DE2051876C3 - Spender für gasförmige oder fließfähige Stoffe - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich am einen Spender für gasförmige oder fließfähige Stoffe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige, insbesondere als Sprühdosen Verwendung findende Spender sind seit vielen Jahren bekannt und weisen in axialer Richtung komprimierbare, zusammenfaltbare Einsätze mit einer mehr oder weniger komplizierten Faltenstruktur auf. die in allen Fällen längs geschlossener ring-förmiger Umfangslinicn verlaufende, in axialer Richtung nebeneinander angcordnete Falten einschließt. Man hat hierbei also die allgemeine Form eines Akkordeon-Balges übernommen.

Diese altbekannte und bisher Bei den Einsätzen von Sprühdosen verwendete Faltenstruktur hat jedoch jo verschiedene grundsätzliche Nachteile. So treten beim Zusammen- bzw. Auseinanderfalten des Einsatzes nicht nur beträchtliche Verbiegungen und Verformungen der die Falten bildenden Wände auf, sondern das Material der Einsatzfolie wird dabei auch mehr oder weniger gedehnt bzw. kontrahiert. Das Material muß sich nämlich längs einer im zusammengefalteten Zustand ganz nach innen gedrückten Faltlinie beim Auseinanderfalten des Einsatzes beträchtlich ausdehnen, da der Durchmesser des in eine innen liegende Falte eingeschriebenen Kreises mit zunehmender Auseinandcrfaltung des Einsatzes immer größer wird. Außerdem ist die zum Auseinander- bzw. Zusammenfalten erforderliche Kraft verhältnismäßig groß, da ja das Material der Einsatzfolie gebogen und gedehnt werden muß, was eine hinreichend starke Kompression des Druckmittels im Behälter erforderlich macht. Aus den gleichen, oben genannten Gründen ist auch ein völliges Zusammendrücken des Einsatzes kaum möglich, weil dann nämlich das Material an den Falllinien bzw. Knicklinien. die ja beim Zusammendrücken bzw. Auseinanderfalten einer Wechsellast unterliegen, so stark beansprucht würde, daß ein solcher Einsatz keine lange Lebensdauer hat. Schließlich ist auch die zum völligen Zusammendrücken des Einsatzes erforderliche Kraft unverhältnismäßig groß.

Eine möglichst vollständige Zusammendriickbarkeii eines faltcn-balgartigen Einsatzes unter Anwendung einer möglichst nur geringen Kraft ist jedoch gerade die wünschenswerte Forderung an den Einsatz einer Sprühdose, damit einerseits das Volumen des Außenbehälters möglichst optimal ausnutzbar ist und andererseits der Druck des Druckmittels nicht unverhältnismäßig groß gewählt werden muß.

Aus diesem Grunde sind die Einsätze bisher bekannter, auf dem Markt erhältlicher Sprühdosen praktisch ausschließlich aus einem geeigneten Kunst stoffmaterial gefertigt, das sich nicht nur verhältnismäßig einfach biegt, sondern auch bis zu einem gewissen Grade dehnbar bzw. konirahicrbar ist. In der bekannten Literatur über Sprühdosen werden zwar auch beiläufig metallische Werkstoffe al<- mögliches Material für derartige Einsätze erwähl. 1, jedoch sind metallische Einsät/c mit der konventionellen beschriebenen Faltenstruktur für Sprühdosen aus den erwähnten Gründen denkbar ungeeignet.

Auf anderen Gebieten sind ebenfalls zusammendrückbar Faltenbälge bekannt, insbesondere für Verpackungs- und Transporizwecke geeignete Behäl UT. deren Faltenbalg beispielsweise aus Gummi oder einem geeigneten Kunststoffmaterial besteht und welche den Hauptvorzug haben, daß sie als leeres Verpackungsgut nur sehr wenig Transportraum beanspruchen.

