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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein Ventil, eine Herstellungsvorrichtung sowie ein Herstellungscomputerprogramm zur Herstellung des Ventils. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Form zur Ausbildung des Ventils.
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HINTERGRUND DER NEUERUNG
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WO 2013/139685 A1 bezieht sich auf ein Ventil für ein Inhalationsgerät mit einer Basis in Form eines Rings, der eine zentrale Öffnung definiert, sowie einer Oberseite und einer Unterseite, von denen beide planar sind und von der Basis in der der Basis entgegengesetzten Richtung zueinander konvergieren, wobei die Ober- und Unterseite zusammen einen Winkel von mindestens 60° bilden und die freien Ränder derselben einen Schlitz definieren, der offen ist, wenn sich das Ventil im Ruhezustand befindet.
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WO 2010/107723 A2 sieht eine Vorrichtung vor, die aufweist: ein ein Schnabelventil aufweisendes Rückschlagventil, das so ausgeführt ist, dass es Fluid und Partikel durchlässt; und einen Einsatz mit einem Basisteil, der so ausgeführt ist, dass der Einsatz in das Schnabelventil eingepasst ist, sowie mit einem W-förmigen Teil, der so ausgeführt ist, dass er eine Öffnung aufweist, damit das Fluid und die Partikel durch das Schnabelventil hindurchfließen können, und ebenfalls so ausgeführt ist, dass er eine Stütze für Wände des Schnabelventils in Reaktion auf durch das Fluid und die Partikel erzeugten Gegendruck vorsieht.
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US 2004/265523 A1 offenbart eine Bondstruktur von Rückschlagventilen an einem Fluidbehälter und eine Herstellungsvorrichtung eines Fluidbehälters, die imstande ist, die Ausdehnung des Fluidbehälters nach Befüllen des Fluidbehälters ohne eine Fluidleckage zuverlässig beizubehalten. Da das Rückschlagventil lediglich auf einen der thermo-plastischen Behälterfilme gebondet ist, sind beide Filme des Rückschlagventils an einem der Behälterfilme fixiert, wodurch der Rückfluss durch dichtes Schließen des Rückschlagventils verhindert wird. Infolgedessen wird die Ausdehnung des Fluidbehälters auf zuverlässige Weise beibehalten, nachdem der Fluidbehälter befüllt ist. Die Herstellungsvorrichtung enthält eine Steuereinrichtung der Auf-/Ab-Rolle, die den Film zur Ausbildung des Rückschlagventils präzise positioniert. Infolgedessen kann die Herstellungsvorrichtung den Fluidbehälter mit den zuverlässigen Rückschlagventilen herstellen.
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US 2012/085958 A1 offenbart eine aus Kunststoffgefertigte Einfüllmundstruktur mit einem aus Kunststoff gefertigten Körper, der durch Kunststoffspritzgießen mit einem Einfüllmund einstückig ausgebildet wird. Der Einfüllmund enthält einen Einfüllvorrichtungsdurchgang und eine Wiederherstellungseinheit, die einstückig ausgebildet sind. Der Einfüllvorrichtungsdurchgang ist mit einer Einkerbung zum Durchgang einer Einfüllvorrichtung zur Durchführung der Befüllung oder Entleerung ausgebildet. Die Wiederherstellungseinheit wendet eine elastische Wiederherstellungskraft auf die Einkerbung an, damit die Einkerbung die Einfüllvorrichtung während des Füllens sicher umschließt und eine hohe Luftdichtheit sicherstellt, sobald das Einfüllen beendet ist.
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Aus Kautschuk, insbesondere aus Flüssig-Silikon-Kautschuk (LSR), gefertigte Ventile mit Schlitzöffnungen werden bei Getränkeausgabevorrichtungen eingesetzt, um den Durchfluss des Getränks zu steuern. Die Schlitzventile können durch Liquid-Injection-Molding (LIM) (Spritzguss aus Flüssig-Silikon-Kautschuk), gefolgt von einem Schneideprozess zur Erzeugung des Schlitzes in dem jeweiligen Ventil, hergestellt werden. Jedoch haben die Makromoleküle und Atome in den Wänden auf jeder Seite des Schlitzes die Tendenz zusammenzukleben, was zu einem Verkleben und Verschließen des Schlitzes führt. Das Ventil ist möglicherweise nicht mehr offen, wenn eine Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des Ventils besteht, d. h. die Ventilfunktion fällt möglicherweise aus. Es ist gängige Praxis, ein Schlitzventil als ein Luftventil und Trinkventil bei Trinkhilfen für Kinder, wie z. B. Säuglingsflaschen und Bechern mit Trinkschnabel, zu verwenden. Wenn die Ventilfunktionen versagen, kann das Kind, aufgrund der Tatsache, dass sich der Unterdruck in der Trinkhilfe nicht mehr normalisiert, keine Flüssigkeit aus der Trinkhilfe saugen. Um den Schlitz zu öffnen, muss senkrecht auf den Schlitz ein mechanischer Druck manuell ausgeübt werden. Dieser Vorgang erfordert zumindest das Einführen eines Fremdgegenstands, wie z. B. einer Hand oder eines Stiftes, in den Trinkbehälter. Dieses ist nicht hygienisch und es können Bakterien in den Schlitz gelangen. Des Weiteren ist dieses manuelle Vorgehen für Normalbenutzer im Allgemeinen zu komplex und resultiert in hohen Ausfallraten von Produkten, die die Ventile mit den Schlitzöffnungen enthalten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil bereitzustellen, bei dem es weniger wahrscheinlich ist, dass die so verfügbar gemachte Ventilfunktion ausfällt. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Herstellungsvorrichtung und ein Herstellungscomputerprogramm zur Herstellung des Ventils sowie außerdem eine Form zur Ausbildung des Ventils bereitzustellen.
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In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Ventil mit einem Innenraum und den Innenraum teilweise umschließenden Wänden dargestellt, wobei der Innenraum ein kleineres erstes Ende und ein gegenüberliegendes größeres zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende eine Abmessung aufweist, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,2 mm ist, wenn kein Druck auf das Ventil ausgeübt wird, und wobei der Innenraum eine Öffnung durch das Ventil bildet oder an dem ersten Ende durch ein Schließteil des Ventils geschlossen ist, wenn kein Druck auf das Ventil ausgeübt wird, wobei das Schließteil des Ventils eine Dicke aufweist, die kleiner als oder gleich 0,1 mm ist.
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Da der Innenraum ein kleineres erstes Ende und ein gegenüberliegendes größeres zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende eine Abmessung aufweist, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,2 mm ist, wenn kein Druck auf das Ventil ausgeübt wird, und wobei der Innenraum eine Öffnung durch das Ventil bildet oder an dem ersten Ende durch ein Schließteil des Ventils geschlossen ist, wenn kein Druck auf das Ventil ausgeübt wird, wobei das Schließteil des Ventils eine Dicke aufweist, die kleiner als oder gleich 0,1 mm ist, stellt entweder die Öffnung an dem ersten Ende, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,2 mm ist, bereits sicher, dass das Ventil die Ventilfunktion bereitstellen kann oder, wenn das Ventil anfänglich geschlossen ist, wenn kein Druck auf das Ventil ausgeübt wird, stellt die relativ geringe Dicke des Schließteils sicher, dass das Schließteil relativ leicht auseinandergehen kann, sobald Druck auf das Ventil ausgeübt wird, wodurch ebenfalls sichergestellt wird, dass die Ventilfunktion bereitgestellt werden kann. Ein Ventil mit diesen Abmessungen reduziert daher die Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion des Ventils.
