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Die
Erfindung betrifft eine Druckdose mit einer Zarge, einem in einem
Dom angeordneten Ventil, einem Boden und einer am Boden angeordneten
Innenhülse,
wobei die Innenhülse
eine zylindrischen Hülsenwand,
einen Verschluss, einem Bodenelement sowie einem in der Innenhülse verschiebbar
angeordneten und mit seinem Ende durch das Bodenelement ragenden
Stößel aufweist
und das Bodenelement eine Führung
für den
Stößel sowie
ein Halteteil, das durch den Boden der Druckdose geführt und
daran festgelegt ist. Der Stößel wirkt
mit einem außerhalb
der Druckdose angeordneten Auslöseelement zusammen.
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Die
Erfindung betrifft insbesondere Druckdosen für Zweikomponenten-Aerosolsysteme, wie
sie beispielsweise für
Zweikomponenten-Montageschaumsysteme
eingesetzt werden. Solche Druckdosen weisen neben der Hauptkomponente,
die zum Herstellen und Ausbringen von Polyurethanschäumen oder
Lacken erforderlich ist, in der Innenhülse eine zweite Komponente
auf, die mit der Hauptkomponente zum fertigen Produkt, dem eigentlichen Schaum
oder Lack, abreagiert. Gleichermaßen läßt sich aber die Erfindung
auch für
andere Zwei-Komponentenformulierungen einsetzen, etwa in der Oberflächentechnik
und für
Klebstoffe.
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Die
in den Druckbehältern
enthaltenen Substanzen sind in der Regel flüssig und bestehen aus einem
Prepolymer, üblichen
Zusatzstoffen und dem unter Druck flüssigen Treibgas, das zum Ausbringen des
Inhalts aus dem Druckbehälter
sowie als Schäumungsmittel
benötigt
wird. Die weitere Komponente ist in einer Innenhülse in einer relativ geringen
Menge vorhanden und besteht zumeist aus einer mit der Hauptkomponente
schnell reagierenden Verbindung, bei Polyurethan-Prepolymeren mit
reaktiven Isocyanatgruppen beispielsweise aus einem Vernetzer in Form
einer Hydroxyverbindung oder eines Amins, ggf. zusammen mit Katalysatoren.
Die Komponente in der Innenhülse
dient dazu, das Aushärten
und die Qualität
des Produkts zu beeinflussen, in der Regel die Aushärtung zu
beschleunigen. Die zweite Komponente wird kurz vor dem Ausbringen
des Doseninhaltes durch Öffnen
des Innenbehälters
in die Druckdose eingebracht und durch Schütteln darin eingemischt. Die
fertige Mischung muß dann
innerhalb einer definierten Zeit ausgebracht werden, um das Aushärten des
Prepolymers in der Dose zu verhindern.
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Aus
der
DE 82 27 229 U ist
eine Druckdose mit einem durch Umformen eines aus Metall bestehenden
Formteils gewonnenen einteiligen Boden bekannt, bei dem in einer
Aussparung der mit einem Außengewinde
versehene Hals eines Zusatzbehälters
eingesetzt ist und mit Hilfe einer von außen aufgeschraubten Mutter
unter Verformung einer O-Ringdichtung zwischen einer Schulter des
Zusatzbehälters
und dem inneren Rand der Bodenaussparung verspannt ist. Die ihrerseits
durch eine kolbenförmige Dichtung
in das Innere des Zusatzbehälters
geführte und
abgedichtete Stange ist als Welle ausgebildet, die sich in dem Zusatzbehälterhals
dreht und innen auf diesem abstützt.
Wird die Welle von außen
angetrieben, führt
das zum formschlüssigen
Eingriff ihres inneren Endes mit dem Deckel des Zusatzbehälters, der
dadurch gegen den Innendruck in den Außenraum der Dose aufgedrückt wird.
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Ausgangspunkt
der Erfindung ist die WO 85/00157 A1, die eine Druckdose zum Ausbringen von
zweikomponentigen Schaumbildnern beschreibt. Im Inneren dieser Druckdose
ist ein die zweite Komponente aufnehmender Zusatzbehälter angeordnet. Der
Zusatzbehälter
weist einen Deckel auf, der über eine
durch den Boden der Druckdose in das Innere des Zusatzbehälters geführte Stange
abgesprengt werden kann. Die Stange ist innerhalb des Zusatzbehälters beweglich
gelagert und durch eine im Sickenteller des Dosenbodens angeordnete
Dichtung geführt.
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Beide
Druckdosen nach dem Stand der Technik bedingen eine relativ aufwendige
Konstruktion bzw. Montage. Dabei leidet der Behälter gemäß
DE 82 27 229 U unter der
relativ komplizierten Mechanik. Das Absprengen des Deckels gegen
den relativ großen
Innendruck des Behälters
wird zwar durch die Drehbewegung der Stange erzwungen, jedoch ist
dies relativ mühselig
und bedingt einen hohen Aufwand für das Dichtsystem.
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Die
Druckdose gemäß WO 85/00157
A1 hat sich zwar insgesamt bewährt
und stellt gegenüber dem
genannten Gebrauchsmuster eine deutliche Verbesserung dar, jedoch
ist die Einbringung der Stange durch das im Sickenteller verspannte
Dichtgummi problematisch und verlangt eine nicht optimale Geometrie
der Stange.
