DE2202004A1

DE2202004A1 - Federanordnung

Info

Publication number: DE2202004A1
Application number: DE19722202004
Authority: DE
Inventors: Graham Cecil Robert Montgomery; Little Lambert Ronald
Original assignee: Samuel Taylor Pty Ltd
Current assignee: Samuel Taylor Pty Ltd
Priority date: 1971-01-27
Filing date: 1972-01-17
Publication date: 1972-08-03
Also published as: US3815886A; IT957652B; GB1382114A; ZA72450B; FR2122270A5

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke X/RK Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 27, DEN

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 4S 39 21/22

SAMUEL TAYLOR PTY. LIMITED, 239 Pacific Highway, Artarmon, New South Vieles, Australien .

Federanordnung

Die Erfindung betrifft eine Federanordnung zur elastischen Kupplung zweier relativ zueinander beweglicher Elemente, insbesondere für Aerosolventile.

Federanordnungen dieser Art werden weitläufig beispielsweise für Rückschlagventile, sowie überall dort angewendet, wo ein Teil innerhalb vorgegebener Grenzen elastisch relativ zu einem anderen Teil bewegbar zu befestigen ist. Ein besonderer Anwendungsfall, der im folgenden auch eingehender beschrieben wird, sind Aerosolventile für Sprühbehälter.

Insbesondere bei den Aerosolventilen ist eine Federanordnung sehr vorteilhaft, die nicht nur die erforderliche Elastizität bietet, sondern auch korrosionsbeständig ist und billig hergestellt werden kann.

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Es wurde bereits vorgeschlagen, die übliche Metallfeder in Aerosolventilen durch ein einzelnes, zentral angeordnetes, stiftartiges oder konisches Element aus elastisch deformierbarem Material zu ersetzen. Dieses Element sollte vorzugsweise integral mit einem der beweglichen Teile des Ventilmechanismus verbunden sein. Die Herstellung eines derart deformierbaren Elementes in einem Stück mit einem der beweglichen Teile bietet den zusätzlichen Vorteil der Vereinfachung des Ventilmechanismus und insbesondere seiner Zusammensetzung.

Diese Konstruktion hat sich zwar als vorteilhaft erwiesen, jedoch ermöglicht das zentrale Element nur eine begrenzte axiale Bewegung oder Verlagerung der beiden zu koppelnden Teile relativ zueinander.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Federanordnung zu schaffen, die den vorstehend aufgezeigten Nachteil vermeidet und eine dem jeweiligen Anwendungszweck angemessene Verlagerung zweier beweglicher Teile zueinander ermöglicht, dabei jedoch aus korrosionsbeständigem Material besteht, billig herzustellen und mit einem der beweglichen Teile integral verbunden ist.

Eine Federanordnung der eingangs genannten Art ist zur lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß mehrere blattförmige, elastisch deformierbare Schraubenfederelemente mit ihren einen Enden an einer Grundplatte punktsymmetrisch mit Abständen zueinander auf einem Kreis befestigt si'nd und schräg von der Grundplatte abstehend und übereinstimmend gewunden im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und zueinander in Windungsrichtung von einer Druckeinwirkung abhängige Abstände bilden.

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Mit der Erfindung ist eine Konstruktion verwirklicht, aie sich durch den "besonderen Vorteil der symmetrischen Verteilung der Druckeinwirkung relativ zur Achse eines "beweglichen Teils, beispielsweise eines Dichtungselementes in einem Ventil, auszeichnet. Die Federanordnung kann leicht aus korrosionsbeständigem Material gefertigt werden und weist den weiteren Vorteil auf, daß sie mit einem der relativ zueinander "beweglichen Teile integral verbunden werden kann. Dies ist beispielsweise bei der Anwendung der Federanordnung in einem Aerosolventil besonders wichtig. Die Erfindung wird im folgenden an Hand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 den Schnitt eines mit einer Federanordnung nach der Erfindung aufgebauten Rückschlagventils,

Figur 2 den Schnitt H-II aus Figur 1,

Figur 3 den Schnitt IH-III aus Figur 4, die ein federnd gelagertes Schiebeelement in einem Gehäuse zeigt,

Figur 4 den Schnitt IV-IV aus Figur 3,

Figur 5 den Schnitt eines mit einer Federanordnung nach der Erfindung arbeitenden Aerosolventils,

Figur 6 eine vergrößerte Darstellung des Gehäuses für die in Figur 5 gezeigte Federanordnung und

Figur 7 eine Draufsicht auf die in Figur 6 gezeigte Anordnung.

Das in Figur 1 dargestellte Rückschlagventil besteht aus einem Gehäuse 10, das beispielsweise aus Kunststoff durch Spritzguß hergestellt ist. Integral mit dem Gehäuse 10 ist eine Federanordnung 11 verbunden, die aus vier individuellen Federblattelementen 12 besteht, von denen jedes von der

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Grundplatte des Gehäuses 10 absteht und gewindeartig verläuft. Die Federblätter verlaufen kreisbogenförmig und konzentrisch zueinander. Wie aus Figur 1 hervorgeht, haben sie in Richtung der Gewindelängsaehse Abstände zueinander.

