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Die
Erfindung betrifft eine durch Unterdruck aktivierte Ventilvorrichtung
für ein
Trinkbehältnis.
Das Ventil verfügt über einen
Ventilkopf, einen Ventilsitz und eine flexible Membran. Der Ventilsitz
steht in kraftübertragender
Verbindung mit der flexiblen Membran, wohingegen der Ventilkopf
an einer zugeordneten Haltestruktur befestigt ist. Insbesondere
ist die Erfindung auf ein Ventildesign gerichtet, das zum Formgießen und
zur Massenherstellung geeignet ist.
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Die
Patentliteratur offenbart mehrere Vorrichtungen zum Aktivieren eines
Ventils für
ein Trinkbehältnis,
wie es beispielsweise im
US-Patent
Nr. 6.290.090 und im
norwegischen
Patent Nr. 315182 angegeben ist. Dem Stand der Technik
auf diesem Gebiet ist es gemeinsam, dass der Ventilsitz an einer zugeordneten
Struktur befestigt ist und dass nur die Abdichtungsfläche des
Ventilkopfs während
der Aktivierung des Ventils bewegt werden kann oder eine Formänderung
erfahren kann. Wenn der Ventilsitz beweglich gemacht wird, ist es
jedoch möglich,
das Erfordernis zu vermeiden, dass der Ventilkopf horizontale Abdichtungsflächen benötigt, die
nach dem Formungsvorgang aus der Gießform herausgezogen werden
müssen,
was zu einer Schädigung
einer derartigen Abdichtungsfläche
führen
kann. Die Abdichtungsfläche
kann auch während
des Zusammenbaus beschädigt
werden, insoweit sie stark verformt wird, wenn sie durch eine Ventilöffnung gedrückt wird. Wenn
die Abdichtungsfläche
durch bekannte Inspizierverfahren inspiziert werden muss, führt dies
zu einer Erhöhung
der Kosten und der Komplexität.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile beim Stand der
Technik zu vermeiden.
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Als
erstes und vor allem versucht die Erfindung, Gesichtspunkte der
Herstellung und der Kosten beim Stand der Technik zu verbessern.
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Es
ist auch eine Aufgabe der Erfindung, ein Ventildesign zu schaffen,
das einfach herstellbar ist und das einen relativ hohen Druck tolerieren
kann.
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Diese
Aufgabe ist durch die Merkmale gelöst, wie sie in der folgenden
Beschreibung der Erfindung und den anschließenden Ansprüchen offenbart sind.
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Die
vorliegende Ventilvorrichtung ist zur Verwendung an einem Trinkbehältnis mit
einem Innendruck P3 vorgesehen. Das Ventil ist mit einem Mantel versehen,
dessen stromabwärtiges
Ende mit einer Trinköffnung
versehen ist, und dessen stromaufwärtiges Ende offen ist. In der
Gebrauchsstellung ist das stromaufwärtige Ende des Mantels um eine Öffnung im
Trinkbehältnis
herum angebracht, wodurch das Ventil für ein Öffnen und Schließen des
Auslassens von Flüssigkeit
aus dem Trinkbehältnis
durch die Trinköffnung,
die stromabwärts
in Bezug auf das Ventil vorhanden ist, sorgen kann. Das Ventil weist
im wesentlichen Folgendes auf:
einen flexiblen Membrankörper, der
mit einer Befestigung versehen ist und fest mit dem Mantel verbunden
ist, wenn er sich in der Gebrauchsstellung befindet, und der frei
manövrierbar
und druckabdichtend und beweglich mit dem Mantel verbunden ist;
einen
Ventilkopf; und
einen Ventilsitz, gegen den der Ventilkopf
abdichtet, wenn das Ventil inaktiv ist und sich in seiner Ruhestellung
befindet.
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Der
Mantel verfügt
auch über
Folgendes:
eine Druckausgleichskammer in Verbindung mit dem Umgebungsdruck
P1 des Mantels und einer Seite des Membrankörpers; und
einer Saugkammer
in Verbindung mit der stromabwärtigen
Trinköffnung
und der anderen Seite des Membrankörpers. Das Ventil ist so angeordnet,
dass es den Flüssigkeitsauslass öffnet, wenn
die Saugkammer, über
die stromabwärtige
Trinköffnung,
mit einem Unterdruck P2 versorgt wird, der um einen vorbestimmten
Wert kleiner als der Umgebungsdruck P1 ist. Dadurch unterliegt der
Membrankörper
einer Druckdifferenz (P1–P2),
die ihn aktiviert und mit einer Ventilöffnungskraft bewegt.
