DE19641145C2 - Selbstdichtendes Ventil für aufblasbare Körper und Verfahren zu seiner Herstellung und zum Einsetzen in den aufblasbaren Körper - Google Patents

Selbstdichtendes Ventil für aufblasbare Körper und Verfahren zu seiner Herstellung und zum Einsetzen in den aufblasbaren Körper

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein selbstdichtendes Ventil für aufblasbare Körper, wie z. B. Ballons gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Ventils gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14 sowie ein Verfahren zum Anbringen eines derartigen Ventils in einem aufblasbaren Körper gemäß Anspruch 20.
Bei dem selbstdichtenden Ventil handelt es sich um einen Ventiltyp, der den Einlaß des Gases in den Innenraum des aufblasbaren Körpers erlaubt und den Austritt desselben aufgrund der Verdoppelungswirkung verhindert, die durch den vom Gas, das den Ballon auffüllt, innen ausgeübten Druck entsteht. Nachfolgend wird jeder aufblasbare Körper, in den das besagte Ventil eingesetzt werden kann, als "Ballon" bezeichnet.
Aus der EP 0 356 013 A2 sind selbstdichtende Ventile für Ballons der eingangs genannten Art bekannt, die aus zwei lamellenförmigen Streifen unterschiedlicher Größe gebildet sowie untereinander entlang längsseitiger Schweißlinien verbunden sind und so einen röhrenförmi­ gen Lamellenventilkörper entstehen lassen. Die Ventile besitzen jeweils ein von außen zugängliches offenes Eintrittsende für das Gas und ein offenes Austrittsende, das mit dem Innenraum des Ballons verbunden ist. Das Ventil weist am Eintrittsende eine aus der Verlängerung einer der Streifen gebildete Zunge auf, die die Ballonlamelle schützt, an die das Ventil geschweißt wird. Ferner weist einer der Streifen im unmittelbaren Bereich zum Eintrittsende des Ventils eine Zone mit einem unschweißbaren Überzug auf, die bis in die Umgebung der Zunge reicht, damit beim Schweißen des Ventils an eine der Lamellen, die den Ballon bilden, der Eintritt nicht verschlossen wird.
Ein Nachteil dieses Ventiltyps besteht darin, daß die am Eintrittsende gelegene Schutz­ zunge unzureichend ist, um eine Beschädigung des Ballons zu verhindern, wenn sie in die Aufblasdüse eingeführt wird.
Ein weiteres Problem besteht im korrekten Einsetzen des bereits hergestellten Ventils in eine der Innenseiten des Ballons, um die Schweißverbindung des Ventils und der Lamellen, die den Ballon bilden, auszuführen. Diese Positionierungsschwierigkeiten machen einen raschen und rentablen Herstellungsprozeß unmöglich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einem Ventil der eingangs genannten Art sowie bei einem Verfahren zu seiner Herstellung und zum Einsetzen in den Ballon die dargelegten Nachteile zu überwinden und die Herstellung des Ventils sowie die Anbringung an dem aufblasbaren Körper zu vereinfachen.
Die vorstehende Aufgabe wird hinsichtlich des selbstdichtenden Ventils durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den Ansprüchen 2 bis 13 finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen hierzu.
Die vorstehende Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens zum Herstellen von selbst­ dichtenden Ventilen durch die Merkmale des Anspruchs 14 und hinsichtlich des Verfahrens zum Anbringen eines Ventils durch die Merkmale des Anspruchs 20 gelöst. In den Ansprüchen 15 bis 19 sowie 21 und 22 finden sich jeweils vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Verfahren.
