DE1916093B2

DE1916093B2 - Ventil zum ausgeben eines materialgemisches aus mehreren behaeltern

Info

Publication number: DE1916093B2
Application number: DE19691916093
Authority: DE
Inventors: John Barry Needham Mass. Flynn (V.St.A.)
Original assignee: The Gillette Co., Boston, Mass. (V.StA.)
Priority date: 1968-03-28
Filing date: 1969-03-27
Publication date: 1973-05-03
Also published as: JPS498122B1; NL6904687A; NO123380B; DE1916093A1; GB1249924A; CH495783A; US3454198A; DE1916093C3; SE355143B; FR2004946A1; BE730316A

Description

Gegenstand der Erfindur«, sind Ventile zum Ausgeben eines Materialgemisches aus mehreren Behältern mit einem in einem rohrförmigen Düsenkörper angeordneten Kernkörper. wobei der eine dieser Körper mit einem in der Längsrichtung verlautenden Gewinde versehen ist. das zwischen den Körpern einen Strömungskanal bildet.

Es isi häufig erwünscht, ein Produkt auszugeben, das zur Zeit der Ausgabe aus einem Gemisch von zwei oder mehr Bestandteilen besteht, die voneinander getrennt gehalten werden, so daß sie ihre Wirksamkeit während der Aufbewahrung sehr lange Zeit beibehalten. Auf diese Weise können sehr verschiedene Produkte 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 oxydierenden Wirkstoff enthält, der mit dem reduzierenden Wirkstoff zusammenwirkend Hitze erzeugt. Solche Ausgabccinrichtungen und deren Ventile sollen so eingerichtet sein, daß sie in großen Mengen mit geringen Kosten hergestellt werden können. Die Ventilanordnung soll dl·· miteinander zu vermischenden Bestandteile ^;ienau dosieren und zur Zeit ('er Ausgabe eine voll-'•i.'inlige Vermischung oder Wechselwirkung sichern.

Die Anordnung soll so konstruiert sein, daß sie sicher und zuverlässig arbeitet.

Es ist ein Ventil zum Ausgeben eines Materialgemisches aus einem ersten und einem zweiten Behälter bekannt, das einen in einer rohrförmigen Düse angeordneten Kernkörper aufweist, wobei der eine dieser bauteile mit einem in der Längsrichtung verlaufenden Gewinde \ ersehen ist. das zwischen den Bauteilen einen Strömiingskanal bildet. Bei diesem

ίο Ventil nach der schweizerischen Patentscnrüt 425 622 ist es hekaiint, verschiedene Materialien zu mischen, bevor die Mischung eine Düse verläßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Vermischen der Materialien bei der Ausgabe zu verbessern. Hierzu wird das an dem einen Bauteil vorgesehene Gewinde in einen EinlaBabsehniu und einen Auslaßabschnitt unterteilt, wobei bei gleicher Gewindesteigung der Einlaßgewindeabschnitt mehr Gewindegänge aufweist als der Auslaßgewindeab-

schnitt, so daß der Querschniit des Strömungskanals - zwischen dem Düsen- und dem Kernteil in Richtung zum Auslaßende größer wird.

Ein besonderes Anwendungsgebiet für die Erlindung ist die Ventilanordnung für einen unter Druck

stehenden Behälter, aus dem ein warmer Rasierseifenschaum ausgegeben wird.

Die Erfindung vvi:d nunmehr ausführlich beschrieben. In der Zeichnung ist die

Fig. 1 eine zum Teil als Schnitt gezeichnete Sci-

tenansicht einer Ausgabeeinrichtung mit einer Ventilanordnung nach der Erfindung,

F ig. 2 "ein vergrößert gezeichneter senkrechter Schnitt durch die Ventilanordnung, die '-ei der Ausgabeeinrichtung nach der F i g. 1 verwendet wird.

?,5 Fig. 3 eine Seitenansicht \\>r. Ventilteilen. die bei der Ventilanordnung nach der F i g. 2 verwendet werden.

F i g. 4 ein waagerechter Schnitt nach der Linie 4-4 in der F i g. 3.

