DE2010650B2 - Ventil fuer unter druck gefuellte behaelter, insbesondere aerosoldosen - Google Patents

Description

seinem äußeren Ende über einen ringförmigen Die Abdichtung UDer "^i _{Bcnühcr gC}währlei

Membranabschnitt (34) mit dem den zentralen Kanal ausreichend hohem I"^ne^^ruck ™^Bch _f^^ ^

in dem im Behälterinneren liegenden Ende begren- stet. wöbe. Fremdkörper^{im Ber}^^h ^^{r ilL} '^ldthL ^

zenden Rand des Formkörpers (11) verbunden ist AM^ungswirkung uj^^aupnn ^stelle,, ^ und im Membranabschnitt in Umfangsrichtung 25 Einen d.uckknopiariiguid ee

verteilte Durchbrechungen (36) vorgesehen sind. auch em anderes !>^ekan"¹" ^Ve"_d ^;1J" LuV Js

2. Ventil nach Anspruch I. dadurch gekennzeich- Entnahmevent ^X^ ^tU djr net. daß der Membranabschnitt in Form e.ner 27 41405) Be. diesem

Rollmembran ausgebildet ist. Stromungskanal ourcn J" Stoofens in die

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 30 Zusammentreffen beim Einsetz_ en des S opJm η 4 gekennzeichnet, daß im entspannten Zustand des vorbereitete ^'«^"^^ Formkörpers (11) der Sperrkolben (37) mit allseitig .st jedoch bei der bekanntej' ^A"°™ⁿ^8 J^ höheren

ShäSöfinung aufnehmenden Rmgnut (i^nen im «g«-^"^ SJStS ,tee ffl S^^^r^runiint^^dt 2Ä durc^ Ein.eten νο,η-cmdkör zentralen Kanals größer als der lichte Durchmesser ₄₀ pern verändert wird. Auch smd der E „bau und diu der Behälteröffnuns ist Herstellung dieses bekannten Ventils sehr kompli/.ici .

I Ven I nacl Anspruch 3, dadurch gekennzeich- Man hat diese^hwierigkener,durch.eine zweueihge

net. daß der druckknopfartige Befestigungsabscl.nitt Ausbildung des Ventils zu beJ^eJ^{en ve}«^ULh^'· ^^S^ (24, 26) einen den Rollmembranabschnitt (34) mit 19 92 067). Hierdurch werden jedoch Aufbau und rad .lern Spiel umgebenden Einführungsabschnitt ₄₅ Herstellung wesentl.ch au wendiger W.H man die en (7A\-Mi(WPiV Aufwand vermeiden, so hat man bei diesem bekannten

* v™5 nach Anspruch 1 bis 4. dadurch Ventil einstückig eine ^⁰^»"^™· ^ gekennzeichnet, daß der den Sperrkolben (37) wiederum .m wesentlichen ^u"^lcr ^ ^^ku f ^ aufnehmende Abschnitt (31) des zentralen Kanals Innendruckes schl.eßt und durch F-en.dkorper in ih.e, (28) in einer inneren Schulter (44) endet, die einen 50 Abdichtwirkung beeinträchtigt we. den kann. An chlag zur Begrenzung der axialen Bewegung des Bei einem als Füllventil und E";"^"¹--¹¹¹^^¹¹-;

SDerrkolbensb^:ldet "^laßen verwendbaren bekannten Ventil wird der

6 VeS nach Anspruch 1 bis 5. dadurch Ventilkörper zum Füllvorgang mit H fe einer Injek^ gekennzeichnet, daß ..1 "dem dem Befestigungsab- tionsnadel durchstoßen wöbe, der purchstoBkanaI nach schnitt (24, 26) entgegengesetzten Ende des ₅₅ Herausziehen der Nadel durch d.e mne.e Verformungs-Formkörpers (11) ein'hü.se'nförmiger K.emmab- elastizität des Ventilkörpers automatisch wieder g_eschnitt (30a; zur Aufnahme eines Betätigungsgliedes schlossen werden soll. Em einstückig angeformie (₅3)fü_r ^ldasSperr_g,ied(37)vorgesehenis,. ^"^^ ^^^tZ^oZ^l

