EP0963323A1 - Selbstschliessendes ventil, verfahren zu dessen herstellung und behälter mit diesem selbstschliessenden ventil - Google Patents

Selbstschliessendes ventil, verfahren zu dessen herstellung und behälter mit diesem selbstschliessenden ventil

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EP0963323A1
EP0963323A1 EP98912395A EP98912395A EP0963323A1 EP 0963323 A1 EP0963323 A1 EP 0963323A1 EP 98912395 A EP98912395 A EP 98912395A EP 98912395 A EP98912395 A EP 98912395A EP 0963323 A1 EP0963323 A1 EP 0963323A1
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EP
European Patent Office
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membrane
self
closing valve
valve according
wall
Prior art date
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EP98912395A
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English (en)
French (fr)
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EP0963323B1 (de
Inventor
Bernd Hackmann
Horst Schorner
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Weener Plastik GmbH and Co KG
Kunststoffwerk Kutterer GmbH and Co KG
Original Assignee
Weener Plastik GmbH and Co KG
Kunststoffwerk Kutterer GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D47/00—Closures with filling and discharging, or with discharging, devices
    • B65D47/04—Closures with discharging devices other than pumps
    • B65D47/20—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge
    • B65D47/2018—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge comprising a valve or like element which is opened or closed by deformation of the container or closure
    • B65D47/2031—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge comprising a valve or like element which is opened or closed by deformation of the container or closure the element being formed by a slit, narrow opening or constrictable spout, the size of the outlet passage being able to be varied by increasing or decreasing the pressure

Definitions

  • Self-closing valve method for its production and container with this self-closing valve
  • the present application relates to a self-closing valve for dispensing flowable media from a container and a method for its production.
  • liquids include e.g. B. cleaning and care products for the human body such as liquid soaps, shower gels, shampoos, skin oils and. v. a. m.
  • Another group of such products is food and beverages, for example ketchup, mustard, honey and the like. the like
  • a third group of such products are consumer fluids, such as technical oils, etc.
  • EP-A-0 545 678 proposes a closure cap with a self-closing closure, in which a curved membrane is used, which is connected to a mounting edge via a connecting wall.
  • the connecting wall is arranged between the membrane and the mounting edge in such a way that it rolls off to open the membrane and exerts an opening force on the membrane which is intended to cause the membrane to open.
  • the present invention has for its object to provide a self-closing valve that both excellent opening and
  • Another aspect of the object of the invention is to provide a method for producing such a valve. This object is achieved by the subject matter of claim 1.
  • the method according to the invention is the subject of claim 26.
  • the solution according to the invention creates a self-closing valve which on the one hand opens reliably when pressure is applied to the container in the deployed position, but which on the other hand closes reliably and tightly.
  • a curved membrane is provided, the curvature of which faces the interior of the container in the closed position. If the container is in the overhead division, i.e. H. with the valve pointing downwards, an overpressure is created in the container, and the membrane is arched outwards, whereby slits in the membrane open and allow the liquid to pass through.
  • the membrane and the slots are matched to one another in such a way that elastic deformation forces build up in the membrane when the membrane is deformed, which forces the valve to close when the pressure is released.
  • the transition area between the connecting wall and the membrane in such a way that forces or moments are transmitted from the connecting wall to the membrane, which support the opening and closing.
  • the membrane and the connecting wall are preferably designed to be rotationally symmetrical.
  • the holding section is also preferably designed to be rotationally symmetrical.
  • the membrane is preferably such that it has an approximately spherical shape in the rest position.
  • spherical section is only intended as an indication of the basic design and is not intended to contain an exact geometric definition of the shape of the membrane.
  • the slit in the membrane is of particular importance.
  • slits can be provided, each of which extends outward from the axis of rotation, i. H. extend to the connecting wall.
  • a slot is provided which then extends in the radial direction over the axis of rotation.
  • the membrane particularly preferably has three slots.
  • these slots are arranged in such a way that they extend radially outward from the axis of rotation.
  • the angular spacing of the slots is preferably the same and is 120 °.
  • a slot with three, four or five slots divides the membrane into a corresponding number of tapered ones Rag. After the deformation and opening, these flaps have to be returned in such a way that their cutting limits lie exactly against one another. A slight disorientation of the tabs leads to the tabs lying one above the other, particularly in the area of their tips, which prevents the tabs from making sealing contact.
  • the particularly preferred construction with three slots is based on the knowledge that such a flap, if it comprises an angular cutout of 120 °, is much better protected against lateral displacements and disorientations than a flap which only comprises 90 degrees or less.
  • This web of material acts or these webs of material act like elastic tension springs within the elastic membrane and pull the slot together when it is closed again.
  • this design creates a closure which, despite the low opening forces, has high closing forces and reliably guides the closure tabs to bear against their respective side edges.
  • the invention proposes several different designs for the formation of the connecting wall between the membrane and the holding section.
  • the connecting wall with a rotationally symmetrical structure is designed such that an essentially S-shaped course of the wall in the rest position results in a central section containing the axis of rotation.
  • this wall is then stretched and the membrane opens as soon as the wall has reached the fully stretched state. This results in a retraction and retraction of the valve from a closure cap surrounding the valve.
  • connecting wall it is also possible to design the connecting wall according to a second embodiment, as described in the cited EP-A-0 545 678.
  • a connecting wall is provided, in which there is a rolling edge when the valve is extended from the closure cap, the rolling edge moving towards the membrane.
  • a design with three slots is particularly indicated here.
  • the connecting wall is essentially rigid.
  • stiff is to be understood here to mean that the connecting wall does not essentially produce any material during the transition of the valve from the closed position to the open position Is subject to deformation. In a preferred embodiment, this is achieved in that the connecting wall between the mounting section and the membrane runs essentially rectilinear in cross section.
  • Such a design can be achieved, for example, by designing the connecting wall to be cylindrical with a rotationally symmetrical membrane.
  • the connecting wall can be made with a thicker wall, which results in a very stable support of the membrane with respect to a closure cap.
  • the term "stiff" is therefore not to be understood in the sense that it would preclude a thinner wall thickness or a deformability of the partition, but the term is only to be understood in the sense that a possible deformation of the partition for the process of Opening and closing has no significant influence.
  • the membrane and connecting wall are decoupled in terms of torque, i. H. that the movement of the membrane is influenced as little as possible by forces and in particular moments that could be transmitted from the connecting wall to the membrane.
  • a hinge-like connection between the connecting wall and the membrane can be manufactured in different ways.
  • a thin point which is arranged in the connection area between the connection wall and the membrane and which rotates around the membrane in the case of a rotationally symmetrical membrane design is particularly preferred. This thin point is preferably in the transverse cut s-shaped, designed to increase the hinge effect.
  • the transition area between the connecting wall and membrane in this preferred fourth embodiment is designed in such a way that in particular no moments are transmitted from the connecting wall to the membrane.
  • this transition area can also be created in that the material in this area is inhomogeneous, that is, for. B. another material is used in this area or the properties of the material are influenced in a suitable manner so that the desired reduction in the ability to transmit torque is achieved.
  • the valve according to the invention can be produced from all materials which have suitable values for the elastic deformation and the elastic restoring force.
  • the membrane and / or the connecting wall from a silicone material. It is also possible to manufacture the membrane and / or connecting wall from a thermoplastic elastomer.
  • the connecting wall, the holding section and the membrane preferably consist of the same material and form a valve body.
  • the holding section of the self-closing valve is particularly preferably reinforced by a plastic device, in the case of a rotationally symmetrical design of the valve, a plastic ring which, in comparison to the material of the connecting wall and the membrane, is made from a stiffer and possibly also less expensive plastic material.
  • the intermediate wall, holding section and membrane are injected in a spraying process in an inverted state, i. H. in a state in which the connecting wall is offset by 180 ° to its original position in relation to the holding section.
  • the valve is then turned upside down and inserted in a cap in the upturned state.
  • a reinforcing ring made of a harder plastic is injected onto the holding section at the same time. It is preferred to produce the plastic ring in a previous manufacturing process independently of the self-closing valve and to provide a plurality of openings in this reinforcement ring, into which the material of the valve can penetrate during the injection molding process, so that an intimate, durable and also inexpensive connection between the reinforcement ring and valve body is created.
  • fluid liquids
  • medium medium or flowable medium
  • flowable medium used in the present description are to be understood to mean all substances whose viscosity, regardless of whether this viscosity is determined as dynamic or as kinematic viscosity Outflow of the substance from a container, possibly made possible by an additional pressurization. So there are not only substances included in these terms that flow by themselves, such as. B. watery substances, but also substances that only flow when they are pressurized, such as. B. greasy and pasty substances.
  • the closure is used for food, and here for food that come from a group that includes the following foods:
  • Vegetable and fruit juices and other beverages condiments of all kinds, such as soy sauce and the like, viscous condiments such as mustard, ketchup, mayonnaise, viscous foods, such as honey, jellies, jams, milk products such as milk, condensed milk, cream and the like.
  • valve in the packaging of body care and cleaning agents, such as liquid or pasty soap, shower gels, skin oils, sunscreens, shampoos, hair colorants, skin creams, deodorants etc.
  • body care and cleaning agents such as liquid or pasty soap, shower gels, skin oils, sunscreens, shampoos, hair colorants, skin creams, deodorants etc.
  • valve is also preferred for other cleaning and care agents, such as dishwashing detergents, universal cleaning agents, shoe creams, polishing agents, stain removing agents, liquid detergents and the like.
  • Figure 1 shows a section through the closure of a container in the overhead division, wherein a first embodiment of a self-closing valve according to the invention is arranged in the closure.
  • FIG. 2 shows a bottom view of the exemplary embodiment according to FIG. 1;
  • Fig. 3 shows the embodiment of Figure 1 in the open state.
