EP1134167A2 - Druckbehälter mit wenigstens zwei Kammern - Google Patents

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EP1134167A2
EP1134167A2 EP01106545A EP01106545A EP1134167A2 EP 1134167 A2 EP1134167 A2 EP 1134167A2 EP 01106545 A EP01106545 A EP 01106545A EP 01106545 A EP01106545 A EP 01106545A EP 1134167 A2 EP1134167 A2 EP 1134167A2
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EP
European Patent Office
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pressure vessel
piston
vessel according
cross
sealing lips
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EP01106545A
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EP1134167B1 (de
EP1134167B9 (de
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Josef Zima
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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
    • B65D83/60—Contents and propellant separated
    • B65D83/64—Contents and propellant separated by piston

Definitions

  • the invention relates to a pressure container for gases, liquids, pasty products or the like Filling goods, its container space displaceable in the longitudinal axis mounted pistons in two axially associated and chambers sealed against each other is divided; their one forms with the bottom of the container and a portion of the tubular container wall an area for a propellant, whereas the other chamber with an approximately axially arranged Exhaust valve is provided.
  • US-A-5522526 describes a spray can with a can lid inward projecting outlet valve and the tank bottom penetrating inlet valve for compressed air.
  • the piston is shaped as a bowl that is open to the floor and whose conical bowl bottom up to the longitudinal axis Offers recess for that exhaust valve.
  • About in half the piston height is its wall with an external groove for provided an O-ring as a sealing element, which has a cylindrical Annular gap between piston wall and can body bridged; this annular gap is from a lower one Bulge filled with compressed air up to the O-ring So the lower can chamber away.
  • a container according to DE 41 32 422 C2 is slidable Flat piston I-shaped longitudinal section in one lower chamber for propellant and an upper chamber for product to be dispensed divided.
  • EP 0 111 089 A2 discloses a pressure vessel for treatment of so-called two-component products with at least two mutually sealed chambers and one of these common valve plate, with one for each chamber exhaust valve connected to the inside thereof is to be opened together; the valves included one-piece valve body, and the trigger member is to open several valves evenly compared to the Valve plate axially movable, but radially immovable as well secured against axial pivoting.
  • valves are with one-piece, valve bodies arranged along a straight line, and to open several valves evenly a pivotally mounted lever member is provided, the Swivel axis parallel to that through the center of the valve body straight line.
  • a precursor to this pressure vessel is in US-A-3,045,925 described and contains an outer main chamber and a secondary or secondary chamber arranged within this; each of these is equipped with an outlet valve for dispensing the Provided chamber content and both valves is a trigger element together.
  • the inventor was aware of this state of the art set the goal of such a two-chamber system for improvement the environmental behavior of spray cans.
  • the piston has two in its circumference axial distance ring-like circumferential sealing lips made of flexible Material on that with cross-sectional deformation lie tightly against the inside surface of the container wall.
  • the two are Sealing lips of the piston cross-section like a dovetail trained and limit with the can body a tight gusset.
  • the sealing lips should be in unloaded state preferably an angle of at least 90 ° for the gusset space, in particular this can Measure angles up to 150 °.
  • the Piston the interior into the valve-receiving chamber for the filling material and into the near-ground air intake chamber as pressure medium, which in a manner known per se by a Rubber plugs with about 18 to 20 bar in this receiving chamber is pressed.
  • the interior of the tubular can body is therefore between the bottom area and a containing the exhaust valve Can lid through the plunger into each other axially associated chambers divided, and a preferred
  • the shape of the piston points to a disk-like plate section the two on its circumference at an axial distance circumferential cross-sectional deformable sealing lips flexible material.
  • the sealing lips should be on the lower edge of a spherical cap of the piston be molded on.
  • the sealing lips as ribs of an approximately x-shaped piston ring form that surrounds the piston; this piston ring is preferably stored in a circumferential groove of the piston.
  • a plate-like flat space formed by a ring section of the Sealing lip is limited.
  • the plate section protrudes from its upward direction Surface on a stop body that the piston in sufficient Keep distance from the stop valve. Both of these Stop body as well as that dome-like hood with a central indentation to hold a part of the exhaust valve.
  • the dome-like hood according to the invention offers a flat Lower surface from that lying lower in the can body Sealing lip is towered over.
  • the hood can be closed Dome formed or with at least one from the lower surface the hood outgoing and placed around its longitudinal axis Annulus - possibly triangular Cross section - be provided.
  • the dome-like Hood designed as a dome-like shell that in its Zenith prefers the central indentation containing receiving sleeve is provided.
  • the bottom surface of this bowl is formed by a ring edge, which - like the entire shell - is characterized by a distinguishes constant thickness.
  • the two sealing lips two each - by one parallel to the lip edges Border contour separated - have sections of their back surface, each with a cross section of the two Lip edges determine another construction line Limit cross-sectional angle; the cross-section angle for the one adjoining the plate section or the hood Back section measures approximately 40 ° to 44 °, preferably approximately 42 °, the cross-sectional angle for the outer back section about 28 ° to 32 °, especially 30 °.
  • the or front surface of the sealing lip with that construction line form an angle of less than 20 °. From inventive Meaning is the idea of the piston depending on the requirement to manufacture from a high pressure polyethylene.
  • one of the two can be attached to the outer surface
  • a further sealing lip can be formed on the sealing lips delimits a further gusset space with its outer surface; this further sealing lip is preferably on a cross-sectional Center line between the two outer ones Sealing lips arranged, especially on the below the Protruding sealing lip underneath.