Behälteröffnung gedrückt, wobei der druckknopfartige

Abschnitt eine axiale Beweglichkeit des Ventils gegenüber der Behälteröffnung zuläßt (vgl. US-PS

Die Erfindung betrifft ein Ventil für unter Druck 27 61593). Diese axiale Beweglichkeit wird dazu gefüllte Behälter, insbesondere Aerosoldosen, beste- ausgenutzt, um unter der Federungseigenschaft des hend aus einem einstückigen Formkörper aus elasti- ₆₅ Ventilkörpers eine äußere radiale Schulter des Stopfens schem Material mit einem Befestigungsabschnitt zum in abdichtender Anlage rn einen Flansch der Behalter-Einsetzen in eine Ausnehmung des Behälters, einem öffnung zu drücken, aus welcher Lage das Ventil durch zentralen Strömungskanal und einem Sperrorgan, das axialen äußeren Druck »xial verschoben werden kann,

an einen Entnahmekanal freizugeben. Bei dieser Anordnung bedarf es einer sehr genauen Dimensionieung des stopfenartigen Abschnittes, der einerseits die lagesicherung des Ventils übernehmen soll, andererseits aber eine bewegliche Führung des Ventils zur steuerung des Entnahmevorgangef gewährleisten soll. Es ist weiterhin ein mit seinem Rand im Bereich der Behälteröffnung abdichtend einklemmbares, membran-Förmiges Ventilelement bekannt, welches auf meinem Membranabschnitt in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Öffnungen aufweist Der Membranabschnitt dient im entspannten Zustand zur abdichtenden Anlage an der Eintrittsmündung des Entnahmekanals eines Betätigungsgliedes und kann durch dieses axial aus der Anlagestellung in eine Freigabestellung bewegt werden (vgl. US-PS 32 82 474).

Die Erfindung geht aus von einem Ventil, wie es Gegenstand der DT-OS 19 07 872 ist. Diese Anmeldung zeigt ein Ventil der eingangs nähe, bezeichneten Gattung.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil dieser Gattung so weiterzubilden, daß der Formkörper leicht herstellbar ist, im eingebauten Zustand eine zuverlässige Abdichtung darbietet, jedoch in der Freigabestellung einen großen Stromungsquerschnitt freilegt, wobei das Ventil wahlweise als Füll- sowie auch als Entnahmeventil verwendet werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Sperrorgan kolbenartig in dem zentralen Kanal axial verschiebbar ist, an seinem äußeren EmJe über einen ringförmigen Membranabschnitt mit dem den zentralen Kanal in dem im Behälterinneren liegenden Ende begrenzenden Rand des Formkörpers verbunden ist und im Membranabschnitt in Umfangsrichtung verteilte Durchbrechungen vorgesehen sind.

Bei dieser Ausbildung des Ventils erfolgt die Abdichtung etwa im Sinne der Abdichtung durch einen Korken im Flaschenhals, wobei durch die relative axiale Bewegbarkeit des Sperrkolbens in dem Strömungskanal für eine ausgedehnte Dichtungsfläche Sorge getragen werden kann. Die Größe der Dichtkraft wird durch entsprechende relative Bemessung des Stopfendurchmessers und des Strömungsquerschnittes des Kanals eingestellt Trotz der großflächigen Abdichtung kann zum Freigeben der Strömung ein weiter Strömungsquerschnitt freigelegt werden, da der Stopfen oder Spetrkolben in dem Kanal axial bis in einen Abschnitt verschoben werden kann, in dem der Sperrkolben von einem ringförmigen Strömungskanal umgeben ist. Aufgrund der relativen axialen Verschiebbarkeit des Sperrkolbens wird auch gewährleistet, daß sich keine Fremdkörper im Bereich der Dichtfläche auf Dauer einklemmen können, da diese bei der Bewegung des Sperrkolbens von der Dichtfläche entfernt werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des neuen Ventils ergibt sich, wenn der Membranabschniu in Form einer Rollmembran ausgebildet ist, die nach Art der bekannten Rollmembranen bei geringster Raumbean spruchung eine große relative Bewegungsfreiheit zwischen den über die Membran miteinander einstückig ^₀ verbundenen Teilen gewährleistet. Bei dieser Ausbildung läßt sich das Ventil in seinen Abmessungen sehr klein halten und gewährleistet dennoch eine ausreichende Verschiebung des Sperrkolbens zwischen der Sperrstellung und der Freigabestellung.

