DE1916093A1

DE1916093A1 - Ventilanordnung zum Ausgeben eines Materialgemisches aus mehreren Behaeltern

Info

Publication number: DE1916093A1
Application number: DE19691916093
Authority: DE
Inventors: Flynn John Barry
Original assignee: Gillette Co LLC
Current assignee: Gillette Co LLC
Priority date: 1968-03-28
Filing date: 1969-03-27
Publication date: 1970-01-29
Also published as: DE1916093C3; US3454198A; FR2004946A1; NO123380B; SE355143B; JPS498122B1; GB1249924A; CH495783A; NL6904687A; DE1916093B2; BE730316A

Description

PATENTANWÄLTE

Dr.-!rin.::.;.r\:^%. r/ · 'CIIKE

Olpl.-Lr.nr.- λ A': JLAR

München 2f, Vh -v.enauer Str. 4

The Gillette Company, Boston/Massachusetts (V_eSt,v_eA«) Ventilanordnung zum Ausgeben eines Materialgemisches

aus mehreren Behältern

Gegenstand der Erfindung sind Vent11anordnungen zum Ausgeben eines Materialgemisches aus ersten und zweiten Behältern sowie Kombinationen solcher Ventil anordnungen mit unter Druok «teilenden Abgabeeinriohtungen, in denen mindestens zwei verschiedene Materialien von einander isoliert enthalten sind) die zugleich und intermittierend durch einen gemeinsamen Auslass ausgegeben werden»

Ss ist häufig erwünsoht, ein Produkt auszugeben, das zurzeit der Ausgabe aus einem. Gemisch von swei oder mehr Bestandteilen besteht, die von einander getrennt gehalten werden, so dass sie ihre Wirksamkeit während der Aufbewahrung sehr lang« Zeit beibehalten» Auf dies· Welse können sehr verschiedene Produkte

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ausgegeben werden. Als Beispiel hierfür sei eine zweiteilige, sich selbst erhitzende kosmetische Zusammensetzung angeführt, die auf die menschliche Haut aufgetragen wird, wobei der eine Teil der Zusammensetzung ein reduzierendes Wirkmittel und der andere Teil einen oxidierenden Wirkstoff enthält, der mit dem reduzierenden Wirkstoff zusammenwirkend Hitze erzeugt. Solche Ausgabeeinrichtungen und deren Ventile sollen so eingerichtet sein, dass sie in großen Mengen mit geringen Kosten hergestellt werden können. Die Ventilanordnung soll die mit einander zu vermischenden Bestandteile genau dosieren und zurzeit der Ausgabe eine vollständige Vermischung oder Wechselwirkung sichern. Ψ D ie Anordnung soll konstruiert sein, dass sie sicher und zuverlässig arbeitet.

Es ist eine Ventilanordnung zum Ausgeben eines Materialgemisches aus ersten und zweiten Behältern bekannt, die einen in einer rohrförmigen Düse angeordneten Kernkörper aufweist, wobei der eine dieser Bauteile mit einem in der Längsrichtung verlaufenden Gewinde versehen ist, das zwischen den Bauteilen einen Strömungskanal bildet, welche Anordnung ferner mit einem Ventil versehen ist, das die Strömung der Materialien aus den Behältern durch den Strömungskanal bestimmt·

Um das Vermischen der Materialien bei der Ausgabe zu verbessern, ist eine Ventilanordnung naoh der Erfindung vorgesehen, bei der das an dem einen Bauteil vorgesehene Gewinde in einen Einlassabsohnitt und einen Auslaesabschnitt unterteilt ist, wobei die Aneohnittwinkel der Gewindeabechnitte die gleichen sind; jedoch weist der Einlae»gewindeabschnitt mehr Gewindegänge auf als der Auelaesgewindeabachnitt, so dass die Abmessungen des Strömungskanal a zwischen de» Düsen- und dem Eernteil in Richtung zum Auslassende größer werden»

Sin besonderes Anwendungsgebiet für die Erfindung ist die Ventilanordnung für einen unter Druck stehenden Behälter, aus den ein warmer Rasierseifenschaum ausgegeben wird.

