DE102004062026A1

DE102004062026A1 - Überdruckventil für einen Verpackungsbehälter

Info

Publication number: DE102004062026A1
Application number: DE200410062026
Authority: DE
Inventors: Herbert Stotkiewitz; Hans-Peter Stadel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2006-03-30
Also published as: WO2006034950A1; EP1802537B1; JP2008514518A; TWI356796B; TW200621585A; US7721752B2; US20080011751A1; DE502005004146D1; JP4361953B2; EP1802537A1

Abstract

Ein Überdruckventil (10; 50; 60; 65; 66) weist einen Grundkörper (11; 67; 68) auf, welcher von einer Ventilmembran (40; 59) überdeckt ist. Der an der Innenseite (1) eines Verpackungsbehälters angeordnete Grundkörper (11; 67; 68) ermöglicht über Durchgangslöcher (23; 24) und in der Packstoffwand (2) ausgebildete Perforationen (5) das Entweichen von Überdruck aus dem Verpackungsbehälter in die Atmosphäre. Das erfindungsgemäße Überdruckventil (10; 50; 60; 65; 66) ermöglicht dabei durch die besondere Gestaltung seines Grundbereiches (15; 55; 67; 68) ein besonders gutes Ansprechen, das heißt besonders niedrige Öffnungsdrücke.

Description

Die Erfindung betrifft ein Überdruckventil für einen Verpackungsbehälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Überdruckventil ist aus der DE 102 56 245 A1 bekannt. Bei dem bekannten Überdruckventil weist die Ventilmembran in ihrem Überdeckungsbereich mit dem Grundkörper, mit Ausnahme im Bereich einer Vertiefung, stets denselben Abstand auf. Dadurch lässt sich eine sehr gute Abdichtung erzielen, das heißt, dass Umgebungsluft nicht in das Innere des Verpackungsbehälters eintreten kann. Dies rührt daher, dass durch die plane Anlage der Venntilmebran an dem Grundkörper das zwischen dem Grundkörper und der Ventilmembran angeordnete Dichtmittel in Form von Silikonöl für relativ hohe Adhäsionskräfte zwischen der Ventilmembran und dem Grundkörper sorgt. Um ein besseres Ansprechen des Überdruckventils beim Auftreten eines Überdrucks im Packungsinneren durch Entstehen von Gasen erzielen zu können, ist jedoch ein möglichst geringer Öffnungsdruck des Überdruckventils erforderlich, das heißt, dass die Ventilmembran möglichst leicht vom Grundkörper zur Bildung eines Durchlasskanales abheben soll.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Überdruckventil für einen Verpackungsbehälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es bereits bei relativ geringen Überdrücken im Packungsinneren (beispielsweise in der Größenordnung von 5 mbar) öffnet, das heißt im Packungsinneren entstehende Gase bereits bei einem relativ geringen Überdruck nach Außen leitet. Dies wird erfindungsgemäß im Wesentlichen durch eine zumindest bereichsweise unplane Gestaltung des Grundkörpers im Überdeckungsbereich mit der Ventilmembran erzielt. Dadurch werden die Adhäsionskräfte zwischen dem Grundkörper und der Ventilmebran infolge des dazwischen angeordneten Dichtmediums herabgesetzt, so dass das Abheben der Ventilmembran erleichtert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Überdruckventils für einen Verpackungsbehälter sind in den Unteransprüchen angegeben. Besonders vorteilhaft ist es, das wenigstens eine am Grund des Grundkörpers ausgebildete, im Bereich der Vertiefung angeordnete Durchgangsloch von einer turmartigen Erhebung zu umgeben. Dadurch wird erreicht, dass der Atmosphärendruck, welcher von außen auf das Ventil einwirkt, die Ventilmembran im Bereich des wenigstens einen Durchgangslochs auf die Erhebung drückt und somit das Durchgangsloch verschließt, so dass das Eindringen von Luft von außen in das Packungsinnere sicher verhindert wird.

Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein erstes erfindungsgemäßes Überdruckventil im Bereich einer Packstoffwand eines Verpackungsbehälters,
2 eine Draufsicht auf das Überdruckventil nach 1,
3 ein Detail des Überdruckventils nach 1 im Bereich des Randbereiches des Überdruckventils,
4 ein Detail des Überdruckventils nach 1 im Bereich einer turmartigen Erhebung,
5 eine Draufsicht auf ein zweites erfindungsgemäßes Überdruckventil,
6 einen Schnitt in der Ebene VI-VI der 5
7 eine Draufsicht auf ein drittes erfindungsgemäßes Überdruckventil,
8 einen Schnitt in der Ebene VIII-VIII der 7 und
9 und 10 Draufsichten auf weitere erfindungsgemäße Überdruckventile.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der 1 ist ein erstes Überdruckventil 10 dargestellt. Das Überdruckventil 10 ist auf der Innenseite 2 einer Packstoffwand 1 befestigt, die durch entsprechendes Falten und Siegeln einen Verpackungsbehälter bzw. einen Verpackungsbeutel zum Abpacken von Gas abgebenden Lebensmittel wie beispielsweise Kaffee bildet.
Das Überdruckventil 10 weist einen runden, aus Kunststoff im Spritzverfahren hergestellten Grundkörper 11 auf. Der Grundkörper 11 hat einen umlaufenden Randbereich 12, an dessen der Innenseite 2 der Packstoffwand 1 zugewandter Stirnseite beispielsweise eine umlaufende, im Querschnitt dreieckförmige Erhebung 13 ausgebildet ist. Mittels der Erhebung 13 lässt sich der Grundkörper 11 an der Innenseite 2 der Packstoffwand 1 durch Ultraschallschweißen dicht befestigen. Ergänzend wird erwähnt, dass anstelle einer Ultraschallschweißverbindung bzw. einer Erhebung 13 auch der Einsatz üblicher Klebstoffe oder einer Kontaktsiegelung denkbar ist, um den Grundkörper 11 mit seinem Randbereich 12 dicht mit der Innenseite 2 der Packstoffwand 1 zu befestigen.
In dem von dem Randbereich 12 eingeschlossenen Gebiet der Packstoffwand 1 sind vorzugsweise mehrere Löcher, Einschnitte bzw. Perforationen 5 in der Packstoffwand 1 ausgebildet, welche den Durchtritt von durch das Lebensmittel produziertem Gas an das Packungsäußere, das heißt an die Umgebungsluft, ermöglichen.
Der Grundkörper 11 hat einen gegenüber dem Randbereich 12 abgesenkten Grundbereich 15. Der Grundbereich 15 ist auf der der Packstoffwand 2 zugewandten Seite nicht plan bzw. eben, sondern gewölbt ausgebildet. Dabei findet vorzugsweise eine konkave Wölbung Verwendung, derart, dass der zentrale Bereich 16 des Grundbereiches 15 zur Packstoffwand 2 einen größeren Abstand aufweist als der äußere Bereich 17 des Grundbereiches 15. Zusätzlich ist in dem zentralen Bereich 16, wie am besten aus einer Zusammenschau der 1 und 2 erkennbar ist, eine Vertiefung 20 auf der der Packstoffwand 2 zugewandten Seite ausgebildet. Die Vertiefung 20 weist in Draufsicht (2) in etwa die Form einer „8" auf. Beidseitig des Einschnürungsbereiches 21 der Vertiefung 20 ist in der Vertiefung 20 jeweils ein Durchgangsloch 23, 24 ausgebildet, welches Verbindung vom Packungsinneren hat. Auf der der Vertiefung 20 zugewandten Seite ist jedes der beiden Durchgangslöcher 23, 24 von einer turmartigen Erhöhung 25, 26 umgeben, welche in Draufsicht kreisförmig ausgebildet ist. Wie am besten aus der 4 ersichtlich ist, weist jede der beiden Erhöhungen 25, 26 einen Einlaufradius 27 auf, wobei die obere Stirnfläche 28, 29 der Erhöhung 25, 26 auf einem Niveau verläuft, welches knapp unterhalb der Höhe des Grundbereiches 15 unmittelbar neben der Vertiefung 20 vorhanden ist.
Ergänzend wird an dieser Stelle erwähnt, dass die Erhöhungen 25, 26 auch bis in Höhe des Grundbereiches 15 im zentralen Bereich 16, oder sogar darüber hinaus reichen können.
Am äußeren, umlaufenden Rand des Grundbereiches 15 ist eine weitere Vertiefung 30 ausgebildet, die bis an den Randbereich 12 heranreicht. Weiterhin ist auf der der Packstoffwand 2 abgewandten Seite des Grundkörpers 11 eine vorzugsweise rund ausgebildete Einsenkung 32 ausgebildet, die die beiden Durchgangslöcher 23, 24 überdeckt, und in der ein Filterelement 34 in Form einen Vlieses oder ähnliches befestigt ist. Das Vlies 34 dient dazu zu verhindern, dass Lebensmittelpartikel in die Durchgangslöcher 23, 24 eintreten und diese verstopfen, wenn die Partikelgröße kleiner ist als der Durchmesser der Durchgangslöcher 23, 24.
Im Bereich des Grundbereiches 15 ist ein Dichtmittel in Form einer dünnen Silikonölschicht 36 aufgebracht. Die Silikonölschicht 36 dient als Dicht- und Verbindungsmittel zwischen dem Grundkörper 11 und einer ebenfalls bevorzugt rund ausgebildeten Ventilmembran 40. Der Durchmesser der Ventilmembran 40 ist dabei etwas geringer als der Innendurchmesser, welcher von dem Randbereich 12 des Grundkörpers 11 begrenzt wird.
