WO2000021851A1 - Selbstschliessende ventilanordnung für eine behälterspendeöffnung - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a self-closing valve arrangement for installation in a dispensing opening of a container, a closure cap or the like.
- a generic valve arrangement with a comparatively complicated structure, integrated in a closure cap, is known from DE-A-195 10 007.
- a membrane-like closing element made of a resilient material is clamped between parts of the closure cap that can be screwed onto a container neck, and the closing element has a central, permanently open passage opening.
- the closing element is concavely curved in the idle state and lies with its outside against a sealing element which is held stationary in the cap part in order to close the passage opening. Under increased pressure on the closing element from its surface facing the sealing element, the closing element can be lifted off the sealing element, so that a medium can flow along the passage opening from a container, onto the neck of which the closure cap can be screwed.
- the closing element is clamped in the cap part in such a way that the clamping effect enables air to pass through the circumference of the closing element when inside there is a negative pressure in the container in order to equalize the pressure.
- the pressure compensation function therefore depends on the manner in which the closing element is clamped in the cap part and can be impaired due to the elasticity of the closing element and the clamping forces acting on it, so that the pressure compensation function cannot always be guaranteed.
- the channels along which the ventilation air can flow to equalize pressure can easily become clogged when in use, and the pressure equalization function can be lost as a result.
- Another disadvantage is that the passage opening in the closing element is to be sealed by a flat sealing element, so that the sealing function can easily be impaired in the event of deposits or contamination of the sealing surfaces.
- the object of the invention is to provide a self-closing valve arrangement of the generic type with a guaranteed sealing and pressure compensation function and at the same time a more economical production option.
- a self-closing valve arrangement for installation in a dispensing opening of a container, a closure cap or the like, with a first valve part with an elastic wall containing a passage opening, which, under a first differential pressure force, from pressures acting on its opposite surfaces from a closed position in a first release division can be brought, and a sealing element in the closed position of the elastic wall in sealing relation to the passage opening of a second valve part, whereby according to the invention the dimensions of the passage opening and those of the sealing element are coordinated with one another such that the elastic wall under a second direction is opposite first acting Differential pressure force can be brought into a second release division with respect to the sealing element, wherein the second release division requires a movement of the elastic wall in a direction opposite to that in the first release division.
- the valve arrangement according to the invention then provides a rigid sealing element in the form of a sealing pin which can engage in a passage opening in a flexible wall of a first valve part made of elastic material.
- the wall therefore does not come into a fault-prone relationship with the sealing element, but the two components interlock positively, which significantly improves the sealing function.
- the elastic wall can be brought out of the sealing relationship with the sealing element under the action of an external differential pressure force in two ways, firstly to allow the contents of the container to be dispensed and secondly to vent air from the surroundings into the inside of the container for the purpose of pressure compensation the same passage opening through which the contents of the container were previously discharged.
- the sealing element When the flexible wall moves from one to the other release division, the sealing element must penetrate the passage opening completely every time, since the dimension of the sealing element is somewhat larger than that of the passage opening in the idle state. This process always cleans the interacting sealing surfaces, so that the sealing and pressure compensation function is maintained over long periods of use even with container contents that tend to smear, such as gel-like cleaning agents.
- the assembly of the self-closing valve arrangement presents no difficulties, since the pressure compensation function is not impaired by a clamping force that mutually positions the valve parts.
- the valve arrangement can also be easily miniaturized and, in addition to a screw cap that can be screwed onto a container neck, also directly insert into a dispensing opening of a container in a visually appealing manner.
- FIG. 1 is a fragmentary, sectional view of a self-closing valve assembly according to the invention in the idle state after assembly in a container dispensing opening
- Fig. 2 in a view similar to Fig. 1, the valve arrangement in the release division for emptying the container, and
- Fig. 3 in a view similar to Fig. 1, the valve arrangement in the pressure compensation position.
- valve arrangement 1 shows the self-closing valve arrangement according to the invention bearing the general reference number 1 in a wall 3 of a container 2 which contains a dispensing opening 4.
- the dispensing opening 4 could also be provided on a closure cap or the like.
- a locking flange 5 with a locking collar 6 is formed on the container wall 3 concentrically with the dispensing opening 4.
- a plurality of latching webs arranged circumferentially distributed could also be provided.
- the valve arrangement 1 held between the underside of the wall 3 and the locking collar 6 by clamping force comprises a first valve part 7 and a second valve part 9 resting on the ring collar 6. From a central point of a base region 14 of the second valve part 9, it projects upwards or against the first valve part 7 a sealing pin 11.