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Dem das offene erste Ende betreffenden Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die folgende Erkenntnis der Erfinder zugrunde.
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Bei einer Flüssigkeit wie Wasser, ist zum Austritt durch eine Verengung eine bestimmte Druckdifferenz erforderlich, um die Oberflächenspannung zu überwinden. Bei beispielsweise einem Schnabelventil entspricht die zum Eintreten von Wasser in das Ventil erforderliche Öffnung (d. h. zum Auftreten einer Leckage) zweimal der Oberflächenspannung, dividiert durch die Druckdifferenz: D = 2·γ / p
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Bei einem typischen Getränk heißt dieses: D[mm] = 1 / P[mbar]
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Abmessung der anfänglichen Öffnung (d. h. der Öffnung, wenn kein Druck ausgeübt wird) so ermittelt, dass die sich ergebende Öffnung mit zunehmendem Druck in der Sperrrichtung in der obigen Gleichung unterhalb des Wertes bleibt.
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Die Veränderung in der Öffnung eines Schnabelventils infolge einer Druckdifferenz in der Sperrrichtung folgt (in Anbetracht von Auswertungen von FEM-Simulationen oder einer Analyse von tatsächlichen Ventilen) der nachstehenden Gleichung, wobei Parameter (in dem Faktor in der Gleichung zusammengefasst), die das tatsächliche Verhalten beeinflussen, beispielsweise Länge, Breite, Höhe, Wanddicke, Materialsteifheit sowie Gesamtform sind: opening = openinginitial – P·α
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Es stellte sich heraus, dass die anfängliche Öffnung des Ventils, wie in 15 dargestellt, kleiner als 0,2 mm sein sollte.
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Obgleich die obigen Anmerkungen auf ein Schnabelventil fokussiert sind, sei erwähnt, dass die Anmerkungen, wie oben angegeben, ebenfalls für andere Ventiltypen gelten.
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Es ist Teil der vorliegenden Erfindung, zu realisieren, dass das oben erwähnte Verkleben, wodurch der Schlitz geschlossen wird, verhindert werden kann (wie weiter unten näher erläutert), indem ein offenes erstes Ende des Innenraums des Ventils bereitgestellt wird, und gleichzeitig noch ein Auslaufen von Flüssigkeit entlang der Sperrrichtung verhindert werden kann, wenn das offene erste Ende richtig dimensioniert ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das erste Ende eine Abmessung auf, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,1 mm ist, wenn kein Druck auf das Ventil ausgeübt wird. Darüber hinaus ist die Dicke des Schließteils vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,05 mm, weiter vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,01 mm. Diese geringen Dicken des Schließteils können die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls der Ventilfunktion weiter verringern. Das Ventil ist vorzugsweise für Trink-/Fütterungshilfen ausgelegt.
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Der Innenraum des Ventils weist vorzugsweise einen sich verjüngenden Querschnitt auf. Die Abmessungen des ersten Endes sind vorzugsweise auf Abmessungen des ersten Endes innerhalb des sich verjüngenden Querschnitts des Innenraumes des Ventils bezogen.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ventil dargestellt, dessen Herstellung die folgenden Schritte umfasst, wonach:
- – Ventilmaterial zur Herstellung des Ventils bereitgestellt wird;
- – das Ventil unter Verwendung des vorgesehenen Ventilmaterials so hergestellt wird, dass das hergestellte Ventil einen Innenraum und Wände aufweist, die den Innenraum teilweise umschließen, wobei der Innenraum ein kleineres erstes Ende und ein gegenüberliegendes größeres zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende eine Abmessung aufweist, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,2 mm ist, wenn kein Druck auf das hergestellte Ventil ausgeübt wird, und wobei der Innenraum eine Öffnung durch das Ventil bildet oder an dem ersten Ende durch ein Schließteil des hergestellten Ventils geschlossen ist, wenn kein Druck auf das Ventil ausgeübt wird, wobei das Schließteil des hergestellten Ventils eine Dicke aufweist, die kleiner als oder gleich 0,1 mm ist.
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Das vorgesehene Ventilmaterial ist vorzugsweise ein elastisches Material, vorzugsweise Kautschuk. Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich dabei um Flüssig-Silikon-Kautschuk.
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Vorzugsweise umfasst die Herstellung weiterhin die folgenden Schritte, wonach:
- – eine Form zur Ausbildung des Ventils bereitgestellt wird, wobei die Form einen Hohlraum mit einer ersten Wand und einer gegenüberliegenden zweiten Wand umfasst, wobei sich ein den Innenraum bildendes Element zur Ausbildung des Innenraumes des Ventils von der ersten Wand in den Hohlraum zu der zweiten Wand hin erstreckt, wobei eine Oberfläche des den Innenraum bildenden Elements, die der zweiten Wand zugewandt ist, eine kleinste Abmessung hat, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,2 mm ist, und einen Abstand zu der zweiten Wand zwischen 0 mm und 0,1 mm aufweist, wobei der Schritt des Herstellens des Ventils umfasst:
- – das Aushärten des Ventilmaterials in der Form zur Ausbildung des Ventils mit dem Innenraum,
- – das Lösen des gehärteten Ventilmaterials aus der Form.
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Da die Oberfläche des den Innenraum bildenden Elements, die einer zweiten Wand des Hohlraumes zugewandt ist, eine kleinste Abmessung hat, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,2 mm ist und einen Abstand zu der zweiten Wand zwischen 0 mm und 0,1 mm aufweist, hat das Ventilmaterial zunächst nach Aushärten bereits eine Öffnung, deren kleinste Abmessung größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,2 mm ist, oder das Ventilmaterial hat ein relativ dünnes Schließteil, das bei normalem Gebrauch leicht aufgebrochen werden kann, wenn Druck ausgeübt wird, um die Ventilfunktion bereitzustellen. Ein nachfolgender Schlitz- oder Schneidvorgang, der auf die Schnittflächen derartige Auswirkungen haben kann, dass die Tendenz zum Anhaften und die Stärke des Verklebens zunehmen, ist nicht unbedingt erforderlich. Der Benutzer braucht sich daher keine Gedanken wegen zusätzlicher Bearbeitungen oder Bewegungsabläufe zu machen.
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Eine Oberfläche kann in Abhängigkeit der Richtung, in der die jeweilige Abmessung gemessen wird, verschiedene Abmessungen aufweisen. Wenn die Oberfläche kreisförmig ist, ist die Abmessung von der Richtung unabhängig, und in diesem Fall wird der Durchmesser der Oberfläche als die kleinste Abmessung angesehen. Hat die Oberfläche verschiedene Durchmesser, z. B. im Falle einer elliptischen Oberfläche, wird der kleinste Durchmesser als die kleinste Abmessung betrachtet. Ist die Oberfläche rechteckig oder hat eine andere Form, die verschiedene Seiten mit verschiedenen Längen aufweist, handelt es sich bei der kleinsten Abmessung um die Länge der Seite mit der kleinsten Länge.