Das Gehäuse und die Federelemente bestehen aus synthetischem Kunststoff, wie z.B. Polypropylen, Polyäthylen hoher Dichte, Polyamiden, Polycarbonaten, Polyurethanen und Acetaten, beispielsweise aus "DELRIN" oder "CELCON".

Die Federelemente können möglichst nahe beieinander in beliebiger Anzahl angeordnet sein, wobei jedoch Abstände zwischen ihnen vorgesehen sein müssen, die eine voneinander unabhängige Deformation durch Druckeinwirkung gestatten, wobei zumindest eine Komponente der Druckwirkung senkrecht zur Grundplatte verläuft. Es müssen nicht unbedingt vier Federelemente vorgesehen sein, jedoch werden vorzugsweise mindestens drei Elemente verwendet. Der Querschnitt der Federelemente kann beliebig ausgebildet sein.

Die Federelemente sind zwar voneinander getrennt angeordnet, sie wirken jedoch trotzdem ähnlich wie eine eireige Schraubenfeder, d.h. ein auf ihre Spitzen einwirkender Druck kann eine gleichartige Deformation aller Federelemente zur Folge haben, so daß sie sich zur Grundplatte hin über einen Abstand bewegen, der im wesentlichen dem entsprechenden Betrag einer Schraubenfeder entspricht, bei der der Abstand zwischen benachbarten Windungen gleichartig wie der entsprechende Abstand der Federanordnung nach der Erfindung ist, wenn kein Druck auf sie einwirkt.

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Ein besonderer Vorteil der Federanordnung nach der Erfindung gegenüber einer Schraubenfeder besteht in der gleichmäßigen Druckeinwirkung bei Beanspruchung eines jeden symmetrisch zu einer Achse angeordneten Federelementes, im Gegensatz zu der asymmetrischen Einzeldruckwirkung einer Schraubenfeder mit einfacher V/indungsanordnung.

Mit dem Gehäuse 10 sind zur Führung einer Kugel 14 Rippen 13 integral verbunden, eine derartige Kugel 14 bildet ein Ventilelement und sitzt abdichtend in einer Öffnung 15 einer Kappe 16, die auf das Gehäuse 10 aufgeschraubt ist. Das Rückschlagventil arbeitet in üblicher Vfeise derart, daß eine Flüssigkeit zwar aus der Öffnung 15 bzw. 17 des Gehäuses 10 austreten, jedoch nicht in sie eintreten kann. Da-die Federanordnung integral mit dem Gehäuse verbunden ist, ergeben sich wirtschaftliche Vorteile hinsichtlich der Herstellung und der Zusammensetzung sowie für die Benutzung weiterer Vorteile durch die leichte Fertigung der Federelemente aus einem korrosionsbeständigen Material.

Bei der in den Figuren 4 und 5 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist ein Gehäuse, gefertigt beispielsweise aus Kunststoff-Spritzguß, in seinem Innenraum mit einem Schieber 22 versehen, der in Längsrichtung des Gehäuses 2 verschiebbar ist und leicht gegen die rechte Seitenwand des Gehäuses durch eine Druckplatte 23 angedrückt wird. Dieser Andruck wird durch eine Federanordnung 24 erzeugt, die integral mit der Druckplatte 23 verbunden ist und an der linken Seitenwand des Gehäuses anliegt. Die Konstruktion der Federanordnung 24 kann mit derjenigen der Federanordnung 11 aus Figur 1 und 2 übereinstimmen.

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Die vorstehend beschriebene Ausführungsform der Erfindung soll ihre allgemeine Anwendungsmöglichkeit verdeutlichen. Der Schieber 22 kann beispielsweise der Schieber einer Projektionsvorrichtung oder jedes andere Schiebeelement sein, welches unter ähnlichen Bedingungen zu betreiben ist.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die Erfindung überall dort anwendbar ist, v/o ein Kunststoff-Spritzgußelement mit einer Federanordnung versehen werden soll.

Ein besonderer Anwendungsfall der Erfindung, bei dem die erzielbaren Vorteile deutlich hervortreten, ist bei Aerosolventilen gegeben. Eine derartige Anordnung ist in Figur 5 beispielsweise dargestellt.

Die allgemeine Ausführung des in Figur 5 gezeigten Ventils ist bekannt, weshalb lediglich kurz auf die Hauptbestandteile eingegangen wird, soweit dies zum Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Das Ventil ist an der Öffnung eines Sprühbehälters mittels einer Kappe 30 befestigt, die eine Dichtungsscheibe 31 an ihrer Unterseite aufweist, welche auf dem Umfang einer Flanschanordnung 32 aufsitzt. Ein Austrittsrohr 33 ragt in das Innere dieser Flanschanordnung 32 hinein und führt zur Aussenseite der Verschlußkappe 30. Am oberen Ende des Austrittsrohrs 33 ist eine Sprühspitze 34 befestigt. Eine zylindrische Kunststoffhülse 35 umgibt die Flanschanordnung 32 innerhalb des mittleren Bereichs der Kappe 30 und wird durch deren kreisförmige Rippe 36 an ihrer Stelle gehalten. Die Hülse enthält eine integral mit ihr verbundene Federanordnung 37» die zentral über einem Kanal 38 angeordnet ist, welcher in das Innere des Aerosolbehälters führt. Normalerweise ist mit der Hülse ein nicht dargestelltes Rohr verbunden, welches bis zum Boden des Behälters verläuft. Die Federanordnung 37 ist mit mehreren, beim Spritzguß gebildeten, senkrechten Stiftelementen 43 versehen.