Die Ventilmembran 40 besteht ebenfalls aus Kunststoff und ist aufgrund der gewählten Dicke bis zu einem gewissen Maß biegsam ausgebildet. Um ein Herausfallen der Ventilmembran 40 aus dem Grundkörper 11 zu verhindern, ist an der Innenseite des Randbereichs 12 eine im Ausführungsbeispiel umlaufende Einschnürung 41 an dem Grundkörper 11 angeformt. Anstelle einer umlaufenden Einschnürung 41 sind jedoch auch nur bereichsweise angeordnete Rückhaltefinger oder ähnliches denkbar.
Das soweit beschriebene Überdruckventil 10 funktioniert wie folgt: Das während des Lagungsprozesses durch das Lebensmittel infolge chemischer Umwandlungsprozesse produzierte Gas erhöht den Packungsinnendruck, bis dieser schließlich größer ist als der die Verpackung umgebende Atmosphärendruck. Sobald dieser Überdruck beispielsweise eine Größe von 5 mbar erreicht hat bewirkt dies ein Abheben der Ventilmembran 40 zunächst im Bereich der beiden Spitzen 43, 44 des Einschnürungsbereiches 21 der Vertiefung 20. Von dort aus wird wenigstens ein kanalartiger Durchlaß in Richtung zum Randbereich 12 des Grundkörpers 11 hin gebildet, bis das Gas über den äußeren Rand der Ventilmembran 40 austreten kann. Von dort gelangt das Gas über die Perforationen 5 an das Packungsäußere bzw. die Umgebungsluft. Sobald der Überdruck abgebaut ist, legt sich die Ventilmembran 40, beginnend von deren Randbereich, wieder an den Grundkörper 11 an, wobei die Silikonölschicht 36 infolge von Adhäsionskräften schließlich eine Abdichtung bewirkt, die auch das Eintreten von Umgebungsluft in das Packungsinnere verhindert.
Das Abheben bzw. Anheben der Ventilmembran 40 wird im Rahmen der Erfindung dadurch erleichtert, dass in dem zentralen Bereich 16, in dem sich auch die Vertiefung 20 befindet, der Abstand des Grundbereichs 15 zur Ventilmembran 40 infolge der konkaven Ausbildung des Grundbereiches 15 relativ groß ist, so dass die Adhäsionskräfte (infolge der Steifigkeit der Ventilmembran 40) zwischen der Ventilmembran 40 und dem Grundkörper 11, im Verhältnis zu dem äußeren Bereich 17, herabgesetzt sind. Dadurch wird das Abheben der Ventilmembran 40 im Bereich der Spitzen 43, 44 unterstützt. Das soweit beschriebene Überdruckventil 10 lässt Gas daher bereits bei einem relativ (gegenüber der Umgebung) geringen Überdruck aus dem Packungsinneren entweichen. Weiterhin dichtet das Überdruckventil 10 nach außen hin auch besonders gut ab, da der über die Perforationen 5 auf die Ventilmembran 40 wirkende Atmosphärendruck die Ventilmembran 40 zusätzlich auf die beiden Erhöhungen 25, 26 drückt und somit die Durchgangslöcher 23, 24 verschließt. Weiterhin bewirkt die umlaufende Vertiefung 30, dass sich in diesem Bereich Silikonöl sammeln kann bzw. dieser Bereich als Reservoir für Silikonöl dient, welches somit wieder der Ventilmembran 40 zugeführt werden kann, so dass eine relativ gleichmäßige Benetzung der Ventilmembran 40 auf der dem Grundbereich 15 zugewandten Seite mit dem Silikonöl erfolgt.
Bei dem in den 5 und 6 dargestellten zweiten Überdruckventil 50 geht beidseitig von der Vertiefung 51 jeweils eine sich nach außen hin verjüngende Einsenkung 52, 53 aus. Außerhalb der beiden Einsenkungen 52, 53 ist der Grundbereich 55 des Grundkörpers 56 plan bzw. eben ausgebildet. Dadurch, dass die beiden Einsenkungen 52, 53 von den beiden Spitzen 57, 58 der ebenfalls "8"-förmig ausgebildeten Vertiefung 51 ausgehen, wird auch bei dem zweiten Überdruckventil 50 ein besonders leichtes Abheben der Ventilmembran 59 ermöglicht.
Bei dem in den 7 und 8 dargestellten dritten Überdruckventil 60 ist die Vertiefung 61 entsprechend dem ersten Überdruckventil 10 kreisförmig ausgebildet, reicht jedoch nur bis an den Rand der Vertiefung 62 heran.
Bei den in den 9 und 10 dargestellten Überdruckventilen 65 und 66 ist im Bereich des Grundbereiches 67, 68 keine Vertiefung oder ähnliches angeordnet, vielmehr ist durch Anspritzen beispielsweise zweier länglicher Stege 69 (9) oder einer Erhebung 70 (10) ein größerer Abstand zwischen dem Grundkörper 67, 68 und er den Grundkörper 67, 68 überdeckenden Ventilmembran bewirkt. Somit sind in diesen beiden Bereichen der Stege 69 bzw. der Erhebung 70 ebenfalls die Adhäsionskräfte zwischen dem Grundkörper 67, 68 und der Ventilmembran reduziert, um ein leichteres Abheben der Ventilmembran, und somit ein besseres Ansprechen des Überdruckventils 65, 66 bei einem Überdruck im Packungsinneren zu bewirken.
Die soweit beschriebenen Überdruckventile 10, 50, 60, 65 und 66 können in vielfältiger Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Dieser besteht insbesondere darin, durch eine besondere Ausbildung des jeweiligen Grundbereiches bzw. des Überdeckungsbereiches mit der Ventilmembran durch Vergrößerung des Abstandes zwischen der Ventilmembran und dem Grundkörper ein leichteres Abheben der Ventilmembran zu ermöglichen.