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Da die Oberfläche des den Innenraum bildenden Elements, das der zweiten Wand zugewandt ist, einen Abstand zu der zweiten Wand zwischen 0 mm und 0,1 mm aufweist, ist dieser Abstand a) gleich 0 mm oder b) größer als 0 mm und kleiner als 0,1 mm oder c) gleich 0,1 mm. Bei einer Ausführungsform weist die der zweiten Wand zugewandte Oberfläche des den Innenraum bildenden Elements einen Abstand zu der zweiten Wand zwischen 0 mm und 0,05 mm auf. Bei einer weiteren Ausführungsform beträgt dieser Abstand zwischen 0 mm und 0,01 mm. Die noch kleineren Abstände führen zu Schließteilen mit einer weiter verringerten Dicke – was bei normalem Gebrauch wiederum in einem leichteren Aufbrechen des Schließteils resultieren kann – wodurch eine weitere Verringerung der Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls der Ventilfunktion ermöglicht wird.
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Das den Innenraum bildende Element hat vorzugsweise einen sich verjüngenden Querschnitt. Darüber hinaus kann der Hohlraum so geformt sein, dass das gehärtete Ventilmaterial V-förmige oder kugelförmige Wände hat, wobei die Innenseiten der Wände durch das den Innenraum bildende Element gebildet werden und die Außenseiten der Wände durch Wände des Hohlraumes gebildet werden. Alternativ kann der Hohlraum so geformt sein, dass das gehärtete Ventilmaterial eine Platte mit einem Innenraum bildet, wobei die Außenseiten der Platte durch die Wände des Hohlraumes gebildet werden und der Innenraum durch das den Innenraum bildende Element gebildet wird.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Form zur Ausbildung eines Ventils nach Anspruch 11 dargestellt, wobei die Form umfasst:
- – einen Hohlraum mit einer ersten Wand und einer gegenüberliegenden zweiten Wand,
- – ein einen Innenraum bildendes Element zur Ausbildung eines Innenraumes des Ventils, wobei sich das den Innenraum bildende Element von der ersten Wand in den Hohlraum zu der zweiten Wand hin erstreckt, wobei eine Oberfläche des den Innenraum bildenden Elements, die der zweiten Wand zugewandt ist, eine kleinste Dimension hat, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,2 mm ist, und einen Abstand zu der zweiten Wand zwischen 0 mm und 0,1 mm aufweist.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Ventil gemäß einem der Ansprüche 4 bis 10 dargestellt.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Herstellungsvorrichtung zur Herstellung eines Ventils nach Anspruch 4 dargestellt, wobei die Herstellungsvorrichtung umfasst:
- – eine ein Ventilmaterial bereitstellende Einheit, um Ventilmaterial zur Herstellung des Ventils bereitzustellen,
- – eine Produktionseinheit, um das Ventil unter Verwendung des bereitgestellten Ventilmaterials so herzustellen, dass das hergestellte Ventil einen Innenraum und Wände aufweist, welche den Innenraum teilweise umschließen, wobei der Innenraum ein kleineres erstes Ende und ein gegenüberliegendes größeres zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende eine Abmessung aufweist, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,2 mm ist, wenn kein Druck auf das heergestellte Ventil ausgeübt wird, und wobei der Innenraum eine Öffnung durch das Ventil bildet oder an dem ersten Ende durch ein Schließteil des hergestellten Ventils geschlossen ist, wenn kein Druck auf das Ventil ausgeübt wird, wobei das Schließteil des hergestellten Ventils eine Dicke aufweist, die kleiner als oder gleich 0,1 mm ist.
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Vorzugsweise umfasst die Herstellungsvorrichtung weiterhin:
- – eine eine Form bereitstellende Einheit, um eine Form zur Ausbildung des Ventils bereitzustellen, wobei die Form einen Hohlraum mit einer ersten Wand und einer gegenüberliegenden zweiten Wand umfasst, wobei sich ein den Innenraum bildendes Element zur Ausbildung eines Innenraumes des Ventils von der ersten Wand in den Hohlraum zu der zweiten Wand hin erstreckt, wobei eine Oberfläche des den Innenraum bildenden Elements, die der zweiten Wand zugewandt ist, eine kleinste Abmessung hat, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,2 mm ist, und einen Abstand zu der zweiten Wand zwischen 0 mm und 0,1 mm aufweist,
wobei die Produktionseinheit umfasst:
- – eine Aushärtungseinheit zum Aushärten des Ventilmaterials in der Form zur Ausbildung des Ventils mit dem Innenraum,
- – eine Löseeinheit zum Lösen des gehärteten Ventilmaterials aus der Form.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungscomputerprogramm zur Herstellung eines Ventils dargestellt, wobei das Computerprogramm Programmcodemittel umfasst, um zu bewirken, dass die Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 13 die Schritte zur Herstellung des Ventils nach Anspruch 4 ausführt, wobei das Computerprogramm auf einem die Herstellungsvorrichtung steuernden Computer abläuft.
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Es versteht sich, dass das Ventil nach Anspruch 1, und 4, die Form nach Anspruch 11, das Ventil nach Anspruch 12, die Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 13 sowie das Herstellungscomputerprogramm nach Anspruch 15 ähnliche und/oder identische bevorzugte Ausführungsformen, vorzugsweise wie in den abhängigen Ansprüchen definiert, aufweisen.
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Es versteht sich, dass eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ebenfalls eine Kombination aus den abhängigen Ansprüchen oder obigen Ausführungsformen und dem jeweiligen unabhängigen Anspruch sein kann.
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Diese und weitere Aspekte der Erfindung sind aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen ersichtlich und werden unter Bezugnahme auf diese erläutert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 und 2 – eine schematische und exemplarische Darstellung von Ventilen nach dem Stand der Technik,
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3 und 4 – eine schematische und exemplarische Darstellung verschiedener Ausführungsbeispiele von Ventilen gemäß der Erfindung,
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5 – ein Ablaufdiagramm zur exemplarischen Darstellung des Ablaufs der Herstellung der in den 3 und 4 dargestellten Ventile,
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6 und 7 – eine schematische und exemplarische Darstellung von während der Herstellung verwendeten Formen,
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8 – eine schematische und exemplarische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Herstellungsvorrichtung zur Herstellung des Ventils,
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9 und 10 – eine schematische und exemplarische Darstellung weiterer Ausführungsbeispiele von Ventilen gemäß der Erfindung,
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11 und 12 – eine schematische und exemplarische Darstellung weiterer Ausführungsbeispiele von Formen,
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13 und 14 – eine schematische und exemplarische Darstellung von Schneid- oder Schlitzschritten nach dem Stand der Technik, sowie
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15 – ein Diagramm zur Darstellung einer exemplarischen Relation einer Ventilöffnung eines Schnabelventils zu einem Druck in Sperrrichtung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 zeigt schematisch und exemplarisch eine Querschnittsansicht eines Ventils 1 nach dem Stand der Technik mit einem Schlitz 4 zwischen zwei Wänden 2, 3 des Ventils 1. 2 zeigt schematisch und exemplarisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ventils nach dem Stand der Technik mit einem Schlitz 104 zwischen zwei Wänden 102, 103 des Ventils 101.