Nun ist seit etwa dreißig |ahrcn durch eine Druekschrift ein Verfahren zur Herstellung faltbaren Materials bekannt, nach welchem unter anderem auch eine Faltenstruktur herstellbar ist, bei der die Faltenlinien ein Netz aus reihenweise angeordneten Zellen darstellen und die eine Zelle bildenden, von Faltlinien begrenzten Wandabschnitte die Gestalt gleichschenkliger Dreiecke aufweisen, wobei die Zellen der in Achsenrichtung des Einsatzes benachbarten Zellenreihen gegeneinander versetzt sind und die schräg zur Faltrichtung des Materials verlaufenden, die erwähnten dreieckförmigen Wandabschnitte begrenzenden Faltlinien beim Zusammenfalten des Materials nach außen gedrückt werden. Als mögliche Anwendungen werden in der erwähnten Druekschrift einerseits aus Papier hergestellte Figuren bzw. dekorative Körper einschließlich kugelförmiger, mit einem Faltennetz versehener Gebilde und andererseits beispielsweise aus einem dünnwandigen Kupferrohr gefertigte Artikel erwähnt, die wegen ihrer großen Flexibilität und ihrer im Verhältnis zum Volumen großen Oberfläche vorteilhafterweise für Wärmeübertragungszwecke geeignet sein sollen.

Bei diesen in der alten Druekschrift erwähnten Anwendungen spielen jedoch selbstverständlich die eingangs mit Bezug auf Sprühdosen erläuterten Probleme, die mit dem Auseinander- und Zusammenfalten der Sprühdosen-Einsätze zusammenhängen, überhaupt keine Rolle und sind daher in dieser Druekschrift auch nicht erwähnt worden; ebensowenig sind dieser alten Druekschrift Hinweise auf diejenigen besonderen überraschenden Vorzüge zu entnehmen, welche das

Prinzip der dort beschriebenen Fultengeometrie speziell für die Einsätze von Sprühdosen biet'.·!, wie spater noch erläutert werden wird, und welche von der Fachwelt bisher nicht erkannt worden sind. Tatsächlich nämlich sind nach dem Erseheinen dieser Druckschrift auf dem Gebiete der Sprühdosen und insbesondere der Sprühdosen-Einsätze /.ahlreiche Verbesserungen b/w. modifizierte Ausfiihrungsformen bekannt geworden, denen jedoch allen die eingangs beschriebene, für Sprühdosen nachteilige Faltcnstruktur gemeinsam ist; die Fachwelt hai also der zuletzt erwähnten, etwa dreißig Jahre alten Druckschrift keine Anregung für die Ausbildung von Sprühdosen-Einsätzen entnommen.

Das gleiche gilt für einen anderen, seit etwa fünfzehn |a!tren durch eine Druckschrift bekannten Faltenbalg. der aufgrund seiner besonderen HerslcPungsmethode nur aus einem sehr biegsamen und aufblasbaren Material, praktisch also nur aus Papier oder dünner Kunststoffolie, gefertig werden kann und der eine Faltenstrukuir aufweist, die sich von der /ulet/i beschriebenen, seil etwa dreißig |ahren bekannten Faliensirukuir im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dall die von Fallenlinien begrenzten Wandabschnit ie nicht dreieckförniig,sondern trapezförmig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen /usammcnlahbaren, aus einer Metallfolie bestehenden Einsatz für einen Spender der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, dall die zum möglichst vollständigen Zusammenfalten und zum Auseinanderfalten erforderliche Kraft möglichst klein und außerdem die Malcrialbcanspruchiing des Einsatzes nur gering ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Spender nach der Erfindung durjh diejenigen Merkmale charakterisiert, die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ant« «eben sind.

Durch diese Ausbildung wird überraschenderweise erreicht, dall beim Zusammen- und Auseinanderfalten des Einsatzes praktisch keinerlei Malcrialdehnungcn oder Material ;ontraktioncn bzw. Stauchungen auftrcten, sondern Jaß im wesentlichen lediglich ein Kippen der Faltenw ,ndabschnittc um vorgegebene Knicklinien erfolgt: f. .sächlich ändert sich nämlich bei der Faltenstrul.tur nach der Erfindung während des Auseinander- und Zusammenfalten nicht die Länge einer längs der Knicklinien verlaufenden IJnifangslinie, so daß keinerlei Matcrialdehnungen oder -Stauchungen auftreten können; es tritt nur beim Auseinanderfalten eine leichte Biegung der Faltcnwändc ;"if. die ja im vollständig zusammengefalteten Zustand eben, im auseinandcrgafaltetcn Zustand dagegen leicht zylindrisch gekrümmt sind. Es sind daher beim Auscinandcrbz.w. Zusammenfalten des Einsatzes nach der Erfindung keine wesentlichen Deformations- oder gar Dchnungskräfte aufzubringen, so daß die erforderliche Kraft nur verhältnismäßig gering zu sein braucht. Damit wird gewährleistet, daß ein normales Druckmittel im Spender mit normaler Kompression ausreicht, um den Einsatz, praktisch vollständig zusammenzudrücken bzw. auseinanderzuziehen.