  • the back surface of the further sealing lip should also be two by a boundary contour parallel to the lip edges have separate sections that are different Cross-sectional angles should be determined, including the lip edges of the three sealing lips cross-section on one common construction lines.
  • the piston is made of polyethylene molded, a material with very high chemical resistance against acids and alkalis, the piston is flexible and still keeping its shape.
  • the shape of the piston described is of great importance; because that have two lips facing up and down the task of immediately separating the two separate chambers, d. H. without additional o-ring, so that the air and seal the contents cannot mix.
  • the piston tilts inside the can body excluded because the pressure is always even on the Distributed printing areas.
  • the piston slides with minimal Friction on the painted inner surface of the smooth can body along.
  • a spray can containing the piston according to the invention becomes a product without propellant gas - i.e. without propane, Butane, isobutane, isopropane - controlled in powdered form sprayed out.
  • propellant gas i.e. without propane, Butane, isobutane, isopropane - controlled in powdered form sprayed out.
  • the environment is relieved; the previous propellants are no longer used, which is why there is no longer any danger of explosion.
  • the cans can be refilled, and production costs are lowered.
  • This solution according to the invention offers environmental protection also a significant reduction in production costs; the former A mixture of propellant and filling material placed high demands to the interior painting of the cans - and this led too high rejects. Paint bubbles and foam formation on Have bottom edge in the piston solution according to the invention no longer meaning; the interior paint consumption drops considerably.
  • Another requirement according to the invention is the upper side of the piston in the same shape as the inside of the piston. This additional shaping of the piston it is possible to reproduce almost the entire product. It is also important that the width of the piston can be easily adapted to any diameter. Thanks to injection molding, it becomes possible, depending on the need Adjust the piston to the inside diameter and thus adapt to any can or can shape. Because the diameter the cans are standardized by most manufacturers, the standard piston can also be adjusted to these standard values become. Thanks to the subtle lip shape will be small bumps like dents as a result of Beat blows effortlessly without reducing tightness would.
  • a pressure container 10 designed as a spray can has one - One end with a trough-shaped molded container bottom 12 provided - cylindrical can body 14 of Inner diameter d of, for example, 38 mm, the other to a bead 16 of the inner diameter e of about 26 mm is drawn in; is 16 on this bead a bowl-like can lid 18 set, the Lid bottom 19 runs at a distance a to the lid edge 20 and towards this equipped with a central shape 22 is designed to accommodate an outlet or spray valve 24 with spray head 25.
  • the spray can 10 is at 26 a - a breakthrough closing - indicated rubber stopper.
  • Plastic-shaped piston 30 which consists of a plate section 32 with a thickness h of 5 mm and a stop body 42 molded onto it; the latter contains a - in the longitudinal axis A of the spray can 10 - central indentation 44 of the diameter e 1 for parts of that spray valve 24 in the upper end position of the piston 30, not shown, to its outer circumference 34 there are two on the plate section 32 of the piston 30 cross-sectionally formed on the gusset space 36, which accommodates the outer circumference 34, and which opens at an angle w of approximately 90 ° and has a final thickness i of 0.7 mm, which conforms to the inner surface 15 of the can body 14 and the lip edges 40 thereof stand in the spread position shown at a spacing distance n of 15 mm to each other.
  • the respective contact or connection height q of the sealing lip 38 and the inner surface 15 of the socket body 14 measures about 3 mm.
  • a plate-shaped piston 30 a without stop body with dovetail-shaped sealing lips 38 a without an annular outer circumference of the plate section can be seen in FIGS. 2, 3, a piston 30 b with profiled sealing lips 38 b in FIG. 4.
  • the cross section of the piston 30 b of FIG. 4 corresponds on the longitudinal axis A to the cross sections of the pistons 30, 30 a described above.
  • the sealing lips 38 b protrude from an integrally formed on the plate section ring portion 46 of the radial width b, in which that cross-sectional gusset 36 a is molded.
  • the ring section 46 surrounds on the piston surfaces in each case a plate-like space 48 of the height t, which corresponds to approximately one third of the thickness h of the plate section 32.
  • the total height f of the compact ring section 46 - without the bent sealing lip 38 b - thus measures (h + 2t) for example 8.5 mm.
  • the two sealing lips 38, 38 a , 38 b spread in the can body 14 have the task of sealing the two chambers 28, 29 separated by the pistons 30, 30 a , 30 b , so that the filling material located in the upper chamber 29 does not contain air can mix, which is pressed into the lower chamber 28 at 18 to 20 bar through that rubber stopper 26.
  • the spray valve 24 opens and the filling material under pressure is discharged. This creates 29 negative pressure in the upper chamber. In order to compensate for this negative pressure, the piston 30, 30 a , 30 b moves upwards.
  • Tilting of the piston 30, 30 a , 30 b within the spray can 10 is excluded thanks to the large spreading distance n; in addition, the pressure is always distributed evenly over the printing areas. Since the inner surface 15 of the spray can 10 is painted and smooth, the piston 30, 30 a , 30 b slides along it with minimal friction.
  • each of the sealing lips 38 c is provided with two cross-sectional areas of different angles z, z 1 of 42 ° and 30 ° between two back surface sections 50 and 50 a and a construction line G, which the latter connects the lip edge 40.
  • the cross-sectional angle w 1 between the construction line G and the outer surface 39 of the sealing lip 38 c is 17 ° here.
