowie der Druckfeder 17 im Ventil 2 auf der Lufteinlaßseite wird sichergestellt, daß das Ventil 1 auf der Ansaugseite bei abnehmendem Saugdruck am Ende des Saugvorgangs noch geöffnet ist, während das Ventil 2 auf der Lufteinlaßseite bereits geschlossen ist. Dadurch wird eine besonders gute Tropffreiheit des erfindungsgemäßen Trinkbechers erreicht.
Schließlich ist in 5 ein drittes Ventil 3 gezeigt, das großenteils aus Teilen der vorgenannten Ventile 1 und 2 aufgebaut ist. Im Unterschied zu Ventil 2 der 4 besitzt das Ventil 3 anstelle des pilzförmigen Schließelements 23 als Verschlußelement eine Stahlkugel 22, wie sie im Ausführungsbeispiel des Ventils 1 nach 2 gezeigt ist. Wie die Stahlkugel nach 2, so ist auch die Stahlkugel nach 5 mit einem Ventilsitz 18 nach 2 kombiniert, nämlich mit einem ersten Einsatzstopfen 13 ebenfalls aus einem thermoplastischen Elastomer. Auch die Aufnahme des ersten Einsatzstopfens nach 5, oben, entspricht exakt der Aufnahme des ersten Einsatzstopfens nach 2, unten. Insofern ist die Zeichnung nur als Schemadarstellung zu verstehen.
Mit Vorteil sind beide Aufnahmen des Ventilgehäuses nach 5, oben und unten, für die Schnapp-Aufnahme des elastischen ersten Einsatzstopfens 13 und des harten zweiten Einsatzstopfens 21 gleich. Ein derartiges Ventil kann dann einfach umgebaut und je nach Verwendungszweck entweder als Einlaßventil von Luft oder als Auslaßventil von Flüssigkeit gestaltet werden. Es müssen dann nur die Innenteile des Ventils 3 axialseitenverkehrt montiert werden. Besonderer Vorteil dieser Ausführungsvariante ist, daß die Montage der inneren Einzelteile des Ventils von beiden Axialenden des Ventils erfolgen kann.

1: Ventil
2: Ventil
3: Ventil
4: Umfangssteg
5: Trinkbecher
6: Ventilplatte
7: Deckelteil
8: Behälterunterteil
9: Ventilgehäuse
10: Eintrittsöffnung
11: Austrittsöffnung
12: Eintrittsöffnung
13: erster Einsatzstopfen
14: Austrittsöffnung
15: Durchleitungsabschnitt
16: Verschlußelement
17: Druckfeder
18: Ventilsitz
19: Ventilgehäusedom
20: Längsrippen
21: zweiter Einsatzstopfen
22: Stahlkugel
23: pilzförmiges Schließelement
24: Abdichtungsabschnitt
25: Schaftabschnitt
26: Bodenabschnitt
27: Mundstück
28: obere Saugöffnung
29: Lufteinlaßöffnung
30: Verlängerungsstück
31: Umlaufrand
32: Umlaufkante
33: konkaver Rundabschnitt
34: Ventillängsachse
35: Ringabschnitt