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Die Wände 2, 3 des in 1 dargestellten Ventils 1 sind ebene Wände, während die Wände 102, 103 des in 2 dargestellten Ventils V-förmig sind. Das Ventil 1 mit zwei ebenen Wänden 2, 3 weist einen Öffnungsdruck auf, der von der Richtung des Öffnungsdrucks unabhängig ist, d. h. in 1 ist der zur Öffnung des Ventils 1 erforderliche Druck unabhängig davon, ob die Druckrichtung eine Top-Down-Richtung oder eine Down-Top-Richtung ist. Hinsichtlich des in 2 dargestellten V-förmigen Ventils 101 ist der Öffnungsdruck von der Druckrichtung abhängig. Das V-förmige Ventil 101 kann als ein Schnabelventil angesehen werden. Beide Ventile 1, 101 haben eine Öffnung mit einem anfänglichen Zwischenraum von Null.
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Die 3 und 4 zeigen schematisch und exemplarisch Ausführungsbeispiele von Ventilen gemäß der Erfindung mit anfänglichen Öffnungen. In der Querschnittsansicht von 3 umfasst das Ventil 201 Wände 202, 203 mit einem Schlitz 204 zwischen den Wanden 202, 203, wobei der Schlitz 204 einen sich verjüngenden Querschnitt aufweist und die Wände 202, 203 vorzugsweise gerade sind. Vorzugsweise bildet der Querschnitt ein gleichschenkliges Trapez. Die Oberfläche der jeweiligen Wand 202, 203 kann ebenfalls konisch zulaufend sein. Jedoch kann die Oberfläche der jeweiligen Wand 202, 203 auch eine andere Form, z. B. eine rechteckige Form, aufweisen.
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Der Schlitz 204 bildet einen offenen Innenraum, d. h. eine Öffnung, innerhalb des Ventils 201. Wegen des sich verjüngenden Querschnitts des Schlitzes 204 umfasst der Schlitz ein kleineres erstes Ende 205 und ein größeres zweites Ende 215. Das kleinere erste Ende 205 hat anfänglich eine Breite, die größer als 0 mm und gleich oder kleiner als 0,1 mm ist, wobei sich diese Abmessungen auf einen Zustand beziehen, in dem kein Druck auf das Ventil 201 ausgeübt wird und die Wände 202, 203 nicht zusammenkleben. Besteht eine Druckdifferenz zwischen den zwei gegenüberliegenden Seiten des Ventils 201 oder sind die gegenüberliegenden Wände 202, 203 des Ventils 201 in Kontakt miteinander und kleben zusammen, kann der Schlitz 204 an dem ersten Ende 205 breiter sein oder der Schlitz 204, der anfänglich offen ist, kann jeweils geschlossen sein. Wenn die Wände 202, 203 an dem ersten Ende 205 des Schlitzes 204 zusammenkleben, kann dieses Zusammenkleben leicht überwunden werden, und der Schlitz 204 kann durch einen normalen Gebrauch des Ventils 201 erneut leicht aufgebrochen werden. Da der Schlitz während des Herstellungsprozesses und nicht durch eine nachgelagerte Schneidemaßnahme gebildet wurde, haben die beiden Seiten des Schlitzes eine schwächere Tendenz aneinanderzukleben als durch eine Schneidemaßnahme ausgebildete Schlitze. Des Weiteren sind die Kohäsionskräfte zwischen den beiden Seiten des Schlitzes des Ventils schwächer als die Kohäsionskräfte in einem durch eine nachgelagerte Schneidemaßnahme hergestellten Schlitz. Somit haften die beiden Seiten des Schlitzes weniger häufig aneinander und, wenn diese anhaften, ist zum Loslösen derselben weniger Mühe erforderlich.
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In der Querschnittsansicht von 4 hat das Ventil 301 zwei Wände 302, 303 mit einem einen sich verjüngenden Querschnitt aufweisenden Zwischenschlitz 304. Die Wände 302, 303 sind vorzugsweise gerade. Vorzugsweise bildet der Querschnitt ein gleichschenkliges Trapez. Ebenso kann die Oberfläche der jeweiligen Wand 302, 303 konisch zulaufend sein. Jedoch kann die Oberfläche der jeweiligen Wand 302, 303 ebenfalls eine andere, beispielsweise eine rechteckige, Form haben.
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Der Schlitz 304 bildet einen offenen Innenraum, d. h. eine Öffnung, innerhalb des Ventils 301. Aufgrund des konisch zulaufenden Querschnitts weist der Schlitz 304 ein kleineres erstes Ende 305 und ein größeres zweites Ende 315 auf. Die Breite des kleineren ersten Endes 305 ist zuerst größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,1 mm. Diese Abmessungen beziehen sich in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls auf einen Zustand, in dem kein Druck auf das Ventil 301 ausgeübt wird und die Wände 302, 303 nicht zusammenkleben. Wenn die Wände 302, 303 zusammenkleben, kann die entsprechende Verklebung durch den normalen Gebrauch des Ventils 301 leicht aufgebrochen werden.
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Das in 4 dargestellte Ventil ist ein Schnabelventil mit V-förmigen Wänden 302, 303. Die Wände des Ventils können selbstverständlich auch anders geformt sein. Sie können zum Beispiel kugelförmig geformt sein, sie können kuppelförmig geformt sein oder sie können, wie in 3 schematisch und exemplarisch dargestellt, im Wesentlichen rechteckig sein, wobei die den Schlitz bildenden Innenseiten der Wände zur Ausbildung des konisch zulaufenden Querschnitts des Schlitzes 204 geneigt sein können.
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Im Folgenden wird die Herstellung eines Ventils gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf ein in 5 dargestelltes Ablaufdiagramm exemplarisch beschrieben.
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In Schritt 401 wird eine Form vorgesehen. Eine Form 211 zur Herstellung des in 3 schematisch und exemplarisch dargestellten Ventils 201 ist in 6 schematisch und exemplarisch dargestellt.
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Die in 6 dargestellte Form 211 umfasst einen Hohlraum 210 mit einer ersten Wand 213 und einer gegenüberliegenden zweiten Wand 214 sowie einem Schlitzbildungselement 209, d. h. einem den Innenraum bildenden Element, das sich von der ersten Wand 213 in den Hohlraum 210 zu der zweiten Wand 214 hin erstreckt, wobei eine Oberfläche 212 des Schlitzbildungselements 209, die der zweiten Wand 214 zugewandt ist,, eine kleinere Abmessung aufweist, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,1 mm ist. Das Schlitzbildungselement 209 kann als ein Kern oder Stift, vorzugsweise ein scharfer Kern oder Stift, angesehen werden. Die Oberfläche 212 des Schlitzbildungselements kann kreisförmig, rechteckig sein oder kann eine andere Form aufweisen. Ist die Oberfläche 212 kreisförmig, ist die kleinste Abmessung, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,1 mm ist, der Durchmesser der Oberfläche; ist die Oberfläche 212 rechteckig, ist die kleinste Abmessung, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,1 mm ist, die Länge der kleinsten Seite der rechteckigen Oberfläche.