Es hat sich weiterhin als sehr zweckmäßig erwiesen, wenn der Sperrkolben im entspannten Zustand des mit allseitig radialem Spiel in einen Abschnitt des zentralen Kanals eingreift und wenn der in bekannter Weise druckknopfartig ausgebildete Befestigungsabschnitt im Boden einer den Rand der Behälteröffnung aufnehmenden Ringnut einen Durchmesser aufweist, der um mehr als das radiale Spiel zwischen Sperrkolben und Innenwand des zentralen Kanals größer als der lichte Durchmesser der Behälteröffnung ist Hierdurch läßt sich unabhängig von äußeren Drücken auf sehr einfache Weise die Dichtkraft an der Dichtfläche zwischen Sperrkolben und Strömungskanal einstellen, wobei der Formkörper auch ohne weiteres für öffnungen in den Behältern verwendet werden kann, deren lichte Weite über einen relativ breiten Bereich schwankt.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Ventil ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines unter Druck gefüllten Behälters mit Ventilen gemäß der Erfindung,

Fig. 2 im größeren Maßslabe und im Ausschnitt einen Querschnitt durch einen Teil des Behalters sowie durch ein Ventil gemäß der Erfindung unmittelbar voi dem Einsetzen in die Behältcrausnehmung.

F i g. 3 in ähnlicher Darstellung wie F i g. 2 das in die Behälterausnchmung eingesetzte Ventil,

F i g. 4 in ähnlicher Darstellung wie F i g. 3 das Ventil während des Füllens des Behälters,

F i g. 5 in ähnlicher Darstellung wie F i g. 3 das Ventil bei unter Druck stehendem gefüllten Behälter.

F i g. 6 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 6 - b der F i g. 4 und

Fig. 7 in einem senkrechten Schnitt das neue Ventil in seiner Verwendung als Entnahmeventil.

In F i g. I ist ein Aerosolbehälter 10 mit einem Füllventil 11 im Boden 17 und einem Entnahmeventil 11a im domförmigcn Deckel 13 gezeigt. Beide Ventile sind gemäß der Lehre nach der Erfindung ausgebildet. Der Boden 17 und der Deckel 13 sind mit dem Dosenrumpf 12 über eine Doppelfalznaht verbunden, wie dies für die Bodennaht bei 18 angedeutet ist. Die Befestigung des Entnahmeventils 11a am domförmigen Deckel 13 erfolgt mit einer Deckelplatte 14.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, die einen Schnitt durch den Bodenabschnitl der Aerosoldose 10 zeigt, weist der Boden 17 eine Vertiefung 19 mit einer durch Flansch begrenzten Füllöffnung 21 auf, in die das zum Füllen dienende Ventil 11 schnappartig einsetzbar ist, wie dies ein Vergleich zwischen den F i g. 2 und 3 zeigt. Über das Füllventil 11 wird in der Regel das unter Druck stehende Treibmittel in die Aerosoldose eingefüllt, und zwar unabhängig davon, ob in der Dose Treibmittel und Füllgut gemischt oder getrennt angeordnet sind.

