EP1084067A1 - Wiederholt nachfüllbare spraydose, einrichtung zum befüllen derartiger dosen und verfahren zum herstellen derartiger dosen - Google Patents

Wiederholt nachfüllbare spraydose, einrichtung zum befüllen derartiger dosen und verfahren zum herstellen derartiger dosen

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Publication number
EP1084067A1
EP1084067A1 EP98936090A EP98936090A EP1084067A1 EP 1084067 A1 EP1084067 A1 EP 1084067A1 EP 98936090 A EP98936090 A EP 98936090A EP 98936090 A EP98936090 A EP 98936090A EP 1084067 A1 EP1084067 A1 EP 1084067A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
valve
spray
filling
filled
Prior art date
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Granted
Application number
EP98936090A
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English (en)
French (fr)
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EP1084067B1 (de
Inventor
Hermann Runge
Manfred Stadler
Werner Massen
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EBB Ingenieurgeschellschaft
Original Assignee
EBB Ingenieurgeschellschaft
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1084067A1 publication Critical patent/EP1084067A1/de
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Publication of EP1084067B1 publication Critical patent/EP1084067B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/14—Containers or packages with special means for dispensing contents for delivery of liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant for a product delivered by a propellant
    • B65D83/42—Filling or charging means
    • B65D83/425—Delivery valves permitting filling or charging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B9/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour
    • B05B9/03—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material
    • B05B9/04—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material with pressurised or compressible container; with pump
    • B05B9/08—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. of knapsack type
    • B05B9/0805—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. of knapsack type comprising a pressurised or compressible container for liquid or other fluent material
    • B05B9/0838—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. of knapsack type comprising a pressurised or compressible container for liquid or other fluent material supply being effected by follower in container, e.g. membrane or floating piston, or by deformation of container
    • 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
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/14—Containers or packages with special means for dispensing contents for delivery of liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant for a product delivered by a propellant
    • B65D83/60—Contents and propellant separated
    • B65D83/64—Contents and propellant separated by piston

Definitions

  • the invention relates to repeatedly refillable spray cans with a cylindrical body and a tapering neck part, which is closed by a valve plate receiving a spray valve, via which spray medium is filled into the can under pressure.
  • the invention further relates to a device for filling and a method for producing such cans.
  • Spray cans in single-use or disposable versions are very common and are used to hold a wide variety of spray liquids.
  • the disadvantage of such cans is that they have to be disposed of after they have been emptied, the propellant gas filling being environmentally harmful in the case of a large number of these disposable cans.
  • Reusable cans are also known which have a stable and heavy metal body and which are designed for very high pressures.
  • the fittings of such spray cans are usually made of solid brass and are complex, so that the consumer often has no incentive to switch from a disposable can to an expensive reusable can due to the high production costs.
  • reusable cans are acceptable in terms of expenditure, there is an economical use that the empty cans have to be collected, transported to a filling station, filled there by filling systems and transported back to the customer, which is associated with considerable expenditure of time and money is, so that overall the operation of such reusable cans is not or hardly competitive.
  • EP 0 078 936 B1 discloses a pressure can for dispensing assembly foams, consisting of a foaming agent and a propellant.
  • the can comprises an inverted bottom, a dome-like upper part with a closure for discharging the foaming agent through a valve and a cylinder, in the cylinder wall of which a piston which is arranged overhung is provided.
  • the foaming agent filling is enclosed by the top of the piston, an upper cylinder length, the dome and the closure.
  • the propellant is arranged in a propellant gas space formed by the piston, a lower cylinder length and the can base.
  • the can bottom houses a one-way valve.
  • the piston floats on the propellant gas filling.
  • the foam receiving space has a closure with a rubber seal of a valve.
  • the valve body is tubular and closed at the inner end with a valve disk, which lies against the rubber seal via the internal pressure. If the valve body is tilted and the valve disc is lifted, the contents of the can come out through one or more openings.
  • the propellant is introduced from below through a radial opening and the valve.
  • a cap is provided as the outer seal.
  • the cap is given an annular rubber seal.
  • the propellant in the form of a propellant gas used in such a pressure can is an environmentally harmful propellant gas conventionally used in this technique, so that the problems encountered with conventional propellant gases cannot be eliminated with such a can. Furthermore, the can is not designed for refilling, so that the problems associated with the disposal of such cans are not solved.
  • a pressure can with a foil bag which consists of a cylindrical container with a bottom part and a head part with a valve. In the lower area, a foil bag is arranged below a piston. The foil pouch holds the propellant.
  • This propellant gas is enclosed in a solid or liquid state in the film bag in a diffusion-tight manner and is, for example, C0 2 .
  • the piston can be a lamella piston in the manner of a labyrinth seal, the lamellae being filled with sealing or sealing liquid. However, it can also be sealed against the can wall using an O-ring seal.
  • Such a pressure cell also works with non-environmentally compatible propellant gas and cannot be refilled.
  • the object of the invention is to design a spray can designed as a monoblock can (the term “spray can” in the context of the present invention also includes can-like or bottle-like spray containers, so that only “cans” is referred to in the description below and in the claims) of the generic type in this way that it can be refilled repeatedly and is always ready to fill when empty, ie can be filled with filler, that a blowing agent is used that is available at any time and inexpensively, and that is environmentally friendly and non-flammable.
  • this object is achieved in that a piston is arranged in the cylindrical part of the can interior, which has seals associated with the inner wall of the can, the space formed below the piston is filled with compressed air which passes through the top of the piston, the underside of the valve disk and the upper inner wall of the can formed space contains the fluid to be sprayed, the spray valve is integrated in the valve plate base, and a rubber valve is arranged in the piston on the upper side facing the fluid to be sprayed.