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Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In der beiliegenden Zeichnung ist die

Fig.1 eine zum Teil als Schnitt gezeiohnete Seitenansicht einer Ausgabeeinrichtung mit einer Ventilanordnung nach der Erfindung,

Fig.2 ein vergrößert gezeichneter senkrechter Schnitt durch die. Ventilanordnung, die bei der Ausgabeeinrichtung nach der Fig.1 verwendet wird,

Figo3 eine Seitenansicht von Ventilteilen, die bei der Ventilanordnung nach der Fig.2 verwendet werden,

Fig»4 ein waagerechter Schnitt nach der Linie 4-4 in der Fig.3,

Fig.5 ein waagerechter Schnitt nach der Linie 5-5 in der Fig.2 und die

Fig.6 eine der Fig.1 ähnliche Darstellung, die die Ventilanordnung in betätigtem Zustand zum Ausgeben des Rasierschaumes zeigt.

Die in der Fig.1 dargestellte Ausgabeeinrichtung weist einen Außenbehälter 10 mit einem aus Aluminium bestehenden oberen Wandungsglied 12 auf, an dem eine Ventilanordnung 14 befestigt ist. Diese Ventilanordnung besteht aus einem aufrechtstehenden biegsamen rohrförmigen Düsenglied und einem Kerngehäuseglied aus einem Athylenakrylatkopolymer, in dem ein Kernkörper 22 angeordnet ist. Am unteren Ende des Kerns ist eine Feder 24 und ein Ventilstopfen 26 befestigt. Das untere Ende des Kerns befindet sich in einem Ventilgehäuse 28, das aus einem Äthylenkopolymer geformt ist. Zwischen einem an der Düse 20 vorgesehenen Flansch 32 und der ringförmigen Oberseite 34 des Gehäuses 28 ist eine Gummidichtung angeordnet. Die aus Metall bestehende Behälterwandung 12 ist am oberen Ende mit einem waagerecht nach innen vorstehenden ringförmigen Flansch 36 versehen, der über dem Düsenflansch 32 gelegen ist, sowie mit einem Zwischenteil 38, der nach innen gegen die ringförmige Wandung des Gehäuses 28 gepresst ist, so dass die spitz zulaufende Kante 34

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des Gehäuses in die Dichtung 30 hineingedrtickt wird, wobei an dieser Stelle eine Abdichtung gegen den Düeenflansoh 32 hergestellt wird, der vom oberen Plansch 36 verstärkt wird.

Sas Gehäuse 28 bildet daher zusammen mit der Dichtung 30 und dem Kern 22 eine Kammer 40, die über eine Öffnung 42 mit dem Außenbehälter 10 in Verbindung steht. An der Sodenwandung 46 ist eine zweite öffnung 44 vorgesehen, und von der unteren Gehäusewandung aus erstreckt sich ein Kupplungsteil 48 nach unten, an dem der Innenbehälter 50 befestigt ist*

) Der Innenbehälter 50 besteht aus einer zylindrischen selbsttragenden Plasehe mit einer biegsamen Wandung aus Polyäthylen mit einer geringen Dichte, das einen Schmelzindex von 1,0 aufweist. Die Hauptwandung des Behälters 50 weist eine Dicke von 0,635 mm auf, und die obere Wandung ist mit einem ringförmigen Ansatz 52 versehen, der eine öffnung umgrenzt* Am Ansatz 52 ist ein radial nach außen vorstehender flansch 54 und eine nach innen vorstehende Kante 56 vorgesehen, die eine öffnung mit einem Durchmesser von 10,70 am. umgrenzt, während die fläche an der Oberseite des Flansches einen AußendurcbJaeeesn? von 16,25 mm aufweist* Der Kupplungsteil 48 weist eine radial nach außen vorstehende Rippe 58 mit einem Durchmesser von 11,9 mm auf und oberhalb der Hippe 58 eine ringförmige Ausnehmung mit einer fiefe von 0,3. mm, in die die nach innen vorstehende lippe 56 an der flasche 50 einrastet« Ton der Bodenwandung des Gehäuses aus erstreckt sich radial ein flansch 60 alt einem Durchmesser von 16,25 mm, der einen Ausrichtungsanschlag für die Oberseite des flasohenflansches 54 bildet.