  • the distance g between the boundary contour 52 that can be seen on the inside of the sealing lip 38 c between those back surface sections 50, 50 a is 3.34 mm
  • the distance g 1 to the lip edge 40 here is 3.46 mm.
  • FIG. 5 shows the cross-sectional distance k of the surface 33 or 33 t of the plate section 32 on the one hand and the distance k 1 of the boundary contour 52 from the construction line G - with 5.0 or 2.9 mm - at a width b 1 of the lip region 38 c adjoining the plate section 32 of 5 mm; the remaining inner diameter d 1 of the plate section 32 is 40 mm here.
  • piston 30 d of Figure 7, 8 is the upper of the two sealing lips 38 d with its w angularly 1 inclined outer surface 39 to the center line M of the plate portion 32 guided, whereas from the outer surface 39 of the lower sealing lip 38 d a further interposed - - A gusset 36 d determining - sealing lip 41 protrudes, the lip edge 40 facing the upper sealing lip 38 d , this lip edge is 40 m approximately in the middle of the spreading distance n.
  • the back surface here is also divided into two sections 50 m , 50 n at a boundary contour 52.
  • the piston 60 shown in FIGS. 9, 10 is shaped without the plate section 32 described above; instead, the sealing lips 38 c corresponding to the embodiment of FIGS. 5, 6 are formed out of a dome-like hood 62 into which, starting from their lower surface 64, an annular space 66 of width e 2 runs around the longitudinal axis A 1 of the hood 62 is molded. Its cross section is approximately triangular, the cross section of the hood 62 is otherwise closed.
  • FIGS. 11, 12 The embodiment of FIGS. 11, 12 is similar to that just described.
  • an annular space 66 a corresponding to an isosceles triangle is formed from below, to which an annular surface 65 of width c adjoins the outside.
  • a piston 60 b with a hood 62 b which consists of a dome-shaped shell 68 of constant thickness h 1 of approximately 2 mm and with a dome extending from the inner surface of this dome-like shell 68 into the dome interior 69
  • Receiving sleeve 45 is equipped; the latter surrounds the central indentation 44.
  • the lower surface 64 b is here a ring on which the sealing lips 38 e are integrally formed; the cantilever dimension m here measures 5 mm.
  • a specially designed piston 30 e is outlined in FIG. 15; whose sealing lips 38 e are formed together with plate section 32 from high-pressure polyethylene.
  • a cover layer 54 made of a softer and better-sealing polyethylene has been applied to the outer surface of the sealing lips 38 e ; an even higher degree of sealing is achieved.
  • the piston 70 with a diameter s and a thickness h of 10 15 in FIG. 15 defines an annular one with the can body 14 Gap 72 of width y.

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Abstract

Bei einem Druckbehälter für Gase, Flüssigkeiten, pastöse Produkte od.dgl. Füllgüter, dessen Behälterraum durch einen darin in Längsachse verschieblich gelagerten Kolben (30d) in zwei einander axial zugeordnete und gegeneinander abgedichtete Kammern unterteilt ist, weist der Kolben (30d) an seinem Umfang zumindest zwei in axialem Abstand (n) ringartig umlaufende, schwalbenschwanzartig ausgebildete Dichtlippen (38d) aus flexiblem Werkstoff auf, die mit querschnittlicher Verformung der Innenfläche der Behälterwandung dichtend anliegen sowie mit dem Dosenkörper einen dichten Zwickelraum (36d) begrenzen. Zwei Dichtlippen (38d) sind an den Umfang eines scheibenartigen Plattenabschnittes (32) angeformt, wobei an die Außenfläche (39) der einen Dichtlippe (38d) eine dritte Dichtlippe (41) angeformt ist und mit dieser einen zweiten Zwickelraum (36d) bildet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter für Gase, Flüssigkeiten, pastöse Produkte od.dgl. Füllgüter, dessen Behälterraum durch einen darin in Längsachse verschieblich gelagerten Kolben in zwei einander axial zugeordnete und gegeneinander abgedichtete Kammern unterteilt ist; deren eine bildet mit dem Behälterboden und einem Abschnitt der rohrartigen Behälterwandung einen Bereich für ein Treibmittel, wohingegen die andere Kammer mit einem etwa axial angeordneten Auslassventil versehen ist.
Die US-A-5522526 beschreibt eine Sprühdose mit vom Dosendeckel nach innen ragendem Auslassventil und den Behälterboden durchsetzenden Einlassventil für Druckluft. Der Kolben ist als bodenwärts offene Schüssel ausgeformt, deren zur Längsachse hin aufwärts konische Schüsselboden eine Aufnahmemulde für jenes Auslassventil anbietet. Etwa in halber Kolbenhöhe ist dessen Wandung mit einer Außennut für einen O-Ring als Dichtelement versehen, das einen zylindrischen Ringspalt zwischen Kolbenwandung und Dosenkörper überbrückt; dieser Ringspalt ist von einem unteren Wulstrand bis zum O-Ring mit der Druckluft gefüllt, setzt also die untere Dosenkammer fort.
Ein Behälter nach DE 41 32 422 C2 ist durch einen verschieblichen Flachkolben I-förmigen Längsschnittes in eine untere Kammer für Treibmedium und eine obere Kammer für auszugebendes Füllgut unterteilt.