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In diesem Ausführungsbeispiel wird der Hohlraum 210 durch eine umschließende Ummantelung gebildet, die zwei Teile aufweist, einen ersten Teil 250 mit einer Öffnung zur Aufnahme des Schlitzbildungselements 209 und mit der ersten Wand 213, sowie einen zweiten Teil 251 mit der zweiten Wand 214. Der erste oder zweite Wandteil 650, 651 umfasst eine Rille und der andere – der erste oder zweite – Wandteil 250, 251 umfasst einen an die Rille angepassten Vorsprung, um eine richtige Abgleichung des ersten und zweiten Teils 250, 251 sicherzustellen. Darüber hinaus sind der Hohlraum 210 und das Schlitzbildungselement 209 so dimensioniert, dass die der zweiten Wand 214 des Hohlraumes 210 zugewandte Oberfläche 212 des Schlitzbildungselements 209 einen Abstand zu der zweiten Wand 214 zwischen 0 mm und 0,01 mm aufweist, d. h. dieser Abstand kann 0 mm betragen, größer als 0 mm und kleiner als 0,01 mm oder gleich 0,01 mm sein. Darüber hinaus hat das Schlitzbildungselement 209 einen konisch zulaufenden Querschnitt. Der Hohlraum 210 ist so geformt, dass das endgültig ausgebildete Ventil, wie in 3 schematisch und exemplarisch dargestellt, eine Platte mit einem Innenschlitz ist, wobei die Außenseiten der Platte durch die Wände des Hohlraumes 210 geformt sind und der Innenschlitz 204 durch das Schlitzbildungselement 209 gebildet wird.
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Zur Herstellung des in 4 schematisch und exemplarisch dargestellten Ventils 301 kann in Schritt 401 eine Form 311 vorgesehen werden, die in 7 schematisch und exemplarisch dargestellt ist. Auch diese Form 311 umfasst einen Hohlraum 310 mit einer ersten Wand 313 und einer gegenüberliegenden zweiten Wand 314, wobei sich ein Schlitzbildungselement 309 von der ersten Wand 313 in den Hohlraum 310 zu der zweiten Wand 314 hin erstreckt, wobei eine Oberfläche 312 des Schlitzbildungselements 309, die der zweiten Wand 314 zugewandt ist, eine kleinste Abmessung aufweist, die größer als 0 mm und kleiner oder gleich 0,1 mm ist. Darüber hinaus weist auch in diesem Ausführungsbeispiel die der zweiten Wand 314 zugewandte Oberfläche 312 des Schlitzbildungselements 309 einen Abstand zu der zweiten Wand 314 zwischen 0 mm und 0,01 mm und das Schlitzbildungselement 309 einen sich verjüngenden Querschnitt auf. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Hohlraum 310 durch eine umschließende Umhüllung mit zwei Teilen gebildet, einem ersten Teil 350 mit einer Öffnung zur Aufnahme des Schlitzbildungselements 309 und mit der ersten Wand 313, sowie einem zweiten Teil 351 mit der zweiten Wand 314. Der erste oder der zweite Teil 350, 351 umfasst eine Rille und der andere – der erste oder zweite – Wandteil 350, 351 umfasst einen an die Rille angepassten Vorsprung, um eine richtige Abgleichung des ersten und zweiten Teils 350, 351 sicherzustellen.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist der Hohlraum 310 so geformt, dass das endgültig hergestellte Ventil 301 V-förmige Wände 302, 303 aufweist, wobei die Innenseiten der Wände 302, 303 durch das Schlitzbildungselement 309 gebildet werden und die Außenseiten der Wände 302, 303 durch die Wände des Hohlraumes 310 gebildet werden. Darüber hinaus kann das Schlitzbildungselement 309 auch in diesem Ausführungsbeispiel als ein Kern oder ein Stift angesehen werden, durch den der Schlitz während des Herstellungsprozesses, der vorzugsweise ein LIM-Prozess ist, gebildet wird. Alternativ wird das jeweilige Schlitzbildungselement 209, 309 in der Form fixiert, und es ist eine getrennte Einsatzöffnung vorhanden.
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In Schritt 402 wird in der jeweiligen Form 211, 311 zu formendes Ventilmaterial 208, 308 bereitgestellt. Im Einzelnen kann das Ventilmaterial 208, 308 in den jeweiligen Hohlraum 201, 301 gefüllt werden, woraufhin der Hohlraum unter Verwendung des jeweiligen Schlitzbildungselements 209, 309 geschlossen werden kann, d. h. in diesem Ausführungsbeispiel umfasst die den jeweiligen Hohlraum 210, 310 bildende Ummantelung eine obere Öffnung für das jeweilige Schlitzbildungselement 209, 309, wobei das jeweilige Schlitzbildungselement 209, 309 in die jeweilige Öffnung des jeweiligen Hohlraumes 210, 310 eingesetzt werden kann, um den jeweiligen Hohlraum 210, 310 zu schließen, nachdem dieser mit dem Ventilmaterial 208, 308 gefüllt wurde. Bei dem vorgesehenen Ventilmaterial 208, 308 handelt es sich vorzugsweise um Flüssig-Silikon-Kautschuk.
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In Schritt 403 wird das Ventilmaterial 208, 308 in der jeweiligen Form 211, 311 ausgehärtet, um das jeweilige Ventil 201, 301 mit dem jeweiligen Schlitz 204, 304 auszubilden, wobei das ausgehärtete Ventilmaterial 208, 308 elastisch ist. Das Aushärten erfolgt vorzugsweise durch Erhitzen der jeweiligen Form 211, 311 mit dem Ventilmaterial 208, 308. Das Erhitzen kann bis zu einer Temperatur zwischen 170°C und 220°C durchgeführt werden. In Schritt 404 wird das ausgehärtete Ventilmaterial 208, 308 aus der jeweiligen Form 211, 311 gelöst, um das jeweilige Ventil 201, 301 vorzusehen. Im Einzelnen wird der jeweilige erste Teil 250, 350 von dem jeweiligen zweiten Teil 251, 351 der jeweiligen Ummantelung getrennt, um das jeweilige Ventil 201, 301 aus der jeweiligen Form 211, 311 zu lösen.
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Alle oder einige Schritte der Herstellung können manuell ausgeführt werden. Jedoch kann in einem Ausführungsbeispiel die Herstellung ebenfalls automatisch ausgeführt werden. Im Einzelnen kann eine Herstellungsvorrichtung verwendet werden. Ein Ausführungsbeispiel einer Herstellungsvorrichtung 500 ist in 8 schematisch und exemplarisch dargestellt.
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Die Herstellungsvorrichtung 500 umfasst eine die Form bereitstellende Einheit 501, um die Form zur Ausbildung des Ventils bereitzustellen, wobei die Form einen Hohlraum mit der ersten Wand und der gegenüberliegenden zweiten Wand umfasst, wobei sich das Schlitzbildungselement von der ersten Wand in den Hohlraum zu der zweiten Wand hin erstreckt, und wobei die Oberfläche des Schlitzbildungselements, die der zweiten Wand zugewandt ist, eine kleinste Abmessung aufweist, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,1 mm ist. Die die Form bereitstellende Einheit 501 kann eine Stelle umfassen, an der eine oder mehrere Formen vorhanden sind, die zur Herstellung des Ventils vorgesehen sein können. In 8 ist die Form durch Bezugsziffer 505 gekennzeichnet.