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Zu
den neuartigen Merkmalen der vorliegenden Ventilvorrichtung gehören die
folgenden:
dass der Ventilkopf fixiert ist und umgehbar mit
dem Mantel verbunden ist;
dass der Ventilsitz mit dem Manövrierende
des Membrankörpers
verbunden ist;
dass der Ventilsitz stromaufwärts in Bezug
auf den Ventilkopf vorhanden ist; und
dass der Ventilsitz druckabdichtend
und beweglich mit dem Mantel verbunden ist. Dadurch kann der Ventilsitz
vom Ventilkopf weg bewegt werden, und er kann das Ventil öffnen, um
Flüssigkeit
herausfließen zu
lassen, wenn die Saugkammer mit dem Unterdruck P2 versorgt wird.
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Normalerweise
ist der Umgebungsdruck P1 durch den Atmosphärendruck gebildet. Der Innendruck
P3 des Trinkbehältnisses
kann jedoch dem Umgebungsdruck P1 entsprechen oder höher sein, wenn
das Ventil inaktiv und geschlossen ist, wohingegen der Druck P3
tatsächlich
kleiner als der Umgebungsdruck P1 sein kann, wenn das Ventil offen
ist und ein Herausfließen
von Flüssigkeit
erfolgt.
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Beispielsweise
kann das Trinkbehältnis durch
eine Flasche, einen Karton, einen Trinkbeutel, einen Becher, eine
Schoppenflasche usw. gebildet sein. Die Flüssigkeit im Trinkbehältnis kann
jedes beliebige flüssige
Nahrungsmittel sein, einschließlich eines
Getränks
unter Druck, eines warmen Getränks, eines
flüssigen
Nahrungsmittels, Eiskrem usw.
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Im
Prinzip können
für den
vorliegenden Membrankörper
alle bekannten Membrantypen verwendet werden, beispielsweise ebene,
kreisförmige und
radial aufgehängte
Membranen, oder Membranen mit Kegelform, dreidimensionaler Form.
Die Membranen können über eine
symmetrische oder eine unsymmetrische Form verfügen. Sie können auch aus mehreren Materialien
bestehen, beispielsweise aus Kombinationen steifer Rippen oder Kraftübertragungsabschnitten,
und auch weichen Kunststoffen, die eine radiale Kompression des
Membrankörpers
ermöglichen.
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Vorzugsweise
sollten sowohl der Membrankörper
als auch der Ventilsitz aus einem flexiblen und weichen Material,
vorzugsweise demselben Material, bestehen. Jedoch sollten der Ventilkopf
und seine fixierte Koppelverbindung zum Mantel aus einem steiferen
Material bestehen.
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Beim
vorliegenden Ventildesign ist der Ventilsitz kraftübertragend
mit dem Membrankörper
verbunden. Wenn beispielsweise ein Benutzer durch Saugen einen Unterdruck
P2 in der Saugkammer erzeugt und der Druck die andere Seite des
Membrankörpers
beeinflusst, wird er bewegt und/oder verformt und demgemäß ü berträgt er eine
im wesentlichen axiale Ventilöffnungskraft
an den Ventilsitz. Da der Ventilkopf fest mit dem Mantel verbunden
ist, wird so der Ventilsitz von einem Dichtungseingriff mit dem Ventilkopf
weg bewegt, und das Ventil öffnet
für einen Ausfließvorgang.
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Der
Membrankörper
kann über
eine axiale Erstreckung verfügen
und so einen hülsenartigen Körper bilden.
Vorteilhafterweise kann der hülsenförmige Körper über eine
Rohrform, eine Kegelform oder eine ungefähre Kegelform verfügen. Wenn
der Membrankörper
durch Druck beeinflusst wird, kann er sich so radial bewegen und
seine axiale Ausdehnung verringern. Diese Membranform erzeugt während der
anfänglichen Öffnung des
Ventils eine große Ventilöffnungskraft
und kann mit Vorteil verwendet werden, wenn im Trinkbehältnis ein
relativ hoher Ventilschließdruck
P3 herrscht. Dadurch kann durch Erzeugen eines mäßigen Unterdrucks P2 in der Saugkammer
eine relativ große
Ventilöffnungskraft erzielt
werden.