  • a spray can is preferably produced by a method according to claim 7.
  • a device for filling such spray cans is designed according to the features of claim 8. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • the piston arrangement is inserted into the spray can before the head or neck of the can is formed, which can be arranged so as to be movable and can be sealed in the can, and its position by the pressure of the compressed air acting as a propellant and the counterpressure of the spray in the form of the Filling medium is determined.
  • the space between the piston and the can bottom is closed.
  • a valve is provided, which is arranged on the top of the piston. If the filling of this space with compressed air is completed when the can is activated for the first time, the valve opening is closed and remains closed, so that the space between the piston and the valve plate is filled with the filling medium.
  • the pressure exerted on the piston from below by the compressed air and the back pressure acting on the piston through the sprayed-in spraying agent are coordinated so that the spraying agent is under a sufficiently high pressure that it can be sprayed.
  • the pressure ratio on both sides of the pressure piston is chosen so that the piston is set approximately in the center with respect to the can height and the air pressure is sufficiently high that even with an almost empty can, that is, when the Can filling is almost sprayed, the rest can be sprayed with sufficient pressure.
  • the piston inside the can is designed in such a way that on its underside there is a sealing lip which extends in the circumferential direction of the piston jacket and which is directed downwards and outwards, so that due to the pressure exerted on the piston by the compressed air upwards is spread, the sealing lip and so that the sealing effect on the inner jacket of the can is strengthened.
  • a corresponding annular sealing lip is provided at a distance from this sealing lip, which extends upwards and outwards and which is spread outwards due to the pressure effect of the spraying agent between the valve plate and the piston, as a result of which an increased seal is achieved on the inner wall of the can, so that this is ensured that spray can not flow down past the piston even under pressure.
  • the inner wall of the can and / or the peripheral surface of the piston is provided with a layer of sealing material, for example Teflon, especially in the area of the sealing lips; Furthermore, the sealing lips are preferably designed as elongated lip seals in order to improve the sealing effect.
  • the piston has a shape in the upper area facing the valve plate, which is curved inwards and upwards according to the neck of the can and is cup-shaped in the inner area in accordance with the shape of the valve plate, so that the valve plate with the spray valve can be accommodated in this cup shape can.
  • the piston is preferably hollow and has stiffeners, namely an inner cylindrical hub and web-shaped walls running radially from this hub to the outer jacket. It is usually made of plastic, but can also be made of metal, the sealing lips in the case of a plastic version also being made of plastic or alternatively designed as rubber seals, as is the case for a metal version.
  • the cans are filled with a device that has a frame on whose base the refill can or bottle is placed in a defined position. Above the can, the frame has an in particular electrohydraulically driven piston with a cylindrical vessel that contains the filling quantity to be introduced into the refill can, as well as a filling needle at the lower end, which is assigned to the spray valve of the can underneath and which is activated when the electrohydraulic one is activated Filling piston presses against the spray valve and this for filling len opens.
  • the filling material is introduced from a storage container via a suction line into the filling container in which the filling piston is arranged, the volume of spraying agent supplied in each case being the exact amount that is to be filled into the refill can during filling.
  • a non-return and pressure relief valve is provided between the suction line and the filling container, which is designed such that when the piston is filled, the filling liquid is not introduced into the suction line, but only into the refill can, and further such that the refill can, with appropriate calibration cannot be overcrowded.
  • the refill can is designed in the form of a seamless or a monoblock can or bottle made of aluminum or plastic. This allows the weight to be kept low.
  • the agent to be sprayed can be any fluid, for example in the form of technical liquids, such as lubricating oils etc., spray agents such as those used for hair care, high or low viscosity creams, foams (at low pressure) and the like.
  • the advantages of the invention consist in particular in the fact that the spray can or spray bottle can be refilled as often as required, that when the spraying agent is refilled there is no need to refill the propellant, that air is used as the propellant, which is available everywhere and free of charge, that the can or Bottle is environmentally friendly because on the one hand it can be filled repeatedly and on the other hand air that is completely harmless is used as a blowing agent, that the filling costs can be reduced significantly, and that an air connection for filling a blowing agent in a filling station according to conventional methods is omitted.
  • a further, decisive advantage of the invention results from the fact that the space filled with compressed air of the can, which is completely closed in the base area below the piston, remains unchanged during the entire operating time of the can, so that the compressed air once filled and thus also the energy expended for it is preserved remains, while the fluid to be sprayed is refilled again and again after being dispensed from the spray can.
  • the spray can is disposed of, the compressed air flows outside and is absorbed by the surrounding atmosphere without any harmful environmental effects.
  • FIG. 1 shows a device for filling a refill can according to the invention
  • FIG. 2 shows a refill can in the initial state of the manufacturing process, with the piston shown separately
  • FIG. 3 shows a refill can according to FIG. 2 with the piston inserted
  • FIG. 4 shows a refill can according to FIG. 3 with deformed neck, and filled with compressed air
  • FIG. 5 shows a refill can according to FIG. 4, with a clinked valve disc
  • FIG. 6 shows a refill can according to FIG. 5 with filled spray
  • FIG. 7 shows a valve disc with spray valve according to FIG. 5.
  • a filling container 6 On a frame 1 with a vertical stand 2 and a base plate 3, an upper support arm 4 and a lower support arm 5 are attached, between which a filling container 6 is arranged for receiving the material to be filled.
  • the container receives a piston 7. 7 'indicates a hand lever (dashed line) which can alternatively be used for a hand-held device instead of a piston drive.