Die EP 0 111 089 A2 offenbart einen Druckbehälter zum Behandeln von sog. Zwei-Komponenten-Produkten mit mindestens zwei gegeneinander abgedichteten Kammern und einer diesen gemeinsamen Ventilplatte, in die für jede Kammer je ein mit ihrem Inneren in Verbindung stehendes Auslassventil eingesetzt ist, die gemeinsam zu öffnen sind; die Ventile enthalten einstückige Ventilkörper, und das Auslöseorgan ist zum gleichmäßigen Öffnen mehrerer Ventile gegenüber der Ventilplatte axial beweglich, jedoch radial unbeweglich sowie gegen axiale Verschwenkung gesichert.
In einer anderen Ausführung sind die Ventile mit einstückigen, entlang einer Geraden angeordneten Ventilkörpern versehen, und zum gleichmäßigen Öffnen mehrerer Ventile ist ein schwenkbar gelagertes Hebelglied vorgesehen, dessen Schwenkachse parallel zu jener durch das Zentrum der Ventilkörper gelegten Geraden gelegt ist.
Ein Vorläufer dieses Druckbehälters ist in US-A-3 045 925 beschrieben und enthält eine äußere Hauptkammer sowie eine innerhalb dieser angeordnete Neben- bzw. Sekundärkammer; jede von diesen ist mit einem Auslaßventil zur Abgabe des Kammerinhaltes versehen und beiden Ventilen ist ein Auslöseorgan gemeinsam.
In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein solches Zweikammersystem zur Verbesserung des Umweltverhaltens von Spraydosen zu verwenden.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.
Erfindungsgemäß weist der Kolben an seinem Umfang zwei in axialem Abstand ringartig umlaufende Dichtlippen aus flexiblem Werkstoff auf, die mit querschnittlicher Verformung der Innenfläche der Behälterwandung dichtend anliegen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die beiden Dichtlippen des Kolbens querschnittlich schwalbenschwanzartig ausgebildet und begrenzen mit dem Dosenkörper einen dichten Zwickelraum. Dabei sollen die Dichtlippen in unbelastetem Zustand bevorzugt einen Winkel von zumindest 90° für den Zwickelraum ergeben, insbesondere kann dieser Winkel bis zu 150° messen.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung unterteilt der Kolben den Innenraum in die ventilnahe Aufnahmekammer für das Füllgut und in die bodennahe Aufnahmekammer für Luft als Druckmittel, die in an sich bekannter Weise durch einen Gummistopfen mit etwa 18 bis 20 bar in diese Aufnahmekammer eingepresst wird.
Der Innenraum des rohrartigen Dosenkörpers ist also zwischen dessen Bodenbereich und einem das Auslassventil enthaltenden Dosendeckel durch den Kolben in die beiden einander axial zugeordneten Kammern unterteilt, und eine bevorzugte Form des Kolbens weist an einem scheibenartigen Plattenabschnitt die beiden an dessen Umfang in axialem Abstand umlaufenden querschnittlicher verformbaren Dichtlippen aus flexiblem Werkstoff auf.
In einer anderen Ausgestaltung sollen die Dichtlippen an den unteren Rand einer kalottenartigen Haube des Kolbens angeformt sein. Jedoch ist es auch denkbar, die Dichtlippen als Rippen eines querschnittlich etwa x-förmigen Kolbenringes auszubilden, der den Kolben umfängt; dieser Kolbenring lagert bevorzugt in einer Umfangsnut des Kolbens.
Als günstig hat sich zudem erwiesen, in zumindest eine der Oberflächen jenes Plattenabschnittes einen tellerartig flachen Raum einzuformen, der von einem Ringabschnitt der Dichtlippe begrenzt wird. In einer anderen Ausgestaltung des Plattenabschnittes ragt von dessen aufwärts gerichteten Oberfläche ein Anschlagkörper auf, der den Kolben in ausreichendem Abstand zum Anschlagventil hält. Sowohl dieser Anschlagkörper als auch jene kalottenartige Haube werden mit einer zentrischen Einformung zur Aufnahme eines Teils des Auslassventils ausgestattet.
Die kalottenartige Haube bietet erfindungsgemäß eine ebene Unterfläche an, die von der im Dosenkörper tiefer liegenden Dichtlippe überragt wird. Die Haube kann als geschlossene Kalotte ausgebildet oder mit zumindest einem von der Unterfläche der Haube ausgehenden sowie um deren Längsachse gelegten Ringraum -- gegebenenfalls etwa dreiecksförmigen Querschnittes -- versehen sein.
In einer besonderen Ausgestaltung wird die kalottenartige Haube als eine kuppelartige Schale ausgebildet, die in ihrem Zenit bevorzugt mit einer die zentrische Einformung enthaltenden Aufnahmehülse versehen ist.
Die Unterfläche dieser Schale wird von einer Ringkante gebildet, die sich -- wie die gesamte Schale -- durch eine konstante Dicke auszeichnet.