- the first valve part 7 comprises an outer thickened mounting area, which is sealingly clamped between the end face of a peripheral wall 16 of the second valve part 9 and the container wall 3, and an inner elastic wall 8.
- the elastic wall 8 can, as shown, be formed like a bellows, and under compressive forces acting on their opposite surfaces, starting from the rest position shown in FIG. 1, can be placed in a direction away from the sealing pin 11 or in one direction on the sealing pin 11.
- the elastic wall 8 could also be free of bellows-like corrugations and assume a slightly concave configuration in the rest position shown.
- a passage opening 10 is provided at a central point in alignment with the sealing pin 11 in the elastic wall 8.
- the second valve part 9 contains in its base region 14 one or more passage openings 15 which create an access passage to the interior of the container 2.
- the sealing pin 11 comprises a thickened head region 12 and a neck-like thinned web region 13, which connects the head region 12 to the base region 14 of the second valve part 9.
- the dimensions of the head area 12 are matched to those of the central passage opening 10 of the first valve part 7, so that the head area 12 can engage in the passage opening 10 in the rest or starting position shown in FIG. 1, the passage opening 10 being slightly spread apart for this purpose got to . In the rest position of the elastic wall 8, the passage opening 10 is therefore hermetically sealed.
- the first valve part 7 can be made of any suitable elastic plastic material, preferably one that can be injection molded into the desired configuration in a manner that is favorable to manufacture. Elastomeric materials are particularly suitable.
- the second valve part 9, on the other hand, is an essentially dimensionally stable injection molding part made of a suitable less elastic plastic material such as polypropylene, polyethylene, polystyrene or the like. represents.
- Fig. 2 shows the state of the valve arrangement as it is when a sufficiently high differential pressure force is exerted on the inside of the container on the first valve part 7, so that the elastic wall 8 is elastically turned upwards away from the sealing pin 11, thereby opening the passage 10 becomes.
- This state can be triggered in that an overpressure is built up by compressing the wall 3 inside the container 2.
- the container contents can flow out through the openings 10 and 15 under these circumstances.
- the wall 8 due to its elasticity, returns to the starting position shown in FIG. 1, sealing the passage opening 10.
- FIG. 3 The position which the parts of the valve arrangement 1 assume for pressure equalization is shown in FIG. 3.
- a differential pressure force acts on the elastic wall 8, which wants to pull or pull the wall 8 inwards, ie in the direction of the interior of the container.
- the sealing pin 11 pushes with its head region 12 through the passage opening 10, so that it now comes to rest along the neck-like web region 13 and is released again.
- air can flow into the interior of the container through the openings 10 and 15 until pressure equalization has taken place and the elastic wall 8 is relieved and due to the elastic properties of the material can spring back into the starting position shown in FIG. 1 by closing the passage opening 10.
- the first valve part 7 with the elastic wall 8 could also be an integral part of the container wall 3, in that both components are produced in one piece by two-component injection molding
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Abstract
Selbstschliessende Ventilanordnung zum Einbau in eine Spendeöffnung eines Behälters, einer Verschlusskappe oder dgl., mit einem ersten Ventilteil (7) mit einer eine Durchtrittsöffnung (10) enthaltenden elastischen Wand (8), die unter einer ersten Differenzdruckkraft aus auf ihre gegenüberliegenden Oberflächen einwirkenden Drücken von einer Schliessstellung in eine erste Freigabestellung bringbar ist, und einem in der Schliessstellung der elastischen Wand in abdichtender Beziehung zu der Durchtrittsöffnung stehenden Dichtzapfen (12) an einem zweiten Ventilteil (9). Die Abmessungen der Durchtrittsöffnung (10) und die des Dichtzapfens (11) sind so aufeinander abgestimmt, dass die elastische Wand (8) unter einer zweiten entgegengerichtet zur ersten wirkenden Differenzdruckkraft in eine zweite Freigabestellung in Bezug auf das Dichtelement bringbar ist, wobei die zweite Freigabestellung eine Bewegung der elastischen Wand in eine Richtung entgegengesetzt zu der in die erste Freigabestellung voraussetzt. Es wird hierdurch ein Druckausgleich in einem unter einer Quetschkraft verformten, mit der Ventilanordnung versehenen Behälter geschaffen, nachdem die Quetschkraft weggenommen wurde.