  • FIG. 4 shows a top view of the illustration according to FIG. 3;
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a valve similar to FIGS. 1-4 with a slightly different valve shape in a sectional view;
  • FIG. 6 is a plan view of a detail from FIG. 5, showing the reinforcement ring
  • FIG. 7 shows a detail of the representation according to FIG. 5;
  • FIG. 8 shows a sectional illustration of a further exemplary embodiment of the invention.
  • the closure shown in Fig. 1 is designated V in its entirety.
  • the closure is screwed onto a neck 1 of a container 2 provided with a conventional thread.
  • this container represented by reference number 3, is the fluid or medium symbolically designated by reference number 4, the viscosity of which is selected such that it can flow out of a closure of the type in question here.
  • the container wall is fully permanently or partially made of flexible material that can be compressed by the user.
  • the neck 1 of the container 2 is cylindrical, the container can have a different shape.
  • a cylindrical closure cap 31 is screwed onto the neck 1 and has a cylindrical part 32 which is provided with an internal thread that matches the external thread of the neck 1.
  • closure cap does not necessarily have to be screwed onto the container neck.
  • Other constructions are also conceivable, e.g. B. a cap, which is held by projections on the neck of the container, and pressed on the container neck or on the container itself, clipped or otherwise secured by friction, gluing or the like.
  • a central opening 6 is provided in this closure cap 31, through which the medium 4 can flow.
  • the medium 4 is prevented from this flow by the self-closing valve, designated overall by 5, according to the present invention.
  • the valve 5 has a membrane 7 which is curved in the manner of a spherical segment inwards, towards the interior 3 of the container and towards the medium 4 when the valve, as shown in FIG. 1, is in the closed position.
  • the connecting wall 8 adjoins the membrane 7 and is connected to the holding section 10 via a curved region 9.
  • this holding section 10 is supported by two cylindrical webs 11 which are attached to the essentially circular cover area 12 of the closure 31. are formed.
  • the valve body consists of a membrane, connecting wall and holding section and is formed in one piece.
  • the lid 12 is designed so that the container can be stored upside down on the lid and thus on the closure.
  • This type of storage or the corresponding technical design that allows this type of storage, has the advantage that the space above the membrane is always filled with liquid, so that the removal process, even with viscous media, is not dependent on the fact that initially the liquid must flow into the valve.
  • the membrane 7, as will be explained later, is not designed with a uniform wall thickness, but the wall thickness decreases towards the center.
  • the connecting wall 8 itself is kept significantly thinner than the membrane.
  • the connecting wall consists of part a, which lies directly against the membrane, and part b, which is connected to region a via the arcuate region 9. As indicated in FIG. 1, there is an angle of approximately 45 ° between the areas a and b in the closed position.
  • annular bead 13 is formed in one piece with the connecting wall and projects radially outward therefrom.
  • annular bead When the valve is open, as can be seen in FIG. 3, the annular bead lies against a shoulder 14 of an annular bead 15 which projects inwards from the closure cap cover and which is designed to be essentially rotationally symmetrical. »M
  • the shoulder 14 is designed such that its bevel corresponds directly to the angle of the annular bead 13 in the open position.
  • the annular bead 15 widens conically away from the container interior 3 and thus forms a guide which guides the intermediate wall region a when the valve is opened. It also has the effect that the connecting wall is supported in the closed position in the front area of the membrane and therefore cannot move with respect to the closure cap. This measure has the advantage that movements of the self-closing valve, which can lead to inadvertent opening of the membrane, are avoided.
  • a hinged lid can be provided which the membrane, for. B. holds with a hemispherical attachment in the position shown in Fig. 1 and serves as a backup during transport.
  • the membrane 7 is slotted, as will now be discussed further with reference to FIGS. 2 to 4.
  • valve and the membrane are designed to be rotationally symmetrical overall, the axis of rotation in FIG. 1 corresponding to line A-A.
  • the membrane has a total of three slots which start from the point at which the axis of rotation pierces the membrane, this point bearing the reference symbol 18.
  • the three slots are also arranged symmetrically and form an angle of 120 ° to each other.
  • the length of the Slits in relation to the membrane result from the illustration according to FIG. 1, then a slot occupies approximately a range between 3/5 and 4/5 of the membrane radius.
  • the slots themselves are cut with a knife tool, the cut preferably being carried out in the position of the valve, as shown in FIG. 1.
  • the slots then extend in a plane that runs perpendicular to the cap cover 12 and includes the axis of symmetry AA.
  • Each opening slot 16 has the same overall length, which in the illustration according to FIG. 2 is composed of the line lengths x + y + z.
  • each slot consists of an inner section II, which is preferably more than half of the total slot length, to which an unslit material bridge 19 connects. After that, the slot continues in section I.
  • the first section II has the slot length x, the material bridge the slot length y and the adjoining slot the length z.
  • the material bridge 19 and thus the length y is preferably somewhat smaller than the length I.
  • This design of the slot has considerable advantages for opening and closing the slots.
  • the material bridge 19 is subjected to essentially only a uniaxial tension in a direction perpendicular to the respective slot.
  • the material bridge 19 thus acts like a simple tension spring, which cannot generate any displacement forces of the slots against one another, but rather acts like a rubber band which is stretched when the tabs are opened and which has the tendency to rest the tabs due to the restoring force move back together.
  • the slot section I lying after the material bridge 19 reinforces this tendency since it keeps tensions in a direction that are not perpendicular to the slot plane away from the material bridge 19. This ensures that essentially only forces perpendicular to the slot plane are effective within the material bridge 19.
  • the material then begins to flow out of the opening O, the flow process continuing as long as an overpressure in the container is created by the compression by the user.
  • the version looks so that the slots are interrupted with the dimensions z, y, x.
  • the dimensions vary over the entire diameter of the sealing blanket 7.
  • the opening slots 16 are not interrupted, but only of different lengths, that is to say the dimension z + y + x varies in the entire diameter of the membrane 7.
  • the design of the slots has a significant impact on the ability of the membrane to open and close.
  • the use of three slots has the particular advantage that the slots can be self-centering against each other.
  • the use of material bridges or webs has the advantage that elastic restoring forces can be built up via a uniaxial stress state.
  • the length of the slots and the width of these material bridges as well as the number of material bridges (two or more material bridges can also be provided per slot .. l 3 can be varied to adapt the opening and closing behavior to different media.
  • all slots can be made with the same length. This is preferred in the case of a rotationally symmetrical design of the valve membrane and a rotationally symmetrical arrangement of the center of a star-shaped slit with three, four, five or more slits.
  • the length of the individual slots can also be designed differently, so that the slot itself is not rotationally symmetrical. It is also possible to arrange the slots in a rotationally symmetrical membrane so that the common point of all slots on the membrane does not coincide with the axis of rotation thereof. It is also possible to provide a star-shaped design with the same or different slot length in a design with three, four, five or more slots, in which the angle between the individual slots is not the same. With four slots, the slots can e.g. B. be designed so that they enclose an angle of> 90 ° to the one adjacent slot, an angle of ⁇ 90 ° to the other adjacent slot.
  • FIGS. 1-4 show a further embodiment of the closing valve according to the invention.
  • This closing valve can be inserted into a closure cap in a similar manner as is the case with the closing valve according to FIGS. 1-4.
  • the closing valve has some deviations from the closing valve according to FIGS. 1-4, which are explained in detail below.
  • valve 5 shows the valve in the state in which it is injected. After the spraying process, the valve is turned inside out, namely by moving the membrane 40 upwards along the axis of symmetry A-A in the illustration according to FIG. 5.
  • the intermediate wall 42 is designed similarly to the intermediate wall 8, but there is a significant difference with regard to the membrane 40 and the transition region 43 between the membrane 40 and the connecting wall 42.
  • connecting wall 40 has a circumferential groove 44, which results in an arcuate region when being turned upward.
  • the design of the area b of the connecting wall and the shoulder 45 is similar to that of the connecting wall 8 and the shoulder 13 shown there and therefore does not need to be discussed again here.
  • the slitting of the membrane 40 need not be shown either, since it corresponds exactly to the slitting, as was explained for the membrane 7 with reference to FIGS. 2 and 4.
  • connection wall 42 has, as can be seen in particular from the illustration according to FIG. 7, an envelope region 50 in which the connection wall is folded inwards in an arc shape.
  • the wall thickness in the part of the envelope area which is closer to the axis of rotation A-A is thinner than the wall thickness of the connecting wall and is approximately half to two thirds of the wall thickness of this connecting wall below the envelope area 50.
  • the envelope region 50 which is curved inwards, is followed by a first arch region 51 (in the uninverted state) which is curved outwards, to which an inwards, ie. H. oppositely curved arc region 52 connects.
  • the wall thickness of this second arch area 52 is significantly higher than the wall thickness of the connecting wall and is approximately 50 to 100% higher than its thickness.
  • the wall thickness of the membrane 40, which directly adjoins the second arch region 52, is approximately three to seven times, preferably approximately five times the wall thickness of the connecting wall, this wall thickness, like all other wall thicknesses of the membrane, in each case parallel to the axis of rotation AA are measured.
  • the diameter ratio of the overall valve to the diameter of the membrane is approximately 4: 3.
  • the arch region 52 is coupled directly to the membrane. It is essential that the arch region 52 does not adjoin the wall of the membrane symmetrically, but is offset in relation to the holding section of the membrane in the non-inverted state.
  • the membrane extends from the arch region 52 via a cylindrical wall 60 away from the holding section in the non-inverted state or in the installed state from the interior of the container.
  • a second wall section 61 which is not cylindrical but conical (the membrane is rotationally symmetrical), extends in the opposite direction from the wall 60, ie towards the container when the valve is installed.
  • the length of the conical wall 61 measured parallel to the axis of rotation is approximately 50% longer than the length of the cylindrical see wall 60.
  • the length of the cylindrical wall 60 is approximately equal to the length of the arc section 52 at the junction with the membrane, measured parallel to the axis of rotation, and the length of the conical wall 61 is then between approximately 30% and approximately 70% preferably 50% longer.