Vorzugsweise ist die Ausbildung so getroffen, dall die eine Zelle bildenden Wandabschnitte trapezförmig sind und längs einer endlosen Umfangslinie innen liegende Faltlinien und außen liegende Falllinien einander abwechseln.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i a. I einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform im gefüllten Zustande des Spenders, in welchem der metallische, ein Druckgas enthaltende Linsatz praktisch vollständig zusammengefaltet ist.

Fig. 2 den gleichen Schnitt bei geleertem Spender und daher auseinandergefaltetem Einsatz und

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform im entleerten Zustand des Spenders, wobei in diesem Falle der zu spendende Stoff im metallischen Einsatz enthalten war und das Innere des Behälters unterhalb des Einsatzes mit einem Druckgas gefüllt ist.

Nach den Fig. 1 und 2 weist der Spender nach der Erfindung einen äußeren zylindrischen Behälter 1 mit einem durch eine Umbördelung 2;» befestigten Boden 3 und einem auf der Oberseite angebrachten Ventil 7 auf. Im Behälter 1 ist ein zusammen- und auseinandcrfaltbarer, schlauchförmigcr Einsatz. 2 aus einer Metallfolie angeordnet, der an seiner Unterseite dicht zwischen der Wand des Behälters I und dem Boden 3 durch die Uivbördelung 2;i eingeklemmt, sonst jedoch im Behälter I frei verschiebbar ist. Innerhalb des metallischen Einsatzes 2 befindet sich das Druckgas 5. welches durch eine mittels eines Stopfens 6 verschlossene Öffnung einfüllbai ist. Der zu spendende Stoff 4 befindet sich oberhalb des metallischen Einsatzes 2 im Behälter 1 und wird bei Öffnung des Ventils 7 durch das den metallischen Einsatz 2 expandierende bzw. auseinanderfaltende Druckgas 5 aus dem Behälter 1 ausgestoßen, wobei sich der metallische Einsatz 2 in dem Maße auseinanderfaltet, in dem die Menge de· /u spendenden Stoffes abnimmt. Wenn der Spender leer ist. dann ist der metallische Einsatz 2 nach F i g. 2 vollständig auseinandergefaltet.

In F i g. 2 ist die besondere I altenstruktur des vorgefalteten metallischen Einsatzes 2 dargestellt, der aus einer dünnen, biegsamen Metallfolie gefertigt ist. Diese im folgenden näher beschriebene Faltenstruktur wird durch eine Vorfallung mittels Formwalzen erzeugt.

Die Faltensiruktur des Einsatzes 2 hat einerseits auf endlosen, in Achsenrichtung des Einsatzes 2 parallel nebeneinander angeordneten Umfangslinicn liegende Abschnitte von Falllinien 10 und 11, wobei längs jeder endlosen Umfangslinie innen liegende Faltlinien 10 und außen liegende F.iltlinien U einander abwechseln, und andererseits schräg zur Achse des Einsatzes 2 nach außen gedrückte Faltlinien 8, deren Folge in Achscnrichtung des Einsatzes 2 jeweils eine Zickzacklinie bildet. Auf diese Weise bilden die Faltlinien ein Netz aus reihenweise angeordneten Zellen mit polygon.ibr Gestalt, wobei die Zellen der in Achsenrichtung des Einsatzes 2 benachbarten Zcllenreihen gegeneinander versetzt sind und die Wände der beim Zusammenfalten des Einsatzes nach innen konvergierenden Falten längs der innen liegenden Faltenlinie 10 abgewinkelt sind. Im Beispiel nach Fig. 2 sind die eine Zelle bildenden Wandabschnitte trapezförmig gestaltet.