Ein Ventil mit diesen Eigenschaften wird aus zwei hitzeverschweißbaren Lamellenstreifen gebildet, die untereinander entlang von Schweißlinien verbunden sind, die einen röhrenförmigen Lamellenventilkörper entstehen lassen, mit einem von außen zugänglichen Gaseinlaß und einem Auslaß, der mit dem Innenraum des Ballons verbunden ist, wobei er Schweißabschnitte aufweist, die eine innere Verengung des Ventils verursachen, um das Rückströmen des Gases zu erschweren. Einer der Streifen weist eine Zone mit einem unschweißbaren Überzug auf, die auf den Eingang des Ventils trifft. Die Erfindung besteht bei einem derartigen Ventil im wesentlichen darin, daß an eine der Seiten eines ersten Trägerstreifens der Zone mit dem unschweißbaren Überzug ein zweiter und dritter koplanarer Streifen geschweißt sind, die in Längsrichtung zueinander beabstandet sind, so daß zwischen beiden ein transversaler Raum verbleibt, der zum Teil auf die unschweißbare Zone trifft. Dieser Raum bildet die Öffnung des Gaseinlasses. Der zweite und dritte Streifen reicht jeweils bis zu den Enden des ersten Streifens.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung weisen der zweite und dritte Streifen eine unterschiedliche Länge auf und sind an den ersten Streifen entlang Längslinien und einer Querlinie geschweißt, die auf dasjenige Ende des Ventils trifft, das dem Ende der Eintrittsöffnung am nächsten liegt. Auf der anderen Seite der besagten Öffnung sind die zwei Streifen durch Schräglinien geschweißt, die einen Verengungsdurchgang bilden.
In einer zweiten Ausführungsform sind der zweite und dritte Streifen gleich lang, so daß der Raum, der den Einlaß bildet, sich in einer Zwischenlage befindet. Der zweite und dritte Streifen sind an den ersten Streifen entlang Längslinien und zwei Gruppen von Schräglinien geschweißt, die sich jeweils auf der einen und anderen Seite der Einlaßöffnung befinden und für die Bildung von weiteren Verengungsdurchgängen verantwortlich sind, was zu einem Doppelventil mit offenen Enden und einem einzigen Einlaß führt. Dieses Doppelventil bildet eine Verbindung zwischen zwei aufblasbaren Körpern.
Das Verfahren zur Herstellung der Ventile und ihr Einsetzen in einen Ballon ist dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Seite eines ersten fortlaufenden, hitzeverschweißbaren Bandes, an dessen Innenseite in regelmäßigem Abstand unschweißbare Zonen eingefügt sind, zweite und dritte koplanare, hitzeverschweißbare Bänder aufgelegt werden, die voneinander durch einen Zwischenraum getrennt sind, der zumindest teilweise auf die unschweißbaren Zonen trifft. Nach dem Auflegen sind die unschweißbaren Zonen untereinander verbunden, und zwar mindestens durch hitzeverschweißte Linien, die im Verhältnis zur Richtung der beabstandeten Bänder transversal ausgerichtet sind, und durch Schräglinien in Form von Verengungsdurchgängen. Nachdem die Bänder geschweißt sind, werden sie zur Fertigstellung der Ventile transversal geschnitten. Anschließend werden die so hergestellten Ventile sequentiell auf der Innenseite eines hitzeverschweißbaren Bandes angelegt, auf dem in regelmäßigem Abstand Löcher angebracht worden sind, auf die die Eintrittsöffnung der Ventile zu liegen kommt. Danach werden die Ventile mit dem Band entlang hitzeverschweißter Linien verbunden, die durch die unschweißbare Zone führen. Das Trägerband der Ventile wird mit einem zweiten hitzeverschweißbaren Band entlang von Schweißlinien verbunden, die den Ballonumriß bestimmen, wobei das Verfahren mit dem sequentiellen Stanzen der geschweißten Bänder abgeschlossen wird, um die Ballons mit den jeweiligen Ventilen in ihrem Innenraum herzustellen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Einzelteilzeichnung eines Ventils;
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Ventil;
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Doppelventil;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer schematischen Darstellung, die den grundlegenden Teil des Herstellungsverfahrens der Ventile zeigt;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer schematischen Darstellung einer ersten Phase des Einsetzverfahrens des Ventils in einen Ballon in der Herstellungs­ phase;
Fig. 6 das in eine Lamelle des Ballons eingesetzte Ventil;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in Fig. 6;
Fig. 8 in einer ähnlichen Ansicht wie die vorhergehende eine in das eingesetzte Ventil im Ballon eingeführte Aufblasdüse;
Fig. 9 u. 10 je eine schematische Ansicht anderer, unterschiedlicher Ballons, jeweils mit eingesetzten Ventilen.