Im Rahmen der Erfindung liegt, dass die beiden Dichtlippen jeweils zwei -- durch eine zu den Lippenkanten parallele Grenzkontur getrennte -- Abschnitte ihrer Rückenfläche aufweisen, deren jeder mit einer vom Querschnitt der beiden Lippenkanten bestimmten Konstruktionsgeraden einen anderen Querschnittswinkel begrenzen soll; der Querschnittswinkel für den an den Plattenabschnitt oder die Haube anschließenden Rückenabschnitt misst etwa 40° bis 44°, bevorzugt etwa 42°, der Querschnittswinkel für den äußeren Rückenabschnitt etwa 28° bis 32°, insbesondere 30°. Dazu soll die Außen- oder Frontfläche der Dichtlippe mit jener Konstruktionsgeraden einen Winkel von weniger als 20° bilden. Von erfinderischer Bedeutung ist der Gedanke, den Kolben je nach Anforderung aus einem Hochdruckpolyethyen zu fertigen. Dabei ist eine Besonderheit die Lippenausbildung aus zwei verschiedenen Polyethylensorten; auf die Außenfläche der Dichtlippen wird zusätzlich -- ähnlich einer Beschichtung - - eine weichere, besser dichtende Polyethylenschicht aufgebracht, um einen noch höheren Dichtungseffekt zu erzielen.
Erfindungsgemäß kann an die Außenfläche einer der beiden Dichtlippen eine weitere Dichtlippe angeformt werden, die mit deren Außenfläche einen weiteren Zwickelraum begrenzt; diese weitere Dichtlippe ist bevorzugt an einer querschnittlichen Mittellinie zwischen den beiden äußeren Dichtlippen angeordnet, insbesondere an der unterhalb der Unterfläche abragenden Dichtlippe.
Die Rückenfläche der weiteren Dichtlippe soll ebenfalls zwei durch eine zu den Lippenkanten parallele Grenzkontur getrennte Abschnitte aufweisen, die von unterschiedlichen Querschnittswinkeln bestimmt werden, auch sollen die Lippenkanten der drei Dichtlippen querschnittlich auf einer gemeinsamen Konstruktionsgeraden liegen.
Als günstig hat es sich erwiesen, die beiden Dichtlippen des Kolbens querschnittlich schwalbenschwanzartig auszubilden; sie begrenzen mit dem Dosenkörper einen ringförmigen Zwickelraum.
Wird der Kolben -- wie bereits erwähnt -- aus Polyethylen geformt, einem Werkstoff sehr hoher chemischer Beständigkeit gegen Säuren und Laugen, ist der Kolben biegsam und trotzdem formhaltend.
Große Bedeutung hat die beschriebene Form des Kolbens; denn die zwei nach oben und nach unten gerichteten Lippen haben die Aufgabe, die zwei getrennten Kammern unmittelbar, d. h. ohne zusätzlichen O-Ring, abzudichten, so dass die Luft und das Füllgut sich nicht vermischen können.
Das Umkippen des Kolbens innerhalb des Dosenkörpers ist ausgeschlossen, da sich der Druck immer gleichmäßig auf die Druckflächen verteilt. Der Kolben gleitet mit minimaler Reibung an der lackierten Innenfläche des somit glatten Dosenkörpers entlang.
Mit einer den erfindungsgemäßen Kolben enthaltenden Spraydose wird ein Füllgut ohne Treibgas -- also ohne Propan, Butan, Isobutan, Isopropan -- in pulverisierter Form kontrolliert herausgesprüht. Damit wird die Umwelt entlastet; die bisherigen Treibgase werden nicht mehr verwendet, weshalb auch keine Explosionsgefahr mehr besteht. Die Dosen können wieder nachgefüllt werden, und die Produktionskosten werden gesenkt.
Diese erfindungsgemäße Lösung bietet neben Umweltschonung auch eine erhebliche Produktionskostensenkung; die frühere Mischung aus Treibgas und Füllgut setzte eine hohe Anforderung an die Innenlackierung der Dosen - und dies führte zu hohen Ausschusszahlen. Lackblasen und Schaumbildung am Bodenrand haben bei der erfindungsgemäßen Kolben-Lösung keine Bedeutung mehr; der Innenlack-Verbrauch sinkt erheblich.
Bei Verwendung von besonderen Füllgütern -- wie Säuren, Laugen, hochprozentigem Alkohol oder anderen Stoffen -- ist eine spezielle Beschichtung der Kolbenoberfläche möglich. Dabei wird die mit der Flüssigkeit in Kontakt tretende Seite mit einem Speziallack beschichtet, der speziell auf Polyethylen abgestimmt ist.
Eine weitere erfindungsgemäße Maßgabe ist, die obere Seite des Kolbens in derselben Form auszubilden, wie die Kolbeninnenseite. Durch diese zusätzliche Ausformung des Kolbens ist es möglich, fast den gesamten Füllgut wiederzugeben. Von Bedeutung ist zudem, dass die Breite des Kolbens jedem Durchmesser problemlos angepasst zu werden vermag. Dank des Spritzgießens wird es möglich, je nach Bedarf den Kolben auf den Innendurchmesser neu abzustimmen und somit jeder Dose oder Dosenform anzupassen. Da der Durchmesser der Dosen bei den meisten Herstellern standardisiert ist, kann der Standard-Kolben ebenfalls auf diese Normwerte abgestimmt werden. Dank der subtilen Ausbildung der Lippenform werden kleine Unebenheiten wie Dellen als Folge von Schlägen mühelos bewältigt, ohne dass die Dichtheit vermindert würde.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
Fig. 1:
einen Längsschnitt durch einen Druckbehälter mit zwei Kammern und dazwischen vorgesehenem Kolben zum Versprühen von Füllgut;
Fig. 2 bis 5, Fig. 7,9,11, Fig. 13,16:
Querschnitte durch Ausgestaltungen des Kolbens;
Fig. 6,8,10, Fig. 12,14,17:
einen vergrößerten Ausschnitt aus der jeweils voranstehenden Figur;
Fig. 15:
einen Teilquerschnitt durch einen weiteren Kolben.