  • the filling volume of the container 6 is designed according to the batch of spraying agent to be dispensed in each case. 1 shows with 7 the upper position of the piston, which can be driven electro-hydraulically, and with 8 its lower piston position. At the lower end of the filling container 6, a filling needle 9 is attached, with the aid of which the spraying agent is transferred.
  • the spray is connected from a (not shown) storage container, for example a storage container, via a suction line 10 and a check and pressure relief valve 1 1 to the lower end of the container 6, so that in preparation for a filling process the container 6 below the one in its upper one Position piston 7 is completely filled.
  • This volume of spray medium is filled into the refill can 12 placed on the base plate 3 under the pressure effect of the piston 7.
  • the can 12 has a base 13 which is locked on the base plate 3 so that the central axis 14 of the can 12 coincides with the central axis 15 of the filling piston 7.
  • An overfill protection is achieved by using a calibrated check or pressure relief valve.
  • the pressure used can be adjusted to the respective materials to be filled and the cans to be filled.
  • the required filling quantity can be stored in the flask beforehand and then introduced into the can in portions. This allows any tin cans, bottles, aluminum pressure vessels and. The like. Fill easily and in a particularly simple manner.
  • a can piston 16 (preferably made of plastic) which has a circular cross-section and which can be moved in the axial direction 14 in a sealing manner along the cylindrical part of the inner circumference of the can 12. It has an annular section 17, the outer circumference of which has a circumferential seal.
  • the can neck 18 of the can 12 is shaped in the manner of a dome towards the inside to form an opening in the can, which has a valve plate 19 which closes the can opening.
  • a spray valve 20 in the form of a mother valve is arranged in the valve plate 19.
  • At 21 is denotes the upper deep-drawn piston rim of the piston 16, which has an opening 22 for receiving a valve 23, which can be of a conventional design, for example made of rubber, plastic or metal (ball valve), via the compressed air or compressed gas in the section below of the can piston 16 is inserted.
  • the ring seal 17 of the piston 16 has, as shown in FIG. 2, a lower annular lip seal 24, the lip of which is directed downwards and outwards and is spread outwards by the compressed air filling 26, which exerts pressure in the can space, and thus is pressed in reinforced system with the inner surface of the refill can 12.
  • the piston 16 has an upper lip seal 25 which is directed upwards and outwards and which is pressed down and out by the pressure of the spraying agent 27 above the piston 16, so that this lip seal is also reinforced under pressure on the inner surface of the refill can 12 comes into contact.
  • the piston 16 within the refill can 12 is hollow and has stiffening, radially extending web walls and a cylindrical or hub-shaped part, both of which are not shown. This gives the piston high rigidity and at the same time low weight.
  • the inner wall of the can and / or the peripheral surface of the piston 16 is covered in particular in the region of the sealing lips 24 and 25 with a sealing layer 28, 29 made of Teflon or the like Provide material.
  • FIG. 2 shows the monoblock box 30 in its initial state; its inner edge is seamless and has a Teflon coating 28.
  • the tubular cylinder 30 with an integrated bottom 31 is open at the upper end 32 so that the piston 16 can be inserted into the cylinder (as shown in FIG. 3).
  • the head portion of the cylinder 30 (as shown in FIG. 4) is formed into a dome 33 with an opening 34, the peripheral edge of which is flanged at 35.
  • the can 30 is then compressed air over a filling needle 36 filled, which is filled through the valve 23 in the cylinder.
  • the valve 23 is, for example, a rubber valve, and the filling needle 36 has such a small diameter that the rubber valve 23 closes again automatically after the filling needle 36 has been withdrawn. Then the valve plate 37 with valve 38 (corresponds to valve plate 19 with valve 20 of FIG. 1) is placed on and clipped to the flanged peripheral edge 35 of the can. The space between valve plate 37 and piston top is thus defined and sealed.
  • the spraying agent is introduced into this spraying agent space 41 via a filling mandrel 39 of a fluid filling device 40 and, due to the pressure exerted, the piston 16 is pressed down against the pressure effect of the compressed air filling.
  • the valve 38 which is integrated in the valve plate 37, is a spray valve without a star, which receives a compression spring 43 in a housing 42.
  • Frame stand base plate upper support arm lower support arm filling container filling piston, upper position hand lever filling piston, lower position filling needle suction line non-return and pressure relief valve refill can bottom center axis can center axis filling piston can piston piston ring-shaped section throttle neck with opening valve plate spray valve upper piston rim opening for receiving the valve bottom seal upper seal compressed air filling Spraying agent sealing layer

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Description

Wiederholt nachfüllbare Spraydose, Einrichtung zum Befüllen derartiger Dosen und Verfahren zum Herstellen derartiger Dosen
Die Erfindung bezieht sich auf wiederholt nachfüllbare Spraydosen mit zylindrischem Körper und sich verjüngendem Halsteil, der durch einen ein Sprühventil aufnehmenden Ventilteller verschlossen ist, über das Sprühmittel unter Druck in die Dose eingefüllt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Befüllen sowie ein Verfahren zum Herstellen derartiger Dosen.
Spraydosen in Einweg- oder Einmal-Ausführung sind sehr weit verbreitet und dienen zur Aufnahme unterschiedlichster Sprühflüssigkeiten. Der Nachteil derartiger Dosen besteht darin, daß sie nach ihrem Entleeren entsorgt werden müssen, wobei bei einer großen Anzahl dieser Wegwerfdosen die Treibgasfüllung umweltschädlich ist.