Das zum Füllen dienende Ventil 11 besteht aus einem einstückigen Formkörper 23 aus elastischem Material und weist einen an seinem freien Ende kegelförmig bei 24 verjüngten druckknopfartigen Befestigungsabschnitt 26 auf, dessen Durchmesser merklich größer als die lichte Weite der Behälteröffnung 21 ist. Am rückwärtigen Ende wird der stopfenartige Abschnitt 26 durch eine Ringnut 27 begrenzt, in die ein die Behälteröffnung 21 begrenzender Flansch 22 gemäß F i g. 3 aufgenommen wird, lenscils der Ringnut 27 ist der Formkörper 23 'inter Bildung eines Flansches 30 erweitert, der sich in der eingesetzten Stellung des Ventils von außen in die Vertiefung 19 des Behälterbodens 17 legt.

Der Formkörper 23 weist einen zentralen Kanal 28

mit einem verengten Einlaufabschnitt 32 und einem weiteren zylindrischen inneren Abschnitt 31 auf, der an den Einlaufabschnitt 32 über eine Schulter 44 anschließt Von der Stirnseite des Befestigungsabschnittes 26 aus ist in den Befestigungsabschnitt eine zylindrische Ringnut 29 eingearbeitet, die in halber Höhe des Befestigungsabschnittes bei 37a endet und einen Rollmembranabschnitt 34 begrenzt, der ein kolbenartiges Sperrorgan 37 mittig mit radialem und axialem Spiel in dem Abschnitt 31 des zentralen Kanals 28 unterstützt. Der Sperrkolben 37 wird dadurch von einem durch den Abschnitt 31 gebildeten Ringkanal umgeben, in dessen axialer Fluchtung die Rollmembran 34 mehrere in Umfangsrichtung in Abständen verteilte Durchbrechungen 36 aufweist. Auf Seiten der freien Stirnfläche des Befestigungsabschnittes weist der Sperrkolbcii 37 eine napf förmige Vertiefung 42 auf.

Bei Vergleich der F i g. 2 und 3 erkennt man, daß aufgrund des größeren Durchmessers des Befestigungsabschnittes im Vergleich zu der lichten Weite der Behälteröffnung 21 der Formkörper 23 im Bereich der Ringnut 27 stark eingeschnürt wird. In dieser Schließstellung legt sich die Innenfläche des Kanalabschnittes 31 unter radialem Druck dicht an den Umfang des Sperrkolbens 37 an, der sich dabei entsprechend verformt, wie dies Fig. 3 zeigt. Die freie Stirnseite 43 des Sperrkolbcns liegt weiterhin im axialen Abstand von der radialen Schulter 44 zwischen den beiden Abschnitten 31 und 32 des zentralen Καηε^ 28. In der in F i g. 3 gezeigten Stellung schließt das Ventil 11 das Innere der Aerosoldose 10 hermetisch ab. und zwar unabhängig vom Innendruck in der Dose.