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Neben
der aufwendigen Herstellung und Montage haben beide Druckdosen nach
dem Stand der Technik systembedingt Dichtprobleme, die auf dem – nach der
Befüllung
mit Treibgas – sich
automatisch aufbauenden Druckunterschieds zwischen dem Außenraum
und der Innenhülse
beruht. Hierzu trägt auch
bei, dass die Innenhülse
nicht luftfrei befüllt
und verschlossen werden kann. Während
der Lagerzeit der Dose, die durchaus mehrere Monate betragen kann,
baut sich dieser Druckunterschied im Wesentlichen dadurch ab, dass
das äußere Prepolymer
in die Innenhülse
eindringt. Dieser Prozess ist zwar langsam und betrifft nur geringe
Mengen, so dass die eigentliche chemische Reaktion, die zur Aushärtung führt, davon
nicht beeinträchtigt
wird. Ein Problem ist aber das Reaktionsprodukt, das sich im Bereich
der Dichtungen und insbesondere im Bereich des Deckels ablagert
und zu Verklebungen und Verhärtungen
führt.
Diese Verhärtungen
können
dazu führen, dass
das Ventil verstopft oder sich die Druckdose nach dem ersten Sprühstoß nicht
wieder richtig schließt
und damit unbrauchbar wird. Zudem sind die sich dabei bildenden
Partikel im Falle einer Zwei-Komponenten-Lacksprühdose für die Qualität der damit
hergestellten Lackbeschichtung nachteilig.
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Gemäß
DE 10 2004 024 777
A1 wird der Deckel der Innenhülse einer 2K-Druckdose hydraulisch abgesprengt.
Hierzu wird der Innenhülseninhalt
mit einem Stempel von außen
unter Druck gesetzt, wobei sich der Druck durch den Innenhülsenraum
zum Deckel hin fortpflanzt und diesen absprengt. Das Problem des
Druckunterschieds zwischen Innenhülseinhalt und Außenrauminhalt
wird dadurch gelöst,
dass der Außenrauminhalt
in den Raum der Innenhülse unterhalb
des Stempels eintreten und über
den Stempel für
einen Druckausgleich sorgen kann. Allerdings führen auch hier am Deckel und
Stempel einsetzende Aushärtungsreaktionen
zu einer Verklebung, die – nach
einer gewissen Lagerzeit – das
Absprengen des Deckels erschwert oder unmöglich macht.
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Schließlich sind
Mehrkomponentendruckdosen bekannt, in denen die Innenhülse aus
Metall gefertigt und mit einer integralen Metallmembran verschlossen
ist. Diese Innenhülsen
sind fertigungstechnisch aufwendig.
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Ein
weiteres Problem, das sich bei den vorstehend beschriebenen Mehrkomponentendruckdosen
sowie zahlreichen Varianten davon stellt, ist die zuverlässige Entfernung
des Deckels oder Verschlusses der Innenhülse. In nahezu allen Varianten kann
es passieren, dass der Verschluss sich nur unzureichend von der
Hülsenwand
löst und
sich nach der Lösung
wie eine an einem Scharnier befestigte Klappe wieder auf die Innenhülsenöffnung legt.
In diesem Fall kommt es nur zu einer unvollständigen Vermischung des Inhaltes
der Innenhülse
mit der im Außenraum
befindlichen Hauptkomponente, was für die Produktqualität bestenfalls
nachteilig ist.
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Der
Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, die Druckdose gemäß WO 85/00157
A1 so weiterzubilden, dass sich die Teile der Innenhülse leicht
zu einer unverlierbaren und absolut dichten Einheit montieren lassen.
Darüber
hinaus soll das aufgrund der sich notwendig einstellenden Druckdifferenz
auftretende Dichtigkeitsproblem zwischen Außenraum der Druckdose und Innenhülse entschärft werden
und schließlich
eine zuverlässige
Abtrennung des Verschlusses der Innenhülse erreicht werden.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Druckdose der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
dass die Innenhülse
(5) wenigstens eine nachgebende Zone für den Druckausgleich zwischen
Doseninnenraum und Hülseninnenraum
aufweist.
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Abgesehen
von der Innenhülse
ist die erfindungsgemäße Druckdose
mehr oder weniger konventionell gefertigt. Die Druckdose weist eine
Zarge auf, ein in einem Dom angeordnetes Ventil sowie einen Boden,
an dem die von außen
auslösbare
Innenhülse
angeordnet ist. Derartige Dosen werden aus Weißblech oder Aluminium gefertigt;
bei Weißblechdosen
ist der Dosenboden an die Zarge angekrimpt und weist zumeist noch
einen zentralen Bodenteller auf, der die Innenhülse aufnimmt, bei Aluminiumdosen
sind Zarge und Boden einstückig
gefertigt, wobei die Innenhülse
in einer zentralen Aussparung des Bodens festgelegt ist.
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Im
Rahmen der Beschreibung wird unter dem Begriff „verschlussseitig" diejenige Seite
eines Teils verstanden, die dem Innenbehälterverschluss zugewandt ist.
Entsprechend ist „bodenseitig" dasjenige Ende,
das von der Verschlussseite fort weist. In der Regel bezeichnet
somit „bodenseitig" das Ende eines Teils,
das dem Dosenboden zugewandt ist, jedoch nur solange sich dieses
Teil oder Ende innerhalb der Druckdose befindet.
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Wesentliches
Element für
die Erhaltung der Funktionstüchtigkeit
der Innenhülse
ist ihre Ausstattung mit einer nachgebenden Membran, die – nach dem
Befüllen
der Innenhülse
mit der zweiten Komponente unter Normaldruck – dafür sorgt, dass die Druckdifferenz
zwischen Innenraum der Innenhülse und
Innenraum der Druckdose, die im wesentlichen durch die Befüllung mit
dem Treibgas bestimmt wird, ausgeglichen wird. Wie vorstehend erwähnt, erfolgt die
Befüllung
der Innenhülse
mit der zweiten Komponente nie zu 100%; es bleibt immer ein gewisses kompressibles
Gasvolumen. Die elastische Membran oder Folie ist geeignet, unter
dem Druck des Treibgases im Druckdoseninnenraum nachzugeben und
den Druckausgleich herbeizuführen.