Das Ventil besteht in den Zeichnungen aus einem ersten Lamellenstreifen 1 aus hitzeverschweißbarem Material, der mit einer unschweißbaren Zone 2 versehen ist. Auf eine Seite des Streifens 1 sind zwei weitere Streifen 3 und 4 unterschiedlicher Länge geschweißt, die durch einen Raum 5 voneinander getrennt sind, der eine Gaseintrittsöff­ nung bildet, die zum Teil auf die Zone 2 trifft. Die Streifen 3 und 4 sind auf den Streifen 1 entlang Längslinien 6, einer Querlinie 7 und paarweisen Schräglinien 8 geschweißt, die einen an sich bekannten Verengungsdurchgang 9 bilden. Besonders hervorzuheben ist dabei die Querlinie 7, die ein Ende des Ventils verschließt. Zwischen der Öffnung 5 und der Linie 7 ist eine Verstärkungsdoppelzunge 10 ausgebildet, die die Beschädigung des Ballons während des Aufblasens mit einem Mundstück 8 verhindert.
Eine zweite Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt. Das Doppelventil ist ähnlich dem Ventil in Fig. 2. Es besitzt jedoch zwei Verengungsdurchgänge 9a, eine gemeinsame Zwischenöffnung 5a für beide Ventile und einige offene Enden 7a. Dieses Ventil wird als Verbindung zwischen zwei Ballons 18 verwendet.
In Fig. 4 ist der wesentliche Teil des Herstellungsverfahrens von Ventilen, wie den oben beschriebenen, dargestellt. In ein erstes fortlaufendes Band 11 aus hitzeverschweißbarem Material sind unschweißbare, regelmäßig beabstandete Zonen 2 eingefügt.
Auf eine der Seiten des Bandes 11 werden zwei weitere Bänder 12 und 13 aus hitzeverschweißbarem Material nebeneinandergelegt, die durch einen Raum 5 voneinander getrennt sind, der genauso breit ist wie die Eintrittsöffnung des fertigen Ventils. Dieser Raum trifft teilweise auf die unschweißbaren Zonen 2.
Nachdem die Bänder nebeneinandergelegt sind, werden sie mittels einer Elektrode 15 einem Wärmeschweißverfahren unterzogen, das die Bänder nacheinander entlang der Linien 6, 7, 8 nach der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 schweißt, oder entlang der Linien 6, 8 nach der Ausführungsform gemäß Fig. 3. Anschließend werden die ge­ schweißten Bänder zur Fertigstellung der Ventile 16 transversal und sequentiell geschnitten.
Die Ventile werden entweder von einem fortlaufenden Band oder einzeln nacheinander auf eine Seite einer hitzeverschweißbaren Lamelle 17 gelegt, die Bestandteil eines Ballons 18 ist. Jedes Ventil muß so gelegt werden, daß die Eintrittsöffnung 5 auf ein in der Lamelle 17 vorhandenes Loch 19 trifft (Fig. 6). Danach wird das Ventil 16 an die besagte Lamelle 17 entlang einer Schweißlinie 20 geschweißt, die zum Teil auf die unschweißbare Zone 2 trifft, wobei ein Abschnitt 20a ungeschweißt bleibt, damit das Ventil innen nicht verschlossen wird. Nachdem das Ventil an die Lamelle 17 geschweißt ist, wird auf dieselbe eine zweite hitzeverschweißbare Lamelle 21 aufgelegt, die Bestandteil des Ballons 18 ist, und diese werden miteinander entlang einer Schweißlinie 22 verbunden, die dem Umriß des Ballons folgt. Bei diesem Schweißvorgang können die Lamellen geschnitten werden, um einen Ballon mit dem eingesetzten Ventil zu bekommen.
Das Herstellungs- und Einsetzverfahren des Ventils in den Ballon ist sehr einfach, da man die Eintrittsöffnung 5 bekommt, ohne daß die Lamellen geschnitten oder gestanzt werden müssen. Es genügt, sie während des Vorgangs (Fig. 4) getrennt zu halten, wobei die fortlaufende Trennung 5 zwischen den Bändern auf die unschweißbaren Zonen 2 trifft.
Hinsichtlich des Einsetzverfahren des Ventils in den Ballon ist die Positionierung des Ventils 16 auf die Lamelle 17 ebenfalls sehr einfach, da die Öffnung 5 nur auf das Loch 19 treffen muß. Dieses Verfahren kann automatisch und nacheinander ausgeführt werden, was seine Kosten senkt.
Die Öffnung bzw. der Raum des Einlasses 5 des Ventils entspricht einem gestanzten Loch in einer einzigen Lamelle, was den Vorteil hat, daß das Verfahren zur Herstellung und Einsetzung des erfindungsgemäßen Ventils in den Ballon einfacher ist, als eine Lamelle zu stanzen.