Die öffnung 44 weist einen unteren zylindrischen Eingang·abschnitt 64 mit einem Durchmesser von 1,6 mm auf, einen gekrümmten konischen übergangeabschnitt 66, der sich bia eu einen Durchmeeaer von 0,35 mm verjüngt, sowie einen zylindrischen Abschnitt 68 mit einem Durchmesser von 0,9 ma. Oberhalb des Abschnittes 68 ist ein konischer Tentilsitz 70 vorgesehen, dessen fläche unter einem Winkel von 45° geneigt verläuft, eine axiale

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Iiänge von 0,635 mm aufweist und in einer ringförmigen Rippe endet. Die öffnung 42 weist einen zylindrischen Eingangsabschnitt

72 mit einem Durohmesser von 1,5 mm, einen konischen Übergangsabs ohnitt 74 und einen zylindrischen Abschnitt 76 mit einem Durchmesser von 0,7 mm auf.

Der Yentilatopfen 76 ist aus einem Polykarbonatharz geformt und weist eine Ventilechiießflaehe mit einem sphärischen Hittelteil 80, der einen Radius von 2 mm aufweist, und mit einer konisohen fläche 82, die unter einem Winkel von 50° verläuft und sieh von einem Durehmesser von 1,5 mm an der sphärischen Vläohe 80 bis zu einem Durohmeaser von 3 mm erweitert· Der Körper des Ventilstopfens 26 ist mit einer Reihe von Pührungsrippen 84 versehen, die an einer Jedereitzflache 86 enden, oberhalb der sioh ein zylindrischer Ansatz 88 mit einem Durohmesser von 3 mm erstreckt.

Der Ventiletopfen 26 wird von einer zylindrischen Ausnehmung aufgenommen, die von der herabhängenden Wandung 91 des geformten Kerns 22 gebildet wird. Am oberen Bnde der Ausnehmung 90 befindet sioh ein Anaatz 92 mit einem Durohmeaaer von 3 mm, der einen kegeligen ringförmigen Raum umgrenzt, dessen Mindestweite 0,5 am beträgt. In diesen ringförmigen Raum ist eine aus nichtrostendem Stahl bestehende Schraubenfeder 24 eingesetzt, die aus einem 0,46 mm starken Draht mit einem Innendurchmesser von 2,8 mm geformt lat, und die den Ventiletopfen 26 mit dem Kern 22 verbindet, so dass diese drei Bauteile in der In der iig·3 dargestellten Vorm als eine !inhalt gehandhabt werden können.

Oberhalb des Baeisteiles 1st der Kern 22 mit einem einen Durohmesser von 8,7 mm aufweisenden llanseh 100 versehen, der eine Rippe 102 aufweist, die einen ringförmigen Kanal mit einer liefe von O₉38 mm und einer Weite von 0,96 umgrenzt. Oberhalb des Hans ones 100 ist der Kern 22 mit einem 20,3 mm langen Gewindeabschnitt versehen, der einen ersten (Binlass-)Abaohnitt 110 mit einem eine Steigung von 3,3 mm aufweiaenden Dreifaohgewinde und einen zweiten (Auslass-)Abschnitt 112 mit einem

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die gleiche Steigung aufweisenden Einzelgewinde 112 aufweist· Die Nuten im Dreifachgewindeabschnitt 110 sind 0,58 mm tief und 0,5 mm weit, während der Gewinde ab schnitt 110 einen Durchmesser von 5,6 mm aufweist. Der Durchmesser des zum Gewindeabschnitt 110 konzentrischen Gewindeabschnittes 112 beträgt 4t5 mm und die Nuten sind 0,9 am tief und 1,8 mm weit. Die Breite des Gewindeeteges im Abschnitt 112 beträgt 1,5 mm.