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In
der einfachsten Ausführungsform
ist diese nachgebende Zone ein elastisch ausgebildetes Wandungssegment,
das beispielsweise durch eine deutlich geringere Wandstärke gekennzeichnet
ist. Vorzugsweise kann die Wand hierzu ein Fenster aufweisen, das
mit einer elastischen Folie oder Membran zugesiegelt ist. Geeignet
hierfür
sind beispielsweise Kunststofffolien, auch metallisierte Kunststofffolien. Solche
Kunststofffolien können
beispielsweise durch Ultraschallverschweißung aufgebracht werden.
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Mit „nachgebend" wird in diesem Zusammenhang
eine Eigenschaft bezeichnet, die ein erhebliches Nachgeben der Siegelfolie
unter dem Außendruck
erlaubt, ohne das diese reißt
oder undicht wird. Bevorzugt ist die Siegelfolie aber so dimensioniert, dass
sie im Bereich des Fensters „Stoffreserve" aufweist, beispielsweise
einen Faltenwurf oder eine Ausbeulung, die es der Siegelfolie erlaubt,
sich unter Druckeinfluss von außen
in den Innenraum der Innenhülse
einzustülpen
oder einzuwölben.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform kann
die nachgebende Zone stirnseitig an der Innenhülse angeordnet sein. Dazu kann
die Stirnseite beispielsweise mit einer Folie verklebt oder versiegelt sein,
wobei die stirnseitige Siegelfolie analog zur für die Abdichtung des Fensters
verwandten Folie ausgebildet ist. Auch hier handelt es sich vorzugsweise um
eine ultraschallverschweißte
metallisierte Kunststofffolie. Diese stirnseitige Siegelfolie kann
auf jede geeignete Art mit der Stirnseite der Hülsenwand verbunden sein, beispielsweise
auch durch Verkleben oder Enduktionsschweißen.
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Der
stirnseitige Verschluss der Hülse
kann ein herkömmlicher
Verschluss sein, der durch den Stößel aus der Innenhülse herausgepresst
wird. In diesem Fall weist die Innenhülse zum Druckausgleich ein
mit Siegelfolie verschlossenes Fenster auf. Alternativ oder zusätzlich kann
die Innenhülse
auch stirnseitig eine solche Siegelfolie als Verschluss aufweisen.
Gemäß einer
besonderen Variante ist die stirnseitige Siegelfolie über einen
Verschlussring mit der Hülsenwandung
verbunden, beispielsweise durch Ultraschallverschweißung. Die
Siegelfolie kann mit diesem Verschlussring beispielsweise zuvor durch
Verkleben, Verschweißen
oder anderweitig verbunden worden sein.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform weist
zusätzlich
zu dem Verschlussring einen Haltering auf, der seinerseits mit der
Siegelfolie verbunden ist. Dieser Haltering ist seinerseits über eine
Membran oder einen ringförmigen
Steg mit dem Verschluss dergestalt verbunden, dass diese Membran
oder dieser Steg unter Einwirkung einer auf den Haltering ausgeübten Kraft
vollständig
aufreißen.
Diese Kraft kann beispielsweise über
eine Krone ausgeübt
werden, die mittels einer Aufnahme auf den Stößel des Auslösemechanismus
aufgesteckt ist und mit ihrem Rand auf den Haltering einwirkt. Bei
Auslösen
der Druckdose wird eine Kraft auf den Haltering ausgelöst, die
zum Reißen
der Membrane führt
und weiterhin zum Ausstoßen
der Krone und des Halterings mit der daran befestigten Siegelfolie
in den Innenraum der Druckdose. Die relativ feste Anbindung der
Siegelfolie in den Haltering verhindert, dass sich die Folie über die Öffnung der
geöffneten
Innenhülse
legt oder vor das Ventil. Desgleichen kann die ausgestoßene starre
Krone keinen Einfluss auf den Austritt des Hülseninhalts in die Druckdose
und des Druckdoseninhalts in das Ventil behindern.
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Der
Aufbau des Verschlusses aus Verschlussring, ringförmigem Steg,
Haltering und innenliegender Siegelfolie, die die notwendige Elastizität bzw. Stoffreserve
für den
Druckausgleich aufweist, hat fertigungstechnische Vorteile dadurch,
dass eine Vorfertigung des Verschlusses und die anschließende Verschweißung des
fertigen Verschlusses mit der Innenhülse möglich ist.
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Gemäß einer
anderen Variante ist die Krone als Schneidkrone ausgebildet, die
geeignet ist, die Siegelfolie an der Stirnseite der Innenhülse aufzuschneiden.
Hierzu ist es zweckmäßig, das
die Siegelfolie über
den Stirnbereich der Innenhülse
oder innerhalb des Verschlussrings gespannt ist; eine zu große Elastizität ist für das Aufschneiden
der Folie mit den Zähnen
der Schneidkrone eher hinderlich.
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Wesentlich
für die
Schneidkrone und ihre Funktionsweise ist, dass die stirnseitige
auf der Innenhülse
angeordnete Siegelfolie kreisförmig
aufgeschnitten und vollständig
abgetrennt wird. Vorzugsweise weist die Schneidkrone dazu einen
Zahnkranz auf, der – nach
der Auslösung
der Innenhülse – zunächst die
Folie perforiert und dann, ausgehend von den Perforationen, aufschneidet,
abtrennt und innerhalb des Zahnkranzes festhält. Die Schneidkrone ist so
ausgebildet, dass sie nach der Auslösung der Innenhülse mit
dem festgehaltenen Siegelfolienausschnitt aus der Innenhülse herausgedrückt wird
und in den Außenraum
der Druckdose eintritt.