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Bei
einer Ausführungsform
kann das Befestigungsende des Membrankörpers am stromaufwärtigen Ende
des Mantels, oder nahe bei diesem, mit dem Mantel verbunden sein,
wohingegen das Manövrierende
des Membrankörpers
am stromabwärtigen Ende
des Mantels, oder in dessen Nähe,
mit dem Mantel verbunden sein kann.
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So
kann die stromaufwärtige
Seite des Ventilsitzes flexibel mit einer Ausfließöffnung in
einer Trennwand verbunden sein, die zwischen dem Befestigungsende
und der Öffnung
im Trinkbehältnis vorhanden
ist. Dadurch ist die Saugkammer zwischen der Trennwand und dem Membrankörper vorhanden,
wohingegen die Druckausgleichskammer zwischen dem Membrankörper und
dem Mantel vorhanden ist. Darüber
hinaus ist der Ventilsitz mit mindestens einem Verbindungskanal
versehen, der die Saugkammer mit der Trinköffnung verbindet, um es dadurch
zu ermöglichen,
den Unterdruck P2 zum Aktivieren und Öffnen des Ventils an die Saugkammer zu
liefern.
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Die
stromaufwärtige
Seite des Ventilsitzes kann auch mit einer flexiblen Ringdichtung
versehen sein, die so angebracht ist, dass sie druckabdichtend um
die Ausfließöffnung in
der Trennwand herum mit dieser in Eingriff steht. Beispielsweise
kann die Ausfließöffnung an
einem freien Ende des rohrförmigen Ausfließkanals
vorhanden sein, das von der Trennwand heraussteht und einen Teil
derselben bildet. Als Alternative kann die stromaufwärtige Seite
des Ventilsitzes mit einer flexiblen Hülse, beispielsweise einer weichen
und/oder balgförmigen
Hülse,
versehen sein, die mit der Ausfließöffnung in der Trennwand verbunden
ist. Die Hülse
kann ein getrenntes Teil bilden, das mit dem Ventilsitz verbunden
ist, oder die Hülse
kann mit dem Ventilsitz integriert, beispielsweise gegossen, sein.
Ferner kann das stromaufwärtige Ende
der Hülse
mit einem rohrförmigen
Ausfließkanal
verbunden sein, der aus der Trennwand heraussteht und einen Teil
derselben bildet.
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Der
Ventilsitz kann über
einen flexiblen Abdichtungsbund, der an seiner Außenseite
vorhanden ist, druckabdichtend und beweglich mit dem Mantel verbunden
sein.
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Im
Hinblick auf eine Massenherstellung des Membrankörpers durch einen Formungsvorgang
ist es auch günstig,
dass er über
eine sich aufweitende Y-Form verfügt, wenn er geformt ist und
aus einer entsprechenden Gießform
genommen ist. Dieser Y-förmige
Membrankörper
kann leicht aus der Gießform
entnommen werden, ohne dass es zu irgendeiner Schädigung an
ihm kommt. So verfügt
der Membrankörper über diese
Y-Form unmittelbar nach der Entnahme aus der Gießform, woraufhin er für den anschließenden Einbau
und zur Verwendung mit anderen zugehörigen Komponenten umgebogen
und in seine normale Form zusammengefaltet werden kann.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
kann das Befestigungsende des Membrankörpers am stromabwärtigen Ende
des Mantels, oder in dessen Nähe,
mit dem Mantel verbunden sein, wohingegen das Manövrierende
des Membrankörpers
am stromaufwärtigen
Ende des Mantels, oder in dessen Nähe, mit dem Mantel verbunden
sein kann.