Description
Selbstschliessende Ventilanordnung für eine Behälterspendeöffnung
Die Erfindung betrifft eine selbstschliessende Ventilanordnung zum Einbau in eine Spendeöffnung eines Behälters, einer Verschlusskappe oder dgl ..
Eine gattungsgemässe Ventilanordnung mit vergleichsweise kompliziertem Aufbau, integriert in einer Verschlusεkappe, ist aus der DE-A-195 10 007 bekannt. Bei dieser Ventilanordnung ist ein membranartiges Schliesselement aus einem nachgiebigen Material zwischen Teilen der auf einen Behälterhals aufschraubbaren Verschlusskappe eingeklemmt, und weist das Schliesselement eine zentrale, permanent offene Durchtrittsöffnung auf. Das Schliesselement ist im Ruhezustand konkav gewölbt und liegt mit seiner Aussenseite an einem Dichtelement an, das stationär im Kappenteil gehalten ist, um die Durchtrittsöffnung zu verschliessen. Unter einem erhöhten Druck auf das Schliesselement seitens seiner dem Dichtelement zugewandten Oberfläche kann das Schliesselement vom Dichtelement abgehoben werden, so dass längs der Durchtrittsδffnung ein Medium aus einem Behälter strömen kann, auf dessen Hals die Verschlusskappe aufgeschraubt werden kann. Sobald die Druckkraft auf das Schliesselement weggenommen wird, nimmt dieses aufgrund der Elastizität des nachgiebigen Materials wieder die Ruhestellung unter Verschliessen der Durchtrittsöffnung ein. Andererseits ist das Schliesselement so im Kappenteil eingespannt, dass die Spannwirkung einen Durchtritt von Luft umfänglich des Schliesselementes ermöglicht, wenn im Inneren
des Behälters ein Unterdruck herrscht, um einen Druckausgleich zu bewirken. Die Druckausgleichsfunktion hängt somit von der Art ab, wie das Schliesselement im Kappenteil eingespannt ist und kann aufgrund der Elastizität des Schliesselements und der darauf wirkenden Klemmkräfte beeinträchtigt werden, so dass die Druckausgleichsfunktion nicht immer gewährleistet werden kann. Ausserdem können die Kanäle, längs denen die Belüftungsluft zum Druckausgleich strömen kann, bei Gebrauch leicht verstopfen und dadurch die Druckausgleichsfunktion verlorengehen. Nachteilig ist ferner, dass die Abdichtung der Durchtrittsöffnung im Schliesselement durch ein flächiges Dichtelement erfolgen soll, so dass bei Ablagerungen oder Verschmutzungen der Dichtflächen die Dichtfunktion leicht beeinträchtigt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine selbstschliessende Ventilanordnung der gattungsgemässen Art mit gewährleisteter Dicht- und Druckausgleichsfunktion bei gleichzeitig günstiger Fertigungsmöglichkeit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein selbstschliessende Ventilanordnung zum Einbau in eine Spendeöffnung eines Behälters, einer Verschlusskappe oder dgl., mit einem ersten Ventilteil mit einer eine Durchtrittsöffnung enthaltenden elastischen Wand, die unter einer ersten Differenzdruckkraft aus auf ihre gegenüberliegenden Oberflächen einwirkenden Drücken von einer Schliessstellung in eine erste Freigabesteilung bringbar ist, und einem in der Schliessstellung der elastischen Wand in abdichtender Beziehung zu der Durchtrittsδffnung stehenden Dichtelement eines zweiten Ventilteils, wobei erfindungsgemäss die Abmessungen der Durchtrittsöffnung und die des Dichtelementes so aufeinander abgestimmt sind, dass die elastische Wand unter einer zweiten entgegengerichtet zur ersten wirkenden