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Zweckmäßigerweise
ist auch die Schneidkrone mit dem Zahnkranz bodenseitig mit einer
Aufnahme versehen, in die das verschlussseitige Ende des Stößels eingreift.
Auf diese Art und Weise ist der Verbund der beiden Teile gesichert,
solange sie sich in der geschlossenen Innenhülse befinden.
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Der
in der Innenhülse
angeordnete Stößel ist im
Wesentlichen stabförmig
ausgebildet, so dass er dem Innenhülseninhalt beim Ausfließen möglichst wenig
Widerstand entgegensetzt. Er kann seitliche Führungselemente aufweisen, die
einen definierten Abstand zur Innenhülsenwandung herstellen, beispielsweise
in Form von Stäben
oder Speichen oder über
Speichen mit dem Stößel verbundenen
Ringen. Wesentlich ist, dass die Stößelkonstruktion den Austritt
des Hülseninhaltes
in den Außenraum
nicht behindert.
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Zweckmäßigerweise
ist der Stößel unterteilt in
ein stabförmiges
Stößelelement,
das sich im Inneren der Innenhülse
befindet, und ein bodenseitiges Auslöseteil, das sich durch den
Hülsenboden
und Dosenboden hindurch nach außen
erstreckt und dort die Verbindung zum Auslöseelement herstellt. Zur Verbindung
des stabförmigen
Stößelelements
mit dem bodenseitigen Auslöseteil
kann entweder das Stößelelement
an seinem bodenseitigen Ende oder das Auslöseteil verschlussseitig eine
Aufnahme aufweisen, in die das Ende des jeweils anderen Teils eingreift.
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Um
den Stößel innerhalb
der Innenhülse
zu sichern, ist ein Begrenzungselement notwendig, das beispielsweise
als Erweiterung im Auslöseteil
des Stößels angeordnet
ist und mit einem in der Führung des
Innenbehälters
innenseitig umlaufenden Vorsprung zusammenwirkt. Im Ruhezustand
der Druckdose liegt der Stößel dann
mit seinem Begrenzungselement auf dem Vorsprung auf. Nach dem Auslösen der
Dose bewegt sich der Stößel in Richtung
auf den Innenhülsenverschluss,
kehrt aber unter dem in der Druckdose herrschenden Druck in seine
Ausgangsposition zurück.
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Die
Abdichtung der Innenhülse
im Bereich des Bodenelements wird zweckmäßigerweise dadurch herbeigeführt, dass
das Begrenzungselement eine elastische Dichtung aufweist. Es kann
auch insgesamt als Dichtung ausgeführt sein. Bevorzugt weist das
Begrenzungselement an seiner Peripherie umlaufend Dichtlippen auf,
die gegen die innere Oberfläche
der Führung
wirken. Es versteht sich, dass die Führung in dem Bereich, in dem
die Erweiterung mit dem Dichtelement wirksam wird, einen größeren Querschnitt
hat als in dem Bereich, der durch den Dosenboden hindurchführt und
die eigentliche Führung
darstellt. Die Führung
ist somit verschlussseitig auf den Durchmesser des Begrenzungselements
erweitert.
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Die
Innenhülse
weist bodenseitig am Bodenelement neben der Führung ein Halteteil auf. Führung und
Halteteil ragen durch den Dosenboden hindurch nach außen, wobei
die Führung
die Funktion hat, den Stößel und
insbesondere dessen Auslöseteil aufzunehmen
und zu führen
und das Halteteil die Haltefunktion für die Innenhülse übernimmt.
Das Halteteil umgibt dabei die Führung
konzentrisch zumindest über
einen Teil seiner Länge.
In der Regel ragt das Halteteil bodenseitig über die Führung hinaus.
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Wie
schon angemerkt, kann die zylindrische Hülsenwand einen oder mehrere
Bereiche aufweisen, die weniger starr ausgebildet sind und unter Druck
elastisch nachgeben. Dies dient dem internen Druckausgleich im System;
die Innenhülsen
werden bei Normalbedingungen befüllt
und verschlossen. Da ein luftfreies Befüllen und Verschließen nicht
möglich ist,
kann bei einer starren Innenhülse
ein Druckausgleich nur über
aus dem Außenraum
in die Innenhülse
eindringendes Material erfolgen. Diese Tendenz zur nachträglichen
Auffüllung
kann durch die elastische Ausgestaltung eines oder mehrerer Bereiche der
Innenhülse
ausgeglichen werden. Es ist darauf zu achten, dass die unter Druck
nachgebenden Bereiche nicht mit den Führungen des Stößels in
Konflikt geraten.
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Alternativ
zu den elastischen Bereichen können
auch ein oder mehrere Fenster vorgesehen sein, die mit einer nachgebenden
Siegelfolie verschlossen sind.
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Erfindungsgemäß kommen
beispielsweise metallisierte Folien oder auch Induktionsfolien als Siegelfolie
zum Einsatz. Induktionsfolien können durch
Induktion auf den zu verschließenden
Gegenstand aufgeschweißt
werden und sind in der Regel mehrlagig aus Kunststoff und Metallfolien
zusammengesetzt. Induktionsfolien sind insbesondere in der Nahrungsmittelindustrie
weit verbreitet, werden aber auch für die Versiegelung von Behältern mit Wasser ziehenden
oder brennbaren Flüssigkeiten verwandt.
Geeignet sind ferner metallische Folien, die durch Ultraschall verschweißt werden
können.