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Die Herstellungsvorrichtung 500 umfasst weiterhin eine das Ventilmaterial bereitstellende Einheit 502, um in der Form zu formendes Ventilmaterial bereitzustellen. Zum Beispiel kann die das Ventilmaterial bereitstellende Einheit 502 so eingerichtet sein, dass sie das Ventilmaterial, vorzugsweise Flüssig-Silikon-Kautschuk, in den Hohlraum der Form füllt, woraufhin die Form, beispielsweise unter Verwendung des jeweiligen Schlitzformungselements oder eines getrennten Hohlraumverschlusses, automatisch oder manuell geschlossen werden kann. Die Form mit dem zu formenden Ventilmaterial ist in 8 durch Bezugsziffer 506 gekennzeichnet.
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Die Herstellungsvorrichtung 500 umfasst weiterhin eine Aushärtungseinheit 503, um das Ventilmaterial in der das Ventil mit dem Schlitz bildenden Form auszuhärten, wobei das ausgehärtete Ventilmaterial elastisch ist. Die Aushärtungseinheit 503 ist vorzugsweise eine Heizeinheit, um die Form mit dem Material über einen gewünschten Zeitraum auf eine gewünschte Temperatur zu erhitzen. Die Form mit dem ausgehärteten Ventilmaterial ist in 8 durch die Bezugsziffer 507 gekennzeichnet.
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Die Herstellungsvorrichtung 500 umfasst weiterhin eine Löseeinheit 504 zum Lösen des ausgehärteten Ventilmaterials aus der Form, wobei das gelöste ausgehärtete Ventilmaterial, d. h. das hergestellte Ventil, in 8 durch die Bezugsziffer 508 gekennzeichnet ist. Zum Beispiel kann die Löseeinheit 504 einige mechanische Mittel umfassen, um das ausgehärtete Ventilmaterial von der Form zu trennen. Im Einzelnen kann die Löseeinheit 504 so eingerichtet sein, dass sie den ersten und zweiten Teil der den Hohlraum bildenden Ummantelung voneinander trennt, um diese Teile von dem Ventil zu entfernen. Die Löseeinheit 504 kann weiterhin so eingerichtet sein, dass sie das Schlitzbildungselement enthält und das Ventil, beispielsweise durch Abblasen oder durch mechanische Mittel, von dem Schlitzbildungselement trennt.
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Die Aushärtungseinheit 503 und die Löseeinheit 504 können als eine Produktionseinheit bildend angesehen werden, um das Ventil unter Verwendung des vorgesehenen Ventilmaterials herzustellen.
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Die 9 und 10 zeigen schematisch und exemplarisch weitere Ausführungsbeispiele des Ventils gemäß der Erfindung.
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In der Querschnittsansicht von 9 umfasst das Ventil 601 Wände 602, 603, die teilweise einen konisch zulaufenden Innenraum 604 umschließen. Vorzugsweise bildet der Querschnitt ein gleichschenkliges Trapez. Der Innenraum 604 hat ein kleineres erstes Ende 605 und ein gegenüberliegendes größeres, offenes zweites Ende 615, wobei das erste Ende 605, d. h. die das erste Ende bildende Innenfläche, eine Abmessung aufweist, die größer als 0 mm und kleiner als 0,1 mm ist, wenn kein Druck auf das Ventil 601 angewandt wird. Der Innenraum 604 wird an dem ersten Ende 605 durch ein Schließteil 630 des Ventils 601 geschlossen, wenn kein Druck auf das Ventil angewandt wird, wobei das Schließteil 630 eine Dicke aufweist, die gleich oder kleiner als 0,05 mm ist. Da das Schließteil 630 relativ dünn ist, zerbricht dieses, sobald bei normalem Gebrauch Druck auf das Ventil 601 ausgeübt wird, um die Ventilfunktion vorzusehen. Die Wände 602, 603 sind vorzugsweise gerade. Ebenso kann die Oberfläche der jeweiligen Wand 602, 603 konisch zulaufend sein. Jedoch kann die Oberfläche der jeweiligen Wand 602, 603 ebenfalls eine andere, beispielsweise eine rechteckige, Form haben.
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In der Querschnittsansicht von 10 hat das Ventil 701 zwei Wände 702, 703, die einen konisch zulaufenden Innenraum 704 teilweise umschließen. Vorzugsweise bildet der Querschnitt ein gleichschenkliges Trapez, Auch in diesem Ausführungsbeispiel hat der Innenraum 704 ein kleineres erstes Ende 705 und ein gegenüberliegendes größeres, offenes zweites Ende 715, wobei das erste Ende 705, d. h. die das erste Ende 705 bildende Innenfläche, eine Abmessung aufweist, die größer als 0 mm und kleiner als 0,1 mm ist, wenn kein Druck auf das Ventil 701 angewandt wird. Der Innenraum 704 umfasst ein Schließteil 730 an seinem ersten Ende 705, das anfänglich vorhanden ist, wenn kein Druck auf das Ventil 701 ausgeübt wird. Die Dicke des Schließteils 730 ist gleich oder kleiner als 0,05 mm, wobei es wegen dieser geringen Dicke des Schließteils 730 bei normalem Gebrauch leicht zerbrechen kann, sobald Druck auf das Ventil 701 ausgeübt wird, um die Ventilfunktion vorzusehen. Die Wände 702, 703 sind vorzugsweise gerade. Ebenso kann die Oberfläche der jeweiligen Wand 702, 703 konisch zulaufend sein. Jedoch kann die Oberfläche der jeweiligen Wand 702, 703 ebenfalls eine andere, beispielsweise eine rechteckige, Form haben.
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Das in 10 dargestellte Ventil 701 ist ein Schnabelventil mit V-förmigen Wänden 702, 703. Die Wände des Ventils können selbstverständlich auch anders geformt sein. Sie können zum Beispiel kugelförmig geformt sein, sie können kuppelförmig geformt sein oder sie können, wie in 9 schematisch und exemplarisch dargestellt, im Wesentlichen rechteckig sein, wobei die den Innenraum 604 bildenden Innenseiten der Wände 602, 603 zur Ausbildung des konisch zulaufenden Querschnitts des Innenraumes 604 geneigt sind. Zur Herstellung der in den 9 und 10 schematisch und exemplarisch dargestellten Ventile 601, 701 können die in den 11 und 12 schematisch und exemplarisch dargestellten Formen verwendet werden.
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Die in 11 dargestellte Form 611 umfasst einen Hohlraum 610 mit einer ersten Wand 613 und einer gegenüberliegenden zweiten Wand 614 sowie ein den Innenraum bildendes Element 609, das sich von der ersten Wand 613 in den Hohlraum 610 zu der zweiten Wand 614 hin erstreckt, wobei eine Oberfläche 612 des den Innenraum bildenden Elements 609, die der zweiten Wand 614 zugewandt ist, eine kleinste Abmessung aufweist, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,1 mm ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann das den Innenraum bildende Element 609 als ein Kern oder Stift angesehen werden. Die Oberfläche 612 des den Innenraum bildenden Elements 609 kann kreisförmig, rechteckig sein oder kann eine andere Form haben. Ist die Oberfläche kreisförmig, ist die kleinste Abmessung, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,1 mm ist, der Durchmesser der Oberfläche 612; ist die Oberfläche 612 rechteckig, ist die kleinste Abmessung, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,1 mm ist, die Länge der kleinsten Seite der rechteckigen Oberfläche.