Des weiteren sind Mehrweg-Dosen bekannt, die einen stabilen und schweren Metallkörper haben und die für sehr hohe Drücke ausgelegt sind. Die Armaturen derartiger Spraydosen sind in der Regel aus massivem Messing hergestellt und aufwendig, so daß aufgrund der hohen Gestehungskosten beim Verbraucher häufig der Anreiz fehlt, von einer Einweg-Dose auf eine teuere Mehrweg-Dose überzugehen. Soweit derartige Mehrweg-Dosen jedoch vom Aufwand her akzeptabel sind, steht einem wirtschaftlichen Einsatz im Wege, daß die leeren Dosen gesammelt, an eine Befüllstation transportiert, dort durch Befüllanlagen befüllt und zum Kunden zurücktransportiert werden müssen, was mit einem erheblichen Kosten- und Zeitaufwand verbunden ist, so daß insgesamt gerechnet auch der Betrieb derartiger Mehrweg-Dosen nicht oder kaum konkurrenzfähig ist. Dafür ist neben den Transportkosten vor allen Dingen auch verantwortlich, daß derartige Mehrweg-Dosen nach dem Befüllen mit dem Sprühmittel auch jedes Mal mit Treibgas gefüllt werden müssen, was, da die Drücke des Fluids und des Treibgases innerhalb der Dose aufeinander abgestimmt werden müssen, nur bei größeren Anlagen einwandfrei und rentabel durchgeführt werden kann. Aus der EP 0 078 936 B1 ist eine Druckdose zum Ausbringen von Montageschäumen, bestehend aus einem Schaumbildner und einem Treibgas bekannt. Die Dose umfaßt einen eingestülpten Boden, ein domartiges Oberteil mit Verschluß zum Ausbringen des Schaumbildners durch ein Ventil und einen Zylinder, in dessen Zylinderwand ein fliegend angeordneter Kolben vorgesehen ist. Die Schaumbildner-Füllung ist durch die Kolbenoberseite, eine obere Zylinderlänge, den Dom und den Verschluß umschlossen. Das Treibmittel ist in einem vom Kolben, einer unteren Zylinderlänge und dem Dosenboden gebildeten Treibgasraum angeordnet. Der Dosenboden nimmt ein Einwegventil auf. Der Kolben schwimmt auf der Treibgasfüllung. Der den Schaumbildner aufnehmende Raum weist einen Verschluß mit Gummidichtung eines Ventils auf. Der Ventilkörper ist rohrförmig ausgebildet und am inneren Ende mit einem Ventilteller verschlossen, der sich über den Innendruck gegen die Gummidichtung legt. Wird der Ventilkörper verkippt und dadurch der Ventilteller abgehoben, tritt der Doseninhalt über eine oder mehrere Öffnungen nach außen. Das Treibmittel wird von unten über eine radiale Öffnung und das Ventil eingeführt. Zur Verbesserung einer Abdichtung am Ventileinsatz (innere Abdichtung) wird eine Kappe als äußere Abdichtung vorgesehen. Die Kappe erhält eine ringförmige Gummidichtung.
Das bei einer derartigen Druckdose verwendete Treibmittel in Form eines Treibgases ist ein in dieser Technik herkömmlich verwendetes umweltschädliches Treibgas, so daß mit einer derartigen Dose die bei herkömmlichen Treibgasen auftretenden Probleme nicht beseitigt werden können. Des weiteren ist die Dose nicht für eine Wie- derbefüllung ausgelegt, so daß damit die mit der Entsorgung derartiger Dosen auftretenden Probleme nicht gelöst werden.
Aus dem DE-U- 90 06 569.7 ist eine Druckdose mit Folienbeutel bekannt, die aus einem zylindrischen Behälter mit Bodenteil und Kopfteil mit Ventil besteht. Im unteren Bereich ist ein Folienbeutel unterhalb eines Kolbens angeordnet. Der Folienbeutel ent- hält das Treibgas. Dieses Treibgas ist in festem oder flüssigem Aggregatzustand im Folienbeutel diffusionsdicht eingeschlossen und ist beispielsweise C02. Der Kolben kann ein Lamellenkolben nach Art einer Labyrinthdichtung sein, wobei die Lamellen mit Dicht- oder Sperrflüssigkeit gefüllt sind. Er kann jedoch auch über eine O-Ring- Dichtung gegen die Dosenwand abgedichtet werden. Eine derartige Druckdose arbeitet ebenfalls mit nicht umweltverträglichem Treibgas, und ist nicht wiederbefüllbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine als Monoblockdose ausgebildete Spraydose (der Ausdruck „Spraydose" umfaßt im Rahmen vorliegender Erfindung auch dosenartige oder flaschenartige Spraybehälter, sodaß in der nachstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen nur von „Dosen" gesprochen wird) der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß sie wiederholt nachfüllbar ist und in entleertem Zustand jederzeit füllbereit, d.h. mit Füllmittel befüllbar ist, daß ein Treibmittel verwendet wird, das jederzeit und kostengünstig verfügbar ist, und das umweltfreundlich sowie nicht brennbar ist.