Der Kern 22 sitzt im Dttsenglied 20, das einen Eingangsabschnitt 120 mit einem Durchmesser von 5,1 mm und einer Länge von 3,8 mm und einen zweiten Abschnitt 122 mit einem Durchmesser von 4»6 mm und einer Länge von 16,2 mm aufweist. Die Abschnitte 120 und 122 sind durch eine unter einem Winkel von 45° verlaufende Übergangsfläohe mit einander verbunden. Der zweite Abschnitt 122 ist am oberen Ende mit vier dreieckigen Ansätzen 124 versehen, die eine kreuzförmige Ausgabeöffnung bilden, die vier seitliche Durchlässe mit einer Weite von 1,25 mm aufweist· Die Düse ist an der Außenseite mit aoht axial verlaufenden Nuten 128 versehen.

Alle beschriebenen Bauteile können mit Hilfe neuzeitlicher Formgebungsverfahren leicht und rasch hergestellt werden. Die beiden Gewindeabsohnitte 110, 112 am Kern 22 weisen die gleiche Steigung auf, so da·· der Etrn 22 aus der fora herausgeschraubt werden kann, wobei an diesen Ausgabeabschnitt keine Trennlinien gebildet warden*

Bai dem Zusammenbau der Ausgabeeinrichtung werden der Kern 22, die fader 24 und das Ventil 26 zusammengesetzt, wie in der Fig.3 dargestellt. Dia Sichtung 30 wird an den flansch 32 der Ausgabedüse 20 angelegt, und die Kernanordnung wird in die Ausgabedüaa eingesetzt, wie in dar ffig.1 dargestellt, wonach das vorgeformte Metalloberteil 12 über die Ausgabedüse geschoben und das Genau·© 28 an die Dichtung 30 angelegt wird. Das Metalloberteil 12 wird dann bei 38 zusammengepresst, wodurch die Bauteile zueammengehalten werden, wie in der fig.2 dargestellt. Danach wird der Behälter 50 bei dieser Ausführungaf orm mit Wasserstoffperoxid gefüllt, ujid die Oberseite 54 des inneren

Behälters 50 sowie die Unterseite des Ilansches 60 des Gehäuses 28 werden bis zum Schmelzen erhitzt, wonach der Behälter auf den Kupplungsabschnitt 48 aufgesetzt wird und dort einrastet, so dass die geschmolzenen Kunststoffteile mit einander in Eingriff stehen und eine Dichtung mit einem Wulst 130 bilden.

Diese Anordnung wird dann an der eingerollten Kante 132 des äußeren Behälters 10 befestigt, der im vorliegenden Falle eine Seifenlösung und ein Reduktionsmittel enthält (eine vorgeformte Dichtung 134 auf der oberen Wandung 12 stellt eine Abdichtung her, wenn die umgerollte Kante 136 auf die Behälterkante 132 aufgepresst wird), wobei ein verschlossener Behälter hergestellt wird.

Vor dem Verschließen des Behälters kann in den Außenbehälter ein geeignetes, einen Druck erzeugendes Treibmittel eingefüllt werden ζ ·Β* ein halogeniertes Alkan, ein Kohlenwasserstoff treibmittel, wie Butan oder auch Stickstoff in flüssiger Phase, oder das Treibmittel kann nach dem Verschließen des Behälters unter Druck und in flüssiger Phase durch die Ventilanordnung eingefüllt werden, wobei der Kern 22 in axialer Richtung nach unten gegen die Kraft der leder 24 gedrückt und das Ventil zwischen der Dichtung 30 und dem Wulst 102 geöffnet wird. In diesem falle strömt das Treibmittel durch den wendeiförmigen Kanal und durch die Ventilkammer in den anderen Behälter ohne in den inneren Behälter einzuströmen, da der Ventilstopfen 26 die in den inneren Behälter führende öffnung 44 geschlossen hält.