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Die
Innenhülse
besteht vorzugsweise aus Kunststoff. In Frage kommen insbesondere
Polypropylen, aber auch Polyamidqualitäten, die den bei Zweikomponentenlacken
häufig
verwandten aromatischen Lösungsmitteln
besser Stand halten.
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Die
Innenhülse
ist am Boden der Druckdose festgelegt. Der Stößel bzw. das Auslöseteil des
Stößels ragen
durch das Bodenelement des Stößels hindurch
und aus dem Dosenboden heraus. Zweckmäßigerweise greift das bodenseitige
Ende des Stößels reibschlüssig in
die Aufnahme eines Auslöseelements,
das per Hand auslösbar
ist. Das Auslöseelement
ist beispielsweise ein Auslöseknopf,
der die Auslösung
der Innenhülse
und die Freisetzung des Innenhülseninhaltes
bei Betätigung
bewirkt.
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Das
Halteteil des Bodenelements kann bodenseitig – außerhalb der Druckdose – ein Gewinde aufweisen,
auf das eine Flügelschraube
als Auslöseelement
geschraubt werden kann. Auch in diesem Fall ist das Auslöseelement
mit der Aufnahme versehen, in die das bodenseitige Ende des Stößels oder Auslöseteils
ragt. Durch Eindrehen der Flügelschraube
wird der Stößel mitgenommen
und in die Innenhülse
gepresst, so dass die Schneidkrone die Siegelfolie aufschneidet.
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Bei
Druckdosen aus Weißblech
wird die Innenhülse
in der Regel an einem Bodenteller festgelegt, der seinerseits in
den Dosenboden eingekrimpt wird. Für diesen Fall ist es zweckmäßig, am
Halteteil einen peripher umlaufenden Vorsprung vorzusehen, hinter
den der auswärts
gerichtete Innenrand des Bodentellers greift. Die Innenhülse wird
dadurch in den Bodenteller eingespannt, wobei ein außen umlaufender
Bereich des Bodenelements und der Vorsprung als Widerlager dienen.
Zweckmäßigerweise
sind in diesem gehalterten Bereich umlaufend Dichtlippen vorgesehen,
die gegen die Innenseite des Bodentellers wirken. Es ist aber auch
ohne weiteres möglich, das
Halteteil an den Bodenteller anzuspritzen.
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Insbesondere
dann, wenn die Druckdose aus Aluminium gefertigt ist und einen gezogenen
Boden aufweist, ist die Innenhülse
in eine Ausnehmung des Druckdosenbodens eingespannt. Dazu ist die
Innenhülse
mit ihrem Halteteil durch diese Ausnehmung geführt und mit einem Halteelement,
beispielsweise einem Spannring, auf der Unterseite der Dose am Halteteil
gesichert. Das Halteteil kann hierzu beispielsweise eine umlaufende
Nut zur Festlegung des Spannrings aufweisen. Die Dichtigkeit wird
vorzugsweise durch eine Dichtungsscheibe zwischen Dosenboden und
Bodenelement der Innenhülse
gewährleistet.
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Insbesondere
bei gezogenen Dosen aus Aluminium ist es zweckmäßig, im Bereich des Dosenbodens
ein Fixierelement vorzusehen, dass dazu dient, einen Standfuß zu fixieren,
aber auch, um das Auslöseelement
zu führen.
Ein solches Fixierelement ist beispielsweise etwa glocken- oder
halbkugelförmig
und wird beispielsweise über
den vorstehend erwähnten
Spannring oder dergleichen im Bereich der Ausnehmung verankert.
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In
allen Ausführungsformen
kann die erfindungsgemäße Druckdose
einen Standfuß aufweisen,
der insbesondere dazu dient, das Auslöseelement so zu umgeben und
einzuschließen,
dass eine ungewollte Auslösung
erschwert wird und dazu, die Standfestigkeit zu erhöhen. Im
Falle von Druckdose mit eingekrimptem Dosenboden kann der Standfuß auf die
Krimpwülste
bzw. -nähte
aufgesteckt werden, im Falle eines gezogenen Bodens bei Aluminiumdosen
wird in der Regel der Standfuß an
dem vorstehend genannten Fixierelement befestigt.
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Die
Erfindung wird durch die beigefügten
Abbildungen bevorzugter Ausführungsformen
näher erläutert. Von
diesen zeigt:
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1 das
verschlussseitige Ende einer Innenhülse einer erfindungsgemäßen Druckdose
mit einer ersten Ausführungsform
für den
Verschluss;
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1a, 1b die
Innenhülse
gemäß 1 in
druckbelastetem Zustand und nach der Auslösung;
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2 den
Bodenbereich einer erfindungsgemäßen Druckdose
mit eingesetzter Innenhülse
und Druckknopfauslösung;
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3 eine
weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Druckdose
mit einer Drehtellerauslösung;
und
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4 eine
weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Druckdose
mit gezogenem Boden und Druckknopfauslösung;
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5 eine
Variante des Innenhülsenverschlusses
gemäß 1a;
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6 ein
Detail der Darstellung von 5; sowie
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7 eine
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Druckdose
mit einer Innenhülse
gemäß 5 nach
der Auslösung.
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1 zeigt
das verschlussseitige Ende einer Ausführungsform einer Innenhülse, wie
sie erfindungsgemäß zum Einsatz
kommt. Die Innenhülse 5 weist
eine zylindrische Außenwand 6 auf,
die stirnseitig mit einem Verschluss 7 verschlossen ist.
Der Verschluss 7 ist über
einen Verschlussring 7a mit der Stirnseite 6a der
Wandung 6 der Innenhülse
verbunden. Die Verbindung ist eine Schweißverbindung, zweckmäßigerweise
hergestellt durch Ultraschallverschweißen.