Es ist außerdem hervorzuheben, daß der innere Druck des Gases im Innenraum des Ballons die Lamellen, die das Ventil 16 bilden, gegeneinander und gegen die Innenwand des Ballons in der Zone 20 drückt, die so neben dem Ventil einen zusätzlichen Verschluß bilden.
Ebenso ist darauf hinzuweisen, daß es mit dem beschriebenen Verfahren möglich ist, Einfach- (Fig. 2) oder Doppelventile (Fig. 3) herzustellen, indem nur die Breite der Streifen variiert wird, aus denen sie bestehen. Die Eigenschaften der Ventile und der Verfahren zur Herstellung und zum Einsetzen in den Ballon erlauben es, sie in der zentralen Zone des Ballons (Fig. 5), in deren Kanüle (Fig. 9) oder an seiner Peripherie (Fig. 10) anzuordnen.

Claims (22)

1. Selbstdichtendes Ventil für aufblasbare Körper, insbesondere Ballons, mit einem Ventilkörper, der aus wenigstens einem ersten Ventilkörperstreifen (1) sowie einem gegenüber dem ersten Ventilkörperstreifen (1) kürzeren, zweiten Ventilkörperstreifen (4) gebildet ist, wobei die Ventilkörperstreifen (1, 4) mit zumindest annährend parallelen Mittellängsachsen aufeinanderge­ setzt und an ihren Längsrändern (6) in der Weise miteinander verschweißt sind, daß sie einen Ventilhohlraum ausbilden, daß sie an dem einen stirnsei­ tigen Ende des Ventilkörpers, welches eine Ausströmöffnung bildet, mitein­ ander fluchtend abschließen und daß an dem anderen stirnseitigen Ende, an dem eine Zuströmöffnung (5) vorhanden ist, der erste Ventilkörperstreifen (1) über den kürzeren zweiten Ventilkörperstreifen (4) übersteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Ventilkörperstreifen (3) vorgesehen ist, der an dem gegenüber dem zweiten Ventilkörperstreifen (4) überstehen­ den Ende des ersten Ventilkörperstreifens (1) in der Weise angeordnet ist, daß er unter Ausbildung eines mit der Zuströmöffnung in Fluidverbindung stehenden Zwischenraumes (5) zu dem zweiten Ventilkörperstreifen (4) zumindest an seinen Längsrändern mit dem ersten Ventilkörperstreifen (1) verschweißt ist.
2. Selbstdichtendes Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Ventilkörperstreifen (3) mit seinem dem stirnseitigen Ende des ersten Ventilkörperstreifens (1) nahen sowie quer zur Längsachse des ersten Ventilkörperstreifens (1) verlaufenden Quer­ rand (7) zusätzlich mit dem ersten Ventilkörperstreifen (1) verschweißt ist.
3. Selbstdichtendes Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Ventilkörperstreifen (3) und der zweite Ventilkörperstreifen (4) gleich lang sind.
4. Selbstdichtendes Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Ventilkörperstreifen (3) und der zweite Ventilkörperstreifen (4) ungleich lang sind.
5. Selbstdichtendes Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel (2) zum Verhindern des Verschwei­ ßens wenigstens des ersten sowie des zweiten Ventilkörperstreifens (1, 4) im Bereich der Zuströmöffnung zumindest an dem ersten oder dem zweiten Ventilkörperstreifen (1, 4) vorgesehen ist.
6. Selbstdichtendes Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Mittel (2) zum Verhindern des Ver­ schweißens von der Zuströmöffnung in das Innere des Ventilhohlraums in Richtung der Ausströmöffnung erstreckt.
7. Selbstdichtendes Ventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (2) zum Verhindern eines Ver­ schweißens in Form eines Streifens zumindest auf dem ersten oder dem zweiten Ventilkörperstreifen (1, 4) aufgebracht ist.
8. Selbstdichtendes Ventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (2) zum Verhindern eines Ver­ schweißens zumindest teilweise die Zuströmöffnung (5) überdeckt.
9. Selbstdichtendes Ventil nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (2) zum Verhindern eines Ver­ schweißens sich über die gesamte Zuströmöffnung (5) und von dort sowohl in den zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilkörperstreifen (1, 4) als auch zwischen dem ersten und dem dritten Ventilkörperstreifen (1, 3) gebildeten Ventilhohlraum erstreckt.