F i g. 5 ein waagerechter Schnitt nach der Linie 5-5 in der F i g. 2 und die

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

Die in der F i g. 1 dargestellte Ausgabeeinrichtung weist einen Außenbehälter 10 mit einem aus Aluminium bestehenden oberen Wnndungsglied 12 auf. an dem ein Ventil 14 befestigt ist. Dieses Ventil besteht aus einem aufrecht stehenden biegsamen rohrförniigen Düsenglied 20 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 isi. sowie mit einem Zwischenteil 38, der nach innen gegen die ringförmige Wandung des Gehäuses 28 gepreßt ist, so daß die spitz zulaufende Kante 34 des Gehäuses in die Dichtung 30 hincingedrückt wird, wobei an dieser Stelle eine Abdichtung gegen den Düsenflansch 32 hergestellt wird, der vom oberen Flansch 36 verstärkt wird.

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>η 2.S mm gefornil ist. und die den nil dem Kern 22 verbindet, sn daß diese drei Bauteile in der in der F i g. 3 dargestellten Form ais eine Kinheil «ichandhabt werden können.

Oberhalb des Bauteiles ist der Kern 22 mil .i;^^: ' einen Durchmesser von S.7 mm aufv. eisern. Mansch HH) versehen, der eine Rippe 102 aiitwcidie einen ringförmigen Kanal mit einer 1 icle m 0.31s mm und einer Weile von O.^l>6 mm umgren, Oberhalb des Flansches 100 ist der Kern .12 η einem 20.3 ;nm langen Gewindeahschnitl versehe der einen ersten (F.inlali-!Abschnitt 110 eine Steigung von 3.3 mm ausweisenden Dreilachiiewinde und einen zweiten I Au-iaß-jAbschniti Π2 mit einem die gleiche Stellung aui'w eisenden 1 iu/elgewindc 112 aufweist. Die Nu' ί im Dreifachgewmdeabschnitt 110 sind 0.3S mm Lie' und 0.5 mm weil, während der Gewindeabschniü 110 einen Durchmesser von 5.6 mm aufweist. Der Durchnie^ -_r des /um Gewindeabvjhnill 110 kon/entrischen Gewinde Mv sciifiittes 112 betraut 4.5 mm und die Nuten nil 0.9 mm tief und I.Smin weit. Die Breite des Gew desteges im Abschnitt 1 !2 beträgt 1.5 mm.

Der Kern 22 sit/t im Düsenglied 20. th F.ingangsabschnitt 120 mit einer. Durchme-

5.1 mm und einer Länue ^'■^n 3.S mm und einen /reiten Abschnitt 122 mit einem Durchmesser von 4.6 mm und einer Länsie von 16.2 mm aufweist. Die Abschnitte 120 und 122 sind durch eine unter einem 3" Winkel von 45 verlaufende Übenjangsiläche miteinander verbunden. Der /weite Abschnitt '22 ist am oberen Finde mit vier dreieckigen Ansätze, ι 124 ν er sehen, die eine kreuzförmige Ausgabeöffnung bilden, die vier seitliche Durchlässe mit einer Weite von i.^.i min uu,.._t,„. Die Düse ist an der Außenseite mit acht axial verlaufenden Nuten 28 versehen.

Alle beschriebenen Bauteile können mit Flilfe neuzeitlicher Formgebungsverfahren leicht und πιμΊι hergestellt werden. Die beiden Gevvindeabsehnitte 110. 112 am Kern 22 weisen die gleiche Steigung auf. <n daß der Kern 22 aus der Form herausgeschraubt werden kann, wobei an diesem Ausgabeabschnitt keine Trennlinien gebildet werden.

Ausgabeeinrichtung

Das Gehäuse 28 bildet daher zusammen mit der icliumg 30 und dem Kern 22 eine Kammer 40. die •er eine Öffnung 42 mil dem Außenbehälter 10 in ei bindung Mehl. An der Bodenwandung 46 ist eine ..eile Öl'lnu.,g 44 vorgesehen, und von der unteren : ehäusewandun-j. aus erstreckt sich ein Kupp]ungs- ;1 4H nach unten, an dem der Innenbehälter 50 be-

■ iint isi. _r Der Innenbehälter 50 besteht aus einer /y.ini-ehen -IbMIi. -enden Flasche mit einer biegsamen κ

Midmiii aus l'oiväthvlen mit einer geringen Dichte.