  • the membrane At the end of the cylindrical wall 60, which is designated 60a, the membrane has a relatively sharp edge and then extends from this in a parabolic arc 64 to the axis of rotation.
  • the membrane extends with a section 65 which is only slightly curved, i. H. has a large radius of curvature, the side edge forming an angle between 20 ° and 30 °, preferably approximately 25 °, in section with a plane that is perpendicular to the axis of rotation A-A.
  • the wall section with a large radius of curvature 65 merges into a circular area 66, which is designed perpendicular to the axis of rotation, in a diameter range that is smaller than half the membrane diameter but larger than a quarter of the membrane diameter.
  • Membrane diameter is to be understood here as the largest membrane diameter, that is the distance between two opposite edges 60a.
  • the wall thickness of the membrane increases with increasing distance from the axis of rotation.
  • the wall thickness of the membrane at the point of intersection of the axis of rotation is approximately 25% to 75% larger than the wall thickness of the connecting wall below the membrane, preferably approximately 50% larger.
  • a circular peripheral edge is formed, which is provided with the designation 65a, the wall thickness of the membrane is preferably between 25% and 75% higher than the wall thickness in the center, particularly preferably about 50% higher.
  • the wall thickness of the membrane is preferably approximately 3-4 times the wall thickness at the point of intersection of the axis of rotation, particularly preferably approximately 3.5 times.
  • the membrane is preferably made of a silicone material, but other plastic materials such as thermoplastic elastomers, etc. can also be used.
  • a membrane made of a silicone material with a slit has particularly good properties with regard to opening and closing.
  • a membrane designed in this way opens easily and with a relatively large opening diameter, the state of opening can be maintained with a slight overpressure and closes reliably and tightly as soon as the overpressure is eliminated, residues of the medium which are in the region of the opening when the closure is closed again be sucked back into the container.
  • a further special feature of the design according to FIG. 5 is the additional retaining ring 70.
  • this retaining ring has a plurality of perforations 71 arranged in the circumferential direction, which can be seen in cross section, as can be seen in particular from FIG. 5 extend downwards, ie pointing away from the contact area with the holding section 72 of the valve shown in FIG.
  • the retaining ring 70 consists of a harder, less elastic plastic material than the material of the actual valve, from which the connecting wall and membrane are made.
  • valve according to FIGS. 5, 6 and 7 is manufactured as follows:
  • the retaining ring 70 is injection molded from the corresponding plastic material in a separate operation.
  • the retaining ring is then inserted into the injection mold of the valve body and, in the exemplary embodiment, silicone material is injected into the injection mold.
  • the silicone material penetrates into the openings 71.
  • the silicone material is then annealed at suitable temperatures for a longer period of time.
  • valve body After completion of the valve body, the valve is turned inside out by moving the membrane upwards in the illustration according to FIG.
  • the shoulder 13 then lies against the connecting wall in area a, as is shown in a corresponding manner for the valve shown there in FIG. 1.
  • the valve is then slotted as shown in Figure 2.
  • valve is then inserted into a closure cap as shown in FIG. 1, the webs 11 being designed such that they receive the retaining ring 70 in a corresponding manner.
  • FIG. 8 shows a self-closing valve 80, which consists of a holding section 81, a connecting wall 82 and a membrane 83.
  • the membrane 83 and the transition area 84 to the side wall 80 are designed in exactly the same way as was explained above with reference to FIGS. 5 to 7 for the membrane 40 and the transition area 43.
  • the connecting wall is not moved during the dispensing process.
  • the connecting wall is therefore designed so that it essentially absorbs only the tensile forces which are exerted by the membrane on the connecting wall when the membrane is actuated.
  • the connecting wall 82 is designed with a wall thickness that is approximately as thick or somewhat thicker than the greatest wall thickness of the membrane. This wall thickness leads to a relatively rigid connecting wall.
  • the wall thickness shown in FIG. 8 is not absolutely necessary. It is possible, in particular (but not only) if a corresponding guide is provided in the closure cap, to choose a significantly smaller wall thickness for the connecting wall 82.
  • the holding section 81 is also made with a much greater wall thickness than the holding section in the other exemplary embodiments of the self-closing valve. Here too it is possible to reduce the wall thickness considerably to make. However, the higher wall thickness in the area of the connecting wall 82 and the holding section 81 has significant advantages for the strength of the valve.
  • a retaining ring 85 made of a harder plastic is also provided here, the design of which corresponds to that of the retaining ring 70 according to FIGS. 5-7.
  • the valve is manufactured in the same way as was explained above for the exemplary embodiment according to FIGS. 5-7.
  • the valve is made of a silicone material in the inverted state and is then placed in the state in which it is shown in Figure 8.
  • Plastic material with suitable elastic properties and corresponding restoring force can be used, such as. B. a thermoplastic elastomer.

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Description

Selbstschließendes Ventil, Verfahren zu dessen Herstellung und Behälter mit diesem selbstschließenden Ventil
Beschreibung
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein selbstschließendes Ventil zur Ausgabe von fließfähigen Medien aus einem Behälter sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Es gibt eine Vielzahl von Flüssigkeiten und flüssigkeitsähnli- chen Produkten, die in geeigneten Behältern an Verbraucher vertrieben werden.
Zu diesen Flüssigkeiten gehören z. B. Reinigungs- und Pflegeprodukte für den menschlichen Körper wie flüssige Seifen, Duschgele, Shampoos, Hautöle u. v. a. m. Eine weitere Gruppe derartiger Produkte ist den Nahrungs- und Genußmitteln zuzurechnen, beispielsweise Ketchup, Senf, Honig u. dergl . Eine dritte Gruppe derartiger Produkte sind Gebrauchsflüssigkeiten, wie beispielsweise technische Öle etc.
Den genannten Produkten ist gemeinsam, daß sie dem Behälter vom Verbraucher in relativ kleinen Mengen entnommen werden.
Herkömmliche Behälter weisen dazu eine auf einem Behälterhals aufgeschraubte Verschlußkappe auf. Zum Entnehmen der Flüssigkeit wird der Behälter gekippt und die Flüssigkeit entnommen. Je nach Viskosität der Flüssigkeit und Gebrauchszweck l gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Ausgestaltungen, beispielsweise mit kleinen Ausbringöffnungen und elastischen Behältern, die zum Ausbringen der Flüssigkeit dann zusammengedrückt werden .
In der Patentliteratur gibt es zahlreiche Vorschläge, einen solchen Behälterverschluß mit einem selbstschließenden Ventil zu gestalten. Ein solches Ventil hat den Vorteil, daß der Benutzer nicht jedesmal eine Verschlußkappe lösen muß, um die Flüssigkeit zu entnehmen.
Die Anforderungen an einen selbstschließenden Verschluß sind jedoch sehr hoch. Der Verschluß muß auf einfache Weise betätigbar sein, da er andernfalls keine Vorteile gegenüber her- kömmlichen Schraubverschlüssen bietet, und muß andererseits über eine für den jeweiligen Einsatzzweck ausreichende Dichtigkeit verfügen.
In der EP-A-0 545 678 wird eine Verschlußkappe mit einem selbstschließenden Verschluß vorgeschlagen, bei dem eine gewölbte Membran Verwendung findet, die über eine Verbindungswand mit einem Halterungsrand verbunden ist. Die Verbindungswand ist derart zwischen der Membran und dem Halterungsrand angeordnet, daß sie sich zum Öffnen der Membran abrollt und eine Öff- nungskraft auf die Membran ausübt, welche das Öffnen der Membran bewirken soll.
Ausgehend von diesem Stand der Technik, stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein selbstschließendes Ventil zu schaffen, welches sowohl exzellente Öffnungs- als auch
Schließeigenschaften mit hoher Dichtigkeit aufweist und welches auf wirtschaftliche Weise gefertigt werden kann. Ein weiterer Aspekt der Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Ventils anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst .
Das erfindungsgemäße Verfahren ist Gegenstand des Anspruches 26.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein selbstschließendes Ventil geschaffen, welches sich einerseits zuverlässig öffnet, wenn der Behälter in der Ausbringstellung mit Druck beaufschlagt wird, welches aber andererseits zuverlässig und dicht schließt.
Dies wird dadurch erreicht, daß eine gewölbte Membran vorgesehen ist, deren Wölbung in der Schließposition dem Behälterinneren zugewandt ist. Wird der Behälter in der Überkopfsteilung, d. h. mit nach unten weisendem Ventil, zusammengedrückt, entsteht ein Überdruck im Behälter, und die Membran wird nach außen gewölbt, wobei sich Schlitze in der Membran öffnen und den Durchtritt der Flüssigkeit gestatten.
Die Membran und die Schlitze sind derart aufeinander abgestimmt, daß sich bei der Verformung der Membran nach außen elastische Rückstellkräfte in der Membran aufbauen, die das Schließen des Ventils bei Druckentlastung bewirken.
Es ist bei dieser Bauart insbesondere nicht erforderlich, den Übergangsbereich zwischen Verbindungswand und Membran derart zu gestalten, daß Kräfte bzw. Momente von der Verbindungswand auf die Membran übertragen werden, die das Öffnen und Schließen unterstützen. Vorzugsweise sind die Membran und die Verbindungswand rotationssymmetrisch gestaltet . Bei einer solchen Ausfuhrungsform ist auch der Halteabschnitt vorzugsweise rotationssymmetrisch aus- gebildet.
Die Membran ist vorzugsweise derart beschaffen, daß sie in der Ruheposition eine in etwa kugelabschnittsförmige Gestalt aufweist. Der Begriff "Kugelabschnitt" ist aber hier nur als Hin- weis auf die grundsätzliche Gestaltung gedacht und soll keine exakte geometrische Definition der Form der Membran beinhalten.
Wie ausgeführt, kommt der Schlitzung in der Membran besondere Bedeutung zu.
