EP1084067B1 - 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 Download PDF

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EP1084067B1
EP1084067B1 EP98936090A EP98936090A EP1084067B1 EP 1084067 B1 EP1084067 B1 EP 1084067B1 EP 98936090 A EP98936090 A EP 98936090A EP 98936090 A EP98936090 A EP 98936090A EP 1084067 B1 EP1084067 B1 EP 1084067B1
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EP
European Patent Office
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piston
valve
spray
filling
filler
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98936090A
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English (en)
French (fr)
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EP1084067A1 (de
Inventor
Hermann Runge
Manfred Stadler
Werner Massen
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EBB Ingenieurgeschellschaft
Original Assignee
EBB Ingenieurgeschellschaft
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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
    • 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 tapered neck part, which by a spray valve Valve plate is closed, filled into the can under pressure using the spray becomes.
  • the invention further relates to a device for filling and a method for making such cans.
  • Spray cans in disposable or disposable design are very common and serve for the absorption of various spray liquids.
  • the disadvantage of such cans is that they must be disposed of after being emptied, with one large number of these disposable cans, the propellant gas filling is environmentally harmful.
  • Reusable cans are also known which have a stable and heavy metal body have 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 due to the high production costs, the consumer often lacks the incentive to change from a disposable can to an expensive reusable can.
  • Reusable cans are acceptable in terms of expenditure, is economical Use in the way that the empty cans are collected, transported to a filling station, filled there by filling systems and transported back to the customer must, which is associated with a considerable cost and time, so that overall, the operation of such reusable cans is not, or hardly, at all is competitive.
  • EP 0 078 936 B1 describes a pressure can for dispensing assembly foams, consisting of a foaming agent and a propellant known.
  • the can includes an inverted bottom, a dome-like upper part with a closure for deployment of the foaming agent through a valve and a cylinder, in the cylinder wall flying piston is provided.
  • the foaming agent filling is through Piston top, an upper cylinder length, the dome and the closure enclosed.
  • the propellant is in one of the piston, a lower cylinder length and the can bottom arranged propellant gas space arranged.
  • the can bottom takes a one-way valve on.
  • the piston floats on the propellant gas filling.
  • the foaming agent receiving space has a closure with a rubber seal of a valve.
  • the valve body is tubular and has a valve disk at the inner end closed, which lies on the internal pressure against the rubber seal. Will the If the valve body tilts and the valve disk is lifted, the contents of the can appear through one or more openings to the outside.
  • the blowing agent is over from below a radial opening and the valve inserted.
  • a cap is provided on the valve insert (inner seal) as an outer seal. The cap is given an annular rubber seal.
  • blowing agent used in such a pressure can in the form of a propellant is an environmentally harmful propellant gas conventionally used in this technique that with such a can the problems encountered with conventional propellants cannot be eliminated. Furthermore, the can is not for refilling designed so that those occurring with the disposal of such cans Problems cannot be 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 bag contains the propellant.
  • This propellant gas is enclosed in a solid or liquid state in a diffusion-tight manner in the film bag and is, for example, CO 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 a spray can designed as a monoblock can
  • spray can also includes can-like in the context of the present invention or bottle-like spray containers, so that in the description below and in the claims are spoken only of "cans") of the generic type, that it can be refilled repeatedly and in an empty state at any time ready to fill, i.e. can be filled with filler that a propellant is used at any time and is available at low cost, and it is environmentally friendly and non-flammable is.
  • Another object of the invention is a device and a method for the first time and continuously filling these cans in a particularly simple manner create the possibility of individual filling, especially for individual bottlers to give such cans.
  • this object is achieved in that in the cylindrical part a piston is arranged inside the can, which is assigned to the inside wall of the can Seals, the space formed below the piston with compressed air which is filled by the top of the piston, the bottom of the valve plate 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 in the piston on the the upper side facing the fluid to be sprayed is arranged.
  • Such a spray can is preferably made by a method according to claim 7 manufactured.
  • a device for filling such spray cans is according to the features of claim 8 executed. Further refinements of the invention are the subject of subclaims.
  • the piston assembly is inserted into the spray can before the head or neck of the can is formed, which is arranged so as to be movable and movable in the can is, and its position by the pressure of acting as a blowing agent Compressed air and the back pressure of the spray in the form of the filling medium determined is.
  • the space between the piston and the can bottom is closed.
  • This space is provided with a valve on the top of the piston is arranged. Is this room filled with compressed air when activated for the first time the can is closed, the valve opening is closed and remains closed, so that the space between the piston and valve plate is filled with the filling medium becomes.
  • the pressure ratio selected on both sides of the pressure piston so that the piston is approximately in the middle is set in relation to the can height and the air pressure is sufficiently high is that even when the can is almost empty, i.e. when the can filling is almost spraying the rest can be sprayed with sufficient pressure.
  • the piston within the can is designed so that a circumferential direction on its underside of the piston skirt provided an annular sealing lip is directed downwards and outwards, so that due to the pressure exerted by the Compressed air is exerted upwards on the piston, the sealing lip spreads and so that the sealing effect on the inner jacket of the can is strengthened.
  • a corresponding annular sealing lip is spaced from this sealing lip provided that runs upwards and outwards and that due to the Pressure effect of the spray between the valve disc and piston spread outwards which results in an increased seal on the inner wall of the can so that it is ensured that spray does not pass the piston even under pressure can flow down.
  • the inner wall of the can and / or the peripheral surface of the piston especially in the area of the sealing lips with a layer of sealing material, e.g. Provided with Teflon; furthermore are the sealing lips preferably designed as an elongated lip seal to achieve the sealing effect to improve.