Der Einsatz 2 läßt sich auf Grund der beschriebenen Faltenstruktur ohne großen Kraftaufwand praktisch vollständig zusammenfalten, wie schematisch in F i g. 1 dargestellt, weil bei diesem Zusammenfalten im wesentlichen lediglich die Wandabschnitte jeder Zelle um die Faltlinien 8, 10 bzw. Il kippen, ohne daß Matcrildehnungen oder wesentliche Matcrialdeformationen auftreten; da die die Zellen bildenden Wandabschnitte im vollständig zusammengefalteten Zustand des Einsatzes 2( Fi g. 1) eben, im auseinandergefalteten Zustand dagegen leicht zylindrisch gekrümmt sind, tritt beim Auseinanderfalten nur eine leichte Materialbiegung der Faltenwände auf, die umso geringer ist, je

kleiner die /eilen sind bzw. je größer die Anzahl der lungs eines Umlangsbcreiehs vorgesehenen /eilen b/w. !■"allen ist.

Aus ilen gleichen (!runden isi auch die Maierialbeanspriieliung beim /iisamiiieii- b/\v. Auseinanderfalten des liinsalzcs 2 mir verhältnismäßig gering.

Im Beispiel nach I· ig. 3 wird der gleiche nielallischc Kinsalz 2 wie im lieispiel nach ilen I i g. I und 2 verwendet, wobei sich jedoch in diesem lalle das Druckgas 5 innerhalb lies Umsatzes 2 und der zu spendende Slolf 4 innerhalb des oben offenen Einsatzes 2 befindet; zu diesem /wecke ist der metallische Kinsat/ 2 an seinem oberen l'.nde mittels de, den Deckel 9 haltenden Umbördekmg 2b zwischen dem Deckelrand und der Oberkante des Behälters I dicht eingeklemmt.

Der metallische llinsal/ 2 mit dem zu spendenden Siof 4 drückt sich bei dieser Ausfiihrungsform in dem Maßi zusammen, wie tier zu spendende Stoff durch das Venii 7 ausgelassen wird.

Der lallbare metallische lünsatz 2 gemäß de I.rlindung laßi sich verhältnismäßig einfach dadurch mi einer definierten Vorfallung versehen, daß er /w ischei zwei I ormwalzen. die komplemenläre I alzreliel¹ hahen. entsprechend vorgeformt wird. Auf diese Weist lassen sich vorgeMiete. schlauchförmige metallisch! l.insätze herstellen, welche praktisch identische Abnies Mingen und praktisch identisches Verhallen bein Zusammen- und Auseinanderfalten in axialer Richtung aufweisen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   . I. Spender für gasförmige oder fließfähige Stoffe mit einem den Stoff und ein Druckmittel enthaltenden Behälter und einem darin angeordneten, den Stoff und das Druckmittel trennenden schlauehförmigcn Einsat/ aus einer Metallfolie, die in axialer Richtung nach Art eines Faltenbalges in Abhängigkeit vom Stoffaustritt und unter der Wirkung des Druckmittels zusammenfaltbar bzw. auseinanderfaltbar ist, wobei beim Zusammenfalten des Einsatzes nach innen konvergierende Falten gebildet werden, deren Wände längs innerer Fahcnlinien abgewinkelt sind, und wobei diese inneren r'altenliniec auf endlosen, in Achsenrichtung des Einsat/es parallel nebeneinander angeordneten Umfangslinien liegen, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Faltlinien ein Net/ aus reihenweise angeordneten Zellen mit polygonalcr Gestalt bilden und die Zellen der in Achsenrichtung des Einsat/es (2) benachbarten Zellenreihen gegeneinander versetzt und durch schräg /ur Achse des Einsat/es verlaufende, beim Zusammenfalten des Einsatzes nach außen gedrückte Faltlinien (8) begrenzt sind.
2. 2. Spender nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Zelle bildenden Wandabschnitte trapezförmig sind und längs einer endlosen Umfangslinie innen liegende Faltlinien (10) und außen liegende Faltlinien (11) einander abwechseln.