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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine verbesserte Ventildichtung für ein Dosierventil und eine Abgabevorrichtung
für ein
fluidförmiges
Produkt, die ein Dosierventil umfasst, das mit einer derartigen
verbesserten Ventildichtung ausgestattet ist.
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Ventile sind aus dem Stand der Technik
allgemein bekannt. Sie finden ihre Hauptanwendung bei Aerosol-Behältern für die Abgabe
von fluidförmigen
Produkten, die mit einem Treibgas (unter Druck gelöstem Gas)
geladen sind. Wenn es sich um Dosiervorrichtungen handelt, umfassen
die Ventile im Allgemeinen einen Ventilkörper, der eine Dosierkammer
umschließt,
die axial von zwei ringförmigen
Dichtungen, nämlich
einer Ventildichtung und einer Kammerdichtung begrenzt wird, sowie
eine Ventilstange, die zwischen einer Ruhelage und einer Betätigungsstellung
bewegbar ist. Diese Ventilstange wird durch eine Feder zu ihrer
Ruhelage hin vorgespannt, in der eine Schulter dieser Stange an
der unteren Oberfläche
der Ventildichtung anliegt. Um das Dosierventil zu betätigen, drückt man
auf die Ventilstange, die im Ventilkörper im Inneren der ringförmigen Dichtungen bis
in ihre Betätigungsstellung
gleitet, in der eine Dosis des Produktes ausgestoßen wird.
Diese Feder holt dann die Ventilstange in ihre Ruhelage zurück. Dosierventile
dieser Art sind insbesondere in den Druckschriften
EP-0
551 782 ,
EP-0 350 376 ,
FR-2 615
172 ,
FR-2 615 173 und
FR-2 615
124 beschrieben.
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Ein Problem, das sich bei den Ventilstangen von
Ventilen insbesondere bei Dosierventilen ergibt, betrifft insbesondere
die Dichtigkeit im Bereich der Ventildichtung: Einerseits
ist es erforderlich, dass die Ventilstange zwischen ihrer Betätigungsstellung
und ihrer Ruhelage unter der Wirkung der Feder gleiten kann und
dabei ständig
verhindert, dass Lecks auftreten. Andererseits ist es erforderlich,
dass in der Ruhelage der Ventilstange eine vollständige Dichtigkeit
trotz des Drucks vorhanden ist, der im Inneren der Dosierkammer
und des Behälters
herrscht.
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Um diese Probleme zu lösen, umfassen
die bekannten Ventile im Allgemeinen eine zylindrische Ventilstange,
die in Verlängerung
der besagten Schulter zumindest auf dem Teil der Ventilstange, der in
der Ventildichtung gleitet, einen konstanten Außendurchmesser aufweist, der
ungefähr
gleich dem Außendurchmesser
der zentralen Öffnung
der Ventildichtung und im Allgemeinen ganz geringfügig größer als
dieser ist. Um die Dichtigkeit in der Ruhelage zu garantieren, ist
im Allgemeinen ein stumpfkegeliger Teil in der Nachbarschaft der
besagten Schulter vorgesehen, der sich axial über einen Teil der Dicke der
Ventildichtung erstreckt. Somit gleitet die Ventilstange mit Reibung
in der Ventildichtung, wobei die von der Feder ausgeübte Kraft
größer als
diese Reibungskräfte
ist, und in der Ruhelage nimmt der stumpfkegelige Teil in der Nachbarschaft
der Schulter an der Abdichtung im Bereich der Ventildichtung teil.
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Ein Nachteil dieser Ausführungsform
besteht darin, dass die Reibungen, die während des Gleitens der Ventilstange
auftreten, relativ groß sein
können, was
eine Blockierung der Ventilstange mit sich bringen kann (Phänomen das
als „Kleben" der Stange bezeichnet wird).
Darüber
hinaus kann die Reibung den Rand der Ventildichtung, der mit. der
Ventilstange in Berührung
steht, derart verformen, dass etwas von dem Produkt zwischen die
Stange und die Dichtung eintreten kann. Insbesondere bei pulverförmigen Produkten
kann dies das Arbeiten des Dosierventils stören oder sogar verhindern.
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Dieses Phänomen wird noch verstärkt, insbesondere
aus ökologischen
Gründen,
wenn man die für
die Umgebung schädlichen
Treibgase wie z. B. Chlorfluorkohlenwasserstoffe durch Treibgase
ersetzen will, die nicht oder weniger schädlich für die Umwelt sind, wie z. B.
die HFA-Gase. Die Verwendung dieser weniger oder nicht schädlichen
Gase erfordert eine beträchtliche
Erhöhung
des Innendrucks des Ventilkörpers,
wobei diese Erhöhung
bis zu 50 % betragen kann. Es ist somit erforderlich, eine noch höhere Dichtigkeit
im Bereich der Ventildichtung zu realisieren, was zu einer um so
größeren Reibung zwischen
der Ventilstange und dieser Dichtung führt.
