DE3521373A1

DE3521373A1 - Ueberdruckventil fuer einen verpackungsbehaelter, insbesondere aus flexiblem werkstoff und dessen herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE3521373A1
Application number: DE19853521373
Authority: DE
Inventors: Franz Reinhard 7440 Nürtingen Jungwirth; Wolfgang 7312 Kirchheim Kuhm; Gerhard 7000 Stuttgart Pauls; Willi 3424 St Andreasberg Rittner
Original assignee: Hermann Co Heinrich GmbH; Heinrich Hermann GmbH and Co
Current assignee: Hermann Co Heinrich GmbH; Heinrich Hermann GmbH and Co
Priority date: 1985-06-14
Filing date: 1985-06-14
Publication date: 1986-12-18
Also published as: DE3521373C2

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Überdruckventil und dessen Herstellungsverfahren für einen Verpackungsbehälter, insbesondere aus flexiblem Werkstoff mit einer gasdichten, aus elastischer Folie bestehenden Ventilplatte, die mindestens einen Durchbruch aufweist und einer etwa parallel auf der Ventilplatte angeordneten ebenfalls elastischen Abdeckfolie, die versetzt gegenüber dem Durchbruch der Ventilplatte ebenfalls mindestens einen Durchbruch aufweist, wobei bei einem Überdruck im Verpackungsbehälter das den Überdruck verursachende Gas durch ein Loch in der Behälterwand durch den Durchbruch der Ventilplatte zwischen dieser und der Abdeckfolie hindurch durch den bzw. die versetzten Durchbrüche ausströmen kann und bei einem Unterdruck im Verpackungsbehälter durch die Abdeckfolie der Durchbruch in der Ventilplatte verschlossen gehalten ist.
Bei einem aus der DE-OS 33 12 877 bekannten solchen Überdruckventil sind die Durchbrüche der Ventilplatte und der Abdeckfolie kreisrunde Löcher. Um beim Ausströmen des Gases zu verhindern, daß Teilchen der Packung mitgerissen und zwischen die Ventilplatte und Abdeckfolie gelangen können, wird zwischen der Behälterwand und dem Überdruckventil ein Filter angeordnet, das eine gewisse Verformung der Ventilplatte und der Abdeckfolie verlangt. Durch diese notwendigen Verformungen ist der sicher Verschluß des Überdruckventils in Frage gestellt. Zum gasdichten Abschließen ist zusätzlich noch zwischen der Ventilplatte und der Abdeckfolie eine zähflüssige Zwischenschicht aus Silikonöl vorgesehen. Dieses Silikonöl kann insbesondere beim Auftreten höherer Temperaturen in das Innere der Verpackung gelangen und zu unerwünschten Verunreinigungen führen. Zum anderen wird durch das Silikonöl das Verkleben der Ventilplatte mit der Abdeckfolie und der Behälterwand erschwert, so daß die Fertigung relativ aufwendig ist und große Sorgfalt verlangt.
Aus den DE-AS'n 19 03 048 und 23 60 126 sind noch Überdruckventile bekannt, die aus relativ großvolumigen Formteilen bestehen und relativ aufwendige Vorrichtungen beim Versehen der Verpackungsbehälter mit den Ventilen notwendig machen, insbesondere wird ein sehr großes Verpackungsvolumen beansprucht, wenn diese Behälter mit den Ventilen versehen sind. Auch beim Füllen der Verpackungsbehälter treten Probleme auf, wenn beim Transport die vorstehenden Ventile abgerissen oder beschädigt werden.
Schließlich ist aus der DE-OS 26 25 350 noch ein Überdruckventil mit einem porösen Ventilelement bekannt, das mit einer Flüssigkeit imprägniert ist. Bei Überdruck reißt der Flüssigkeitsfilm, so daß Gas austreten kann. Die Funktion des Ventils ist sehr stark temperaturabhängig und bei Flüssigkeitsverlust geht die Funktion verloren.