Des weiteren ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung und ein Verfahren zum erstmaligen und fortlaufenden Befüllen dieser Dosen auf besonders einfache Weise zu schaffen, insbesondere für Einzelabfüller die Möglichkeit der individuellen Befüllung solcher Dosen zu geben.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im zylindrischen Teil des Doseninneren ein Kolben angeordnet ist, der der Doseninnenwand zugeordnete Abdichtungen aufweist, der unterhalb des Kolbens ausgebildete Raum mit Druckluft gefüllt ist, der durch die Oberseite des Kolbens, die Unterseite des Ventiltellers und die obere Innenwand der Dose ausgebildete Raum das zu versprühende Fluid enthält, das Sprühventil im Ventiltellerboden integriert ist, und ein Gummiventil im Kolben auf der dem zu versprühenden Fluid zugewandten Oberseite angeordnet ist. Eine derartige Spraydose wird vorzugsweise nach einem Verfahren nach Anspruch 7 hergestellt. Eine Einrichtung zum Befüllen derartiger Spraydosen ist nach den Merkmalen des Anspruches 8 ausgeführt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung wird die Kolbenanordnung in die Spraydose eingesetzt, bevor der Kopf bzw. Hals der Dose geformt wird, der in der Dose abdichtend beweglich angeordnet ist, und dessen Position durch den Druck der als Treibmittel wirkenden Druckluft und den Gegendruck des Sprühmittels in Form des Befüllmediums bestimmt ist. Der Raum zwischen dem Kolben und dem Dosenboden ist geschlossen. Zum Befüllen dieses Raumes wird ein Ventil vorgesehen, das an der Oberseite des Kolbens angeordnet ist. Ist die Befüllung dieses Raumes mit Druckluft beim erstmaligen Aktivieren der Dose abgeschlossen, wird die Ventilöffnung verschlossen und bleibt verschlossen, so daß der Raum zwischen Kolben und Ventilteller mit dem Befüllmedium gefüllt wird.
Der auf den Kolben von unten durch die Druckluft ausgeübte Druck und der durch das eingepreßte Sprühmittel auf den Kolben wirkende Gegendruck sind so aufeinander abgestimmt, daß das Sprühmittel unter ausreichend hohem Druck steht, daß es versprüht werden kann. Um den Druck der Druckluft zu begrenzen, wird das Druckverhältnis zu beiden Seiten des Druckkolbens so gewählt, daß der Kolben etwa mittig in bezug auf die Dosenhöhe eingestellt wird und der Luftdruck ausreichend hoch bemessen ist, daß auch bei nahezu leerer Dose, d.h., wenn die Dosenfüllung nahezu versprüht ist, der Rest mit ausreichendem Druck versprüht werden kann.
Der Kolben innerhalb der Dose ist so ausgebildet, daß an seiner Unterseite eine in Um- fangsrichtung des Kolbenmantels kreisringförmig verlaufende Abdichtlippe vorgesehen ist, die nach unten und außen gerichtet ist, so daß aufgrund des Druckes, der von der Druckluft nach oben auf den Kolben ausgeübt wird, die Abdichtlippe gespreizt und damit die Dichtwirkung auf den Innenmantel der Dose verstärkt wird. In entsprechender Weise ist von dieser Abdichtlippe beabstandet eine entsprechende ringförmige Abdichtlippe vorgesehen, die nach oben und außen verläuft und die aufgrund des Druckwirkung des Sprühmittels zwischen Ventilteller und Kolben nach außen gespreizt wird, wodurch eine erhöhte Abdichtung an der Doseninnenwand erzielt wird, so daß sichergestellt wird, daß Sprühmittel auch unter Druck nicht am Kolben vorbei nach unten abströmen kann. Zur Verbesserung der Abdichtung wird die Doseninnenwand und/oder die Umfangsfläche des Kolbens speziell im Bereich der Abdichtlippen mit einer Schicht aus Abdichtmaterial, z.B. Teflon versehen; des weiteren sind die Abdichtlippen vorzugsweise als langgezogene Lippendichtungen ausgebildet, um die Abdichtwirkung zu verbessern. Der Kolben weist im oberen, dem Ventilteller zugewandten Bereich eine Formgebung auf, die entsprechend dem Hals der Dose nach innen und oben gekrümmt ist und im inneren Bereich entsprechend der Form des Ventiltellers napfförmig ausgebildet ist, so daß der Ventilteller mit Sprühventil in dieser Napfform aufgenommen werden kann. Der Kolben ist vorzugsweise hohl ausgebildet und weist Versteifungen auf, nämlich eine innere zylindrische Nabe und von dieser Nabe zum Außenmantel radial verlaufende stegförmige Wandungen. Er besteht in der Regel aus Kunststoff, kann jedoch auch aus Metall hergestellt sein, wobei die Abdichtlippen im Falle einer Kunststoffausführung ebenfalls aus Kunststoff bestehen können oder wahlweise als Gummidichtungen ausgebildet sind, wie dies für eine Metallausführung zutrifft.
Das Befüllen der Dosen erfolgt mit einer Einrichtung, die ein Gestell aufweist, auf dessen Fuß die Nachfülldose bzw. -flasche in definierter Position aufgesetzt wird. Das Gestell weist oberhalb der Dose einen insbesondere elektrohydraulisch angetriebenen Kolben mit einem zylindrischen Gefäß, das die in die Nachfülldose einzubringende Füllmenge enthält, sowie am unteren Ende eine Füllnadel auf, die dem Sprühventil der darunter befindlichen Dose exakt zugeordnet ist und die bei einer Aktivierung des elektrohydraulischen Füllkolbens gegen das Sprühventil drückt und dieses zum Befül- len öffnet. Das Befül Imaterial wird aus einem Vorratsbehälter über eine Ansaugleitung in den Füllbehälter, in dem der Füllkolben angeordnet ist, eingeführt, wobei das jeweils zugeführte Volumen an Sprühmittel die exakte Menge ist, die in die Nachfülldose bei einer Befüllung eingefüllt werden soll. Zwischen Ansaugleitung und Be- füllbehälter ist ein Rückschlag- und Überdruckventil vorgesehen, das so ausgelegt ist, daß bei einer Füllbewegung des Kolbens die Füllflüssigkeit nicht in die Ansaugleitung, sondern nur in die Nachfülldose eingebracht wird, und ferner so, daß bei entsprechender Eichung die Nachfülldose nicht überfüllt werden kann.