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In diesem Ausführungsbeispiel wird der Hohlraum 610 durch eine umschließende Ummantelung gebildet, die zwei Teile aufweist, einen ersten Teil 650 mit einer Öffnung zur Aufnahme des Schlitzbildungselements 609 und mit der ersten Wand 613, sowie einen zweiten Teil 651 mit der zweiten Wand 614. Der erste oder zweite Wandteil 650, 651 umfasst eine Rille und der andere – der erste oder zweite – Wandteil 650, 651 umfasst einen an die Rille angepassten Vorsprung, um eine richtige Abgleichung des ersten und zweiten Teils 650, 651 sicherzustellen. Darüber hinaus sind der Hohlraum 610 und das den Innenraum bildende Element 609 so dimensioniert, dass die der zweiten Wand 614 des Hohlraumes 610 zugewandte Oberfläche 612 des den Innenraum bildenden Elements 609 einen Abstand zu der zweiten Wand 614 aufweist, der gleich oder kleiner als 0,05 mm ist. Des Weiteren hat das den Innenraum bildende Element 609 einen konisch zulaufenden Querschnitt. Der Hohlraum 610 ist so geformt, dass das endgültig ausgebildete Ventil, wie in 9 schematisch und exemplarisch dargestellt, eine Platte mit einem Innenraum ist, wobei die Außenseiten der Platte durch die Wände des Hohlraumes 610 geformt sind und der Innenraum 604 durch das den Innenraum bildende Element 609 gebildet wird.
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Zur Herstellung des in 10 schematisch und exemplarisch dargestellten Ventils kann die in 12 schematisch und exemplarisch dargestellte Form 711 verwendet werden. Auch diese Form 711 umfasst einen Hohlraum 710 mit einer ersten Wand 713 und einer gegenüberliegenden zweiten Wand 714, wobei sich ein den Innenraum bildendes Element 709 von der ersten Wand 713 in den Hohlraum 710 zu der zweiten Wand 714 hin erstreckt, wobei eine Oberfläche 712 des den Innenraum bildenden Elements 709, die der zweiten Wand 714 zugewandt ist, eine kleinste Abmessung aufweist, die größer als 0 mm und kleiner oder gleich 0,1 mm ist. Darüber hinaus weist auch in diesem Ausführungsbeispiel die der zweiten Wand 714 zugewandte Oberfläche 712 des den Innenraum bildenden Elements 709 einen Abstand zu der zweiten Wand 714, der kleiner als oder gleich 0,05 mm ist, und das den Innenraum bildende Element 709 einen sich verjüngenden Querschnitt auf. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Hohlraum 710 durch eine umschließende Ummantelung mit zwei Teilen gebildet, einem ersten Teil 750 mit einer Öffnung zur Aufnahme des Schlitzbildungselements 709 und mit der ersten Wand 713, sowie einem zweiten Teil 751 mit der zweiten Wand 714. Der erste oder der zweite Teil 750, 751 umfasst eine Rille und der andere – der erste oder zweite – Teil 750, 751 umfasst einen an die Rille angepassten Vorsprung, um eine richtige Abgleichung des ersten und zweiten Teils 750, 751 sicherzustellen.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist der Hohlraum 710 so geformt, dass das endgültig hergestellte Ventil 701 V-förmige Wände 702, 703 aufweist, wobei die Innenseiten der Wände 702, 703 durch das den Innenraum bildende Element 709 gebildet werden und die Außenseiten der Wände 702, 703 durch die Wände des Hohlraumes 710 gebildet werden. Darüber hinaus kann auch in diesem Ausführungsbeispiel das den Innenraum bildende Element 709 als ein Kern oder ein Stift angesehen werden, durch den der Innenraum während des Herstellungsprozesses, der vorzugsweise ein LIM-Prozess ist, gebildet wird. In den 11 und 12 ist das Ventilmaterial, bei dem es sich vorzugsweise um Flüssig-Silikon-Kautschukhandelt, durch die Bezugsziffern 608, 708 gekennzeichnet.
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Durch den Abstand zwischen der jeweiligen Oberfläche 612, 712 des jeweiligen, den Innenraum bildenden Elements 609, 709 zu der jeweiligen zweiten Wand 614, 714 des jeweiligen Hohlraumes 610, 710 wird ein jeweiliges Schließteil 630, 730 des jeweiligen Ventils 601, 701 gebildet, das bei normalem Gebrauch leicht zerbrochen werden kann, so dass auch in diesen Ausführungsbeispielen ein zusätzlicher Schlitz- oder Schneidschritt zur Herstellung der in den 1 und 2 schematisch und exemplarisch dargestellten Ventile nach dem Stand der Technik nicht erforderlich ist, wodurch der Herstellungsprozess vereinfacht wird.
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Im Einzelnen muss in einem bekannten Herstellungsprozess zur Herstellung der bekannten Ventile 1, 101 ein Messer 6, 106 entlang den durch die Doppelpfeile 7, 107 in den 13 und 14 gekennzeichneten Richtungen bewegt werden, wohingegen in dem oben unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 und 11 und 12 beschriebenen Heerstellungsverfahren ein solches Messer nicht zwangsläufig erforderlich ist.
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15 zeigt ein Diagramm zur Darstellung einer exemplarischen Relation einer Ventilöffnung eines Schnabelventils zu einem Druck in Sperrrichtung. Die Abszissenachse zeigt den Druck innerhalb eines Gefäßes (z. B. einer Fütterungsvorrichtung), während die Ordinatenachse die Ventilöffnungen exemplarischer Ventile zeigt.
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Die durchgehende Linie 80 zeigt die Lecklinie, d. h. trennt einen Leckbereich (d. h. ein zu hoher Druck und/oder eine zu hohe Ventilöffnung für das Ventil, die Flüssigkeit im Inneren zu halten) von einem Einschlussbereich.
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Die punktierte Linie 81, die gestrichelte Linie 82 und die strichpunktierte Linie 83 zeigen die jeweiligen Ventilöffnungen für drei jeweilige Fälle von verschiedenen anfänglichen Ventilöffnungen von 0,4, 0,2 beziehungsweise 0,1 mm. Die punktierte Linie 81 für die anfängliche Öffnung von 0,4 mm kreuzt die Lecklinie 80, und es ist somit zu ersehen, dass eine solche anfängliche Öffnungsleckage nur bis zu etwa einem Druck von 3 mbar verhindert werden kann. Dagegen bleiben die gestrichelte Linie 82 und die strichpunktierte Linie 83, d. h. die Werte von Öffnungen beginnend ab 0,2 und 0,1 mm, unterhalb der Lecklinie, so dass selbst bei höheren Drücken keine Leckage auftritt.
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Die oben unter Bezugnahme auf die 3, 4, 9 und 10 beschriebenen Ventile weisen eine verbesserte Leistung auf, da, wenn sich die Wände der Ventile in Kontakt befinden, die Kontaktflächen der Wände auf jeder Seite kleiner als die Kontaktflächen sind, die vorhanden sind, wenn die oben unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschriebenen Ventile nach dem Stand der Technik verwendet werden, d. h. da die Kontaktflächen kleiner sind, die Kontaktdrücke zwischen den Kontaktflächen höher sind, so dass das jeweilige Ventil auf Druckdifferenzen mehr anspricht und gegenüber Leckage somit robuster ist. Darüber hinaus weisen die oben unter Bezugnahme auf die 3, 4, 8 und 10 beschriebenen Ventile eine bessere Durchflusssteuerung und eine geringere Ausbreitung des Öffnungsdrucks auf, da die Geometrie und Positionsgenauigkeit der ursprünglichen Öffnung oder der Öffnung nach Auseinanderbrechen eines anfänglichen Schließteils höher als die Geometrie und Positionsgenauigkeit von Schlitzventilen nach dem Stand der Technik sind. Des Weiteren sehen die oben unter Bezugnahme auf die 3, 4, 9 und 10 beschriebenen Ventile eine maximale Kontrolle des Oberflächenprofils und der Textur der Innenflächen vor, wodurch sich die Gefahr einer Leckage und eines zu starken Anhaftens verringert.