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Eine mögliche Lösung zur Überwindung dieses Nachteils
besteht darin, eine. Feder vorzusehen, die eine ausreichend erhöhte Steifigkeit
besitzt. Dies erfordert jedoch eine beträchtliche Kraft zum Betätigen des
Dosierventils, was nicht wünschenswert
ist.
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Eine andere Lösung besteht darin, die Ventilstangen
mit einer Silikonschicht zu überziehen,
um ihre Reibungseigenschaften zu verbessern. Diese Lösung ist
bei Treibgasen wie z. B. Chlorfluorkohlenwasserstoffen relativ zufriedenstellend,
aber nicht wenn HFA-Gase verwendet werden. Tatsächlich treiben die HFA-Gase
das Silikon nach und nach aus, so dass nach einer gewissen Anzahl
von Verwendungen das Problem des Blockierens der Ventilstange wieder
auftritt.
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Ein Ziel der Erfindung ist es, eine
Ventildichtung für
ein Dosierventil anzugeben, die derart ausgebildet ist, dass ein
unzeitiges Blockieren der Ventilstange durch Reibung an der Ventildichtung
vermieden wird, wenn sich diese Ventilstange bezüglich der Ventildichtung verschiebt,
und bei der gleichzeitig die Dichtigkeit im Bereich dieser Ventildichtung
bei dieser Verschiebung sichergestellt ist.
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Ein anderes Ziel der Erfindung ist
es, eine Ventildichtung anzugeben, die so ausgebildet ist, dass
die Ventilstange in zuverlässiger
und sicherer Weise mit einer Feder geringer Steifigkeit arbeitet, wodurch
ihre Betätigung
erleichtert wird.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist
es, ein Dosierventil zu schaffen, das mit einem für die Umgebung
unschädlichen
Treibgas arbeitet, wobei dieses Ventil eine Ventilstange umfasst,
die in der Ventildichtung ohne Leckagen und ohne die Gefahr eines
Blockierens zwischen ihrer Betätigungsstellung
und ihrer Ruhelage unter der Wirkung der Feder gleiten kann.
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Die Erfindung hat somit eine Ventildichtung für ein Dosierventil
zum Ziel, das dazu bestimmt ist, ein pulverförmiges, in einem Treibgas dispergiertes Produkt
abzugeben, wobei das Dosierventil einen Ventilkörper, der eine Dosierkammer
umschließt,
und eine Ventilstange umfasst, die in der Dosierkammer zwischen
einer Ruhelage und einer Betätigungsstellung
gleitet, wobei die Dichtigkeit zwischen der Ventilstange und der
Dosier kammer durch besagte Ventildichtung verwirklicht wird, wobei
der Ventilkörper
in einer Befestigungskapsel befestigt ist, die dazu dient, das Ventil
mit einem Behälter
für das
Produkt zusammenzubauen, wobei die Ventildichtung eine radial innere
Berührungszone
umfasst, auf der die Ventilstange gleitet, wobei die Berührungszone
an einem starren Element derart befestigt ist, dass während der Verschiebung
der Ventilstange die Berührungszone der
Ventildichtung im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Form und Lage
fest bleibt, wobei die Berührungszone ein
zumindest teilweise abgerundetes Profil aufweist, um die Berührungsoberfläche zwischen
der Ventildichtung und der Ventilstange zu vermindern, und wobei
das starre Element ein Teil, insbesondere der radiale Innenrand
der Befestigungskapsel ist. Somit gleitet bei gleichen Dimensionen
der Ventilstange diese mit weniger Reibung, was das Auftreten eines Blockierens
der Ventilstange vermeidet und dabei gleichzeitig eine perfekte
Dichtigkeit sicherstellt.
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Die Verwendung einer solchen Ventildichtung
ermöglicht
es somit, jegliche Verformung der Ventildichtung zu vermeiden und
somit ein Austreten des Produktes zwischen der Stange und der Dichtung
zu verhindern.
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Vorteilhafterweise ist die Ventildichtung
auf dem radialen Innenrand der Befestigungskapsel befestigt, insbesondere
eingerastet.
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Bei einer Variante ist die Ventildichtung
direkt an den radialen Innenrand der Befestigungskapsel angeformt.