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So
kann die stromaufwärtige
Seite des Ventilsitzes über
einen flexiblen Abdichtungsbund, der an seiner Außenseite
vorhanden ist und von dieser nach außen vorsteht, druckabdichtend
und beweglich mit dem Mantel verbunden sein. So ist die Druckausgleichskammer
zwischen dem Abdichtungsbund, dem Membrankörper und dem Mantel vorhanden, wohingegen
die Saugkammer zwischen dem Membrankörper und der Trinköffnung im
Mantel vorhanden ist. Darüber
hinaus ist der Ventilsitz mit mindestens einem Verbindungskanal
versehen, der die Saugkammer mit der Trinköffnung verbindet, um es dadurch
zu ermöglichen,
den Unterdruck P2 an die Saugkammer zu liefern, um das Ventil zu
aktivieren und zu öffnen.
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Ferner
kann der flexible Abdichtungsbund mit einer Abdichtungsfläche in Form
einer Innenschulter im Mantel verbunden sein.
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Noch
ferner kann das Befestigungsende des Membrankörpers lösbar mit dem Mantel verbunden sein.
Das Befestigungsende und der Mantel können über eine Schnelllöskupplung
verbunden sein, beispielsweise eine Einschnappkupplung oder eine
Gewindeverbindung.
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Der
Mantel kann auch mit einem Innenbund versehen sein, der die Trinköffnung bildet,
wobei dieser Innenbund mit einem ersten Kupplungselement der Schnelllösekupplung
versehen ist, wohingegen das Befestigungsende mit einem zusammenwirkenden
zweiten Kupplungselement der Schnelllösekupplung versehen ist.
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Im
allgemeinen kann der Mantel mit mindestens einer Belüftungseinrichtung,
beispielsweise einem Loch, versehen sein, die in die Druckausgleichskammer
führt.
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Außerdem kann
der Ventilkopf über
mindestens eine Strebe mit dem Mantel verbunden sein.
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Darüber hinaus
können
der Ventilkopf und/oder der Ventilsitz mit einer Führungsvorrichtung versehen
sein, oder als solche ausgebildet sein, die den Ventilkopf während des
Schließens
des Ventils im Ventilsitz zentriert.
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Ein
besonders vorteilhaftes Merkmal der vorliegenden Ventilvorrichtung
besteht darin, dass der Ventilschließdruck, den der bewegliche
Ventilsitz gegen den Ventilkopf in der Gebrauchsstellung ausübt, zunimmt,
wenn ein zunehmender Innendruck P3 im Trinkbehältnis wirkt. Dadurch kann sich
das Ventil nicht öffnen,
wenn ein Überdruck
P3 im Trinkbehältnis
vorhanden ist, oder wenn das Trinkbehältnis zusammengedrückt wird.
Dies verhindert ein unbeabsichtigtes Herausfließen und Verschütten aus
dem Trinkbehältnis;
im Gegensatz zu dem, was für
viele bekannte Ventile für
Trinkbehältnisse
gilt.
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Die
vorliegende Ventilvorrichtung und der Mantel können, falls erforderlich, mit
einer schützenden
oberen Abdeckung und/oder speziellen technischen Maßnahmen
geeigneter Typen versehen sein. Dies betrifft insbesondere die Auswahl
von Methoden und Vorrichtungen zum Verbinden der Ventilvorrichtung
und/oder des Mantels des Trinkbehältnisses. Es betrifft auch
die Wahl des Designs flanschartiger Abdichtungen, einschließlich der
genannten Ringabdichtung und den Abdichtungsbünden, sowie Schnelllösekupplungen
einschließlich
Einschnappkupplungen und Gewindeverbindungen, zwischen Teilen in
der Ventilvorrichtung und/oder dem Mantel. Diese können zur
Verwendung an allen Arten von Trinkbehältnissen ausgebildet sein.
Wenn die Vorrichtung für
einfache Reinigung und/oder Wiederverwendung auszubilden ist, kann
beispielsweise anstelle einer Einschnappkupplung eine Gewindeverbindung
verwendet werden.
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Nachfolgend
werden einige nicht beschränkende
Beispiele bevorzugter Ausführungsformen
der vorliegenden Ventilvorrichtung beschrieben, wobei diese in den
beigefügten
Zeichnungen als Vertikalschnitte dargestellt sind.