Ein als Spraydose ausgebildeter Druckbehälter 10 weist einen -- einends mit einem muldenartig eingeformten Behälterboden 12 versehenen -- zylindrischen Dosenkörper 14 des Innendurchmessers d von beispielsweise 38 mm auf, der andernends zu einem Wulstrand 16 des Innendurchmessers e von etwa 26 mm hin eingezogen ist; an diesem Wulstrand 16 ist ein schüsselartiger Dosendeckel 18 festgelegt, dessen Deckelboden 19 in Abstand a zum Deckelrand 20 verläuft sowie zu diesem hin mit einer zentrischen Ausformung 22 ausgestattet ist zur Aufnahme eines sie durchsetzenden Auslass- oder Sprühventils 24 mit Sprühkopf 25. Im Boden 12 der Spraydose 10 ist bei 26 ein -- einen Bodendurchbruch verschließender -- Gummistopfen angedeutet.
Den Doseninnenraum 11 durchspannt ein -- ihn in zwei Kammern 28, 29 unterteilender -- aus Polyethylen od.dgl. Kunststoff geformter Kolben 30, der aus einem Plattenabschnitt 32 der Dicke h von 5 mm sowie einen an diesen angeformten Anschlagkörper 42 besteht; letzterer enthält eine - - in die Längsachse A der Spraydose 10 fallende -- zentrische Einformung 44 des Durchmessers e1 für Teile jenes Sprühventils 24 in nicht wiedergegebener oberer Endlage des Kolbens 30. Zu seinem Außenumfang 34 hin sind an den Plattenabschnitt 32 des Kolbens 30 zwei querschnittlich einen - - den Außenumfang 34 aufnehmenden -- Zwickelraum 36 begrenzende, sich in einem Winkel w von etwa 90° öffnende Dichtlippen 38 der Enddicke i von hier 0,7 mm angeformt, die sich der Innnenfläche 15 des Dosenkörpers 14 anschmiegen und deren Lippenkanten 40 in dargestellter Spreizstellung in Spreizabstand n von 15 mm zueinander stehen. Die jeweilige Kontakt- oder Anschlusshöhe q von Dichtlippe 38 und Innenfläche 15 des Dosenkörpers 14 misst dabei etwa 3 mm.
Ein plattenförmiger Kolben 30a ohne Anschlagkörper mit schwalbenschwanzartig gebogenen Dichtlippen 38a ohne ringförmigem Außenumfang des Plattenabschnittes ist den Fig. 2, 3 zu entnehmen, ein Kolben 30b mit profilierten Dichtlippen 38b der Fig. 4.
In beiden Ausführungen des Kolbens 30a, 30b sind die Zwickelräume 36a querschnittlich spitz, d.h. der Außenumfang des Plattenabschnittes entfällt.
Der Querschnitt des Kolbens 30b der Fig. 4 entspricht an der Längsachse A den Querschnitten der vorab beschriebenen Kolben 30, 30a. Die Dichtlippen 38b ragen hier von einem an den Plattenabschnitt angeformten Ringabschnitt 46 der radialen Breite b auf, in den jener querschnittlich spitze Zwickelraum 36a eingeformt ist. Der Ringabschnitt 46 umgibt an den Kolbenoberflächen jeweils einen tellerartigen Raum 48 der Höhe t, die etwa einem Drittel der Dicke h des Plattenabschnitts 32 entspricht. Die Gesamthöhe f des kompakten Ringabschnittes 46 -- ohne die aufgebogene Dichtlippe 38b -- misst also (h+2t) beispielsweise 8,5 mm.
Die beiden im Dosenkörper 14 gespreizten Dichtlippen 38, 38a, 38b haben die Aufgabe, die zwei durch den Kolben 30, 30a, 30b getrennten Kammern 28, 29 abzudichten, so dass sich in der oberen Kammer 29 befindliches Füllgut nicht mit Luft vermischen kann, welche in die untere Kammer 28 mit 18 bis 20 bar durch jenen Gummistopfen 26 eingepresst wird.
Die Luft drückt gleichmäßig auf die Dichtlippen 38, 38a, 38b des Kolbens 30, 30a, 30b, der beide Kammern 28, 29 sicher voneinander getrennt hält.
Bei Betätigung des Sprühkopfes 25 öffnet sich das Sprühventil 24 und das unter Druck stehende Füllgut wird ausgetragen. Dabei entsteht in der oberen Kammer 29 Unterdruck. Um diesen Unterdruck auszugleichen, bewegt sich der Kolben 30, 30a, 30b nach oben.
Ein Kippen des Kolbens 30, 30a, 30b innerhalb der Spraydose 10 ist dank des großen Spreizabstandes n ausgeschlossen; zudem verteilt sich der Druck stets gleichmäßig auf die Druckflächen. Da die Innenfläche 15 der Spraydose 10 lackiert und glatt ist, gleitet der Kolben 30, 30a, 30b mit minimaler Reibung an ihr entlang.
Bei dem in natürlicher Größe dargestellten Kolben 30c der Fig. 5 ist jede der Dichtlippen 38c mit zwei Querschnittsbereichen unterschiedlichen Winkels z, z1 von 42° bzw. 30° zwischen zwei Rückenflächenabschnitten 50 bzw. 50a und einer Konstruktionsgeraden G versehen, welch letztere die Lippenkante 40 verbindet. Der querschnittliche Winkel w1 zwischen der Konstruktionsgeraden G und der Außenfläche 39 der Dichtlippe 38c beträgt hier 17°.