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Der
Verschluss 7 besteht weiterhin aus einem Haltering 7b,
der über
eine Membran oder einen ringförmigen
Steg 7c mit dem Verschlussring 7a verbunden ist.
Die Membran 7c ist so ausgelegt, dass sie bei Krafteinwirkung
auf den Haltering 7b aus dem Inneren der Innenhülse heraus
aufreißt;
hierzu ist im Allgemeinen – bei
Polypropylen als Material – eine Stärke von
0,20 mm ausreichend.
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Über den
Haltering 7b ist die eigentliche Siegelfolie 17 gelegt,
die hier faltig dargestellt ist, also unter Druckeinwirkung von
oben/außen
in das Innere der Innenhülse 5 hinein
nachgeben kann. Bei der Siegelfolie handelt es sich beispielsweise
um eine metallisierte Kunststofffolie, etwa Polypropylen, das einstückig mit
den Ringen 7a und 7b gefertigt und anschließend metallisiert
wurde.
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Im
Inneren der Innenhülse
ist ein Stößel 9 angeordnet,
der in einer Aufnahme 9a endet. In diese Aufnahme 9a ragt
ein Vorsprung 14 der Krone 13, die über den
Stößel 9 in
Richtung auf den Verschluss 7 bewegt werden kann. Der Rand
der Krone 13 wirkt gegen die Unterseite des Halterings 7b des
Deckels 7 dergestalt, dass bei Betätigung des Stößels 9 die Krone 13 gegen
den Haltering 7b gepresst wird, was zum Reißen der
Membran 7c zwischen den Ringen 7a und 7b führt und
zum Ausstoßen
des abgetrennten Teils des Deckels 7 mit der Siegelfolie 17 sowie der
Krone 13 in den Druckdoseninnenraum.
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1 zeigt
die Innenhülse 5 in
drucklosem Zustand mit gewellter Siegelfolie. 1a zeigt
die Innenhülse
mit unter Druck gespannter Siegelfolie 17, 1b die
geöffnete
Innenhülse
mit ausgestoßener Krone 13 und
abgelöster
Membran 17 samt Haltering 7b.
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2 zeigt
eine Schnittdarstellung des unteren Teils einer erfindungsgemäßen Druckdose 1 mit eingesetzter
Innenhülse 5.
Die Druckdose selbst ist mit dem unteren Teil ihrer Zarge 2 sowie
dem eingewölbten
Boden 3 gezeigt. Der eingewölbte Boden 3 ist mit
dem unteren Ende der Zarge 2 verkrimpt. Im Zentrum des
Bodens 3 befindet sich der Bodenteller 4, der
auf übliche
Weise mit dem Boden 3 verkrimpt ist. Der Bodenteller 4 weist
eine komplex gekrümmte Form
mit einem auswärts – d. h.
zur Außenseite
der Druckdose hin weisenden – Innenrand 4a,
einen ebenen mittleren Teil 4b und einen ebenfalls nach
außen weisenden
Außenrand,
auf der in die Krimpnaht mit dem Boden 3 übergeht.
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In
die zentrale Aussparung des Bodentellers 4 eingepasst befindet
sich die Innenhülse 5,
die im Wesentlichen aus einer Zarge 6, einer als Verschluss dienenden,
hier gespannten Siegelfolie 17 und einem Bodenelement 8 besteht.
Das Bodenelement 8 weist im Zentrum eine Führung 10 auf
und im nach außen weisenden
(bodenseitigen) Bereich ein Halteteil 11.
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Das
Bodenelement 8 selbst hat bodenseitig einen außen umlaufenden
kreisförmigen
Rücksprung 8a,
der sich auf dem ebenen mittleren Abschnitt 4b des Bodentellers 4 abstützt. Unterhalb
des Rücksprungs 8a schließt sich
das Halteteil 11 an, das einen umlaufenden Vorsprung 11b aufweist,
der im Wesentlichen parallel zum Rücksprung 8a verläuft. Der
nach außen
weisende Innenrand 4a des Bodentellers 4 greift
hinter den Vorsprung 11b des Halteteils 11 und
fixiert auf diese Weise die Innenhülse 5 in ihrer Position
im Zentrum des Bodentellers 4.
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Im
Bereich des Halteteils 11 zwischen dem Vorsprung 11b und
dem Rücksprung 8a des
Bodenelements 8 befinden sich umlaufende Dichtlippen 11c,
die gegen den nach außen
gerichteten Teil 4a des Bodentellers wirken und die Druckdose
nach außen
hin abdichten.
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Im
Inneren der Innenhülse 5 befindet
sich der Stößel 9, über den
die Siegelfolie 17 an der Stirnseite 6a der Hülsenzarge 6 geöffnet werden
kann. Der Stößel 9 besteht
selbst aus einem Stößelelement 9c und einem
Auslöseteil 9d.
Das Auslöseteil 9d befindet sich
in der Führung 10 des
Bodenelements 8 und ist mit seinem verschlussseitigen Ende
in einer bodenseitigen Aufnahme 9e des Stößelelements 9c gelagert.
Am bodenseitigen und am verschlussseitigen Ende des Stößelelements 9c befinden
sich Führungsstäbe 9b,
die die zentrale Position des Stößels 9 in
der Innenhülse
sicherstellen.