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1a–1b zeigen
eine erste Ausführungsform
einer Ventilvorrichtung gemäß der Erfindung,
die innerhalb eines Mantels in Form einer mit einer Flasche verbundenen
Schraubkappe vorhanden ist, wobei das Ventil in einer geschlossenen,
bzw. einer offenen Stellung dargestellt ist;
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2a–2b zeigen
eine erste Ausführungsform
einer Ventilvorrichtung gemäß der Erfindung,
die innerhalb eines Mantels in Form einer mit einer Flasche verbundenen
Schraubkappe vorhanden ist, wobei das Ventil in einer geschlossenen,
bzw. einer offenen Stellung dargestellt ist;
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3a–3c zeigen
eine dritte Ausführungsform
einer Ventilvorrichtung gemäß der Erfindung,
die innerhalb eines mit einem Trinkbehältnis verbundenen Mantels vorhanden
ist, wobei das Ventil in einer geschlossenen, einer offenen bzw.
auch einer offenen und belüfteten
Stellung dargestellt ist; und
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4a–4c zeigen
eine vierte Ausführungsform
einer Ventilvorrichtung gemäß der Erfindung,
wobei diese 4a–4c einzelne
Komponenten der Ventilvorrichtung vor ihrem Zusammenbau zeigen,
wohingegen eine 4d die Komponenten nach ihrem
Zusammenbau zeigt.
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Die
Figuren sind schematisch, und sie können daher in Bezug auf Größen und
Relativpositionen von in ihnen dargestellten Einzelheiten etwas verzerrt
sein. Für ähnliche
oder entsprechende Einzelheiten bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen
der Erfindung sind im wesentlichen ähnliche Bezugszahlen verwendet.
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Alle
Figuren zeigen eine Vorrichtung eines Ventils 2 für ein Trinkbehältnis 4 mit
einem Innendruck P3. Das Ventil 2 ist in einem Mantel 6 vorhanden,
dessen stromabwärtiges
Ende 8 mit einer Trinköffnung 10 versehen
ist, und dessen stromaufwärtiges
Ende 12 offen ist und um eine Öffnung 14 im Trinkbehältnis 4,
wenn die Gebrauchsstellung vorliegt, herum angebracht ist. Dadurch
kann das Ventil 2 betreffend das Ausfließen einer
Flüssigkeit
(nicht dargestellt) aus dem Trinkbehältnis 4 durch die
Trinköffnung 10,
die stromabwärts
in Bezug auf es vorhanden ist, öffnen
und schließen.
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Allgemein
gesagt, weist das Ventil 2 gemäß der Erfindung Folgendes auf:
einen
flexiblen Membrankörper 16,
der mit einem Befestigungsende 18, das in der Gebrauchsstellung
fest mit dem Mantel 6 verbunden ist, und auch einem freien
Manövrierende 20 versehen
ist, das druckabdichtend und beweglich mit dem Mantel 6 verbunden
ist;
einen Ventilkopf 22; und
einen Ventilsitz 24,
gegen den der Ventilkopf 22 abdichtet, wenn das Ventil 2 inaktiv
ist und sich in seiner Ruhestellung befindet.
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Der
Mantel 6 enthält
auch folgendes:
eine Druckausgleichskammer 26 in Verbindung
mit einem Umgebungsdruck P1 um den Mantel 6 sowie einer
Seite 28 des Membrankörpers 16;
und
eine Saugkammer 30 in Verbindung mit der stromabwärtigen Trinköffnung 10 und
der anderen Seite 32 des Membrankörpers 16. Das Ventil 2 ist
so aufgebaut, dass es den Flüssigkeitsauslass öffnet, wenn die
Saugkammer 30, über
die stromabwärtige
Trinköffnung 10,
mit einem Unterdruck P2 versorgt wird, der um einen vorbestimmten
Wert kleiner als der Umgebungsdruck P1 ist. Dadurch unterliegt der
Membrankörper 16 einer
Druckdifferenz (P1–P2),
die ihn mit einer Ventilöffnungskraft
aktiviert und bewegt.
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Zu
den neuartigen Merkmalen des Ventils 2 gehören die
folgenden:
dass der Ventilkopf 22 fest und umgehbar
mit dem Mantel 6 verbunden ist;
dass der Ventilsitz 24 mit
dem Manövrierende 20 des Membrankörpers 16 verbunden
ist;
dass der Ventilsitz 24 stromaufwärts in Bezug
auf den Ventilkopf 22 vorhanden ist;
dass der Ventilsitz 24 druckabdichtend
und beweglich mit dem Mantel 6 verbunden ist. Dadurch kann der
Ventilsitz 24 vom Ventilkopf 22 weg bewegt werden,
und er kann das Ventil 2 zum Auslassen von Flüssigkeit öffnen, wenn
in der Saugkammer 30 der Unterdruck P2 wirkt.