Die Nachfülldose ist in Form einer nahtlosen oder einer Monoblock-Dose bzw. - Flasche aus Aluminium oder Kunststoff ausgebildet. Damit kann das Gewicht gering gehalten werden.
Das zu versprühende Mittel kann ein beliebiges Fluid sein, beispielsweise in Form technischer Flüssigkeiten, wie Schmieröle etc., Spraymittel, wie sie für die Haarpflege verwendet werden, hoch- oder niedrigviskose Cremes, Schäume (bei geringerem Druck) und dergl.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß die Sprühdose oder Sprühflasche beliebig oft nachfüllbar ist, daß beim Nachfüllen des Sprühmittels ein Nachfüllen des Treibmittels vollständig entfällt, daß als Treibmittel Luft verwendet wird, die überall und kostenlos zur Verfügung steht, daß die Dose bzw. Flasche umweltfreundlich ist, weil sie einerseits wiederholt befüllbar ist und weil andererseits als Treibmittel völlig unschädliche Luft verwendet wird, daß die Füllkosten ganz entscheidend gesenkt werden können, und daß ein Luftanschluß für das Einfüllen eines Treibmittels in einer Befüllstation nach herkömmlichen Methoden entfällt. Mit vorliegender Erfindung ist es ferner Einzelabfüllern möglich, Spraydosen oder Sprayflaschen selbst und individuell an Ort und Stelle wiederholt zu befüllen, sodaß z.B. in einem Friseursalon leergewordene Spraydosen problemlos, schnell und preiswert nachgefüllt und damit wiederholt verwendet werden können. Dadurch, daß die Flasche erst nach dem Einsetzen des Kolbens gebördelt wird, läßt sich von außen nicht erkennen, daß es sich um eine Sprayflasche handelt, die sich von herkömmlichen Sprayflaschen grundsätzlich unterscheidet.
Ein weiterer, entscheidender Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß der mit Druckluft gefüllte Raum der im Bodenbereich vollständig geschlossenen Dose unterhalb des Kolbens während der gesamten Betriebsdauer der Dose unverändert gefüllt bleibt, so daß die einmal eingefüllte Druckluft und damit auch die hierfür aufgewendete Energie erhalten bleibt, während das zu versprühende Fluid nach der Abgabe aus der Spraydose immer wieder nachgefüllt wird. Wird die Spraydose entsorgt, strömt die Druckluft ins Freie und wird von der umgebenden Atmosphäre ohne jede schädliche Umweltbeeinflussung aufgenommen.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Einrichtung zum Befüllen einer erfindungsgemäßen Nachfülldose, Fig. 2 eine Nachfülldose im Ausgangszustand des Herstell Vorganges, mit getrennt dargestelltem Kolben, Fig. 3 eine Nachfülldose nach Fig. 2 mit eingesetztem Kolben, Fig. 4 eine Nachfülldose nach Fig. 3 mit verformtem Hals, und mit Druckluft befüllt, Fig. 5 eine Nachfülldose nach Fig. 4, mit verclinchtem Ventilteller, Fig. 6 eine Nachfülldose nach Fig. 5 mit befülltem Sprühmittel, Fig. 7 einen Ventilteller mit Sprühventil nach Fig. 5.
An einem Gestell 1 mit einem vertikalen Ständer 2 und einer Bodenplatte 3 sind ein oberer Tragarm 4 und ein unterer Tragarm 5 angebracht, zwischen denen ein Füllbehälter 6 zur Aufnahme des abzufüllenden Materials angeordnet ist. Der Behälter nimmt einen Kolben 7 auf. Mit 7' ist ein Handhebel (gestrichelt) angedeutet, der anstelle eines Kolbenantriebs alternativ für ein Handgerät verwendet werden kann. Das Füllvolumen des Behälters 6 ist entsprechend der jeweils abzugebenden Charge an Sprühmittel ausgelegt. Die Fig. 1 zeigt mit 7 die obere Position des Kolbens, der elek- trohydraulisch angetrieben sein kann, und mit 8 dessen untere Kolbenposition. Am unteren Ende des Füllbehälters 6 ist eine Füllnadel 9 angebracht, mit deren Hilfe die Übergabe des Sprühmittels vorgenommen wird. Das Sprühmittel wird aus einem (nicht dargestellten) Vorratsbehälter, z.B. einem Vorratsgebinde, über eine Ansaugleitung 10 und ein Rückschlag- und Überdruckventil 1 1 an das untere Ende des Behälters 6 angeschlossen, so daß zur Vorbereitung eines Füllvorganges der Behälter 6 unterhalb des in seiner oberen Position befindlichen Kolbens 7 vollständig gefüllt wird. Dieses Volumen an Sprühmittel wird in die auf die Bodenplatte 3 aufgesetzte Nachfülldose 12 unter der Druckwirkung des Kolbens 7 eingefüllt. Die Dose 12 weist einen Boden 13 auf, der auf der Bodenplatte 3 so arretiert wird, daß die Mittelachse 14 der Dose 12 mit der Mittelachse 15 des Füllkolbens 7 zusammenfällt. Durch Verwendung eines geeichten Rückschlag- oder Überdruckventils wird eine Überfüll - Ducksicherung erreicht. Der zur Anwendung kommende Druck ist auf die jeweiligen abzufüllenden Materialien und die zu befüllenden Dosen einstellbar. Die benötigte Füllmenge kann vorher im Kolben zwischengespeichert und dann portionsweise in die Dose eingebracht. Damit lassen sich beliebige Blechdosen, Flaschen, Aludruckbehälter u. dergl. problemlos und in besonders einfacher Weise befüllen.