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Die vorliegende Erfindung hat auch
ein Dosierventil zum Gegenstand, das eine derartige Ventildichtung
umfasst, sowie eine Abgabevorrichtung für ein fluidförmiges Produkt,
die ein derartiges Dosierventil enthält.
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Andere Merkmale und Vorteile ergeben
sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung,
die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung nicht einschränkend zu
verstehende Ausführungsbeispiele
erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Schnittdarstellung einer Ventildichtung,
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2 eine
schematische Schnittdarstellung einer Ventildichtung gemäß einer
Realisierungsform der Erfindung,
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3 eine
schematische Schnittdarstellung eines Dosierventils gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei dem die Ventildichtung aus 2 Verwendung findet und sich
die Ventilstange in ihrer Ruhelage befindet, und
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4 eine
der 3 ähnliche
Darstellung, wobei sich die Ventilstange in ihrer Betätigungsstellung
befindet.
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Die Erfindung wird unter Bezugnahme
auf ein Beispiel eines Dosierventils beschrieben, das in den Figuren
dargestellt ist, doch ist klar, dass sie sich auf Dosierventile
aller Arten nwenden läßt.
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Gemäß den 3 und 4 kann
ein Dosierventil einen Ventilkörper 1 umfassen,
der eine Dosierkammer 2 umschließt. Diese Dosierkammer 2 kann axial
von zwei ringförmigen
Dichtungen, einer Ventildichtung 3 und einer Kammerdichtung 4 begrenzt sein.
Diese beiden Dichtungen können
jeweils eine zentrale Öffnung
aufweisen, durch die hindurch eine Ventilstange 10 verläuft, die
im Inneren des Ventilkörpers
zwischen einer. Ruhelage, die in 3 dargestellt
ist, und einer Arbeitsposition beweglich ist, wie sie 4 zeigt. Diese Ventilstange 10 kann
zu ihrer Ruhelage hin durch ein elastisches Organ wie z. B. eine
Feder 5 vorgespannt sein, die sich einerseits am Boden
des Ventilkörpers 1 und
andererseits am unteren Ende der Ventilstange abstützt.
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Der Ventilkörper 1 kann in einer
Kapsel 100 beispielsweise durch Einfassen befestigt sein,
die ihrerseits beispielsweise durch Einfassen auf dem Hals eines
Behälters
oder irgendeines Flakons (nicht dargestellt) befestigt sein kann.
Vorteilhafterweise sieht man eine Halsdichtung 101 zwischen
der Kapsel 100 und dem Hals des Behälters vor.
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Die Ventilstange 10 umfasst
im Allgemeinen einen Abgabekanal 12, der über eine
radiale Bohrung 13 in ihrer Außenoberfläche mündet. In der Ruhelage der Ventilstange
mündet
die radiale Bohrung 13 außerhalb der Ventildichtung 3,
während
sie in der Betätigungsstellung
innerhalb der Dosierkammer 2 mündet.
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Die Ventilstange 10 kann
weiterhin eine radiale Schulter 11 umfassen, die sich an
der unteren Oberfläche
der Ventildichtung 3 in der Ruhelage der Ventilstange 10 abstützt und
die somit die Ruhelage dadurch definiert, dass sie als Anschlagsorgan
gegen den Druck der Feder 5 wirkt.
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Die Ventilstange 10 umfasst
vorteilhafterweise auch eine Leitung 14, die in der Ruhelage
der Ventilstange ein Reservoir oder einen Behälter für das Produkt (nicht dargestellt)
mit der Dosierkammer 2 verbindet und es ermöglicht,
Letztere zu füllen,
während
sie in der Betätigungsstellung
der Ventilstange nicht in der Dosierkammer 2 mündet.
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Die Arbeitsweise dieses Dosierventils
ist die Herkömmliche.
Der Verwender übt
einen Druck auf die Ventilstange 10 aus, was zur Folge
hat, dass diese gegen die Kraft der Feder 5 aus ihrer Ruhelage heraus
verschoben wird. Sobald diese Verschiebung beginnt, mündet die
Leitung 14 nicht mehr in der Dosierkammer 2 und
diese ist somit hermetisch durch die Ventilstange 10 im Bereich
der Kammerdichtung 4 und der Ventildichtung 3 verschlossen.
Wenn die Ventilstange 10 in ihrer Betätigungsstellung ankommt, mündet die
radiale Bohrung 13 der Ventilstange in der Dosierkammer 2 und
ermöglicht
somit die Abgabe der Dosis des Produktes, die in dieser Dosierkammer
enthalten ist, über
den Abgabekanal 12. Danach löst der Verwender seinen Druck
auf die Ventilstange 10, die durch die Feder 5 in
ihre Ruhelage zurückgebracht
wird, in der die Leitung 14 in der Dosierkammer 2 mündet, um
diese mit einer neuen Dosis des Produktes zu füllen.