  • the piston points in the upper, facing the valve plate Area a shape that corresponds to the inside of the can's neck and is curved at the top and in the inner area according to the shape of the valve plate is cup-shaped, so that the valve plate with spray valve in this cup shape can be included.
  • the piston is preferably hollow and has stiffeners, namely an inner cylindrical hub and from this hub web-shaped walls running radially to the outer jacket. It usually exists made of plastic, but can also be made of metal, the sealing lips can also consist of plastic in the case of a plastic version or are optionally designed as rubber seals, as is the case for a metal version true.
  • the cans are filled with a device that has a frame on its The refill can or bottle is placed in a defined position.
  • the frame has a particularly electro-hydraulically driven above the can Piston with a cylindrical vessel that contains the one to be placed in the refill can Filling quantity contains, as well as a filling needle at the lower end, which the spray valve of the socket underneath is assigned exactly and which is activated when the electrohydraulic filling piston presses against the spray valve and this for filling opens.
  • the filling material is taken from a storage container via a suction line introduced into the filling container in which the filling piston is arranged, with each dispensed volume of spray is the exact amount that goes into the refill to be filled in during a filling.
  • a check and pressure relief valve is provided, which is designed so that during a filling movement of the piston, the filling liquid does not enter the suction line, but is only introduced into the refill can, and further so that with a corresponding The refill can cannot be overfilled.
  • the refill can is in the form of a seamless or a monoblock can or Bottle made of aluminum or plastic. So that the weight can be low being held.
  • the agent to be sprayed can be any fluid, for example in the form technical liquids, such as lubricating oils etc., spray agents, such as those used for hair care be used, high or low viscosity creams, foams (with less Pressure) and the like.
  • the spray can or Spray bottle can be refilled any number of times that when refilling the spray Refilling the propellant completely eliminates the use of air as the propellant that is available everywhere and free of charge that the can or bottle is environmentally friendly is because on the one hand it can be filled repeatedly and on the other hand as Blowing air is used that is completely harmless, so that the filling costs are crucial can be reduced, and that an air connection for filling a propellant in a filling station using conventional methods.
  • individual fillers, spray cans or spray bottles themselves and to be repeatedly filled individually on the spot so that e.g. in a hair salon empty spray cans easily, quickly and inexpensively refilled and so that can be used repeatedly. Because the bottle only after Inserting the piston is flared, it can not be seen from the outside that it is is a spray bottle. which are different from conventional spray bottles different.
  • Another, decisive advantage of the invention results from the fact that the Compressed air-filled space of the can, which is completely closed in the floor area below of the piston filled unchanged during the entire service life of the can remains, so that the compressed air once filled in and thus also the one used for this Energy is retained while the fluid to be sprayed is released after dispensing the spray can is refilled again and again. If the spray can is disposed of, it flows Compressed air outside and is free from the surrounding atmosphere without any harmful Environmental impact added.
  • a filling container 6 On a frame 1 with a vertical stand 2 and a base plate 3 are a upper arm 4 and a lower arm 5 attached, between which a filling container 6 is arranged for receiving the material to be filled.
  • the container receives a piston 7.
  • a hand lever (dashed) is indicated, which instead of a piston drive can alternatively be used for a hand-held device.
  • the filling volume of the container 6 is in accordance with the batch to be dispensed Designed spray.
  • Fig. 1 shows with 7 the upper position of the piston, the electro-hydraulic can be driven, and with 8 its lower piston position.
  • the electro-hydraulic can be driven, and with 8 its lower piston position.
  • At the a filling needle 9 is attached, with the help of which the Transfer of the spray is made.
  • the spray is made from a (not shown), e.g.
  • a supply container via an intake line 10 and a check and pressure relief valve 11 connected to the lower end of the container 6, so that in preparation for a filling process the container 6 below the in piston 7 located in its upper position is completely filled. That volume of spraying agent is placed in the refill box 12 placed on the base plate 3 the pressure effect of the piston 7 is filled.
  • the can 12 has a bottom 13, which is locked on the base plate 3 so that the central axis 14 of the can 12 with the Central axis 15 of the filling piston 7 coincides.
  • the applied pressure is on the respective materials to be filled and the cans to be filled are adjustable.
  • the required filling quantity can be checked in advance
  • the flask is temporarily stored and then introduced into the can in portions. In order to can be any tin cans, bottles, aluminum pressure vessels and. the like. easily and fill in a particularly simple manner.
  • a can piston 16 (preferably made of plastic) is arranged in the refill can 12, has the circular cross section and the sealing along the cylindrical Part of the inner circumference of the can 12 is movable in the axial direction 14. He has one annular section 17, the outer periphery of which has a circumferential seal.
  • the can neck 18 of the can 12 is dome-like to the inside of an opening of the can shaped, which has a valve plate 19 which closes the can opening.
  • a spray valve 20 is arranged in the form of a mother valve.
  • 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 may be of conventional design can, e.g.
  • 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 through the compressed air filling 26, which exerts a pressure in the can space, to the outside spread and thus pressed into reinforced contact with the inner surface of the refill 12 becomes. Accordingly, the piston 16 has an upper lip seal 25 which is directed upwards and outwards and by the pressure of the spray 27 over the piston 16 is pressed down and out, so that this lip seal comes under pressure on the inner surface of the refill can 12.
  • 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 low weight at the same time.
  • FIG. 2 shows the monoblock box 30 in its initial state; their inner rim is seamless and has a Teflon coating 28.
  • the tubular Cylinder 30 with 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 in Fig. 4) formed into a dome 33 with an opening 34, the peripheral edge 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 e.g.
  • valve plate 37 with valve 38 corresponds to the valve plate 19 with valve 20 of FIG. 1 and with the flanged peripheral edge 35 the can clinks. So that the space between the valve plate 37 and piston top fixed and sealed. Via a filling mandrel 39 of a fluid filling device 40 the spray is introduced into this spray chamber 41 and due to the applied pressure, the piston 16 is down against the pressure effect of the Compressed air filling pressed.
  • the valve 38 which is integrated in the valve plate 37, is a spray valve without stem, which receives a compression spring 43 in a housing 42.