In der Nachfülidose 12 ist ein Dosenkolben 16 (vorzugsweise aus Kunststoff) angeordnet, der kreisförmigen Querschnitt hat und der abdichtend längs des zylindrischen Teils des Innenumfangs der Dose 12 in Achsrichtung 14 beweglich ist. Er weist einen ringförmigen Abschnitt 1 7 auf, dessen Außenumfang eine umlaufende Dichtung besitzt. Der Dosenhals 18 der Dose 12 ist nach innen domartig zu einer Öffnung der Dose geformt, die einen Ventilteller 19 aufweist, der die Dosenöffnung verschließt. Im Ventilteller 19 ist ein Sprühventil 20 in Form eines Mutterventils angeordnet. Mit 21 ist der obere tiefgezogene Kolbenrand des Kolbens 16 bezeichnet, der eine Öffnung 22 zur Aufnahme eines Ventils 23 aufweist, das von herkömmlicher Ausführung sein kann, z.B. aus Gummi, Kunststoff oder Metall (Kugelventil), besteht, über das Druckluft bzw. Druckgas in den Abschnitt unterhalb des Dosenkolbens 16 eingeführt wird. Die Ringdichtung 1 7 des Kolbens 16 weist, wie in Fig. 2 dargestellt ist, eine untere ringförmige Lippendichtung 24 auf, deren Lippe nach unten und außen gerichtet ist und durch die Druckluftfüllung 26, die einen Druck im Dosenraum ausübt, nach außen gespreizt und damit in verstärkte Anlage mit der Innenfläche der Nachfülldose 12 gedrückt wird. Entsprechend weist der Kolben 16 eine obere Lippendichtung 25 auf, die nach oben und außen gerichtet ist und die durch den Druck des Sprühmittels 27 über dem Kolben 16 nach unten und außen gedrückt wird, so daß auch diese Lippendichtung unter Druck verstärkt an der Innenfläche der Nachfülldose 12 in Anlage kommt. Der Kolben 16 innerhalb der Nachfülldose 12 ist hohl ausgebildet und weist versteifende, radial verlaufende Stegwände und einen zylindrischen bzw. nabenförmigen Teil auf, die beide nicht dargestellt sind. Damit erhält der Kolben eine hohe Steifigkeit und gleichzeitig ein geringes Gewicht.
Um die Abdichtung des Kolbens 16 an den Abdichtlippen 24 und 25 zur Doseninnenwand weiter zu verbessern, wird die Doseninnenwand und/oder die Umfangsflä- che des Kolbens 16 insbesondere im Bereich der Abdichtlippen 24 und 25 mit einer abdichtenden Schicht 28, 29 aus Teflon oder dergl. Material versehen.
In Fig. 2 ist die Monoblock-Dose 30 in ihrem Ausgangszustand dargestellt; ihr Innenrand ist nahtfrei ausgebildet und weist eine Teflonbeschichtung 28 auf. Der rohrförmi- ge Zylinder 30 mit integriertem Boden 31 ist am oberen Ende 32 offen, damit der Kolben 16 in den Zylinder eingesetzt werden kann (wie in Fig. 3 dargestellt). Nach dem Einsetzen des Kolbens 16 in den Zylinder 30 wird der Kopfteil des Zylinders 30 (wie in Fig. 4 dargestellt) zu einem Dom 33 mit einer Öffnung 34 geformt, deren Umfangsrand bei 35 gebördelt ist. Die Dose 30 wird anschließend mit Druckluft über eine Füllnadel 36 befüllt, die durch das Ventil 23 in den Zylinder eingefüllt wird. Das Ventil 23 ist z.B. ein Gummiventil, und die Füllnadel 36 hat einen so geringen Durchmesser, daß das Gummiventil 23 sich nach dem Zurückziehen der Füllnadel 36 wieder selbsttätig verschließt. Anschließend wird der Ventilteller 37 mit Ventil 38 (entspricht dem Ventilteller 19 mit Ventil 20 der Fig. 1 ) aufgesetzt und mit dem gebördelten Umfangsrand 35 der Dose verclincht. Damit wird der Raum zwischen Ventilteller 37 und Kolbenoberseite festgelegt und abgedichtet. Über einen Fülldorn 39 einer Fluid-Einfüllvorrichtung 40 wird das Sprühmittel in diesen Sprühmittel-Raum 41 eingeführt und aufgrund des ausgeübten Druckes wird der Kolben 16 nach unten entgegen der Druckwirkung der Druckluftfüllung gedrückt.
Das Ventil 38, das in den Ventilteller 37 integriert ist, ist ein Sprühventil ohne Stern, das in einer Gehäuse 42 eine Druckfeder 43 aufnimmt.