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Mit
seinem verschlussseitigen Ende 9a greift der Stößel 9 in
eine Aufnahme 14 der Schneidkrone 13 ein. Die
Schneidkrone 13 selbst hat in etwa die Form eines Speichenrades
und ist am Radkranz mit einem Zahnkranz versehen. Der Zahnkranz
ist geeignet, die Siegelfolie 17 nach Auslösung des
Stößels zu
punktieren und kreisförmig
aufzuschneiden. Der herausgeschnittene Folienkreis wird dann innerhalb der
Siegelkrone festgehalten und in den Außenraum der Druckdose abgestoßen. Eine
frei im Außenraum schwimmende
Siegelfolie könnte
dazu führen,
dass der Ventilzugang blockiert wird.
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Die
Siegelfolie 17 ist auf der Stirnseite 6a der Hülsenzarge 6 aufgeklebt
bzw. aufgeschweißt.
Sie besteht aus einer Induktionsfolie, d. h. einer metallisierten
Kunststofffolie, die über
ein Induktionsverfahren in an und für sich bekannter Weise auf
eine Öffnung
aufgeschweißt
werden kann. Derartige Induktionsfolien sind insbesondere auch wegen
ihrer Metallisierung geeignet, Hohlräume hermetisch, d. h. gas- und
lösungsmitteldicht
zu verschließen.
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Die
Innenhülse 5 gemäß Darstellung
in 2 weist ein Fenster 16 auf, dass mit
einer Siegelfolie 17 verschlossen ist. Die Siegelfolie 17 ist
elastisch eingestellt, d. h., sie kann unter dem im Außenraum
der Druckdose herrschenden Druck nachgeben und eine Druckangleichung
bewirken. Da es praktisch nicht möglich ist, die Innenhülse ohne
Luft- oder Gaseinschlüsse
zu befüllen
und zu verschließen,
ist ein derartiger Ausgleichsmechanismus sinnvoll und notwendig,
insbesondere, um einen Druckausgleich über ein diffundierendes Material
aus dem Außenraum
zu verhindern. Dies gilt insbesondere für Aerosoldosen, die Lösungsmittel
mit hohem Kriechvermögen
oder Durchdringungsvermögen
für Kunststoffe beinhalten.
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Das
Auslöseteil 9d des
Stößels 9 ist
in der Führung 10 des
Bodenelements 8 gelagert. Es weist in etwa mittig ein Begrenzungselement 9g auf,
dass auf einem innen umlaufenden Vorsprung 15 der Führung 10 ruht
und verhindert, dass das Auslöseteil
unter dem in der Druckdose herrschenden Druck aus der Hülse herausgedrückt wird.
Um die Dichtigkeit nach außen
zu gewährleisten,
weist das Begrenzungselement 9g einen Kragen mit Dichtlippen 12 auf,
die gegen die Innenwandung der Führung 10 in ihrem
verschlussseitigen Bereich wirkt. Es versteht sich, dass die Führung 10 in
diesem Bereich 10a über
einen erweiterten Querschnitt verfügt, der dem Querschnitt des
Begrenzungselements 9e entspricht.
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Im
bodenseitigen Teil der Führung 10,
d. h. bodenseitig zum Vorsprung 15, weist die Führung 10 einen
kleineren Querschnitt auf, der dem Querschnitt des bodenseitigen
Endes 9f des Auslöseteils 9d entspricht.
Hier tritt das Auslöseteil 9d aus
der Innenhülse 5 und
Druckdose 1 aus und ragt in den vom Dosenboden 3 gebildeten
Hohlraum hinein, um dort mit seinem bodenseitigen Ende 9f reibschlüssig in
die Aufnahme 21 des Auslöseelements 20 zu greifen.
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Das
Halteteil 11 des Bodenelements 8 ragt vom Rücksprung 8a durch
den Bodenteller 4 in den vom Dosenboden 3 gebildeten
Raum.
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Um
zu verhindern, dass der Stößel bei
der Auslösung
der Dose zu weit in die Druckdose hineingetrieben wird und dadurch
Undichtigkeiten entstehen, ist eine Wegbegrenzung für die Auslösung sinnvoll.
Diese Wegbegrenzung kann einerseits über das untere Ende des Halteteils 11 und
den Boden des Auslöseknopfes 20 erfolgen,
andererseits über
das obere (verschlussseitige) Ende der Aufnahme 21 und das
bodenseitige Ende der Führung 10,
wie im gezeigten Fall.
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Zum
Schutz des Auslösemechanismus
ist der Dosenboden mit einem Standfuß 24 ausgestattet,
der um den Krimprand zwischen der Zarge 2 und dem Dosenboden 3 greift
und daran formschlüssig festgelegt
ist. Der Standfuß 24 weist
eine zentrale Ausnehmung auf, in der der Auslöseknopf ragt. Der Fuß 24 schützt einerseits
den Auslöseknopf 20 vor ungewollter
Betätigung
und erhöht
zum anderen die Standfestigkeit der Druckdose.
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Das
Halteteil 11 ist im Bereich seines bodenseitigen Endes
mit einem Gewinde 11a versehen, das in der gezeigten Ausführungsform
ohne Bedeutung ist, jedoch eine Variante des Auslösemechanismus
erlaubt, bei der das Auslöseteil 9d mit
Hilfe einer Flügelschraube
in die Innenhülse
hineingetrieben wird. Diese Ausführungsform
ist in 3 dargestellt. Die Innenhülse ist für beide Varianten verwendbar.
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Die
Ausführungsform
gemäß 3 unterscheidet
sich von der gemäß 2 lediglich
im Auslösemechanismus
im Bodenbereich der Druckdose, der einen Drehteller beinhaltet.
Konstruktion und Funktion der Innenhülse sind im Übrigen wie
in 2 dargestellt und dazu beschrieben.