Der Abstand g der innenseitig auf der Dichtlippe 38c erkennbaren Grenzkontur 52 zwischen jenen Rückenflächenabschnitten 50, 50a beträgt 3,34 mm, der Abstand g1 zur Lippenkante 40 hier 3,46 mm.
In Fig. 5 ist der querschnittliche Abstand k der Oberfläche 33 bzw. 33t des Plattenabschnitts 32 zum einen sowie der Abstand k1 der Grenzkontur 52 von der Konstruktionsgeraden G -- mit 5,0 bzw. 2,9 mm -- zu erkennen bei einer Breite b1 des an den Plattenabschnitt 32 anschließenden Lippenbereiches 38c von 5 mm; der verbleibende Innendurchmesser d1 des Plattenabschnittes 32 beträgt hier 40 mm.
Beim Kolben 30d nach Fig. 7, 8 ist die obere der beiden Dichtlippen 38d mit ihrer im Winkel w1 geneigten Außenfläche 39 bis zur Mittelgeraden M des Plattenabschnitts 32 geführt, wohingegen aus der Außenfläche 39 der unteren Dichtlippe 38d eine weitere zwischengefügte -- einen Zwickelraum 36d bestimmende -- Dichtlippe 41 aufragt, deren Lippenkante 40 zur oberen Dichtlippe 38d weist, wobei diese Lippenkante 40m etwa in der Mitte des Spreizabstandes n steht.
Die Rückenfläche ist hier ebenfalls an einer Grenzkontur 52 in zwei Abschnitte 50m, 50n unterteilt.
Der in Fig. 9, 10 dargestellte Kolben 60 ist ohne den oben beschriebenen Plattenabschnitt 32 geformt; statt dessen sind die der Ausgestaltung der Fig. 5, 6 entsprechenden Dichtlippen 38c aus einer kalottenartigen Haube 62 herausgeformt, in die -- von ihrer Unterfläche 64 ausgehend -- ein um die Längsachse A1 der Haube 62 geführter Ringraum 66 der Breite e2 eingeformt ist. Dessen Querschnitt ist angenähert dreiecksförmig, der Querschnitt der Haube 62 ist ansonsten geschlossen.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 11, 12 ähnelt jenem soeben beschriebenen. In eine an sich voll ausgeformte kalottenartige Haube 62a eines Kolbens 60a ist von unten her ein querschnittlich einem gleichschenkeligen Dreieck entsprechender Ringraum 66a eingeformt, an den nach außen eine Ringfläche 65 der Breite c anschließt.
Die Fig. 13, 14 bieten einen Kolben 60b mit einer Haube 62b an, die aus einer kalottenförmigen Schale 68 konstanter Dicke h1 von etwa 2 mm besteht sowie mit einer sich von der Innenfläche dieser kuppelartigen Schale 68 abwärts in den Kuppelinnenraum 69 erstreckenden Aufnahmehülse 45 ausgestattet ist; letztere umgibt die zentrische Einformung 44. Die Unterfläche 64b ist hier ein Ring, an den die Dichtlippen 38e seitlich angeformt sind; deren Kragmaß m misst hier 5 mm.
Ein besonders ausgebildeter Kolben 30e ist in Fig. 15 skizziert; dessen Dichtlippen 38e sind samt Plattenabschnitt 32 aus Hochdruckpolethylen geformt. Auf die Außenfläche der Dichtlippen 38e ist zusätzlich eine Deckschicht 54 aus einem weicheren und besser dichtenden Polyethylen aufgebracht worden; damit wird ein noch höherer Dichtgrad erreicht.
Nicht dargestellt ist, dass die aufwärts gerichtete Kolbenoberfläche mit einem Speziallack zum Schutz vor Fluiden behandelt sein kann.
Der Kolben 70 eines Durchmessers s und einer Dicke h von 10 mm in Fig. 15 begrenzt mit dem Dosenkörper 14 einen ringförmigen Spaltraum 72 der Weite y. In den Außenumfang 34 ist hier eine Umfangs- oder Aufnahmenut 74 für einen querschnittlich X-förmigen Kolbenring 76 eingebracht; der dem Dosenkörper 14 nahe Abschnitt dieses Kolbenringes 76 bietet ebenfalls zwei einen Zwickelraum 80 begrenzende Dichtlippen 78 an.

Claims (18)

  1. Druckbehälter für Gase, Flüssigkeiten, pastöse Produkte od.dgl. Füllgüter, dessen Behälterraum durch einen darin in Längsachse (A) verschieblich gelagerten Kolben (30, 30a bis 30e; 60, 60a, 60b; 70) in zwei einander axial zugeordnete und gegeneinander abgedichtete Kammern (28, 29) unterteilt ist, deren eine mit dem Behälterboden (12) und einem Abschnitt der rohrartigen Behälterwandung (14) einen Bereich für ein Treibmittel bildet, wobei die andere Kammer mit einem etwa axial angeordneten Auslassventil (24) versehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (30, 30a bis 30e; 60, 60a, 60b; 70) an seinem Umfang zwei in axialem Abstand (11) ringartig umlaufende Dichtlippen (38, 38a bis 38e; 78) aus flexiblem Werkstoff aufweist, die mit querschnittlicher Verformung der Innenfläche (15) der Behälterwandung (14) dichtend anliegen.