Insbesondere bei einer rotationssymmetrischen Membran kann man vier oder fünf Schlitze vorsehen, die sich jeweils von der Rotationsachse aus nach außen, d. h. zur Verbindungswand hin, erstrecken.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist ein Schlitz vorgesehen, der sich dann über die Rotationsachse hin in radialer Richtung erstreckt .
Besonders bevorzugt weist die Membran aber drei Schlitze auf.
Diese Schlitze sind bei einer rotationssymmetrischen Membrangestaltung derart angeordnet, daß sie sich von der Rotationsachse aus radial nach außen hin erstrecken. Der Winkel -Abstand der Schlitze ist vorzugsweise gleich und beträgt 120° .
Die Verwendung von drei Schlitzen hat besondere Vorteile.
Eine Schlitzung mit drei, vier oder fünf Schlitzen unterteilt die Membran in eine entsprechende Anzahl von spitz zulaufenden Lappen. Nach der Verformung und Öffnung müssen diese Lappen derart wieder zurückgeführt werden, daß sie mit ihren Schnitt - grenzen genau aneinander anliegen. Eine geringfügige Desorientierung der Lappen führt dazu, daß die Lappen, insbesondere im Bereich ihrer Spitzen, übereinanderliegen, was einen dichtenden Kontakt der Lappen verhindert .
Bei lediglich einem mittigen Schlitz kann ein solches Problem nicht auftreten, da hier keine Lappen der vorstehend beschrie- benen Art gebildet werden.
Der besonders bevorzugten Bauweise mit drei Schlitzen liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein derartiger Lappen, wenn er einen Winkelausschnitt von 120° umfaßt, gegen seitliche Verschiebun- gen und Desorientierungen sehr viel besser geschützt ist als ein Lappen, der lediglich 90 oder weniger Grad umfaßt.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung, die sich sowohl bei einem, vorzugsweise auch bei drei, vier, fünf oder mehr Schlitzen eignet, ist eine Schiitz- gestaltung, bei welcher innerhalb des Schlitzes wenigstens ein Materialsteg verbleibt.
Dieser Materialsteg wirkt bzw. diese Materialstege wirken in- nerhalb der elastischen Membran wie elastische Zugfedern und ziehen den Schlitz beim Wiederverschließen zusammen.
Durch diese Gestaltung wird, wie später noch erläutert wird, ein Verschluß geschaffen, der trotz geringer Öffnungskräfte ho- he Schließkräfte aufweist und eine sichere Führung der Verschlußlappen zur Anlage an ihre jeweiligen Seitenkanten bewirkt . Für die Ausbildung der Verbindungswand zwischen der Membran und dem Halteabschnitt schlägt die Erfindung mehrere unterschiedliche Gestaltungen vor.
Bei einer ersten, bevorzugten Gestaltung ist die Verbindungswand bei rotationssymmetrischem Aufbau so gestaltet, daß sich in einem die Rotationsachse beinhaltenden Zentralschnitt ein im wesentlichen s-förmiger Verlauf der Wand in der Ruheposition ergibt. Bei der Druckbeaufschlagung wird diese Wand dann ge- streckt, und die Membran öffnet sich, sobald die Wand den vollständig gestreckten Zustand erreicht hat. Damit ergibt sich ein Heraus- und Hereinfahren des Ventils aus einer das Ventil umgebenden Verschlußkappe .
Es ist weiterhin möglich, die Verbindungswand gemäß einer zweiten Ausfuhrungsform so zu gestalten, wie es in der zitierten EP-A-0 545 678 beschrieben ist. Bei diesem Ventil ist eine Verbindungswand vorgesehen, bei der sich ein rollender Rand beim Ausfahren des Ventils aus der Verschlußkappe ergibt, wobei der rollende Rand sich auf die Membran zubewegt. Bei einer solchen Gestaltung sollte allerdings dafür Sorge getragen werden, daß keine bzw. keine zu hohen Kräfte von der Seitenwand auf die Membran übertragen werden, da dies beim Öffnen und Schließen der Membran, insbesondere bei ungünstiger Abstimmung der ver- wendeten Materialien und der einzelnen Wandstärken und des Wandstärkenverlaufes, zu Schwierigkeiten, insbesondere beim Verschließen, führen kann. Hier ist besonders eine Gestaltung mit drei Schlitzen angezeigt.
Bei einer dritten besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist die Verbindungswand im wesentlichen steif gestaltet. Unter dem Begriff "steif" soll hier verstanden werden, daß die Verbindungswand während des Übergangs des Ventils von der Schließposition in die Öffnungsposition keiner wesentlichen Verformung unterworfen ist. Dies wird in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erreicht, daß die Verbindungswand zwischen Halterungsabschnitt und Membran im wesentlichen im Querschnitt geradlinig verläuft. Eine solche Gestaltung kann beispielsweise erzielt werden, indem die Verbindungswand bei rotationssymmetrischer Membran zylindrisch gestaltet ist.
Bei dieser Gestaltung kann die Verbindungswand mit dickerer Wandstärke ausgeführt werden, wodurch sich eine sehr stabile Abstützung der Membran in bezug auf eine Verschlußkappe ergibt. Es ist aber auch möglich, die Verbindungswand dünnwandig auszuführen. Der Begriff "steif" ist deshalb nicht in dem Sinne zu verstehen, daß er eine dünnere Wandstärke oder eine Verformbarkeit der Zwischenwand ausschließen würde, sondern der Be- griff ist lediglich in dem Sinne zu verstehen, daß eine eventuelle Verformung der Zwischenwand für den Prozeß des Öfffnens und Schließens keinen wesentlichen Einfluß hat.
Bei einer steifen Verbindungswand ist es besonders zu bevorzu- gen, daß die Membran und Verbindungswand momentenmäßig entkoppelt sind, d. h. daß die Bewegung der Membran möglich wenig von Kräften und insbesondere von Momenten beeinflußt wird, die von der Verbindungswand auf die Membran übertragen werden könnten.
Dies kann bei einer vierten bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung, die mit den vorstehend beschriebenen drei Ausführungsformen kombiniert werden kann, durch eine scharnierartige Verbindung zwischen der Verbindungswand und der Membran erfolgen. Ein solches Scharnier kann auf unterschiedliche Weise her- gestellt werden. Besonders bevorzugt ist eine im Verbindungsbereich zwischen Verbindungswand und Membran angeordnete Dünnstelle, die bei rotationssymmetrischer Membrangestaltung um die Membran umläuft. Bevorzugt ist diese Dünnstelle im Quer- schnitt s-förmig, ausgestaltet, um die Scharnierwirkung zu verstärken.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Übergangsbereich zwischen Verbindungswand und Membran bei dieser bevorzugten vierten Aus- führungsform derart gestaltet, daß insbesondere keine Momente von der Verbindungswand auf die Membran übertragen werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Gestaltung kann dieser Übergangsbereich auch dadurch geschaffen werden, daß das Material in diesem Bereich inhomogen ist, also daß z. B. in diesem Bereich ein anderes Material verwendet oder die Eigenschaften des Materials in geeigneter Weise beeinflußt werden, so daß die gewünschte Reduzierung der Fähigkeit der Momentenübertragung erreicht wird.
Das erfindungsgemäß Ventil kann aus allen Materialien hergestellt werden, die geeignete Werte für die elastische Verformung und die elastische Rückstellkraft aufweisen.
Besonders bevorzugt ist es, die Membran und/oder die Verbindungswand aus einem Silikonmaterial herzustellen. Weiterhin ist die Herstellung von Membran und/oder Verbindungswand aus einem thermoplastischen Elastomer möglich. Vorzugsweise bestehen Verbindungswand, Halterungsabschnitt und Membran dabei aus dem gleichen Material und bilden einen Ventilkörper.
Besonders bevorzugt ist der Halteabschnitt des selbstschließenden Ventils durch eine Kunststoffeinrichtung, bei rotationssymmetrischer Gestaltung des Ventils einen Kunststoffring, ver- stärkt, der, im Vergleich zum Material der Verbindungswand und der Membran, aus einem steiferen und gegebenenfalls auch preisgünstigeren Kunststoffmaterial hergestellt ist. 3
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen selbstschließenden Ventils wird ein Verfahren vorgeschlagen, nach welchem Zwischenwand, Halteabschnitt und Membran in einem Spritzvorgang in einem umgestülpten Zustand gespritzt werden, d. h. in einem Zu- stand, in dem sich die Verbindungswand um 180° versetzt zur ihrer ursprünglichen Position im Verhältnis zum Halteabschnitt befindet. Das Ventil wird dann umgestülpt und im umgestülpten Zustand in eine Verschlußkappe eingesetzt.
Gemäß einer bevorzugten Variante dieses Herstellungsverfahrens, wird an den Halteabschnitt dabei gleichzeitig ein Verstärkungsring aus einem härteren Kunststoff angespritzt. Dabei ist es bevorzugt, den Kunststoffring in einem vorangehenden Fertigungsverfahren unabhängig von dem selbstschließenden Ventil herzustellen und in diesem Verstärkungsring eine Vielzahl von Durchbrüchen vorzusehen, in welche das Material des Ventils beim Spritzvorgang eindringen kann, so daß eine innige, haltbare und zudem preisgünstige Verbindung zwischen Verstärkungsring und Ventilkörper entsteht .
Unter den in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Begriffen "Fluid", "Flüssigkeiten" und "Medium" bzw. "fließfähiges Medium" sollen alle Stoffe verstanden werden, deren Viskosität, unabhängig davon, ob diese Viskosität als dynamische oder als kinematische Viskosität bestimmt ist, ein Ausströmen des Stoffes aus einem Behälter, gegebenenfalls durch eine zusätzliche Druckbeaufschlagung ermöglicht. Es sind also nicht nur solche Stoffe in diese Begriffe einbezogen, die von selbst strömen, wie z. B. wasserartige Stoffe, sondern auch Stoffe, die nur dann strömen, wenn sie mit Druck beaufschlagt werden, wie z. B. fettartige und pastenartige Stoffe.