Bei dieser Ausgabeeinrichtung wirkt der Druck des Treibmittels im äußeren Behälter auf die biegsame Wandung des inneren Behälters und auf dessen Inhalt ein. Da die Wandung des inneren Behälters für das Treibmittel durchlässig ist, so durchdringt das Treibmittel langsam die Wandung des inneren Behälters, so dass nach einer vorherbestimmten Zeitspanne der Behälter seine normale zylindrische 3?orm wieder annimmt. Zum Ausgeben eines Gemisches der beiden Bestandteile wird die Büchse zuerst

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umgekehrt, so dass die Ausgabedüse nach unten gerichtet ist. Bei dieser Stellung der Bttohse fließt die Seifenlösung und das Reduktionsmittel durch die öffnung 42 in die vom Gehäuse 28 abgegrenzte Kammer 40. Wird von Hand auf die Ausgabedüse 20 ein seitlicher Druck ausgeübt, so wird die Düse um eine Achse verschwenkt, die von der Kante 140 des Flansches 36 an der oberen Wandung 12 gebildet wird, wie in der Pig.6 dargestellt, in welcher Stellung die biegsame Düse 20 vom steifen Kern 22 festgehalten wird, wobei die Außenseite des Gewindeabschnittes 110 zusammen mit der Kante 140 die Schwenkachse genau bestimmt· Sine zweite Bewegung allgemein in axialer Richtung in bezug auf

) den Kern wird bewirkt, wenn die Dichtung 30 an der Stelle 142 vollständig zusammengedrückt wird, so dass bei einem weiteren Verschwenken der Düse 20 der Kern axial etwas bewegt wird. Bei dieser Bewegung des Kerns 22 wird ein Teil des Ventilwulstes 102 von der Dichtung 30 zurückgezogen und die Öffnung zwischen der Kammer 40 und den von den Gewindeabschnitten 110, 112 gebildeten wendeiförmigen Durchlässen am Kern und am Kerngehäuse 20 geöffnet. Bei derselben Bewegung des Kerns wird ferner der den Ventilstopfen 26 tragende Kupplungsabschnitt seitlieh verschwenkt, wobei der Ventilstopfen über die Kante am oberen Teil des konischen Ventilsitzes 70 hinaus ge schnellt wird mit der Folge, dass die zum zweiten Behälter führende öffnung 44 vollständig geöffnet und das oxidierende Mittel aus dem inneren Behäl-

" ter 50 freigesetzt wird und durch die Kammer 40 und den wendeiförmigen Durchlass und mit dem Inhalt aus dem äußeren Behälter ausströmt. Die Kammer 40 und der von den Gewinde abs ohnitt en 110, 112 gebildete wendeiförmige Durchlass sowie die Düse 20 ermöglichen eine Vermischung der Bestandteile und das Auftreten einer chemischen Reaktion, bevor das Gemisch aus der Düse abgegeben wird. Die von den Ansätzen 124 gebildete kreuzförmige Ausgabeöffnung wandelt die von dem wendeiförmigen Durchlass verursachte wirbelnde Bewegung des Gemisches in eine allgemein axiale Bewegung um, so dass das Gemisch gebrauchsfertig ausgegeben wird.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1-· Ventilanordnung zum Ausgeben eines Ma te rial ge mi sch es aus ersten und zweiten Behältern mit einem in einem rohrförmigen Düsenkörper angeordneten Kernkörper» wobei der eine dieser Körper mit einem in der Längsriohtung verlaufenden Gewinde versehen ist, das zwischen den Körpern einen Strömungekanal bildet, und mit einem Ventil, das die Strömung der Materialien durch den Strömungskanal beeinflusst, dadurch gekennzeichnet, dasβ das an dem genannten einen Körper vorgesehene Gewinde in einen Sinlassgewindeabschnitt und einen Auslassgewindeabschnitt unterteilt ist, dass die Gewindeabschnitte dieselbe Steigung aufweisen, und dass der Binlasagewindeabschnitt mehr Gewindegänge als der Auslaeagewindeabschnitt aufweist, so dass die Abmessungen des Strömungskanals zwischen der Düse und dem Kern in Richtung zum Auslassende größer werden.

2· Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dasd am Auslassende des Strömungskanals ein Strömungsumwandlungemi ttel vorgesehen ist, das die von den Gewindeabschnitten verursachte Wirbelströmung des Materials in eine allgemein axial· Strömung umwandelt·

3· Ventilanordnung nach Anspruch t oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeabsennitt· am Kernkörper vorgesehen lind, dass der Xinlasagewlndeabsohnitt einen größeren Außendurohaeeser aufweist als der Auslas«gewindeabeohnitt, und dass der Kernkörper und der Ventilkörper ein ringförmiges Ventilelement enthalten, das am Kernkörper unterhalb der Gewindeabsohnitte angeordnet ist.

4· Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Düeenkörper verhältnismäßig biegsam und der Kernkörper verhältnismäßig steif ist, und wobei den Düsenkörper um-

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fassende Mittel -vorgesehen sind, die einen Drehpunkt bestimmen, um den der Kernkörper verschwenkt wird, wenn auf den DUsenkörper ein seitlicher Druck ausgeübt wird, wobei das Ventil geöffnet wird, so dass der Inhalt der Behälter in den Strömungskanal strömen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassgewindeabschnitt beim öffnen des Ventils mit dem den Drehpunkt bestimmenden Mittel zusammenwirkt.

Ventilanordnung nach einem der .Ansprüche 1 bis 4 zwecks Verwendung mit einer unter Druck stehenden Ausgabeeinrichtung, die mindestens zwei verschiedene und von einander getrennt gehaltene' Materialien enthält, durch durch einen gemeinsamen Ausläse zugleich und intermittierend ausgegeben werden, welche Ausgabeeinrichtung einen ein erstes Material enthaltenden inneren Behälter und einen ein zweites Material mit einem !!reibmittel enthaltenden äußeren Behälter aufweist, welcher äußere Behälter, an der Wandung mit einer öffnung versehen ist, in der die Ventilanordnung befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung, die die Strömung der Materialien aus den Behältern durch den Strömungekanal beeinflusst, der von den Sewindeabschnitten zwischen dem Kernkörper und dem Düsenkörper gebildet wird, ein Hauptventil aufweist, mit dem die Strömung eines Gemisches der Materialien durch den Strömungskanal bestimmt werden, kann, dass im äußeren Behälter ein eine Kammer bildendes Ventilgehäuse vorgesehen ist, in der der untere !Teil der Ventilanordnung angeordnet ist, an deren unter·« Endteil der innere Behälter abgedichtet befestigt ist, dass da» Ventilgehäuse am unteren Teil einen Wandungsteil aufweist, der «in· alt dem inneren Behälter in Verbindung stehende öffnung bildet, und dass im Ventilgehäuse ein sekundäres Ventil vorgesehen ist, das geschlossen bleibt und die öffnung verschließt, wenn der innere Behälter ein unter Druck stehendes Material enthält, mit der Ausnahme» wenn das Hauptventil geöffnet ist, wobei ein weiterer Wandungsteil des Gehäuses einen Durchlass bildet, der eine Verbindung zwischen dem äußeren Behälter und der

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Ventilanordnung herstellt, wobei die inneren und äußeren Behälter mit dem Strömungskanal zwischen dem Kernkörper und dem Düsenkörper in Verbindung stehen, wenn die Ventilanordnung geöffnet ist·

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