Zum Füllen der Aerosoldose 10 wird an das Ventil ti ein Füllkopf 38 angesetzt, der sich mit einer Anlageflache an die freiliegende Fläche des Flanschabschnittcs 30 anlegt. Der Füllkopf weist einen axial bewegbaren Füllschaft 39 mit einem zentralen Zuführungskanal 41 auf. Der Füllschaft läßt sich in den Einlaufabschnitt 32 des zentralen Kanals 28 des Ventils 11 unter Verformung dieses Abschnittes und damit unter ausreichender Abdichtung bis zur Berührung mit der Stirnseite 43 des Sperrkolbcns 37 einführen. Hierbei wird der Sperrkolben 37 aus seiner in F i g. 3 gezeigten Spcrrstellung axial in F i g. 4 nach oben verschoben, was durch die Rollmembran ermöglicht wird. Die Unterseite des Kolbens gelangt damit aus dem Einschnürungsbercieh heraus, der durch den Flansch 22 der Behälieröffnung 21 bedingt wird Dadurch wird zwischen der Innenwand des Kanalabschnittes 31 und dem Außenumfang des Sperrkolbens 37 ein Ringspalt 40 freigelegt. durch den ein über den Schaft 39 unter Druck zugeführtes Medium an dem Snerrkolben 37 vorbei und durch die Durchbrechungen 36 der Membran in das Innere der Aerosoldose eingeleitet werden kann. Im dargestellten Beispiel weist der Schaft 39 an seinem Ende abgeschrägte Flächen auf. in die geneigt verlaufende Ausströmkanäle 41a münden, die mit dem zentralen Kanal 41 des Schaftes 39 in Verbindung stehen. Ist die Aerosoldose ausreichend mit Druckmittel gefüllt so wird der Schaft 39 zurückgezogen und der Füllkopf 38 abgenommen. Von dem im Inneren des Behälters herrschenden Druck, der auf die Vertiefung 42 des Sperrkolbens 37 einwirkt wird der letztere in dem zentralen Kanal 28 des Ventils aus der in Fig.4 gezeigten Stellung in die nach F i g. 5 axial verschoben. wobei der Sperrkolben wieder in den Einschnürungsbercich des Ventils gelangt. Die axial einwärts gerichtete Bewegung des Sperrkolbcns 37 wird durch die Ringschulter 44 des zentralen Kanals 28 beendet. Man erkennt, daß in dieser Stellung nach Fig. 5 der Sperrkolben mittig im Einschnürungsbereich liegt und in großflächiger, abdichtender Berührung mit dem zentralen Kanal 28 des Formkörpers steht, wobei der Abdichtungsdruck im wesentlichen von den Einschnürungskräften im Formkörper 23 geliefert wird. Andererseils zeigt die F i g. 4 in Verbindung mit F i g. 6, daß für den Füllvorgang ein großer Strömungsquerschnitt zur Verfügung steht, so daß eine rasche zuverlässige Füllung der Aerosoldose gewährleistet ist. Etwaige Fremdkörper, die sich nach Beendigung des Füllvotganges an den Wandungen des zentralen Kanals 28 des Ventils festgesetzt haben sollten, werden durch die nachfolgende axiale Bewegung des Sperrkolbens 37 zuverlässig aus dem Dichtflächenbereich herausgeschoben.

Das insoweit beschriebene Ventil kann ohne wesentliche Änderungen auch als Entnahmeventil für eine Aerosoldose verwendet werden, z. B. für das in F i g. 1 bei l^f c? gezeigte Entnahmevcntil.

Ein Beispiel für diese Anwendung ist in I 1 g. 7 gezeigt, in der das Ventil mit ausgezogenen Linien in der Sperrstellung gezeigt ist.

Im Unterschied zu dem zuvor beschriebenen Füllventil ist bei dem Entnahmeventil nach I⁷ i g. 7 die flanschartige äußere Erweiterung des Formkörpers 23 mit einer größeren axialen Länge versehen, wie das bei 30.1 in Fig. 7 gezeigt ist. Im übrigen liegt jedoch der Ventilflansch 30«i in einer Vertiefung 52 des Behältertcils. der die Entnahmeöffnung 51 aufweist. Zur Befestigung weist der Formkörper 23 wiederum einen stopfenartigen Befesligungsabschnitt 26 auf, der zur Erleichterung des Einführens zu seinem freien Ende hin bei 24 kegelstumpfförmig verjüngt ist.

Die axiale Verlängerung des Flanschabschnittcs 30 des Formkörpers 23 dient zur Bildung einer axialen Einsetzöffnung 30£> von entsprechender axialer Länge für eine Betätigungseinrichtung 53 des l.ntnahmeventils. Die Innenwand der Öffnung 30b ist zahnförmig profiliert, um eine bessere Verankerung der Betätigungsvorrichtung 53 zu gewährleisten.

In der in F i g. 7 gezeigten Schließstellung ist der Formkörper 23 in Höhe der Bchälteröffnung 51 stark eingeschnürt, so daß die Innenfläche des Abschnittes 31 des zentralen Kanals unter Verformung des Sperrkolbcns 37 großflächig an dem AuOenuinfang des Sperrkolbens anliegt.