In Vermeidung der geschilderten Nachteile liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfach und rationell herzustellendes Überdruckventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei geringem Bauvolumen besonders flach baut und sich leicht vollautomatisch herstellen und mit dem Verpakkungsbehälter verbinden läßt.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der bzw. die Durchbrüche in der Abdeckfolie als schmaler Schlitz ausgebildet ist. Durch diese Ausbildung wird die Gefahr des Eindringens von Partikeln stark verringert. Es ist deshalb kein besonderes Filter erforderlich. Trotzdem bleibt die Funktionsfähigkeit erhalten und das Ventil kann besonders flach bauen, so daß bei flach zusammengelegten Behältern beim Aufbewahren durch die angebrachten Überdruckventile nur eine geringe Erhöhung der Dicke auftritt. Bei der Handhabung der Behälter beim Füllen, Transportieren und Aufbewahren besteht durch die flache Ventilausbildung kaum eine Beschädigungsgefahr.
Besonders vorteilhaft kann der Schlitz durch eine einfache Schnittstanzung ausgebildet sein, also durch einen reinen einfachen Schnitt ohne Materialheraustrennung hergestellt sein. Durch die eng aneinander anliegenden Ränder des Schlitzes kann kein Schmutz in das Ventil eindringen. Durch natürliche Elastizität des Materials bleibt der Schlitz geschlossen, nur bei Innendruck erfolgt beim Ausströmen des Gases unter Überdruck ein kurzes Anheben einer Schlitzkante.
Besonders vorteilhaft kann die einfache Schnittstanzung etwa konzentrisch zum Durchbruch der Ventilplatte mit Abstand von diesem in der Abdeckfolie angeordnet sein. Durch die etwa Halbmondform wird das Öffnen des Schlitzes bei Überdruck etwas erleichtert. Trotzdem wird beim Nachlassen des Innendrucks ein sicheres Schließen des überdruckventils gewährleistet.
Besonders vorteilhaft für die Herstellung und Handhabung kann die Ventilplatte und die Abdeckfolie etwa die gleiche vorzugsweise kreisförmige Außenkontur aufweisen, wobei dann deren Außenränder mindestens teilweise miteinander verbunden sind, vorzugsweise örtlich durch balkenförmige, ovale oder kreisrunde Schweißpunkte. Die Dichtheit des Ventils wird noch wesentlich dadurch gefördert, daß die Ventilplatte und die Abdeckfolie außerhalb von den Durchbrüchen über den ganzen Außenumfang dicht miteinander verschweißt sind, vorzugsweise durch eine ringförmige Verbindungsschweißnaht. Dabei kann der Durchmesser dieser Verbindungsschweißnaht etwa halb so groß sein wie der Durchmesser der kreisscheibenförmige Ventilplatte und der Abdeckfolie. Ein sicheres Schließen des Ventils wird dadurch noch gefördert, daß die Schnittstanzung parallel zur Verbindungsschweißnaht und in einem Abstand von etwa nur 1 bis 2 mm von dieser verläuft, wobei der Durchmesser der Verbindungsschweißnaht etwa 16 mm und der Durchmesser der kreisscheibenförmige Ventilplatte und der Abdeckfolie etwa 32 mm betragen kann. Die Gesamtlänge der vorzugsweise zwei Schnittstanzungen betragen etwa 30 % des Umfangs des Kreises, auf dem sie angeordnet sind, wobei die Schnittstanzungen zweckmäßigerweise symmetrisch angeordnet sind.
Zur vollautomatischen Anbringung der Überdruckventile am Verpackungsbehälter kann die der Abdeckfolie gegenüberliegende Flachseite der Ventilplatte mit einer Haftkleberschicht versehen sein, die vor dem Verbinden mit dem Verpackungsbehälter durch ein silikonisiertes Trägerband abgedeckt ist, wobei dann viele Überdruckventile auf dem Trägerband angeordnet, von dort abgehoben und auf dem Verpackungsbehälter angebracht werden, in einem ähnlichen Verfahren, wie dies bei Etikettenspendern zur Warenkennzeichnung bekannt ist.
Zweckmäßigerweise ist die die Ventilplatte bildende elastische Folie eine haftgummierte, etwa 0,08 bis 0,1 mm dicke Kunststoffolie, vorzugsweise aus PVC und die Abdeckfolie ist ewa gleich dick oder geringfügig dicker.
Beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren der beschriebenen UDerdrucksventile wird von einer ersten Vorratsrolle eine einseitig mit einer Haftkleberschicht und einem Trägerband versehene elastische Folienbahn abgezogen und einer Durchfallstanzvorrichtung zum Stanzen durchgehender Durchbrüche zugeführt, von einer zweiten Vorratsrolle wird eine weitere elastische Folienbahn abgezogen und einer Schnittstanzvorrichtung zugeführt, in der Durchbrüche in Form von Schlitzen durchgestanzt werden. Dann werden beide Folienbahnen zusammen einer Schweißstation zugeführt, in der durch Verbindungsnähte und Schweißpunkte die beiden Folienbahnen miteinander verschweißt und anschließend einer Ausstanzvorrichtung zugeführt werden, in der die einzelnen so gebildeten Überdruckventile ohne Durchstanzen des Trägerbands freigestanzt werden. Anschließend werden die ein Abfallgitter abgebenden zusammenhängenden Restfolienbahnen vom die Überdruckventile tragenden Trägerband abgezogen und schließlich wird das Trägerband in jeweils eine Reihe Überdruckventile tragende Einzelbänder in einer Etikettenbahnen-Trennschneidvorrichtung aufgeteilt und die einzelnen Etikettenbahnen aufgewickelt oder in Zick-Zack-Faltung abgelegt.
Zur Erzielung eines stabilen, leicht abziehbaren Abziehgitters, bei dem die Reste beider Trägerbahnen auf einmal ohne Schwierigkeiten abgezogen werden können, sind die Schweißpunkte die späteren Stanzränder des Überdruckventils übergreifend angeordnet, so daß nach dem Ausstanzen durch die Schweißpunkte sowohl die Außenränder der frei gestanzten Überdruckventile punktweise miteinander verbunden sind als auch die Innenränder der Ausstanzungen der beiden Folienbahnen.
Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. In den beigefügten Zeichnungen zeigt: Figur 1 einen Schnitt durch ein auf einer Behälterwand aufgebrachtes Überdruckventil, Figur 2 eine Draufsicht auf ein auf einem Trägerband angeordneten Überdruckventil in kleinerem Maßstab und Figur 3 eine schematische Darstellung der Herstellungsvorrichtung zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens.
Ein außen auf einer Behälterwand 1 aufgeklebtes Überdruckventil 2 besteht hauptsächlich aus einer Ventilplatte 3, die mittels einer Haftkleberschicht 4 mit der Behälterwand 1 dicht verklebt ist und einer elastischen Abdeckfolie 5. Die Außenränder 6, 7 der Ventilplatte 3 und der Abdeckfolie 5 sind durch an den Außenrändern 6, 7 verteilte Schweißpunkte 8 miteinander verschweißt. Sowohl die Ventilplatte 3 als auch die Abdeckfolie 5 bestehen aus einer elastischen Folie, vorzugsweise aus PVC, mit einer Dicke von etwa 0,08 bis 0,1 mm. Die kreisrunde Ventilplatte 3, mit einem Außendurchmesser von etwa 32 mm im Ausführungsbeispiel, ist mittig mit einem Durchbruch 9 von etwa 3 mm Durchmesser versehen, der über einem Loch 10 der Behälterwand 1 des nicht näher dargestellten Verpackungsbenälters aus flexiblem Werkstoff plaziert ist.
Parallel zu den Außenrändern 6, 7 sind die Ventilplatte 3 und die Abdeckfolie 5 durch eine ringförmige Verbindungsnaht 11 dicht miteinander verschweißt. Der Durchmesser dieser Verbindungsnaht 11 beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 16 mm.
Parallel und innerhalb der Verbindungsnaht 11 in einem Abstand 12 von etwa 1 bis 2 mm ist die Abdeckfolie 5 mit zwei gegenüberliegenden Durchbrüchen in Form von schmalen Schlitzen 13, 13' versehen, die einfache Stanzschnitte mit einer Länge von etwa 7 mm sind, so daß die Ränder der Schlitze 13, 13' aneinanderliegen. Beim Stanzen entsteht dabei kein Stanzabfall.