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Die Ventildichtung 3 umfasst
eine radial innenliegende Berührungszone 31 auf
der die Ventilstange 10 in dichter Weise gleitet. Gemäß der Erfindung
ist diese Berührungszone 31 an
einem starren Element 50 derart befestigt, dass im Wesentlichen jede
Verschiebung und/oder Verformung der Berührungszone 31 während der
Verschiebung der Ventilstange 10 verhindert wird.
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Gemäß 1 ist
das starre Element 50 ein starrer Einsatz, der im Inneren
der Ventildichtung 3 angeordnet ist. Somit wird der nachgiebige
Teil der Dichtung, der die Berührungszone 31 bildet,
in axialer Richtung durch den starren Einsatz während der Verschiebung der
Ventilstange 10 zurückgehalten, wodurch
verhindert wird, dass Teile des Produktes zwischen die beiden Elemente
eintreten. Der starre Einsatz 50 kann beispielsweise aus
Edelstahl hergestellt sein, wobei die Dichtung um dieses Element
herum eingespritzt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die in den 2 bis 4 dargestellt ist, bildet
dieses starre Element einen Teil der Befestigungskapsel 100 oder
ist mit dieser fest verbunden. Insbesondere ist die Ventildichtung
3 um den radialen Innenrand 50 dieser Kapsel herum befestigt.
Die Berührungszone 31 der
Dichtung 3 wird axial durch den radialen Rand der Kapsel
festgehalten. Die Dichtung 3 kann durch Einspritzen mit
einer solchen Form geformt werden, wie sie in 2 dargestellt ist und dann an der Kapsel 100 beispielsweise
durch Einrasten befestigt werden, oder die Dichtung 3 kann
direkt auf die Kapsel 100 aufgeformt werden.
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Vorteilhafterweise kann die Berührungszone 31 der
Ventildichtung 3 weiterhin eine zumindest teilweise abgerundete
Form besitzen, um die Berührungsoberfläche zwischen
der Dichtung und der Ventilstange zu vermindern und somit die Reibungskräfte zu reduzieren.
Darüber
hinaus verhindert diese abgerundete Form auch ein Hindurchtreten
des Produktes im Bereich der Enden der Berührungszone 31.
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Da die Ventilstange 10 besser
auf der Dichtung gleitet, können
ihre Außenabmessungen
so gewählt
werden, dass sie mit der Dichtung zusammenwirkt, um eine perfekte
Dichtigkeit selbst im Fall der Verwendung von unschädlichen
Gasen wie z. B. HFA sicherzustellen und dabei gleichzeitig ein perfektes Gleiten
in der zentralen Öffnung
der Dichtung zu sichern, wodurch die Probleme des Blockierens der Stange
vermieden werden.
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Da die Steifigkeit der Feder 5 direkt
proportional zu den Reibungskräften
sein muss, die von der Ventildichtung 3 ausgeübt werden,
ermöglicht
es somit die Erfindung, eine Feder zu verwenden, die eine geringere
Steifigkeit besitzt. Die Betätigung
des Dosierventils gemäß der Erfindung
wird somit dadurch erleichtert, dass die Kraft, die für seine
Betätigung
erforderlich ist, vermindert wird.
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Ein weiterer Vorteil der Ventildichtung
gemäß der Erfindung
besteht darin, dass aufgrund der Verminderung der Reibungskräfte, die
von der Ventildichtung 3 auf die Ventilstange 10 ausgeübt werden, wenn
diese zu ihrer Ruhelage zurückkehrt,
die Verschiebungsgeschwindigkeit dieser Ventilstange größer ist,
was die Zuverlässigkeit
des Ventils erhöht.
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Die Erfindung garantiert somit eine
zuverlässige
Funktion des Dosierventils und eine vollständige Dichtigkeit im Bereich
der Ventildichtung, was insbesondere die Verwendung von Treibgasen
ermöglicht, die
für die
Umgebung nicht schädlich
sind, wie z. B. die HFA-Gase,
trotz der beträchtlichen
Erhöhung
des Drucks im Inneren der Dosierkammer. Darüber hinaus wird die Verwendung
einer Feder mit geringerer Steifigkeit möglich gemacht, was die Betätigung des Dosierventils
erleichtert.
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Die Erfindung wurde unter Bezugnahme
auf die Figuren erläutert,
die ein Dosierventil darstellen, das in der aufrechten Position
arbeitet, doch kann sie auch auf Dosierventile angewendet werden,
die in der umgekehrten Position arbeiten.