Die Betätigungsvorrichtung 53 weist einen in die Einsetzöffnung 306 mittels entsprechenden Zahnungen am Umfang einsetzbaren Gehäuseteil 54 mit einer zentralen Bohrung 56 auf. die sich nach außen zu übet eine Schulter 57 verengt In der Ausnehmung ist axial verschiebbar ein Schaft 58 geführt der einen entsprechend verjüngten, aus dem Gehäuseabschnitt 54 nacr oben herausragenden Abschnitt aufweist welcher übei eine Schulter 59 anschließt die zur Bewegungsbegren zung mit der Schuller 57 des Gehäuseteils 5^ zusammenwirkt In dem Schaft 58 ist eine zentrall Entnahmebohrung 60. die am unteren Ende in mehren schräge Bohrungen 60a mündet die sich in Abschrägun gen der Stirnfläche des Schaftes SJ öffnen. Am freiei Ende des verjüngten Abschnittes des Schaftes 58 ist eii Betätigungsknopf 61 mit einer mit der Bohrung θ fluchtenden Sackbohrung 63 befestigt die an ihrer inneren Ende mit einer radialen Materialaustrittsöfl nung 62 in Verbindung steht

Wird der Betätigungsknopf 61 aus der in F i g. 7 m ausgezogenen Linien gezeigten Spcrrstellung odc

Dichtungsstellung nach unten gedruckt, so verschiebt der Schaft 58 den Sperrkolben 37 in F i g. 7 axial nach unten bis in die durch strichpunktierte Linien gezeigte Stellung, in der zwischen der Innenfläche des Kanalabschnittes 31 des Formkörpers 23 und dem Umfang des Sperrkolbens 37 ein Ringspalt freigelegt wird, der dem Ringspalt 40 in F i g. 4 und 6 entspricht. Das im Inneren des Behälters unter Druck stehende Füllgut kann dann durch die Durchbrechungen 36 der Rollmembran 34 und durch den Ringspalt am Sperrkolben vorbei in die schrägen Bohrungen 60a des Schaftes 58 und durch diesen nach außen treten. Sobald der Knopf 61

freigegeben wird, wird der Spcrrkolben 37 unter derr Innendruck in der Aerosoldose nach oben gedruckt wobei die Teile schließlich die in Fig. 7 gezeigte Sperrstellung wieder einnehmen.

In einigen Fällen empfiehlt sich die Verwendung eine: im Inneren der Aerosoldose angeordneten Druckrohre: 65. Wie Fig. 7 zeigt, kann dieses mit seinem oberer Ende leicht in den die Rollmembran 34 umgebende! Ringkanal 29 unter elastischer Verformung de stopfenartigen Befestigungsabschnittes eingesetzt um gehalten werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. bei in die Ausnehmung eingesetztem Formkörper unter Patentansprüche: ^AdIcS SA=AS

   ,. Venti. für unter Druck gefüHte Behä.ter, f^^^^Z^^^Dr^Z

   insbesondere Aerosoldosen, bestehend aus einem i ^de™*^v*^ⁿ«™d« zentralen Kanals zwischen der

   einstückigen Formkörper aus elastischem Material zu.der Innenfl ache des zentr _Sirömu

   mit einem Befestigungsabschnitt zum Einsetzen in abdichtenden ^M'"^u"f "£"„ _beweebar ist

   eine Ausnehmung des Behälters, einem zentralen ^^^^^SS^SSS. bekann,

   Strömungskanal und einem Sperrorgan, das be. in ^& _m^ S^₅Hg angeformten dnickknopfarti-

   die Ausnehmung eingesetztem Formkörper unter io das mit einem ^eins*^u™f„ "*_s__{erüstet ist (vg}, £_H._ps

   Druck auf seinem Umfang von der Innenfläche des gen ^«^^£„„3^^ eint 2f der

   zentralen Kanals abd.chtend eingeschlossen ist und 4 05 180) Be. diesem*™ druckknopfarti-

   mit dem Formkörper über euien ausbiegbaren '""^^^'^"Χα aufweisenden Bodenab-

   Abschnitt derart verbunden ist, daß es unter axialem gen Befestigungsaoscnniu _telierförmigen /ur