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Die Hülse 35 ist in den Figuren 6 und 7 vergrößert dargestellt. Die Federanordnung 37 ist gleichartig wie die Anordnung 11 aus Figur 1 ausgebildet und wird daher nicht weiter "beschrieben.

Das Ventil hat die folgende Funktion: Wenn die Sprühspitze durch Fingerdruck in Richtung der Längsachse der Gesamtanordnung verlagert wird, so wird die Flanschanordnung verkantet, so daß die Dichtungsscheibe 31 verlagert v/ird und der Inhalt des Sprühbehälters in das Austrittsrohr gelangt, so daß er in bekannter Weise versprüht werden kann.

Eine Bohrung 45 in der Grundplatte der Hülse 35 ermöglicht die Freigabe von Gas aus dem oberen Teil des Behälters zusammen mit dem flüssigen oder halbflüssigen Inhalt; dies kann in einigen Fällen erwünscht sein. Die Stiftelemente 43 v/erden durch die Flanschanordnung 32, die einen Teil des Ventilmechanismus bildet, bei seitlicher Verlagerung innerhalb der Hülse durch die Druckeinwirkung auf die Sprühspitze 14 deformiert. Diese elastische Deformation der Stiftelemente hat wiederum eine entsprechende Gegenwirkung auf die Flanschanordnung zur Folge und führt diese unmittelbar und automatisch bei Freigabe des Ventils in ihre normale abdichtende Stellung zurück. Dadurch v/ird eine Verzögerung des Schließens des Ventils vermieden oder zumindest minimal gehalten.

Die Federanordnung nach der Erfindung kann auch bei andersartig aufgebauten Aerosolventilen eingesetzt werden und macht die Verwendung von Schrauben- oder Spiralfedern oder anderer zur Ventilbetätigung vorgesehener Federn überflüssig.

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Die Federanordnung nach der Erfindung kann auch für elektrische Kontaktvorrichtungen vorgesehen sein, wozu die Pederelemente und zumindest ein Teil der Grundplatte mit einem metallischen und elektrisch leitfähigen Überzug versehen sein müssen. In dieser Form kann die Federanordnung zur druckabhängigen Kopplung zwischen dem Gehäuse einer Taschenlampe und einer in ihm enthaltenen Batterie vorgesehen sein.

Bei allen Ausführungsformen der Erfindung können die Federelemente beim Spritzguß leicht integral mit der Grundplatte verbunden sein, wobei Herstellungsverfahren angewendet werden können, wie sie für die Bildung von Gev/indeanordnungen bekannt sind, die zur Entfernung des Kerns aus der Form dienen.

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Claims

Pat ent ans prüch e

.\ Federanordnung zur elastischen Kopplung zweier relativ zueinander beweglicher Elemente, insbesondere für Aerosolventile, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere blattförmige, elastisch deformierbare Schraubenfederelemente (12) mit ihren einen Enden an einer Grundplatte punktsymmetrisch mit Abständen zueinander auf einem Kreis befestigt sind und schräg von der Grundplatte abstehend' und übereinstimmend gewunden im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und zueinander in Windungsrichtung von einer Druckeinwirkung abhängige Abstände bilden.
2. Federanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte und die Federelemente (12) aus einem Kunststoff durch Spritzguß gebildet sind.
3. Federanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff Polypropylen, Polyäthylen hoher Dichte, Polyamide, Polycarbonate, Polyurethane oder Acetalharz vorgesehen sind.
4. Federanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Grundplatte mehrere kreisförmige Anordnungen von Schraubenfederelementen (24) vorgesehen sind.
5. Federanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils vier Schraubenfederelemente (12, 24) auf einem Kreis angeordnet sind.
6. Federanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (12, 24) und zumindest ein Teil der Grundplatte mit elektrisch leitfähigem Material beschichtet sind.

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- ίο -
7. Federanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte einen Teil eines Ventils bildet und daß die Federelemente (37) ein Ventilteil (32) gegen ein Dichtungselement (31) drücken.
8. Federanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil (32) als Flanschanordnung ausgebildet und innerhalb einer Hülse (35) angeordnet ist, deren Grundfläche durch die Grundplatte gebildet ist, wobei die Flanschanordnung (32) mit einem Austrittsrohr (33) verbunden ist, welches eine Druckeinwirkung zwecks Ventilöffnung auf die Flanschanordnung (32) überträgt.

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