Gemäß einer ersten bevorzugten Verwendung wird der Verschluß für Nahrungsmittel verwendet, und hier für Nahrungsmittel, die einer Gruppe entstammen, die folgende Nahrungsmittel umfaßt:
Gemüse- und Obstsäfte und sonstige Getränke, Würzsoßen aller Art, wie Sojasoße und dergleichen, zähfließende Würzstoffe, wie Senf, Ketchup, Mayonaise, zähfließende Nahrungsmittel, wie Ho- nig, Gelees, Marmeladen, Milchprodukte, wie Milch, Kondensmilch, Sahne und dergleichen.
Bevorzugt ist ferner die Verwendung des Ventils bei der Verpackung von Körper-Pflege- und Reinigungsmitteln, wie flüssige oder pastenförmige Seife, Duschgele, Hautδle, Sonnenschutzmittel, Shampoos, Haarfärbemittel, Hautcremes, Deodorants etc..
Bevorzugt ist die Verwendung des Ventils ferner für sonstige Reinigungs- und Pflegemittel, wie Spülmittel, Univer- salreinigungsmittel , Schuhcremes, Poliermittel, Fleckenentfernungsmittel, flüssige Waschmittel und dergleichen.
Bevorzugt ist die Verwendung des Verschlusses weiterhin für pharmazeutische Produkte, und vorzugsweise für Produkte die in kleineren Mengen gebraucht werden, wie z. B. Augentropfen, Nasentropfen, Desinfektionsmittel, und alle Formen von pharmazeutischen Produkten, gleichgültig, ob sie zur inneren oder äußeren Anwendung bestimmt sind.
Bevorzugt ist weiterhin eine Verwendung für technische Produkte, beispielsweise für Farben, Lacke, Lösungsmittel, Schmiermittel und sonstige technische Chemikalien und Stoffmischungen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit der Zeichnung.
Darin zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch den Verschluß eines Behälters in der Überkopfsteilung, wobei in dem Verschluß ein erstes Ausführungsbeispiel eines selbstschließenden Ventils gemäß der Erfindung angeordnet ist;
Fig. 2 eine Unteransicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1;
Fig. 3 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in geöffnetem Zustand;
Fig. 4 eine Aufsicht auf die Darstellung gemäß Fig. 3 ;
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Ventils ähnlich der Figuren 1 - 4 mit einer etwas anderen Ventilform in einer Schnittdarstellung;
Fig. 6 eine Aufsicht auf ein Detail der Fig. 5, den Verstär- kungsring zeigend;
Fig. 7 ein Detail der Darstellung gemäß Fig. 5;
Fig. 8 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbei- spiels der Erfindung.
Der in Fig. 1 gezeigte Verschluß ist in seiner Gesamtheit mit V bezeichnet. Der Verschluß ist auf einen mit einem konventionellen Gewinde versehenen Hals 1 eines Behälters 2 aufge- schraubt. Im Inneren dieses Behälters, durch das Bezugszeichen 3 dargestellt, befindet sich das symbolisch mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnete Fluid oder Medium, dessen Viskosität derart gewählt ist, daß es aus einem Verschluß der hier in Rede stehenden Art ausströmen kann. Die Behälterwand besteht voll- ständig oder teilweise aus flexiblem Material, das vom Benutzer zusammengedrückt werden kann.
Der Hals 1 des Behälters 2 ist zylindrisch gestaltet, der Be- hälter kann eine davon abweichende Form aufweisen. Auf den Hals 1 ist eine zylindrische Verschlußkappe 31 aufgeschraubt, die ein zylindrisches Teil 32 aufweist, das mit einem zum Außengewinde des Halses 1 passenden Innengewinde versehen ist .
Es wird darauf hingewiesen, daß die Verschlußkappe nicht zwingend auf den Behälterhals aufgeschraubt werden können muß. Es sind auch andere Konstruktionen denkbar, z. B. eine Verschlußkappe, die durch Vorsprünge auf dem Behälterhals gehalten ist, und auf dem Behälterhals oder auf dem Behälter selbst auf- gedrückt, aufgeklippst oder sonstwie durch Reibung, Kleben oder dergleichen befestigt ist.
In dieser Verschlußkappe 31 ist eine zentrale Öffnung 6 vorgesehen, durch welche das Medium 4 hindurchströmen kann.
An dieser Strömung wird das Medium 4 durch das insgesamt mit 5 bezeichnete selbstschließende Ventil gemäß der vorliegenden Erfindung gehindert .
Das Ventil 5 weist eine Membran 7 auf, die kugelsegmentartig nach innen, zum Behälterinneren 3 und zum Medium 4 hin gewölbt ist, wenn sich das Ventil, wie in Fig. 1 gezeigt, in der Schließposition befindet.
An die Membran 7 schließt sich die Verbindungswand 8 an, welche über einen Krümmungsbereich 9 mit dem Halteabschnitt 10 verbunden ist. Dieser Halteabschnitt 10 wird im montierten Zustand von zwei zylindrischen Stegen 11, die an den im wesentlichen kreisringförmigen Deckelbereich 12 des Verschlusses 31 ange- formt sind, gehalten. Der Ventilkörper besteht aus Membran, Verbindungswand und Halteabschnitt und ist einstückig ausgebildet. Der Deckel 12 ist so gestaltet, daß der Behälter insgesamt auf dem Deckel und damit auf dem Verschluß kopfstehend aufbewahrt werden kann.
Diese Art der Aufbewahrung, bzw. die entsprechende technische Gestaltung, die diese Art der Aufbewahrung erlaubt, hat den Vorteil, daß der Raum über der Membran immer mit Flüssigkeit gefüllt ist, so daß der Entnahmevorgang auch bei zähflüssigen Medien nicht davon abhängig ist, daß zunächst die Flüssigkeit in das Ventil einfließen muß.
Die Membran 7 ist, wie später noch erläutert wird, nicht mit gleichmäßiger Wandstärke ausgebildet, sondern die Wandstärke nimmt zur Mitte hin ab.
Die Verbindungswand 8 selbst ist bei diesem Ausführungsbeispiel deutlich dünner gehalten als die Membran.
Die Verbindungswand besteht aus dem Teil a, der unmittelbar an der Membran anliegt, und aus dem Teil b, der über den bogenförmigen Bereich 9 mit dem Bereich a verbunden ist. Zwischen den Bereichen a und b liegt, wie in Fig. 1 angedeutet, ein Win- kel von ungefähr 45° in der Schließposition.
Im Bereich b der Zwischenwand ist ein Ringwulst 13 einstückig mit der Verbindungswand und von dieser radial nach außen ragend ausgebildet .
Der Ringwulst liegt beim geöffneten Ventil, wie in Fig. 3 zu sehen ist, an einer Schulter 14 eines von der Verschlußkappendecke aus nach innen ragenden Ringwulstes 15, der im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgestaltet ist, an. »M
Die Schulter 14 ist derart gestaltet, daß ihre Schrägung unmittelbar dem Winkel des Ringwulstes 13 in der geöffneten Position entspricht.
Der Ringwulst 15 erweitert sich vom Behälterinneren 3 abgewandt konisch nach außen und bildet damit eine Führung, die den Zwischenwandbereich a bei dem Öffnen des Ventils führt. Er bewirkt weiterhin, daß die Verbindungswand in der Schließposition im vorderen Bereich der Membran abgestützt ist und sich somit nicht in bezug auf die Verschlußkappe bewegen kann. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß Bewegungen des selbstschließenden Ventils, die zu einem unbeabsichtigten Öffnen der Membran führen können, vermieden werden.
Zusätzlich aber in Fig. 1 nicht dargestellt kann ein klappbarer Deckel vorgesehen sein, der die Membran, z. B. mit einem halbkugelförmigen Aufsatz in der in Fig. 1 gezeichneten Position hält und als Sicherung beim Transport dient.
Die Membran 7 ist geschlitzt, wie nun in bezug auf die Figuren 2 bis 4 weiter erörtert wird.
Das Ventil und die Membran sind insgesamt rotationssymmetrisch gestaltet, wobei die Rotationsachse in Fig. 1 der Linie A-A entspricht .
Die Membran weist, wie in Fig. 2 zu sehen, insgesamt drei Schlitze auf, die von dem Punkt ausgehen, an dem die Rotati- onsachse die Membran durchstößt, wobei dieser Punkt das Bezugs- zeichen 18 trägt.
Die drei Schlitze sind ebenfalls symmetrisch angeordnet und schließen zueinander einen Winkel von 120° ein. Die Länge der Schlitze im Verhältnis zur Membran ergibt sich aus der Darstellung gemäß Fig. 1, danach nimmt ein Schlitz ca. einen Bereich zwischen 3/5 und 4/5 des Membranradius 'ein. Die Schlitze selbst sind mit einem Messerwerkzeug geschnitten, wobei der Schnitt vorzugsweises in der Position des Ventils ausgeführt ist, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist. Die Schlitze erstrecken sich dann in einer Ebene, die senkrecht zum Kappendeckel 12 verläuft und die Symmetrieachse A-A einschließt.
Jeder Öffnungsschlitz 16 hat insgesamt die gleiche Länge, die sich in der Darstellung gemäß Fig. 2 sich aus den Streckenlängen x + y + z zusammensetzt.
Beim Ausführungsbeispiel besteht jeder Schlitz aus einem inne- ren Abschnitt II, der vorzugsweise mehr als die Hälfte der gesamten Schlitzlänge beträgt, an den sich eine nicht geschlitzte Materialbrücke 19 anschließt. Danach wird der Schlitz im Abschnitt I fortgesetzt. Der erste Abschnitt II hat die Schlitzlänge x, die Materialbrücke die Schlitzlänge y und der sich daran anschließende Schlitz die Länge z. Die Materialbrücke 19 und damit die Länge y ist vorzugsweise etwas kleiner als die Länge I .
Diese Gestaltung der Schlitzung hat erhebliche Vorteile für das Öffnen und Schließen der Schlitze.