Claims

Ventil (1; 2; 3), insbesondere für einen Trinkbecher (5), mit einem Ventilgehäuse (9), das eine Eintrittsöffnung (10; 12) zum Eintritt von Flüssigkeit oder Luft und eine Austrittsöffnung (11; 14) zum Austritt der Flüssigkeit bzw. der Luft aufweist, die über einen Durchleitungsabschnitt (15) miteinander in Verbindung stehen, wobei das Ventil weiterhin folgende Merkmale aufweist: – ein im Bereich der Eintrittsöffnung oder der Austrittsöffnung angeordnetes Verschlußelement (16), das so ausgebildet ist, daß die Eintrittsöffnung (10; 12) bzw. die Austrittsöffnung verschließbar ist, – eine im Durchleitungsabschnitt (15) angeordnete Druckfeder (17), die so ausgebildet ist, daß das Verschlußelement (16) gegen einen Ventilsitz (18) in der Eintrittsöffnung (10; 12) bzw. der Austrittsöffnung vorgespannt ist, – einen die Druckfeder (17) umschließenden Ventilgehäusedom (19), der so ausgebildet ist, daß die Druckfeder (17) axial geführt ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilgehäusedom (19) zylindrisch ausgebildet ist und radial einwärts gerichtete, auf dem Domumfang verteilte Führungsvorsprünge besitzt, deren radial innere Enden eine Axialführung für die zentrische Druckfeder (17) ausbilden.
Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorsprünge auf dem Domumfang vorzugsweise gleich voneinander beabstandete Längsrippen (20) sind.
Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilgehäusedom (19) und die Längsrippen (20) einstückig mit dem Ventilgehäuse (9) ausgebildet sind.
Ventil (1; 2; 3), insbesondere für einen Trinkbecher (5), mit einem Ventilgehäuse (9), das eine Eintrittsöffnung (10; 12) zum Eintritt von Flüssigkeit oder Luft und eine Austrittsöffnung (11; 14) zum Austritt der Flüssigkeit bzw. der Luft aufweist, die über einen Durchleitungsabschnitt (15) miteinander in Verbindung stehen, wobei das Ventil weiterhin folgende Merkmale aufweist: – ein im Bereich der Eintrittsöffnung (10; 12) oder der Austrittsöffnung angeordnetes Verschlußelement (16), das so ausgebildet ist, daß die Eintrittsöffnung bzw. die Austrittsöffnung verschließbar ist, – eine im Durchleitungsabschnitt (15) angeordnete Druckfeder (17), die so ausgebildet ist, daß das Verschlußelement (16) gegen einen Ventilsitz (18) in der Eintrittsöffnung (10; 12) oder in der Austrittsöffnung vorgespannt ist, wobei – der Ventilsitz als in einer Aufnahme des Ventilgehäuses (9) einsetzbarer Einsatzstopfen (13) ausgebildet ist, der einen Axialdurchgang aufweist und der aus einem Material gebildet ist, das einen Elastizitätsmodul von 1 bis 200 Mpa aufweist.
Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilgehäusedom (19) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 vorgesehen ist.
Ventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (17) im Bereich der Austrittsöffnung (11; 14) auf einem zweiten Einsatzstopfen (21) axial abgestützt ist, der in einer Aufnahme des Ventilgehäuses (9) einsetzbar ist und einen Axialdurchgang aufweist.
Ventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Einsatzstopfen (13) und der zweite Einsatzstopfen (21) gleiche Form besitzen und entsprechend die zugehörigen Aufnahmen des Ventilgehäuses (9) gleich ausgebildet sind.
Ventil nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Einsatzstopfen (13) aus einem relativ weichen Material und der zweite Einsatzstopfen (21) aus einem relativ harten Material gebildet sind.
Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement als Kugel, insbesondere als Stahlkugel (22) ausgebildet ist.
Ventilplatte (6) für einen Behälter, insbesondere für einen Trinkbecher (5), die in ein Behälterunterteil (8) einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der einen planen Bodenabschnitt (25) aufweisenden Ventilplatte wenigstens ein Ventil (1; 2; 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgesehen ist.
Ventilplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ventile vorgesehen sind, nämlich: – ein Ventil (1) in Form eines Auslaßventils für einen Auslaß von Flüssigkeit, die sich auf der einen Plattenseite, vorzugsweise im Bereich der Plattenunterseite im Behälterunterteil (8) befindet, und – ein Ventil (2; 3) in Form eines Einlaßventils für einen Einlaß von Luft aus der Atmosphäre, die sich auf der anderen Plattenseite, vorzugsweise im Bereich der Plattenoberseite, befindet.
Ventilplatte nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Ventilgehäuse (9) einstückig zumindest mit dem Bodenabschnitt (26) der Ventilplatte (6) ausgebildet sind.
Ventilplatte nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich das oder die Ventilgehäuse (9) nach oben weg vom Bodenabschnitt (26) erstrecken.
Ventilplatte nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an der Plattenunterseite ein nach unten vorstehender Umfangsrand ausgebildet ist, der als Auflage in einem Behälterunterteil (8) dient.
Ventilplatte nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Plattenoberseite Versteifungsrippen vorgesehen sind.
Ventilplatte nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie als einstückiges Spritzguß-Formteil ausgebildet ist.
Ventilplatte nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Thermoplast, insbesondere aus Polypropylen, gebildet ist.
Deckelteil (7) für einen Behälter, insbesondere einen Trinkbecher (5), das auf ein Behälterunterteil (8) aufsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Deckelteil wenigstens ein Ventil (1; 2; 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgesehen ist.
Deckelteil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Deckelteil (7) eine Ventilplatte (6) nach einem der Ansprüche 11 bis 18 vorgesehen ist.
Deckelteil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Deckelteils (7) Bereiche der Ventilplatte (6) formschlüssig und/oder reibschlüssig ansteckbar sind.
Deckelteil nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die ansteckbaren Bereiche der Ventilplatte (6) die Ventilgehäuse (9) der Ventile (1; 2; 3) sind.
Deckelteil nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des äußeren unteren Umfangs des Deckelteils ein nach unten vorstehender elastischer Umfangssteg (4) vorgesehen ist, der eine Abdichtkante für ein am Deckelteil (7) befestigbares, vorzugsweise verschraubbares, Behälterunterteil (8) bildet.