  2. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dichtlippen (38, 38a bis 38e; 78) des Kolbens (30, 30a bis 30e; 60, 60a, 60b; 70) querschnittlich schwalbenschwanzartig ausgebildet sind und mit dem Dosenkörper (14) einen dichten Zwickelraum (36, 36a; 80) begrenzen.
  3. Druckbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (38, 38a bis 38e; 78) in unbelastetem Zustand einen Winkel (w) von zumindest 90° für den Zwickelraum (36, 36a, 80) begrenzen, wobei gegebenenfalls der Winkel (w) für den Zwickelraum (36, 36a; 80) bis zu 150° misst.
  4. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (38, 38a bis 38e) an den Umfang eines scheibenartigen Plattenabschnittes (32) angeformt sind, oder dass die Dichtlippen (38c) an den unteren Rand einer kalottenartigen Haube (62, 62a, 62b) des Kolbens (60, 60a, 60b) angeformt sind.
  5. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (78) von Rippen eines querschnittlich etwa x-förmigen Kolbenringes (76) gebildet sind, der den Kolben (70) umfängt, wobei gegebenenfalls der Kolbenring (76) in einer Umfangsnut (74) des Kolbens (70) lagert.
  6. Druckbehälter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest eine der Oberflächen (33, 33t) des Plattenabschnittes (32) ein tellerartig flacher Raum (48) eingeformt und von einem Ringabschnitt (46) der Dichtlippe (38b) begrenzt ist, und/oder dass von der im Druckbehälter (10) aufwärts gerichteten Oberfläche (33) des Plattenabschnittes (32) ein Anschlagkörper (42) aufragt.
  7. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die kalottenartige Haube (62, 62a, 62b) oder der Anschlagkörper (42) mit einer zentrischen Einformung (44) zur Aufnahme eines Teils des Auslassventils (24) versehen ist.
  8. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die kalottenartige Haube (62, 62a, 62b) mit einer ebenen Unterfläche (64, 64b) versehen ist, die von einer der Dichtlippen (38c) überragt ist, wobei gegebenenfalls von der Unterfläche (64) der kalottenförmigen Haube (62) ein um deren Längsachse (A1) gelegter Ringraum (66, 66a) ausgeht, der gegebenenfalls einen etwa dreiecksförmigen Querschnitt aufweist.
  9. Druckbehälter nach Anspruch 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die kalottenartige Haube (62b) als eine kuppelartige Schale (68) ausgebildet ist, die gegebenenfalls in ihrem Zenit mit einer Aufnahmehülse (45) versehen ist, welche die zentrische Einformung (44) enthält.
  10. Druckbehälter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterfläche (64b) der Schale (68) eine Ringkante und/oder die Schale (68) von konstanter Dicke (h1) ist.
  11. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dichtlippen (38c bis 38e) jeweils zwei durch eine zu den Lippenkanten (40) parallele Grenzkontur (52) getrennte Abschnitte ihrer Rückenfläche (50, 50a) aufweisen, deren jeder mit einer vom Querschnitt der beiden Lippenkanten bestimmten Konstruktionsgeraden (G) einen anderen Querschnittswinkel (z, z1) begrenzt.
  12. Druckbehälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnittswinkel (z) von etwa 40° bis 44°, bevorzugt etwa 42°, für den an den Plattenabschnitt (32) oder die Haube (62, 62a, 62b) anschließenden Rückenabschnitt (50) und/oder ein Querschnittswinkel von etwa 28°bis 32°, insbesondere 30°, für den äußeren Rückenabschnitt (50a) vorgesehen sind/ist, wobei gegebenenfalls die Außen- oder Frontfläche (39) der Dichtlippe (38, 38a bis 38e) mit der Konstruktionsgeraden (G) einen Winkel (w1) von weniger als 20° begrenzt.
  13. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an die Außenfläche (39) einer der beiden Dichtlippen (38d) eine weitere Dichtlippe (41) angeformt ist, die mit deren Außenfläche einen Zwickelraum (36d) begrenzt, wobei gegebenenfalls die weitere Dichtlippe (41) an einer querschnittlichen Mittellinie (M) zwischen den beiden äußeren Dichtlippen (38d) angeordnet ist.
  14. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Außen- oder Frontfläche (39) der Dichtlippe (38d, 38e) mit einer Deckschicht (54) aus gegenüber der Dichtlippe weicherem Werkstoff beschichtet ist.
  15. Druckbehälter nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Dichtlippe (41) an der unterhalb der Unterfläche (64, 64a) abragenden Dichtlippe (38d, 38e) angeordnet ist, und/oder dass die Rückenfläche der weiteren Dichtlippe (41) zwei durch eine zu den Lippenkanten (40, 40m) parallele Grenzkontur (52) getrennte Abschnitte (50m, 50n) aufweist, die von unterschiedlichen Querschnittswinkeln bestimmt sind.
  16. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippenkanten (40/40m/40) der drei Dichtlippen (38d/41/38d) querschnittlich auf einer Konstruktionsgeraden (G) liegen.
  17. Druckbehälter nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (30, 30a bis 30e; 60, 60a, 60b; 70) aus Polyethylen geformt ist, insbesondere aus Hochdruckpolyethylen, wobei gegebenenfalls die Dichtlippe (38e) zwei verschiedene Polyethylensorten aufweist.
  18. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die der in ihm befindlichen Flüssigkeit zugekehrte Kolbenoberfläche mit einem Lack beschichtet ist.
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