Wie aus der sogenannten Membrantheorie bekannt ist, entsteht innerhalb einer belasteten elastischen Membran ein komplexer mehrachsiger Spannungszustand. Die Spannungsverteilung in der Membran erschwert insbesondere das Schließen der Membran, da bei einem Spannungsanteil, der eine Kraft in eine Richtung erzeugt, die nicht parallel zum jeweiligen Schlitz ist, die einzelnen, durch die Schlitze eingeschlossenen Lappen 20 die Tendenz haben, mit ihren Kanten übereinander zu liegen zu kommen. Durch die Materialbrücke 19 und den dahinterliegenden Schlitzabschnitt I entsteht ein definierter Spannungszustand, der das Schließen der Lappen deutlich begünstigt.
Dies geschieht zum einen dadurch, daß die Materialbrücke 19 im wesentlichen nur einer einachsigen Spannung in einer Richtung senkrecht zum jeweiligen Schlitz unterworfen ist. Beim Öffnen der einzelnen Lappen wirkt die Materialbrücke 19 somit wie eine einfache Zugfeder, die keine Verschiebekräfte der Schlitze gegeneinander erzeugen kann, sondern die wie ein Gummiband wirkt, welches beim Öffnen der Lappen gedehnt wird und durch die Rück- stellkraft die Tendenz hat, die Lappen wieder zusammenziehen.
Der nach der Materialbrücke 19 liegende Schlitzabschnitt I verstärkt diese Tendenz, da er Spannungen in einer Richtung, die nicht senkrecht zur Schlitzebene liegen, von der Materialbrücke 19 fernhält. Damit ist gewährleistet, daß innerhalb der Materialbrücke 19 im wesentlichen nur Kräfte senkrecht zur Schlitzebene wirksam werden.
Die Funktion dieses Verschlusses wird nachfolgend, insbesondere in bezug auf die Figuren 3 und 4 beschrieben.
Wenn der Benutzer Flüssigkeit aus dem Behälter 2 entnehmen will, öffnet er eine ggf. vorhandene (in der Fig. nicht dargestellte) Klappe, wodurch die Durchtrittsöffnung 6 im Verschlußdeckel freiliegt.
Dann drückt er mit der Hand die flexiblen Wandungen des Behälters 2 zusammen, wodurch sich ein Überdruck im Behälter aufbaut. Dieser Überdruck bewirkt, daß der Abschnitt b der Verbindungswand a nach unten umklappt und sich der Ringwulst 13 an die Schulter 14 anlegt . Da dieser Vorgang ein Umklappen ist und keine Rollbewegung der Membran erfordert, ist dieser Vorgang sehr einfach und zuverlässig zu realisieren.
Der Druck wird schließlich so groß, daß er die elastischen Rückstellkräfte der Membran überwindet und sich die Lappen nach außen öffnen, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, wodurch die Öffnung 0 entsteht.
Das Material beginnt dann aus der Öffnung O auszuströmen, wobei der Strömungsvorgang sich so lange fortsetzt, wie ein Überdruck im Behälter durch das Zusammendrücken durch den Benutzer erzeugt wird.
Wenn der Benutzer die Behälterwände entlastet, weiten sich die Behälterwände auf, der Druck sinkt, und die Lappen schließen sich. Die Schließbewegung wird dabei wesentlich durch die Materialbrücken 19 erleichtert. Diese Materialbrücken haben hohe elastische Rückstellkräfte, wenn die Lappen sich über die Ebene hinweg bewegen, die senkrecht zur Rotationssymmetrieachse A-A ist und bewirken dann ein kraftvolles Schließen der Lappen, deren Schnittflächen in der Verschlußposition aufeinander gepreßt werden und somit einen sicheren Verschluß bilden. Beim Schließvorgang wird, durch den im Behälter 3 herrschenden Unterdruck, sogar das noch im Öffnungsbereich befindliche Material in den Behälter zurückgesaugt, so daß keine Rückstände des Mediums an der Außenseite der Lappen 20 haften und von dort nach unten fallen könnten. Insbesondere durch die dreieckförmige Gestaltung mit drei Schlitzen schmiegen sich die Kanten der Lappen 20 selbstzentrierend aneinander und verhindern, daß im Bereich der Rotationsachse 18 (Fig. 2) eine Öffnung übrigbleibt.
Die Wirkung, die die angewandte Schlitzung mit sich bringt, ist vornehmlich die, daß die Rückstellkraft des Ventils erhöht wird, und zwar unabhängig vom Belüftungsgrad, indem die Stege bzw. Materialbrücken 19, wie schon gesagt, wie Gummibänder wirken, die das Ventil kraftvoll in seine Ursprungsposition zurückziehen. Hieraus resultiert, daß das Ventil am Ende einer Entnahme auf jeden Fall wieder vollständig geschlossen ist. Un- terschiedliche Parameter zwischen Länge der Abschnitte I, II und der in dieser Richtung gemessenen Länge der Materialbrücke 19 sind nützlich, um das Ventil für unterschiedliche Medien einsetzen zu können. So werden beispielsweise durch Unterbrechung der Stege die Öffnungskräfte noch weiter herabgesetzt. Es genügen in der Tat recht schmale Materialbrücken. Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist es andererseits nicht erforderlich, die Öffnungsschlitze zu unterbrechen, wenn die Rückstellkraft allein durch eine Reduzierung der Parameter x + y + z erreicht wird, ohne die Öffnungskräfte zu beeinträchtigen. Im einen Fall sieht die Version so aus, daß die Schlitze unterbrochen sind mit den Maßen z, y, x. Die Maße variieren über den ganzen Durchmesser der Verschlußdecke 7. Gemäß einer anderen Version sind die Öffnungsschlitze 16 nicht unterbrochen, sondern nur unterschiedlich lang, das heißt, das Maß z + y + x variiert in dem gesamten Durchmesser der Membran 7.
Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, hat die Gestaltung der Schlitze wesentlichen Einfluß auf die Fähigkeit der Membran, sich zu öffnen und zu schließen.
Die Anwendung dreier Schlitze hat den besonderen Vorteil, daß sich die Schlitze hier selbstzentrierend aneinander abstützen können. Die Verwendung von Materialbrücken oder Stegen hat den Vorteil, daß über einen einachsigen Spannungszustand elastische Rückstellkräfte aufgebaut werden können.
Die Länge der Schlitze und die Breite dieser Materialbrücken sowie auch die Anzahl der Materialbrücken (es können pro Schlitz auch zwei oder mehr Materialbrücken vorgesehen sein .. l3 kann variiert werden, um das Öffnungs- und Schließverhalten an verschiedene Medien anzupassen.
Bei einer Gestaltung mit drei, vier, fünf oder mehr Schlitzen können alle Schlitze mit der gleichen Länge ausgeführt werden. Dies ist bei einer rotationssymmetrischen Gestaltung der Ventilmembran und einer rotationssymmetrischen Anordnung des Mittelpunktes einer sternförmigen Schlitzung mit drei, vier, fünf oder mehr Schlitzen bevorzugt.
Bei einer sternförmigen Schlitzung mit drei, vier, fünf, oder mehr Schlitzen kann die Länge der einzelnen Schlitze aber auch unterschliedlich gestaltet sein, so daß die Schlitzung selbst nicht rotationssymmetrisch ist. Es ist ferner möglich, auch bei einer rotationssymmetrisch gestalteten Membran die Schlitze so anzuordnen, daß der gemeinsame Punkt aller Schlitze auf der Membran nicht mit deren Rotationsachse zusammenfällt. Es ist weiterhin möglich, bei einer Gestaltung mit drei, vier, fünf oder mehr Schlitzen eine sternförmige Gestaltung mit gleicher oder unterschiedlicher Schlitzlänge vorzusehen, bei welcher der Winkel zwischen den einzelnen Schlitzen nicht gleich ist. Bei vier Schlitzen können die Schlitze z. B. so gestaltet sein, daß sie zu dem einen benachbarten Schlitz einen Winkel von > 90°, zum anderen benachbarten Schlitz einen Winkel von < 90° ein- schließen.
Es ist schließlich auch möglich, in der Membran mehrere Schlitze vorzusehen, die nicht in Verbindung miteinander stehen, so daß bei einer Druckbelastung der Membran mehr als eine Öff- nung O entsteht.
Durch die in der Schließposition nach innen gewölbte Form der Membran stützen sich die Schnittkanten der Lappen 20 gewölbeartig aufeinander ab, wodurch hohe Haltekräfte entstehen. Gleichzeitig reichen aber bereits geringe Kräfte aus, um die
Lappen nach innen hin durch Unterdruck zu öffnen, so daß das Zurücksaugen des Mediums in den Behälter begünstigt wird.
Die Schlitzung mit Materialbrücken wurde vorstehend in bezug auf eine Membran mit drei Schlitzen beschrieben. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß eine entsprechende Schlitzung mit Materialbrücken auch durchgeführt werden kann, wenn nur ein Schlitz vorhanden ist, der sich dann über die Rotationsachse hinweg erstreckt, aber auch beim Vorhandensein von vier oder fünf Schlitzen. Auch hier wird man dann Schlitzlänge und Materialbrücken in entsprechender Weise aufeinander abstimmen.
Die Figuren 5, 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schließventils. Dieses Schließventil kann in einer ähnlichen Weise in eine Verschlußkappe eingesetzt werden, wie dies beim Schließventil gemäß den Fig. 1 - 4 der Fall ist. Das Schließventil weist aber einige Abweichungen vom Schließventil gemäß Fig. 1 - 4 auf, die nachfolgend im einzel- nen erläutert werden.
Die Fig. 5 zeigt das Ventil in dem Zustand, in dem es gespritzt wird. Nach dem Spritzvorgang wird das Ventil umgestülpt, und zwar indem die Membran 40 entlang der Rotations-Symmetrieachse A-A in der Darstellung gemäß Fig. 5 nach oben verschoben wird.