Claims

Überdruckventil (10; 50; 60; 65; 66) für einen Verpackungsbehälter, mit einem einen gegenüber einem Grundbereich (15; 55; 67; 68) erhöhten, einen umlaufenden Randbereich (12) aufweisenden Grundkörper (11), wobei der Randbereich (12) mit der Innenseite (1) der Wand (2) des Verpackungsbehälters dicht verbunden ist, wobei der Verpackungsbehälter in dem von dem Randbereich (12) umschlossenen Gebiet wenigstens einen Durchgang (5) für Gas aufweist, wobei der Grundkörper (11) an seinem vom Randbereich (12) umgebenen Grundbereich (15; 55; 67; 68) auf der der Wand (2) zugewandten Seite eine Vertiefung (20) aufweist, wobei vom Grund der Vertiefung (20) wenigstens ein Durchgangsloch (23, 24) ausgeht und wobei der Grundbereich (15; 55; 67; 68) unter Zwischenlage einer Dichtfluidschicht (36) nahezu vollständig von einer Ventilmembran (40) überdeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) in dem die Vertiefung (20) umgebenden Bereich des Grundbereiches (15; 55; 67; 68) zumindest teilweise unplan ausgebildet ist, so dass in dem umgebenden Bereich Zonen unterschiedlichen Abstandes zwischen dem Grundbereich (15; 55; 67; 68) und der Ventilmembran (40) ausgebildet sind.
Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundbereich (15; 55) zumindest teilweise gewölbt ausgebildet ist.
Überdruckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung konkav ausgebildet ist.
Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundbereich (67; 68) Erhebungen 69; 70) ausgebildet sind, die die Ventilmembran (40) zum Grundbereich (67; 68) beabstandet halten.
Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Durchgangsloch (23, 24) am Grund der Vertiefung (20) von einer turmartigen Erhebung (25, 26) umgeben ist.
Überdruckventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (25, 26) bis in eine Höhe unterhalb des Niveaus des Grundbereiches (15) in dem die Vertiefung (20) unmittelbar umgebenden Bereichs ragt.
Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (20) in Form einer „8" aufweist und dass der Einschnürungsbereich (21) der Vertiefung (20) Durchgangslochfrei ist.
Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundbereich (15) von einer umlaufenden Vertiefung (30) umgeben ist.
Überdruckventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (30) bis an den Randbereich (12) heranragt.
Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) und die Ventilmembran (40) eine runde Querschnittsform aufweisen.