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Description

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 Wiederbefüllung 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 enthält das Treibgas. Dieses Treibgas ist in festem oder flüssigem Aggregatzustand im Folienbeutel diffusionsdicht eingeschlossen und ist beispielsweise CO2. 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 Umfangsrichtung 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 Befüllen öffnet. Das Befüllmaterial 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 Befüllbehälter 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 Herstellvorganges, 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 elektrohydraulisch 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 11 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 Nachfülldose 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 17 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 17 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 Umfangsfläche 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 rohrförmige 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 Stem, das in einer Gehäuse 42 eine Druckfeder 43 aufnimmt.
Bezugszeichenliste
1
Gestell
2
Ständer
3
Bodenplatte
4
Oberer Tragarm
5
Unterer Tragarm
6
Füllbehälter
7
Füllkolben, obere Position
7'
Handhebel
8
Füllkolben, untere Position
9
Füllnadel
10
Ansaugleitung
11
Rückschlag- und Überdruckventil
12
Nachfülldose
13
Boden
14
Mittelachse Dose
15
Mittelachse Füllkolben
16
Dosenkolben
17
ringförmiger Abschnitt
18
Drosselhals mit Öffnung
19
Ventilteller
20
Sprühventil
21
Oberer Kolbenrand
22
Öffnung zur Aufnahme des
23
Ventil
24
Untere Dichtung
25
Obere Dichtung
26
Druckluftfüllung
27
Sprühmittel
28, 29
abdichtende Schicht
30
Monoblock-Dose
31
Boden
32
oberes Dosenende
33
Dom
34
Öffnung
35
Bördelung
36
Füllnadel
37
Ventilteller
38
Ventil
39
Fülldorn
40
Fluid-Einfüllvorrichtung
41
Sprühmittel
42
Gehäuse
43
Druckfeder

Claims (9)

  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 (16) 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 topfförmige Vertiefung (21) aufweist und eine ringförmige Umfangswand (17) 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 (11) 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 (11) ein geeichtes Ventil ist, das die Überfüllung der Dose (12) verhindert.
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