Bezugszeichenliste
Gestell Ständer Bodenplatte Oberer Tragarm Unterer Tragarm Füllbehälter Füllkolben, obere Position Handhebel Füllkolben, untere Position Füllnadel Ansaugleitung Rückschlag- und Überdruckventil Nachfülldose Boden Mittelachse Dose Mittelachse Füllkolben Dosenkolben ringförmiger Abschnitt Drosselhals mit Öffnung Ventilteller Sprühventil Oberer Kolbenrand Öffnung zur Aufnahme des Ventil Untere Dichtung Obere Dichtung Druckluftfüllung Sprühmittel abdichtende Schicht
Monoblock-Dose
Boden oberes Dosenende
Dom
Öffnung
Bördelung
Füllnadel
Ventilteller
Ventil
Fülldorn
Fluid-Einfüllvorrichtung
Sprühmittel
Gehäuse
Druckfeder

Claims

Patentansprüche
1 . Wiederholt nachfüllbare Monoblock-Spraydose (12) mit zylindrischem Körper und sich verjüngendem Halsteil, der durch einen ein Sprühventil (20; 38) aufnehmenden Ventilteller (19; 37) verschlossen ist, über den ein Fluid (27; 41 ) unter Druck in die Dose eingefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß a) im zylindrischen Teil des Doseninneren ein Kolben (16) angeordnet ist, der der Doseninnenwand zugeordnete Abdichtungen (24, 25) aufweist, b) der unterhalb des Kolbens (16) ausgebildete Raum mit Druckluft (26) als Druckmittel gefüllt ist, c) der durch die Oberseite des Kolbens (16), die Unterseite des Ventiltellers (19; 37) und die obere Innenwand der Dose (12) ausgebildete Raum das zu versprühende Fluid (27) enthält, d) das Sprühventil (20; 38) im Ventiltellerboden (19; 37) integriert ist, und e) ein Gummiventil (23) im Kolben (16) auf der dem zu versprühenden Fluid (27) zugewandten Oberseite (21 ) angeordnet ist.
2. Dose nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) ein Metalloder Kunststoffbauteil ist, das am unteren, äußeren Rand eine Abdichtlippe (24) aufweist, die so angeordnet und ausgebildet ist, daß sie sich bei einem auf den Kolben wirkenden Aufwärtsdruck nach außen spreizt und zwischen Innenfläche der Dose (12) und Umfangsfläche des Kolbens (16) abdichtet, der im dazwischenliegenden Bereich eine Abdichtlippe (25) aufweist, die bei einem auf die Oberseite des Kolbens wirkenden Druck sich nach außen spreizt und zwischen Innenfläche der Dose (12) und Umfangsfläche des Kolbens (1 6) abdichtet, und der im oberen Bereich der Form der Verjüngung des Dosenkörpers angepaßt ausgebildet ist.
3. Dose nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) eine zentrische, tiefgezogene, der Form des Ventiltellers (19) entsprechende topfförmi- ge Vertiefung (21 ) aufweist und eine ringförmige Umfangswand (1 7) besitzt, an deren oberem und unterem Ende je eine der ringförmigen Dichtlippen (24, 25) vorgesehen ist.
4. Dose nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) in seinem Inneren lamellenförmige Versteifungen aufweist.
5. Dose nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Dose (12) und/oder die Umfangswand des Kolbens (16), insbesondere an den Dichtlippen (24, 25), eine Beschichtung (28, 29), z.B. aus Teflon, aufweist.
6. Verfahren zum Herstellen wiederholt nachfüllbarer Monoblock-Spraydosen nach einem der Ansprüche 1 - 5, in die ein unter Druck stehendes Sprühmittel eingefüllt wird, das durch Betätigen eines Sprühventils versprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß a) ein oben offener Dosenkörper in Zylinderform mit gleichbleibendem Durchmesser über die gesamte Dosenhöhe und mit integriertem Boden hergestellt wird, b) in den zylindrischen Dosenkörper ein Kolben von oben so eingesetzt wird, daß er längs der zylindrischen Innenwand des Dosenkörpers bewegbar ist, und durch Abdichteingriff mit der Innenwand die Räume oberhalb und unterhalb des Kolbens mittels Lichtlippen des Kolbens abdichtend voneinander getrennt hält; c) das obere Ende des zylindrischen Dosenkörpers zum Dosenhals hin verformt und gebördelt wird, d) der Dosenkörper unterhalb des Kolbens über ein im Kolben vorgesehene Gummiventil mit Hilfe z.B. einer Füllnadel mit Druckluft befüllt wird, e) ein Ventilteller mit Sprühventil am oberen Dosenventil eingesetzt wird und der Ventilteller mit der Dose verclincht wird, und f) das Sprühmittel mit Hilfe eines Fülldornes über das Sprühventil des Ventiltellers in die Dose zwischen Ventilteller und Kolben eingebracht wird.
7. Einrichtung zum Befüllen von wiederholt nachfüllbaren Spraydosen nach einem der Ansprüche 1 - 5, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: a) ein Gestell (1 ) , das die Abfüllstation darstellt, b) einen vom Gestell (1 ) aufgenommenen Füllkolben (7) mit Füllbehälter (6), dem das abzufüllende Fluid über eine Ansaugleitung (10) aus einem Vorratsbehälter zugeführt wird, c) ein Rückschlag- und Überdruckventil (1 1 ) in der Ansaugleitung (10), d) eine Füllnadel (9) an der dem Ventilteller (19) der Dose zugewandten Kolbenende, die dem Sprühventil (20) im Ventilteller (19) zugeordnet ist, und die beim Ausfahren des Füllkolbens das Sprühventil öffnet, damit Fluid aus dem Vorratsbehälter zum Befüllen einer Dose bereitgestellt wird, und e) einen Fuß (3) am Gestell (1 ), der die zu befüllende Dose (12) zentrisch zur Füllnadel aufnimmt.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der den Füllkolben (7) aufnehmende Füllbehälter (6) ein Volumen hat, das der Fluidmenge entspricht, die in eine Dose (12) einzubringen ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (1 1 ) ein geeichtes Ventil ist, das die Überfüllung der Dose (12) verhindert.
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