Die Zwischenwand 42 ist ähnlich gestaltet wie die Zwischenwand 8, ein wesentlicher Unterschied besteht aber bezüglich der Membran 40 und dem Übergangsbereich 43 zwischen der Membran 40 und der Verbindungswand 42.
Ferner weist die Verbindungswand 40 eine umlaufende Nut 44 auf, welche beim nach oben Stülpen einen bogenförmigen Bereich ergibt. Die Gestaltung des Bereiches b der Verbindungswand und der Schulter 45 ist ähnlich wie bei der Verbindungswand 8 und der dort gezeigten Schulter 13 und braucht deshalb hier nicht noch- mals erörtert zu werden.
Auch die Schlitzung der Membran 40 braucht nicht dargestellt zu werden, da sie exakt der Schlitzung entspricht, wie sie in bezug auf die Fig. 2 und 4 für die Membran 7 erläutert wurde.
Von besonderer Bedeutung ist jedoch die Form des Übergangsbereichs 43 und die Form der Membran selbst, die, wie ersichtlich, von der Darstellung gemäß Fig. 1 abweicht.
Die Verbindungswand 42 weist, wie insbesondere aus der Darstellung gemäß Fig. 7 hervorgeht, einen Umschlagbereich 50 auf, in dem die Verbindungswand bogenförmig nach innen umgeschlagen ist. Dabei ist die Wandstärke in dem Teil des Umschlagbereiches, der näher zur Rotationsachse A-A liegt, dünner als die Wandstärke der Verbindungswand und beträgt in etwa die Hälfte bis zwei Drittel der Wandstärke dieser Verbindungswand unterhalb des Umschlagbereiches 50.
An den Umschlagbereich 50, der nach innen gekrümmt ist, schließt sich ein (im ungestülpten Zustand) nach außen gekrümmter erster Bogenbereich 51 an, an den sich schließlich wieder ein nach innen, d. h. entgegengesetzt gekrümmter Bogenbereich 52 anschließt. Die Wandstärke dieses zweiten Bogenbereiches 52 ist deutlich höher als die Wandstärke der Verbindungswand und liegt etwa um 50 bis 100% höher als deren Stärke.
Zwischen diesem zweiten Bogenbereich 52 und dem Umschlagbereich 50 befindet sich ein scharfkantig ausgebildeter Einstich 55, der zum zweiten Bogenbereich 52 hin von einer parallel zur Ro- tationsachse verlaufenden zylindrischen Fläche 56 und zum Bogenbereich 51 hin von einer Kreisringfläche 57 begrenzt ist, die senkrecht zur zylindrischen Fläche 56 verläuft. An die äußere Kante der Kreisringfläche 57 schließt sich dann der bogen- förmige Umschlagbereich 50 mit einer gekrümmten Wandung an.
Die Wandstärke der Membran 40, die sich an den zweiten Bogenbereich 52 unmittelbar anschließt, beträgt in etwa das Drei- bis Siebenfache, bevorzugt das ca. Fünffache der Wandstärke der Verbindungswand, wobei diese Wandstärke, wie alle anderen Wandstärken der Membran, jeweils parallel zur Rotationsachse A-A gemessen sind.
Das Durchmesserverhältnis des Gesamtventils zum Durchmesser der Membran beträgt in etwa 4:3.
Der Bogenbereich 52 ist unmittelbar an die Membran angekoppelt. Dabei ist von wesentlicher Bedeutung, daß der Bogenbereich 52 nicht symmetrisch an die Wandung der Membran anschließt, son- dem in bezug auf den Halteabschnitt der Membran im nicht-ge- stülpten Zustand hin versetzt ist.
Die Membran erstreckt sich vom Bogenbereich 52 aus über eine zylindrische Wand 60 von dem Halteabschnitt im nicht-gestülpten Zustand, bzw. im eingebauten Zustand von dem Inneren des Behälters weg.
Ein zweiter Wandabschnitt 61, der nicht zylindrisch, sondern konisch (die Membran ist rotationssymmetrisch) gestaltet ist, erstreckt sich in die von der Wand 60 aus entgegengesetzte Richtung, bei eingebauten Ventil also zum Behälter hin.
Die Länge der konischen Wand 61 parallel zur Rotationsachse gemessen, ist ungefähr um 50 % höher als die Länge der zylindri- sehen Wand 60. Anders ausgedrückt ist die Länge der zylindrischen Wand 60 ungefähr gleich der Länge des Bogenabschnittes 52 an der Verbindungsstelle zur Membran, parallel zur Rotationsachse gemessen und die Länge der konischen Wand 61 ist dann um zwischen ca. 30% und ca. 70% vorzugsweise 50% länger.
Am Ende der zylindrischen Wand 60, das mit 60a bezeichnet ist, weist die Membran eine relativ scharfe Kante auf und erstreckt sich dann von dieser aus in einem parabelförmigen Bogen 64 aus zur Rotationsachse hin.
Vom Ende 61a der konischen Wandung 61 aus erstreckt sich die Membran aus mit einem Abschnitt 65, der nur geringfügig gekrümmt ist, d. h. einen großen Krümmungsradius aufweist, wobei die Seitenkante im Schnitt mit einer Ebene, die senkrecht zur Rotationsachse A-A ist, einen Winkel zwischen 20° und 30°, bevorzugt ca. 25° ausbildet.
Der Wandabschnitt mit großem Krümmungsradius 65 geht in einem Durchmesserbereich, der kleiner als die Hälfte des Membrandurchmessers, aber größer als ein Viertel des Membrandurchmessers ist, in einen kreisflächenförmigen Bereich 66 über, der senkrecht zur Rotationsachse gestaltet ist. Unter Membrandurchmesser sei hier der größte Membrandurchmesser zu verstehen, daß ist der Abstand zweier gegenüberliegender Kanten 60a.
Wie aus den Figuren hervorgeht, nimmt also die Wandstärke der Membran mit zunehmenden Abstand von der Rotationsachse zu.
Die Wandstärke der Membran im Durchstoßpunkt der Rotationsachse ist ca. 25% bis 75% größer als die Wandstärke der Verbindungswand unterhalb der Membran, bevorzugt ca. 50% größer. Im Übergangsbereich zwischen der Kreisfläche 66 und der gekrümmten Fläche 65, ist eine kreisförmig umlaufende Kante gebildet, die mit der Bezeichnung 65a versehen ist, ist die Wandstärke der Membran vorzugsweise zwischen 25% und 75% höher als die Wandstärke im Mittelpunkt, besonders bevorzugt ca. um 50% höher.
Im Bereich der Kante 61a beträgt die Wandstärke der Membran, parallel zur Rotationsachse gemessen, vorzugsweise das ca. 3 - 4 -fache der Wandstärke im Durchstoßpunkt der Rotationsachse, besonders bevorzugt das ca. 3,5-fache.
Die Membran ist vorzugsweise aus einem Silikonmaterial hergestellt, es kommen aber auch andere Kunststoffmaterialien, wie thermoplastische Elastomere usw. in Frage.
Es wurde in Versuchen gefunden, daß eine nach vorstehender Beschreibung gefertigte Membran aus einem Silikonmaterial mit einer Schlitzung, wie sie in bezug auf die Figuren 2 und 4 beschrieben worden ist, besonders gute Eigenschaften bezüglich des Öffnens und des Schließens aufweist. Eine derart gestaltete Membran öffnet leicht und mit einem relativ großen Öffnungsdurchmesser, der Offnungszustand kann mit geringem Überdruck aufrecht erhalten werden und schließt, sobald der Überdruck entfällt, zuverlässig und dicht ab, wobei Rückstände des Mediums, die sich im Bereich der Öffnung befinden beim Verschließen wieder in dem Behälter zurückgesaugt werden.
Eine weitere Besonderheit der Gestaltung gemäß Figur 5 ist der zusätzliche Haltering 70. Dieser Haltering weist, wie aus Figur 6 ersichtlich, eine Vielzahl von in Umfangsriehtung ange- ordneten Durchbrechungen 71 auf, welche sich im Querschnitt, wie insbesondere aus Figur 5 ersichtlich ist, nach unten hin, d. h. vom Kontaktbereich mit dem Halteabschnitt 72 des in Figur 50 dargestellten Ventils weg weisend erweitern. Der Haltering 70 besteht aus einem härteren, weniger elastischen Kunststoffmaterial als das Material des eigentlichen Ventils, aus dem Verbindungswand und Membran gefertigt sind.
Das Ventil gemäß den Figuren 5, 6 und 7 wird wie folgt hergestellt :
Zunächst wird in einem separaten Arbeitsgang der Haltering 70 aus dem entsprechenden Kunststoffmaterial spritzgegossen.
Der Haltering wird dann in die Spritzform des Ventilkörpers eingesetzt und es wird, beim Ausführungsbeispiel, Silikonmaterial in die Spritzform eingespritzt. Dabei dringt das Silikonmaterial in die Durchbrüche 71 ein.
Das Silikonmaterial wird dann für einen längeren Zeitabschnitt bei geeigneten Temperaturen getempert .
Nach der Fertigstellung des Ventilkδrpers wird das Ventil umge- stülpt, indem die Membran in der Darstellung gemäß Figur 5 nach oben bewegt wird. Die Schulter 13 liegt dann an der Verbindungswand im Bereich a an, wie dies in entsprechender Weise für das dort gezeigte Ventil in Figur 1 dargestellt ist. Das Ventil wird dann geschlitzt, wie dies in Figur 2 gezeigt ist.
Anschließend wird das Ventil in eine Verschlußkappe entsprechend der Darstellung der Figur 1 eingesetzt, wobei die Stege 11 derart gestaltet sind, daß sie den Haltering 70 in entsprechender Weise aufnehmen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun in bezug auf die Figur 8 beschrieben. 2t
Die Figur 8 zeigt ein selbstschließendes Ventil 80, welches aus einem Halteabschnitt 81, einer Verbindungswand 82 und einer Membran 83 besteht. Die Membran 83 und der Übergangsbereich 84 zur Seitenwand 80 ist genauso gestaltet, wie dies vorstehend in bezug auf die Figuren 5 bis 7 für die Membran 40 und den Übergangsbereich 43 erläutert wurde.