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In
den 1a–1b sowie 2a–2b besteht
das Trinkbehältnis 4 aus
einer Flasche mit einer Trinkschnauze 34 mit Gewinde, die
die Öffnung
in der Flasche bildet, wohingegen der Mantel 6 aus einer
Schraubkappe mit Innengewinde besteht, die lösbar mit der Trinkschnauze 34 verbunden
ist.
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Die 3a–3c zeigen
jedoch nur einen Teil einer Wand eines Trinkbehältnisses 4, beispielsweise
eines Trinkkartons, mit einer Öffnung 14 zum Auslassen
von Flüssigkeit.
Dieses Ausführungsbeispiel
zeigt einen anderen Typ eines Mantels 6, der mit einem
Außenflansch 36 versehen
ist, der an der Außenseite
des Trinkbehältnisses 4,
und um dessen Öffnung 14 herum,
angebracht ist.
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In
allen Figuren verfügt
der Membrankörper 16 über eine
Axialerstreckung, und er bildet einen hülsenförmigen Körper mit Kegelform (siehe 1a–2b)
oder ungefährer
Kegelform (siehe 3a–3b), wenn
er sich in seiner Ruhestellung befindet. Darüber hinaus ist der Ventilkopf 22 über mindestens
eine Verbindungsstrebe 38 mit dem Mantel 6 verbunden.
In den 1a–2b ist
der Ventilkopf 22 mit einem stromaufwärtigen, domförmigen Abschnitt 40 ausgebildet,
der eine Führungsvorrichtung
bildet, die den Ventilkopf 22 während des Schließens des
Ventils 2 im komplementär
geformten Ventilsitz 24 zentriert (siehe 1a und 2a).
In den 3a–3c verfügt der Ventilkopf 22 jedoch über eine
axiale Strebe 42, deren eines Ende mit der Verbindungsstrebe 38 verbunden
ist und deren anderes Ende mit einem Führungsstift 44 versehen
ist, der eine Führungsvorrichtung
bildet, die den Ventilkopf 22 während des Schließens des
Ventils 2 gegenüber dem
Ventilsitz 24 zentriert (siehe 3a). Außerdem zeigen
alle Figuren, dass der Mantel 6 mit mindestens einer Belüftungsöffnung 46 in
die Druckausgleichskammer 26 hinein versehen ist.
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In
den 1a–1b und 2a–2b ist
das Befestigungsende 18 des Membrankörpers 16 mit der Schraubkappe 6 und
der Flasche 4 nahe dem stromaufwärtigen Ende 12 der
Schraubkappe 6, und zwischen der Trinkschnauze 34 und
einer innerhalb der Schraubkappe 6 ausgebildeten Schulter 48, verbunden.
Das Manövrierende 20 des
Membrankörpers 16 ist
jedoch am stromabwärtigen
Ende 8 der Schraubkappe 6 mit dem Mantel 6 verbunden.
Die stromaufwärtige
Seite des Ventilsitzes 24 ist flexibel mit einer Ausfließöffnung 50 in
einer Trennwand 52 verbunden, die zwischen dem Befestigungsende 18 und
der Öffnung 14 in
der Flasche 4 vorhan den ist. Dadurch ist die Saugkammer 30 zwischen
der Trennwand 52 und dem Membrankörper 16 vorhanden, während die
Druckausgleichskammer 26 zwischen dem Membrankörper 16 und
der Schraubkappe 6 vorhanden ist. Der Ventilsitz 24 ist
mit mindestens einem Verbindungskanal 54 versehen, der
die Saugkammer 30 mit der Trinköffnung 10 verbindet.
Ferner ist der Ventilsitz 24 über einen flexiblen Abdichtungsbund 56,
der an seiner Außenseite
vorhanden ist, druckabdichtend und beweglich mit der Schraubkappe 6 verbunden.