- einen Seliniel/indcx von 1.0 aufweist. Die Haupt-.!πιΐιΐίΐ» des Behälters 50 weist eine Dicke von .,Vs mm iiui. und die obere Wandung ist mit einem ■.i-förmigen Ansatz 52 versehen, der eine Ollnung ι

nWcn/t. Am Ansatz 52 ist ein radial nach außen .^•stehender Flansch 54 und eine nach 'nnen *orste-,.iiile Kante 56 vorgesehen, die eine ollnung mn ■■lern Durchmesser von 10.70 mm umgrenzt, wallend die Fläche an der Oberseite des Flansches einen VuHendurchmcsser von Wi.25 mm aulweist. Dei ••Oipplunusieil 4S weist eine radial nach außen vorgehende" Rippe 58 mit einem Durchmesser von

■ ' M mm auf und oberhalb der Rippe 58 eine rmgiormiue Ausnehmung mit einer Tiefe von 0.3 mm. in die ,!ic" nach innen vorstehende Rippe 56 an der Flasche =:» einrastet. Von der Bodenwandung de, Gehäuses ow erstreckt sich radial ein Flansch 60 mit einem Durchmesser von 16.25 mm. der einen Aiisnehtungsaiischlag für die Oberseite des Flaschenllansches

bildet. "

Die Öffnunu 44 weist einen unteren zylindrischen ί insianusabsclinitt 64 mit einem Durchmesser von

1 h mni" auf. einen gekrümmten konischen Ober- -.„fwcist

..anosabschnitt 66. der sich bis zu einem Durchmes- 35 l.2>mm aufwust. "scr "von 0,35 mm verjüngt, sowie einen zylindrischen \bschnitt 68 mit einem Durchmesser von OJ mm. Oberhalb des Abschnittes 68 ist ein konischer Ventilsitz 70 vorgesehen, dessen Fläche unter einem Winkel von 45 oenei»t verläuft, eine axiale Lange 4« von 0 635 mm aufweist und in einer rmglormigen Rippe endet. Die Öffnung 42 weist einen zylindrischen Eim-ancsahschniU 72 mit einem Durchmes-

74 u^ln3 einen zylindrischen Abschnitt 76 m„ einem 45 -croen^e, ,^. ~._;;; ---^ _? ^^

Dichtung 30 wird an den Flansch 32 der Aus.ahe-

in-

ten on

,en Fingangsahschn.lt 72 mn einem LM, cn es >u _ _7usanlmenb_au der Ausgabeeinrichtung

on 1.5 mm. einen konischen L'bergangsabsehmtt B. dem ^ ^anln _{24 d da}, _v,_nli| 26

iv.l einen zvlindrischen Abschnitt 76 mit einem 4, werden dei K ". ;' ^f ζ , dar^-tcllt. Die

Duichmesser von 0.7 mm auf.

Der Ventilstopfen 26 ist aus einem Polykarbonat ■ harz geformt und weist eine Ventilschlicßfläche mit einem sphärischen Mittelteil 80. der einen Radius von 2 mm aufweist, und mil einer konischen Fläche 82. die unter einem Winkel von 50 verläuft und sieh von einem Durchmesser von 1.5 mm an der ■ pharischeii Fläche 80 bis zu einem Durchmesser von 3 mm erweitert, auf. Der Körper des Ventilsiopfens 26 ist mit einer Reihe von Führungsrippen 84 versehen, die an einer Federsilzlläche 86 enden, oberhalb der sich ein zylindrischer Ansatz 88 mit einem Durchmesser von 3 mm erstreckt.

Der Ventilstop'Yin 26 wird von einer zylindrischen .Ausnehmung 90 aufiienommen. _._ hängenden Wandung 91 des geformten Kerns 22 gebildet wird. Am ■ beren F.nde der Ausnehmung befindet sich ein Ansatz. 92 mit einem Durchmesser von 3 mm. der einen kegeligen ringförmigen Raum umgrenzt, dessen Mindestweite 0.5 mm beträgt. In diesen ringförmigen Raum ist eine aus nichtrostendem Stahl bestehende Schraubenfeder 24 eingesetzt, die aus einem 0.46 mm starken Draht mit einem In-.Ml VVlIU ail UtM ι «„...ν.,, --

düse 20 angelegt, und die Kernanordnung wird in die Ausgabeciüsc eingesetzt, wie in der Fig.! dargestellt, wonach das vorgeformte Metalloberteil 12 über die Aiisgabedüse geschoben und das Gehäuse 28 an die Dichtung 30 angelegt wird. Da- Metalloberteil 12 wird dann bei 38 zusammengepreßt, wodurch die Bauteile zusammengehalten werden, wie in der F i g. 2 dargcste It. Danach wird der Behälter bei dieser Ausführungsl'orm mit Wasserstoffperoxid gefüllt, und die Oberseite 54 des inneren Behälters 50 sowie d.e Unterseite des Flansches 60 des Gehäu-

i einer zvlindrischen ses 28 werden bis zum Schmelzen erhitzt, wonach die von der herab- R" der Behälter auf den Kupplungsabschnitt 48 aufgesetzt wird und dort einrastet, so daß die geschmolzenen Kunststoffteile miteinander im Fingriff stehen und eine Dichtung mil einem Wulst 130 bilden.