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Gemäß 3 ragt
das Auslöseteil 9d mit seinem
bodenseitigen Ende 9f in die Aufnahme 21 des Drehtellers 20,
das in diesem Fall mit einer Hülse 26 mit
Innengewinde ausgestattet ist, das mit dem Außengewinde 11a des
Halteteils 10 zusammenwirkt. In unausgelöstem Zustand
befindet sich die Hülse 26 in
einer unteren Position relativ zum Halteteil 10. Durch
Betätigung
des Flügels 25 kann
die Hülse 26 weiter
am Halteteil 10 hochgeschraubt werden und nimmt dabei über die
Aufnahme 21 das Auslöseteil 9d mit.
Der Stößel 9 wirkt
auf die Schneidkrone 13, die die Folie 17 kreisförmig aufschneidet
und mit der Folie in den Außenraum
der Druckdose 1 ausgestoßen wird.
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Der
Vorteil dieser Ausführungsform
ist, dass der Stößel in der
eingeschobenen Position fixiert wird und auf diese Weise ein „Rückfallen" der Schneidkrone
mit dem herausgeschnittenen Teil der Siegelfolie 17 in
die obere Öffnung
der Innenhülse 5 zuverlässig verhindert
wird.
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Im Übrigen weist
die Druckdose auch hier einen Standfuß 24 auf, der den
Auslösemechanismus umgibt
und gegen Auswirkung von außen
schützt. Der
Standfuß 24 ist
naturgemäß auf die
Dimension des Auslöseelementes 20 abgestimmt.
Es versteht sich, dass anstelle einer einflügeligen Schraube 20 auch
eine zweiflügelige
Schraube eingesetzt werden kann.
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4 zeigt
eine Variante der Erfindung, die an eine Druckdose mit gezogenem
Boden 3 angepasst ist. Die Druckdose 1 mit ihrer
Zarge 2 geht nahtlos in den Boden 3 über, der
eine zentrale Ausnehmung 3a aufweist, in die das Halteteil 11 der
Innenhülse 5 eingeführt ist.
Eine Scheibendichtung 22, die sich an den Rücksprung 8a des
Bodenelements 8 anschließt und auf der Innenseite des
Bodens 3 unmittelbar angrenzend an die Ausnehmung 3a aufliegt,
dient der Abdichtung der Druckdose nach außen. Ein Spannring 18 fixiert
die Hülse 5 unterhalb des
Bodens 3 im Bereich der Ausnehmung 3a.
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In
der gezeigten Variante weist die Druckdose im Bodenbereich ein glockenförmiges Fixierelement 23 auf,
das mit dem Spannring 18 in seiner Position unmittelbar
angrenzend an das Bodenelement 3 konzentrisch zur Ausnehmung 3a gehalten
wird. Das Fixierelement 23 dient der Fixierung des Standfußes 24,
der mangels Krimpnaht nicht direkt an der Dose befestigt werden
kann. Gleichzeitig dient das Fixierelement als äußere Führung für den Auslöseknopf 20, der auf
die gleiche Art und Weise auf den Stößel 9 wirkt, wie in 2 gezeigt.
Es versteht sich, dass auch diese Variante mit einer Drehtellerauslösung versehen
sein kann.
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5 zeigt
eine weitere Variante des verschlussseitigen Endes einer Innenhülse, wie
sie erfindungsgemäß zum Einsatz
kommt. Die Innenhülse weist
eine zylindrische Außenwand 6 auf,
die stirnseitig den Verschluss 7 aufweist. Der Verschluss 7 ist über einen
Verschlussring 7a mit der Stirnseite 6a der Wandung 6 der
Innenhülse
verbunden. Die Verbindung ist eine Schweißverbindung, zweckmäßigerweise
hergestellt durch Ultraschallverschweißen.
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Der
Verschluss 7 besteht aus einem Haltering 7b, der über eine
Membran oder ringförmigen Steg 7c mit
dem Verschlussring 7a verbunden ist. Die Membran 7c ist
so ausgelegt, dass die Krafteinwirkung auf den Haltering 7b sie
aus dem Inneren der Innenhülse
heraus aufreißt.
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Die
Krone 13 weist bodenseitig eine Verlängerung 14 auf, die,
wie in 1 gezeigt, in einer Aufnahme des Stößels 9 endet.
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6 zeigt
ein Detail der Darstellung von 5 zur Verdeutlichung
des Zusammenwirkens von Verschluss 7 und Krone 13.
Der Verschlussring 7a und der Haltering 7b sind über die
Membran 7c miteinander verbunden, die im dargestellten
Fall eine Trennlinie T als Schwächungszone
aufweist. T ist die Trennlinie, entlang der der Haltering vom Verschlussring
abreißt,
wenn sich die Krone 13 in Richtung auf die Siegelfolie 17 bewegt.
Ein umlaufender Vorsprung V an der Krone 13 dient der Unterstützung des
Aufreiß-
und Trennprozesses dadurch, dass er gegen die untere Kante 7d des
Halterings 7b wirkt, wenn die Auslösung über die Aufwärtsbewegung
der Krone 13 eingeleitet wird.
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Im
Bereich der Stirnfläche 6a der
Innenhülsenwandung 6 befindet
sich die Schweißnaht
S, entlang der der Verschlussring 7a mit der Wandung 6 verschweißt ist.
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7 zeigt
eine erfindungsgemäße Druckdose
mit dem Bodenbereich und der eingesetzten Innenhülse nach der Auslösung. Krone 13 und
Siegelfolie 17 mit Haltering 7b befinden sich
bereits außerhalb
der Innenhülse 5,
der Verschlussring 7a verbleibt an der Stirnseite der Hülsenwand 6.
Die Krone 13 weist eine zur Bodenseite weisende Verlängerung 14 mit
seitlichen Führungsstäben 14b auf,
die über eine
Aufnahme mit dem Stößel 9 zusammenwirkt.