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In
den 1a–1b ist
die stromaufwärtige
Seite des Ventilsitzes 24 auch mit einer flexiblen Ringdichtung 58 versehen,
die so angebracht ist, dass sie druckabdichtend um die Ausfließöffnung 50 in
der Trennwand 52 mit dieser Öffnung in Eingriff steht. Bei
diesem Beispiel ist die Ausfließöffnung 50 an
einem freien Ende eines rohrförmigen
Ausfließkanals 60 vorhanden,
der aus der Trennwand 52 heraussteht und einen Teil derselben
bildet.
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In
den 2a–2b ist
die stromaufwärtige
Seite des Ventilsitzes 24 mit einer relativ weichen Hülse 62 versehen,
die mit einer etwas anders geformten Ausfließöffnung 50 in der Trennwand 52 verbunden
ist. Bei diesem Beispiel ist das stromaufwärtige Ende der Hülse 62 mit
einem extrudierten und auch etwas kürzeren rohrförmigen Ausfließkanals 60' verbunden,
der aus der Trennwand 52 heraussteht und einen Teil derselben
bildet. Beim Aktivieren und der Bewegung des Membrankörpers 16 wird
die Hülse 62 vorübergehend
zusammengedrückt
und axial verkürzt
(siehe die 2b).
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In
den 3a–3c ist
jedoch das Befestigungsende 18 des Membrankörpers 16 mit
dem Mantel 6 und dem Trinkbehältnis am stromabwärtigen Ende 8 des
Mantels 6 verbunden, wohingegen das Manövrierende 20 des Membrankörpers 16 mit dem
Mantel 6 nahe dem stromaufwärtigen Ende 12 desselben
verbunden ist. Darüber
hinaus ist die stromaufwärtige
Seite des Ventilsitzes 24 über einen flexiblen Abdichtungsbund 64,
der an seiner Außenseite
vorhanden ist und gegenüber
dieser nach außen
vorsteht, druckabdichtend und beweglich mit dem Mantel 6 verbunden.
So ist die Druckausgleichskammer 26 zwischen dem Abdichtungsbund 64,
dem Membrankörper 16 und
dem Mantel 6 vorhanden, wohingegen die Saugkammer 30 zwischen
dem Membrankörper 16 und
der Trinköffnung 10 im
Mantel 6 vorhanden ist. Der flexible Abdichtungsbund 64 ist
mit einer Abdichtungsfläche
in Form einer Innenschulter 48 im Mantel 6 verbunden.
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Außerdem ist
das Befestigungsende 18 des Membrankörpers 16 über eine
Schnelllösekupplung in
Form einer Einschnappkupplung 66 aus zwei zusammenwirkenden
Elementen, zu denen ein erstes Kupplungselement 66a und
ein zweites Kupplungselement 66b gehören, lösbar mit dem Mantel 6 verbunden.
Bei diesem Beispiel ist der Mantel 6 mit einem die Trinköffnung 10 bildenden
Innenbund 68 versehen. Der Innenbund 68 ist mit
dem ersten Kupplungselement 66a versehen, wohingegen das
Befestigungsende 18 mit dem zweiten Kupplungselement 66b versehen
ist.
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Die 1b, 2b, 3b und 3c zeigen
das Ventil 2 in einer aktiven und offenen Stellung, in
der der Ventilsitz 24 aufgrund der Tatsache, dass ein Unterdruck
P2 an die Saugkammer 30 geliefert wurde und in dieser vorliegt,
vom stationären
Ventilkopf 22 weg bewegt ist. Dadurch liegt auch eine sich ergebende
Differenz (P1–P2)
in der Saugkammer 30 vor. Diese Druckdifferenz aktiviert,
verformt und bewegt so den Membrankörper 16 mit einer
Ventilöffnungskraft,
da der Membrankörper 16 seine
dreidimensionale, radiale Form ändert
und axial kürzer wird.
Der in allen Figuren dargestellte Membrankörper 16 wird radial
nach innen verformt. Die in den 1b und 2b dargestellte
Verformung des Membrankörpers 16 sorgt
jedoch dafür,
dass er axial verkürzt
ist, wohingegen der in den 3b und 3c dargestellte
Membrankörper 16 axial
verlängert
ist.