Im Unterschied zur Gestaltung gemäß den Figuren 1 - 7 wird hier aber die Verbindungswand während des Ausgabevorgangs nicht be- wegt. Die Verbindungswand ist deshalb so gestaltet, daß sie im wesentlichen nur die Zugkräfte aufnimmt, welche bei der Betätigung der Membran von der Membran auf die Verbindungswand ausgeübt werden.
Beim Ausführungsbeispiel ist die Verbindungswand 82 mit einer Wandstärke gestaltet, die in etwa so dick oder etwas dicker ist, als die größte Wandstärke der Membran. Diese Wandstärke führt zu einer relativ steifen Verbindungswand.
Bei einer solchen Gestaltung braucht die Verbindungswand innerhalb einer Verschlußkappe, die ähnlich wie die Verschlußkappe in Figur 1 gestaltet ist, nur eine geringe oder gar keine Führung.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Wandstärke die in Figur 8 gezeigt ist, nicht zwingend erforderlich ist. Es ist, insbesondere (aber nicht nur) wenn eine entsprechende Führung in der Verschlußkappe vorgesehen ist, möglich, für die Verbindungswand 82 eine deutlich geringere Wandstärke zu wählen.
Der Halteabschnitt 81 ist ebenfalls mit wesentlich höherer Wandstärke ausgeführt, als der Halteabschnitt bei den anderen Ausführungsbeispielen des selbstschließenden Ventils. Auch hier ist es möglich eine wesentliche Verringerung der Wandstärke vorzunehmen. Die höhere Wandstärke im Bereich der Verbindungswand 82 und des Halteabschnitts 81 hat aber wesentliche Vorteil für die Festigkeit des Ventils.
In entsprechender Weise wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 5 - 7 ist auch hier ein aus einem härteren Kunststoff bestehender Haltering 85 vorgesehen, dessen Gestaltung der des Halterings 70 gemäß den Figuren 5 - 7 entspricht.
Das Ventil wird in gleicher Weise hergestellt, wie dies vorstehend für das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 5 - 7 erläutert wurde. Das Ventil wird aus einem Silikonmaterial in umgestülpten Zustand gefertigt und wird dann in den Zustand gestülpt in dem es in Figur 8 dargestellt ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann statt Silikonmaterial ein anderes
Kunststoffmaterial mit geeigneten elastischen Eigenschaften und entsprechender Rückstellkraft verwendet werden, wie z. B. ein thermoplastischer Elastomer.

Claims

2δPatentansprüche
Selbstschließendes Ventil zur Ausgabe von fließfähigen Medien aus einem Behälter mit
einer gewölbten Membran, deren Wölbung in der Schließposition dem fließfähigen Medium zugewandt ist und welche sich beim Aufbau eines Drucks im Behälter in eine Augabeposition nach außen wölbt,
einem Halteabschnitt, durch welchen das Ventil an diesem Behälter gehalten wird,
einer Verbindungswand, welche zwischen dieser Membran und diesem Halteabschnitt angeordnet ist,
einer in der Membran vorgesehenen Schlitzung, die sich in der Ausgabeposition öffnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß diese Schlitzung derart angeordnet ist, daß sich bei der durch den Druck im Behälter bewirkten Verformung der Membran von der Schließposition in die Ausga- beposition elastische Rückstellkräfte innerhalb dieser Membran aufbauen, welche bewirken, daß die Membran bei einer Druckentlastung aus dieser Ausgabeposition in die Schließpostion zurückgeführt wird.
2. Selbstschließendes Ventil 29gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen dieser Zwischenwand und dieser Membran derart gestaltet ist, daß im wesentlichen keine oder nur geringe Momente von der Zwischenwand auf die Membran übertragen werden, so daß von der Zwischenwand auf die Membran übertragene Momente keinen wesentlichen Einfluß auf das Öffnen und Schließen dieser Schlitzung haben.
3. Selbstschließendes Ventil gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich zwischen Verbindungswand und Membran scharnierartig gestaltet ist.
4. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran und die Verbindungswand im wesentlichen rotationssymmetrisch gestaltet sind.
5. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Übergangsbereich zwischen der Verbindungswand und der Membran derart gestaltet ist, daß die Verbindungswand eine zur Rotationsachse hin gerichtete Umschlagkante mit in etwa bogenförmigem Querschnitt aufweist .
6. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran eine im wesentlichen zur Verbindungswand hin gerichtete umlaufende Wand aufweist, und daß an dieser Wand ein Verbindungsbereich zur Verbindung der Membran mit der Zwischenwand angeformt ist.
7. Selbstschließendes Ventil gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Verbindungsbereich derart an dieser umlaufenden Wand angeformt ist, daß er aus einem Mittelbereich dieser Wand in einer Richtung auf das In- nere der Wölbung hin und, im eingebauten Zustand, vom Behälterinneren weg, versetzt ist.
8. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieser nach innen gerichtete Umschlag der Verbindungswand und dieser Verbindungsbereich der Membran über einen an beiden angeformten Abschnitt verbunden ist, der im Querschnitt vorzugsweise bogenförmig gestaltet ist, wobei die Krümmung dieses Bogens der Krümmung des Um- schlags an der Verbindungswand entgegengesetzt ist.
9. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran in der Schließposition in ihrem Mittelbereich eine zum Behälter hin weisende, im wesentlichen ebene Kreisringfläche aufweist.
10. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Membran von dem Mittelbereich nach außen zunimmt, wobei die Wandstärke im Außenbereich und parallel zur Rotationsachse gemessen vorzugsweise das Zwei- bis Dreifache der Wandstärke im Mittelbereich beträgt .
11. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Patentansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzung derart gestaltet ist, daß sie einen Schlitz aufweist .
12. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der
Patentansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schlitzung drei Schlitze aufweist, welche vorzugsweise sternförmig gestaltet sind und welche Vorzugs- weise im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet sind.
13. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schlitzung vier, fünf oder mehr Schlitze aufweist, die vorzugsweise sternförmig angeordnet sind und die vorzugsweise den gleichen Winkelabstand zueinander aufweisen.
14. Selbstschließendes Ventil gemäß Anspruch 4 und einem der Ansprüche 11 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die- se Schlitzung rotationssymmetrisch zu dieser Rotationsachse gestaltet ist.
15. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer dieser Schlitze derart unterbrochen ist, daß eine Materialbrücke entsteht, wobei die Länge dieser Schlitzunterbrechung kleiner ist, vorzugsweise wesentlich kleiner ist, als die gesamte Länge des jeweiligen Schlitzes.
16. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schlitz wenigstens zwei oder mehr Unterbrechungen aufweist.
17. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verbindungswand einen ersten Abschnitt (a) aufweist, der unmittelbar dieser Membran benachbart ist, sowie einen zweiten Abschnitt (b) , der dem Halteabschnitt benachbart ist, und das dieser erste Abschnitt (a) und dieser zweite Abschnitt (b) in der Schließposition im Querschnitt im Winkel zueinander angeordnet sind.
18. Selbstschließendes Ventil gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß dieser im Querschnitt gemessene Winkel zwischen dem Bereich (a) der Verbindungswand und dem Bereich (b) der Verbindungswand sich vergrößert, wenn sich das Ventil von der Schließposition in die Ausgabeposition bewegt.
19. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver- bindungswand sowohl in der Schließposition als auch in der Ausgabeposition im Querschnitt im wesentlichen geradlinig verläuft.
20. Selbstschließendes Ventil gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungswand im wesentlichen zylindrisch gestaltet ist, und ihre Form im Übergang von der Schließposition in die Ausgabeposition nicht wesentlich ändert.
21. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 - 20, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Halteabschnitt mit einem von der Verbindungswand nach außen kragenden, von einer Rotationssymmetrieachse wegweisenden Halterand ausgebildet ist.
22. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 -21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ver- Stärkungsring vorgesehen ist, welcher aus einem härteren Kunststoffmaterial gefertigt ist, als das Material der Membran.
23. Selbstschließendes Ventil gemäß einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Verstärkungsring 23 bei rotationssymmetrischen Ventilkörper rotationssymmetrisch gestaltet ist und eine Vielzahl von Durchbrechungen aufweist, in denen sich im gefertigten Endzustand Material des Halteabschnittes des Ventils befindet.
24. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 - 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper aus einem Silikonmaterial besteht.
25. Selbstschließendes Ventil gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 - 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper aus einem thermoplastischen Elastomer besteht .
26. Verfahren zur Herstellung eines selbstschließenden Ventils gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 - 25 mit folgenden Verfahrensschritten:
Einspritzen des Kunststoffmaterials in eine Form, durch welche ein einstückiger Ventilkörper bestehend aus Membran, Verbindungswand und Halteabschnitt geformt wird;
Entnehmen des Ventilkörpers aus dieser Form; Umstülpen des Ventilkörpers, indem die Membran durch den von der Verbindungswand umgebenen Hohlraum geführt wird;
Einbringen einer Schlitzung in die Membran.
27. Verfahren zur Herstellung eines selbstschließenden Ventils gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einspritzen des Kunststoffmaterials ein aus Kunststoff bestehender Verstärkungsring in die Form eingelegt wird, wobei dieser Kunststoffring wenigstens zwei Hohlräume aufweist, in welche das KunstStoffmaterial beim Einspritzen eindringt.
28. Behälter zur Aufnahme fließfähiger Medien mit einer flexiblen Behälterwand, welche zum Aufbau eines Drucks innerhalb des Behälters zusammendrückbar ist, mit einer Verschlußkappe und einem darin angeordneten selbst- schließenden Ventil, welches entsprechend mindestens einem der Ansprüche 1 - 25 gestaltet ist.
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