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Durch den konisch zulaufenden Querschnitt des Innenraumes, durch die Oberflächenmikrostruktur auf den Innenflächen des Innenraumes und da die Innenflächen des Innenraumes geformt und ausgehärtet wurden, kann die Fläche, auf der die Moleküle und/oder Atome sich verbunden können, sehr klein sein. Wenn infolgedessen eine solche Bondverbindung vorhanden ist, kann diese durch den Druck, der bei normalem Gebrauch angewandt wird, leicht getrennt werden.
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Die oben unter Bezugnahme auf die 3, 4, 9 und 10 beschriebenen Ventile weisen infolge einer robusteren Ausführung eine verbesserte Leistung auf. Darüber hinaus sind sie durch das geringere Anhaften zuverlässiger. Ebenso ist der Herstellungsprozess verbessert, da weniger Herstellungsschritte erforderlich sind, d. h. ein zusätzlicher Schlitz- oder Schneidschritt ist nicht erforderlich.
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Die Ventile sind vorzugsweise Ventile für Kinderbecher und Babyflaschen, wobei jedoch die Ventile ebenfalls Ventile zum Füttern älterer Leute, für Sportgetränke, zum Trinken bei körperlichen Aktivitäten, zum Trinken bei Ruhepausen, zum Trinken in einem Krankenhausbett oder Pflegeheim usw. sein können. Das Ventil kann einen Sauger und/oder eine Tülle, vorzugsweise einen Flaschensauger und/oder Beruhigungssauger bilden.
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Die Ventile gemäß der vorliegenden Erfindung können mit besonderem Nutzen als Lufteinlassventile bei Fütterungs- oder Trinkhilfen (vorzugsweise für Kinder, wie bei Babyflaschen, Kinderbechern, Trinksaugern, Schnabelbechern usw.) vorgesehen werden, um das Aufbauen eines Unterdrucks zu verhindern. Die Ventile gemäß der vorliegenden Erfindung verhindern, wenn diese für einen solchen Zweck als Lufteinlassventile verwendet werden, nicht nur den Aufbau eines Unterdrucks, sondern verhindern oder minimieren zumindest selbst bei hydrostatischem Druck infolge des Gewichts der Flüssigkeit die Gefahr des Auslaufens von Flüssigkeit (z. B. Wasser oder anderen Getränken) durch einen solchen Lufteinlass.
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Die Anordnung der Ventile, wie in den 3, 4, 9 und 10 dargestellt, zum Zwecke eines Lufteinlassventils für eine Fütterungs- oder Trinkhilfe wäre so, dass sich die Innenseite der Trinkhilfe – in den Darstellungen – unterhalb des Ventils befinden würde, während die Außenseite der Trinkhilfe, d. h. die Umgebungsluft, darüber wäre. Es versteht sich, dass diese Richtungen und Angaben lediglich zu erläuternden Zwecken dienen und nicht als einschränkend anzusehen sind.
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Obgleich in oben beschriebenen Ausführungsbeispielen die Öffnungen in den Ventilen, die anfänglich oder nach Auseinanderbrechen der Ventile vorhanden sind, Schlitze sind, können die Ventile in anderen Ausführungsbeispielen ebenfalls andere Arten von Öffnungen umfassen. Darüber hinaus können, obgleich in oben beschriebenen Ausführungsbeispielen die Ventile durch Ausformung hergestellt wurden, die Ventile in anderen Ausführungsbeispielen ebenfalls unter Anwendung eines anderen Herstellungsprozesses, wie z. B. maschinelle Bearbeitung, hergestellt werden, wobei es sich bei der maschinellen Bearbeitung um mechanische Bearbeitung oder Laserbearbeitung handeln kann.
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Obgleich in den oben unter Bezugnahme auf die 3, 4, 9 und 10 Ausführungsbeispielen die Breite des kleineren ersten Endes des Innenraumes größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,1 mm ist, kann diese Breite in anderen Ausführungsbeispielen ebenfalls größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,2 mm sein.
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Weitere Variationen der offenbarten Ausführungsbeispiele können durch einen Fachmann beim Umsetzen der beanspruchten Erfindung, nach Studium der Zeichnung, der Offenbarung sowie der anhängigen Ansprüche verstanden und vorgenommen werden.
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In den Ansprüchen schließt das Wort „umfassen” nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus und der unbestimmte Artikel „ein” oder „eine” vor einem Element nicht das Vorhandensein mehrerer solcher Elemente aus.
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Eine einzelne Einheit oder Vorrichtung kann die Funktionen mehrerer in den Ansprüchen angeführter Elemente erfüllen. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in gegenseitig unterschiedlichen Unteransprüchen aufgezählt werden, weist nicht daraufhin, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhaft verwendet werden kann.
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Vorgänge wie das Bereitstellen einer Form, das Bereitstellen des Materials, das Aushärten des Ventilmaterials usw., die von einer oder mehreren Einheiten ausgeführt werden, können ebenfalls von einer anderen Anzahl von Einheiten oder Vorrichtungen ausgeführt werden. Die Steuerung der Herstellungsvorrichtung gemäß dem Herstellungsverfahrens kann als Programmcodemittel eines Computerprogramms und/oder als dedizierte Hardware durchgeführt werden.
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Ein Computerprogramm kann auf einem geeigneten Medium, wie z. B. einem optischen Speichermedium oder einem Festkörpermedium, zusammen mit oder als Teil anderer Hardware bereitgestellt, gespeichert/verteilt werden, kann jedoch ebenfalls auf andere Weise, wie z. B. über Internet oder andere drahtgebundene oder drahtlose Telekommunikationssysteme, verteilt werden.
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Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als den Anwendungsbereich einschränkend anzusehen.
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Die Erfindung betrifft ein Ventil, vorzugsweise für Fütterungshilfen, mit einem Innenraum und den Innenraum teilweise umschließenden Wänden. Der Innenraum hat ein kleineres erstes Ende und ein gegenüberliegendes größeres zweites Ende, wobei das erste Ende eine Abmessung aufweist, die größer als 0 mm und kleiner als oder gleich 0,2 mm ist, und wobei der Innenraum eine Öffnung durch das Ventil bildet oder an dem ersten Ende durch ein Schließteil des Ventils geschlossen ist, wobei das Schließteil des Ventils eine Dicke aufweist, die kleiner als oder gleich 0,1 mm ist. Da entweder die Öffnung mit den definierten Abmessungen oder ein relativ dünnes Schließteil, das auf einfache Weise zerbrochen werden kann, vorhanden ist, kann die Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion des Ventils reduziert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2013/139685 A1 [0002]
- WO 2010/107723 A2 [0003]
- US 2004/265523 A1 [0004]
- US 2012/085958 A1 [0005]