Diese Anordnung wird dann an der eingerollten «5 Kante 132 des äußeren Behälters 10 befestigt, der im vorliegenden Falle eine Seifenlösung und ein Reduktionsmittel enthält (eine vorgeformte Dichtung auf der oberen Wandung 12 stellt eine Abdichtung

her, wenn die umgcrollte Kante 136 auf die Behälterkantc 132 aufgepreßt wird), wodurch ein verschlossener Behälter hergestellt wird.

Vor dem Verschließen des Behälters kann in den AuiJenbehältcr ein geeignetes, einen Druck erzeugendes Treibmitte! eingefüllt werden, z. B. ein halogenicrtes Alkan, ein Kohlenwasserstofftreibmittel, wie Butan oder auch Stickstoff in flüssiger Phase, oder das Treibmittel kann nach dem Verschließen des Behälters unter Druck und in flüssiger Phase durch das Ventil eingefüllt werden, wobei der Kern 22 in axialer Richtung nach unten gegen die Kraft der Feder 24 gedruckt 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 äußeren 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 Form wieder annimmt. Zum Ausgeben eines Gemisches der beiden Bestandteile wird die Büchse zuerst umgekehrt, so daß die Ausgabedüse nach unten gerichtet ist. Bei dieser Stellung der Büchse 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 F i g. 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. Eine 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

ίο 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 wendelförmigcn Durchlässen am Kern und am Kerngehäuse 20 geöffnet. Bei derselben Bewegung des Kerns wird ferner der den Ventilstopfen 26 tragende Kupplungsabschnitt seitlich verschwenkt, wobei der Ventilstopfen über die Kante am oberen Teil des konischen Ventilsitzes 70 hinausgeschnellt wird mit der Folge, daß die zum zweiten Behälter führende Öffnung 44 vollständig geöffnet und das oxydierende Mittel aus dem inneren Behälter 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 Gewiiideabschniticn 110, 112 gebildete wendeiförmige Durchlaß sowie die Düse 2(1 ermöglichen eine Vermischung der Bestandteile unc das Auftreten einer chemischen Reaktion, bevor da; Gemisch aus der Düse abgegeben wird. Die von der Ansätzen 124 gebildete kreuzförmige Ausgabeöff nung wandelt die von dem wendeiförmigen Durchlal verursachte wirbelnde Bewegung des Gemisches ii eine allgemein axiale Bewegung um. so daß das Ge misch gebrauchsfertig ausgegeben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ventil /um Ausgeben eines Materialgemisches aus mehreren Behältern mit einem in einem rohrförmigen Düsenkörper angeordneten Kernkörper, wobei der ^ine dieser Körper mit einem in der Längsrichtung verlaufenden Gewinde versehen ist. das /wischen den Körpern einen Strö-

niungskanal hι :t. d a el u r c h g e k e η n ζ e i c Ii -

Ii e !. daß das an dem genannten einen Körper (22) \oigesehene Gewinde in einen Einlabnewindeabschniit (110) und einen Auslaßgewindeabschniit (112) unterteilt isi und dal.l bei gleicher Gewinde-Steigung der Einlaßgewindeabschnin (110) mehr Gewindegänge als der Auslaßgewindcabschniu (112) aulVust. so daß der Querschnitt des Strömungskanals zwischen der Düse und dem Kern in Richtung zum Auslaßende größer wird.

2. Ventil nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß am Ausladende des Strömungskanals ein Strömungsumwandlungsmittel (124) vorgesehen ist. das die von deu Gewindeabschnilten \erursachte Wirbelströmung des Materials in eine allgemein axiale Strömung umwandelt.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet daß die Gewindeabschnitte am Kernkörper (22) vorgesehen sind, daß der Einlaßgevvindeabschnitt (HO) einen größeren Außendurchmesser aufweist als der Auslaßgewindeabschniit (112), und daß der Kernkörper (22) ein ringförmiges Ventilelcment (100) einhält, das am Kernkörper unterhalb der Gewinde abschnitte angeordnet ist.