10. Selbstdichtendes Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ventilhohlraum des Ventilkörpers zwi­ schen der Zuströmöffnung (5) und der Ausströmöffnung wenigstens eine den Querschnitt des Ventilhohlraums verkleinernde Verengung (9) vor­ gesehen ist.
11. Selbstdichtendes Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung (9) durch zwei in Strömungs­ richtung des Ballonaufblasmediums hintereinander angeordnete Verschwei­ ßungspaare (8) zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilkörperstreifen (1, 4) gebildet ist, die sich vorzugsweise von den den Ventilhohlraum begrenzenden Schweißlinien (6) dieser beiden Streifen (1, 2) aus erstrec­ ken.
12. Selbstdichtendes Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verschweißungspaare (8) von den den Ventilhohlraum begrenzenden Schweißlinien (6) zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilkörperstreifen (1, 4) aus in Strömungsrichtung geneigt nach vorne weisen.
13. Selbstdichtendes Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörperstreifen (1, 3, 4) rechteckför­ mig ausgebildet und vorzugsweise gleich breit sind.
14. Verfahren zum Herstellen von selbstdichtenden Ventilen, insbesondere zum Herstellen von Ventilen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite eines ersten fortlaufenden, verschweißbaren Bandes wenigstens zweite und dritte fortlaufende, ver­ schweißbare Bänder aufgelegt werden, die voneinander durch einen Zwi­ schenraum getrennt sind, wobei die drei Bänder entlang von zumindest annährend parallel verlaufenden Schweißlinien in der Weise miteinander verschweißt werden, daß ein erster Ventilhohlraum mit einer Zuströmöff­ nung und einer Auströmöffnung zwischen dem ersten und dem zweiten Band sowie ein zweiter Ventilhohlraum zwischen dem ersten und dem dritten Band vorhanden ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das dritte Band entlang einer weiteren Schweißlinie miteinander verschweißt werden, die an dem von dem ersten Ventilhohlraum entfernt liegenden stirnseitigen Ende des zwei­ ten Ventilhohlraums quer zu den den zweiten Ventilhohlraum ausbildenden Schweißlinien verläuft.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß auf das erste Band oder das dritte Band vor dem Aufsetzen des zweiten und des dritten Bandes im Bereich des Zwi­ schenraums ein Mittel zum Verhindern des Verschweißens der Bänder aufgebracht wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verschweißten Bänder suk­ zessive zu rechteckförmigen Ventilhohlkörpern geschnitten werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verschweißen der drei Bänder Eng­ stellen in dem Ventilhohlraum zwischen dem ersten und dem dritten Band aufgeschweißt werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschweißen der Bänder ein Heiß­ schweißverfahren eingesetzt wird.
20. Verfahren zum Anbringen eines Ventils, insbesondere eines Ventils nach einem der Ansprüche 1 bis 13, in einem aufblasbaren Körper, insbesondere einem Ballon, welcher aus wenigstens einem ersten und einem zweiten Lamellenband (17, 21) gebildet wird, die in der Weise miteinander ver­ schweißt werden, daß sie einen Hohlraum zum Aufnehmen und Speichern des Aufblasmediums bilden, und von denen eines mit einem Loch (19) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (16) auf die Innenseite des ersten Lamellenbandes (17) in der Weise gelegt wird, daß eine Eintrittsöffnung (5) des Ventils (16) mit dem Loch (19) fluchtet, daß das Ventil (16) mit dem ersten Lamellenband (17) durch eine um das Loch (19) her­ umgeführte Schweißlinie (20) verschweißt wird, daß daraufhin das zweite Lamellenband (21) auf das erste Lamellenband (17) aufgelegt und mit diesem durch entlang der gewünschten Kontur des aufblasbaren Körpers folgenden Schweißlinien (22) verschweißt wird, und daß danach der auf­ blasbare Körper aus den Lamellenbändern entsprechend der gewünschten Kontur ausgestanzt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (16) in seinem Inneren im Bereich seiner Eintrittsöffnung (5) mit einem Mittel (2) zum Verhindern des Ver­ schweißens versehen wird und daß die das Loch (19) zum Verschweißen des Ventils (16) mit dem ersten Lamellenband (17) umgebende Schweißli­ nie (20) durch dieses Mittel (2) geführt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrichten der Öffnung (5) des Ventils (16) zumindest annähernd gleichzeitig mit dem Verschweißen des Ventils (16) mit der ersten Bahn (17) erfolgt.
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