Die Funktionsweise des Überdruckventils 2 ist folgende: Entsteht im Behälterinneren ein Überdruck, bspw. beim Ausgasen von gerösteten Kaffeebohnen, so kann das Gas durch das Loch 10 und den Durchbruch 9 unter Anhebung des inneren Teils der Abdeckfolie 5 durch die Durchbrüche 13, 13' entweichen. Durch die Elastizität der Abdeckfolie 5 legt sich bei nachlassendem Innendruck die Abdeckfolie 5 wieder dicht auf der Ventilplatte 3 auf, so daß bei einem eventuellen Unterdruck im Behälter von außen keine Luft einströmen kann. Das Überdruckventil 3 ist also ein Einwegventil.
Anhand der Figur 3 soll nun die Herstellung von Überdruckventilen 2, gemäß der Figur 1, beschrieben werden. Von einer ersten Vorratsrolle 14 wird eine elastische Folienbahn 15, die aus einer PVC-Folie, einer Haftkleberschicht 4 und einem silikonisierten Trägerband 16 besteht, abgezogen und einer Durchfallstanzvorrichtung 17 zugeführt, mittels der die Durchbrüche 9 durchgestanzt werden und zwar durch die gesamte elastische Folienbahn 15.
Weiter wird parallel von einer zweiten Vorratsrolle 18 eine weitere elastische Folienbahn 19, ebenfalls aus PVC, abgezogen und einer Stanzvorrichtung 20 zugeführt, in der die Schlitze 13, 13' durchgestanzt werden. Danach werden die beiden Folienbahnen 15 und 19 gemeinsam einer Verschweißstation 21 zugeführt, in der einmal die Schweißpunkte 8 und konzentrisch dazu die ringförmige Verbindungsnaht 11 geschweißt werden, so daß dann beide Folienbahnen 15 und 19 wenigstens an den Schweißstellen fest miteinander verbunden sind und flach aneinander anliegen. In einer Ausstanzstation 22 folgt eine ringförmige Durchstanzung von oben her bis zur Haftkleberschicht 4. Das Trägerband 16 bleibt von dieser Freistanzung verschont. Durch die Freistanzung werden die Außenränder 6 und 7 gestanzt, wobei durch die Stanzung die Schweißpunkte 8, die zweckmäßigerweise balkenförmig aber auch oval oder kreisrund ausgebildet sein können, durchgeschnitten werden, so daß kreisrunde, die Überdruckventile 2 abgebende Folienteile frei gestanzt werden. Zwischen den einzelnen kreisrunden Überdruckventilen 2 bleibt ein zusammenhängendes Abfallgitter 23 bestehen, das nach der Ausstanzung, wie in Figur 3 ersichtlich ist, abgezogen und auf einer Rolle 24 aufgewickelt wird.
Danach liegen die Oberdruckventile 2 frei auf dem Trägerband 16. Zur Herstellung von Überdruckventilen in hoher Stückzahl, sind die beschriebenen Stationen über die Breite der Folienbahnen 15, 19 mehrfach angeordnet. In einer Etikettenbahnen-Trennschneidevorrichtung 25 wird ohne Beschädigung der Überdruckventile 2 das Trägerband in Streifen aufgeschnitten und dann die einzelnen Streifen auf einer Rolle 26 nebeneinanaer aufgerollt. Anstelle der Rolle 26 können die Trägerbandbahnen 16 mit den Überdruckventilen 22 auch in Zickzacklage abgelegt und für ihre spätere Verwendung zum Aufbringen auf der Behälterwand 1 aufbewahrt und transportiert werden.

Claims

Titel: Überdruckventil für einen Verpackungsbehälter, insbesondere aus flexiblem Werkstoff und dessen Herstellungsverfahren Patentansprüche 1Überdruckventil (2) für einen Verpackungsbehälter, insbesondere aus flexiblem Werkstoff mit einer gasdichten, aus elastischer Folie bestehenden Ventilplatte (3), die mindestens einen Durchbruch (9) aufweist und einer parallel auf der Ventilplåtte (3) angeordneten ebenfalls elastischen Abdeckfolie (5), die versetzt gegenüber dem Durchbruch (9) der Ventilplatte (3) ebenfalls mindestens einen Durchbruch (Schlitze 13, 13') aufweist, wobei bei einem Überdruck im Verpackungsbehälter das den Überdruck verursachende Gas durch ein Loch (10) in der Behälterwand (1), durch den Durchbruch (9) der Ventilplatte (3) zwischen dieser und der Abdeckfolie (5) hindurch durch den bzw. die versetzten Durchbrüche auströmen kann und bei einem Unterdruck im Verpackungsbehälter durch die Abdeckfolie (5) der Durchbruch (9) in der Ventilplatte (3) geschlossen gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Durchbrüche in der Abdeckfolie (5) als schmaler Schlitz 13, 13' ausgebildet sind.
2. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz 13, 13' durch einfache Schnittstanzung gebildet ist.
3. Überdruckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einfache Schnittstanzung etwa konzentrisch zum Durchbruch (9) der Ventilplatte (3) mit Abstand von diesen in der Abdeckfolie (5) angeordnet ist.
4. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (3) und die Abdeckfolie (5) etwa die gleiche, vorzugsweise kreisförmige Außenkontur aufweisen und daß deren Außenränder (7, 7') mindestens teilweise miteinander verbunden sind.
5. überdruckventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen örtliche vorzugswiese balkenförmige, ovale oder kreisrunde Schweißpunkte (8) sind.
6. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (3) und die Abdeckfolie (5) ausserhalb von den Durchbrüchen (9, 13, 13') über den ganzen Außenumfang miteinander verschweißt sind, vorzugsweise durch eine ringförmige Verbindungsschweißnaht(11).
7. Überdruckventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Verbindungsschweißnaht (11) etwa halb so groß ist wie der Durchmesser der kreisscheibenförmigen Ventilplatte (3) und der Abdeckfolie (5).
8. Überdruckventil nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstanzung parallel zur Verbindungsschweißnaht (11) und in einem Abstand von etwa 1 bis 2 mm von dieser verläuft.
9. Uberdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Bezug auf den zentrischen Durchbruch (9) in der Ventilplatte (3) sich gegenüberliegende Schnittstanzungen vorgesehen sind.
10. überdruckventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtlänge der vorzugsweise zwei Schnittstanzungen etwa 30X des Umfangs des Kreises, auf dem sie angeordnet sind, beträgt.
11. Uberdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die der Abdeckfolie (5) gegenüberliegende Flachseite der Ventilplatte (3) mit einer Haftkleberschicht (4) versehen ist, die vor dem Verbinden mit dem Verpackungsbehälter durch ein silikonisiertes Trägerband (16) abgedeckt ist.
12. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ventilplatte (3) bildende elastische Folie eine haftgummierte, etwa 0,08 bis 0,1 mm dicke Kunststoffolie vorzugsweise PVC-Folie ist und die Abdeckfolie (5) etwa gleich oder geringfügig dicker ist.
13. Verfahren zur Herstellung des Überdruckventils (2) gemäß einem den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß von einer ersten Vorratsrolle (14), eine einseitig mit einer Haftkleberschicht (4) und einem Trägerband (16) versehene elastische Folienbahn (19) abgezogen, einer Durchfallstanzvorrichtung (17) zugeführt und dort mit den durchgehenden Durchbrüchen (9) versehen wird, daß von einer zweiten Vorratsrolle (18) eine weitere elastische Folienbahn (19) abgezogen und einer Schnittstanzvorrichtung (-b) zugeführt und dort mit Durchbrüchen in Form von Schlitzen (13, 13') versehen wird, daß dann beide FolienDahnen (15, 19) zusammen einer Verschweißstation (21) zugeführt durch eine Verbindungsschweißnaht (11) und Schweißpunkte (9) verschweißt und anschließend einer Ausstanzvorrichtung (22) zugeführt werden, in der die einzelnen so gebildeten Überdruckventile (2) ohne Durchstanzung des Trägerbands (16) freigestanzt werden, daß anschließend die ein Abfallgitter (23) abgebenden Reste der Folienbahnen (15, 19) vom die Überdruckventile (2) tragenden Trägerband (16) abgezogen und schließlich das Trägerband (16) in jeweils eine Reihe überdruckventile (2) tragende Einzelbänder in einer Etikettenbahnen-Trennschneidvorrichtung (25) aufgeteilt und die einzelnen Etikettenahnen aufgewickelt oder in Zickzackfaltung abgelegt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißpunkte 8 den Stanzrand (6, 7) des Überdruckventils (2) nach außen in das Abfallgitter (23) überragen.