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In
der 3c ist das Ventil 2 auch in einer Belüftungsstellung
dargestellt, in der der Druck im Trinkbehältnis 4 aufgrund des
Herausfließens
von Flüssigkeit
kleiner als der Umgebungsdruck P1 ist. In diesem Zustand wirkt eine
Druckdifferenz (P1–P3) auf
den flexiblen Abdichtungsbund 64, und diese bewegt ihn
in der Richtung des Trinkbehältnisses 4 nach
innen, bis er öffnet,
um die Belüftungsöffnung 46 im
Mantel 6, die Druckausgleichskammer 26 und einen
Schlitz 70 zwischen dem Abdichtungsbund 64 und
der Schulter 48 des Mantels 6 zu belüften. Die Richtung
des Lufteinlasses ist in der Figur durch stromabwärts gerichtete
Pfeile dargestellt. Der Abdichtungsbund 64 dichtet wieder
ab, sobald im Trinkbehältnis 4 ein
Druckausgleich vorliegt, d. h., wenn P3 größer als P1 oder gleich groß ist. Für die Belüftung des
Trinkbehältnisses 4 besteht
keine Einschränkung
darauf, dass sie nur dann ausgeführt wird,
wenn das Ventil aktiviert und geöffnet
ist, sondern ein Belüften
kann auch unabhängig
von dieser Belüftungsmethode
ausgeführt
werden.
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Wenn
der Unterdruck P2 endet, schließt
das Ventil 2 aufgrund einer elastisch nachgiebigen Rückstellung
nach der Verformung des flexiblen Membrankörpers 16, des Abdichtungsbunds 56, 64,
der Ringdichtung 58 und/oder der flexiblen Hülse 62 hin.
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Gemäß einer
anderen Erscheinungsform der Erfindung zeigen die 4a–4d eine
vierte Ausführungsform
der vorliegenden Ventilvorrichtung, die der in den 2a–2b dargestellten
Ausführungsform ähnelt. Die 4a–4c zeigen
einzelne Komponenten der Ventilvorrichtung vor deren Zusammenbau,
wohingegen die 4d diese Komponenten nach ihrem
Zusammenbau zeigt.
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Genauer
gesagt, zeigt die 4a einen Membrankörper 16 mit
vorteilhafter Form zur Massenherstellung durch übliche Formungstechniken. Durch
Ausbilden einer Gießform
in solcher Weise, dass für
einen entsprechenden Membrankörper 16 mit
einer aufgeweiteten Y-Form gesorgt ist, wenn er in der Form hergestellt
wird, kann der Membrankörper 16 leicht
aus der Form entfernt werden, ohne dass es bei dieser Vorgehensweise
zu irgendeiner Schädigung
an ihm kommt. Infolgedessen verfügt der
Membrankörper 16 über eine
aufgeweitete Y-Form,
wenn er geformt ist und aus der entsprechenden Gießform entnommen
ist. Bei dieser Ausführungsform
ist jedoch das Befestigungsende 18 des Membrankörpers 16 als
O-Ring mit kreisförmigem
Querschnitt ausgebildet. Ferner ist die an der Trennwand 52 angebrachte
genannte Hülse 62 mit dem
Ventilsitz 24 integriert.
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Darüber hinaus
zeigt die 4b den Membrankörper 16 nach
dem Umbiegen und Zusammenfalten in seine normale Gebrauchsform,
wobei der O-Ring 18 mit einer entsprechenden ersten Kreisnut 72 in
Eingriff steht, die an der stromabwärtigen Seite der Trennwand 52 vorhanden
ist. Bei dieser Ausführungsform
ist die stromaufwärtige
Seite der Trennwand 52 auch mit einem bauchigen Bund 74 und
einem umgebenden Stützbund 76 versehen,
zwischen denen eine Flasche 4 (nicht dargestellt) zur Befestigung
an der vorliegenden Ventilvorrichtung positioniert werden kann.
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Noch
ferner zeigt die 4c eine Schraubkappe 6,
die der der 1a–2b ähnelt. Bei
dieser Ausführungsform
ist die Schulter 48 der Schraubkappe 6 mit einer
zweiten Kreisnut 78 versehen, in die der O-Ring 18 eingreifen
kann.
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Die 4c zeigt
die vorliegende Ventilvorrichtung, die in eine Schraubkappe 6 eingebaut
ist und mit der Flasche 4 verbunden werden kann, wobei in
dieser Stellung der O-Ring 18 zwischen der ersten und der
zweiten Nut 72, 78 positioniert ist.