Differenzdruckkraft in eine zweite Freigabesteilung in Bezug auf das Dichtelement bringbar ist, wobei die zweite Freigabesteilung eine Bewegung der elastischen Wand in eine Richtung entgegengesetzt zu der in die erste Freigabesteilung voraussetzt. Danach sieht die erfindungsgemässe Ventilanordnung ein starres Dichtelement in Gestalt eines Dichtzapfens vor, der in ein Durchtrittsöffnung in einer nachgiebigen Wand eines ersten Ventilteils aus elastischem Material eingreifen kann. Die Wand kommt daher nicht in eine störanfällige nur anliegende Beziehung zum Dichtelement, sondern beide Komponenten greifen positiv ineinander, was die Dichtfunktion wesentlich verbessert. Die elastische Wand kann unter der Wirkung einer äusseren Differenzdruckkraft aus der dichtenden Beziehung zum Dichtelement in zweifacher Weise herausgebracht werden, einmal um eine Abgabe des Behälterinhalts zu ermöglichen, und ein anderesmal, um zum Zwecke eines Druckausgleichs Belüftungslu t aus der Umgebung in das Behälterinnere über die gleiche Durchtrittsöffnung, über die zuvor der Behälterinhalt abgegeben wurde, einströmen zu lassen. Bei der Bewegung der nachgiebigen Wand von der einen in die andere Freigabesteilung muss das Dichtelement jedesmal die Durchtrittsöffnung vollständig durchstossen, da die Abmessung des Dichtelements etwas grösser als die der Durchtrittsöffnung im Ruhezustand ist. Dieser Vorgang bewirkt jedesmal eine Reinigung der zusammenwirkenden Dichtflächen, so dass die Dicht- und Druckausgleichsfunktion selbst bei zu Verschmierungen neigenden Behälterinhalten, wie gelartigen Reinigungsmitteln, über lange Gebrauchzeiten erhalten bleibt. Die Montage der selbstschliessenden Ventilanordnung bereitet keine Schwierigkeiten, da die Druckausgleichsfunktion nicht von einer die Ventilteile gegenseitig positionierenden Klemmkraft beeinträchtigt wird. Die Ventilanordnung lässt sich ferner leicht miniaturisieren und ausser in eine auf einen Behälterhals aufschraubbare Verschlusskappe auch direkt
in eine Spendeöffnung eines Behälters in optisch ansprechender Weise einfügen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und einer Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in fragmentarischer, geschnittener Ansicht eine selbstschliessende Ventilanordnung nach der Erfindung im Ruhezustand nach Montage in einer Behälterspendeöffnung,
Fig. 2 in einer Ansicht ähnlich Fig. 1 die Ventilanordnung in der Freigabesteilung zum Entleeren des Behälters, und
Fig. 3 in einer Ansicht ähnlich Fig. 1 die Ventilanordnung in der Druckausgleichsstellung.
In Fig. 1 ist die das allgemeine Bezugszeichen 1 tragende selbstschliessende Ventilanordnung nach der Erfindung in einer eine Spendeöffnung 4 enthaltenen Wand 3 eines Behälters 2 gezeigt. Die Spendeöffnung 4 könnte auch an einer Verschlusskappe oder dgl. vorgesehen sein. Obschon andere Mittel zur Montage der Ventilanordnung 1 dienen können, ist bei der vorliegenden Ausführungsform an der Behälterwand 3 konzentrisch zur Spendeöffnung 4 ein Rastflansch 5 mit einem Rastbund 6 angeformt. Anstelle eines Rastflansches könnte auch eine Vielzahl umfänglich verteilt angeordnete Raststege vorgesehen sein.
Die zwischen der Unterseite der Wand 3 und dem Rastbund 6 durch Klemmkraft gehaltene Ventilanordnung 1 umfasst einen ersten Ventilteil 7 und einen zweiten, auf dem Ringbund 6 aufliegenden Ventilteil 9. Von einer zentralen Stelle eines Basisbereichs 14 des zweiten Ventilteils 9 ragt nach oben bzw. gegen den ersten Ventilteil 7 ein Dichtzapfen 11.
Der erste Ventilteil 7 umfasst einen äusseren verdickten Montagebereich, der zwischen der Endfläche einer Umfangswand 16 des zweiten Ventilteils 9 und der Behälterwand 3 dichtend eingespannt ist, und eine innere elastische Wand 8. Die elastische Wand 8 kann, wie dargestellt, balgartig ausgebildet sein, und unter auf ihre gegenüberliegenden Oberflächen wirkenden Druckkräften, ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten Ruhestellung, in eine Richtung weg vom Dichtzapfen 11 oder in eine Richtung auf den Dichtzapfen 11 gestülpt werden kann. Die elastsiche Wand 8 könnte auch frei von balgartigen Wellungen ausgebildet sein und in der gezeigten Ruhestellung eine leicht konkave Konfiguration einnehmen.
Eine Durchtrittsöffnung 10 ist an einer zentralen Stelle in Ausrichtung zum Dichtzapfen 11 in der elastischen Wand 8 vorgesehen. Der zweite Ventilteil 9 enthält in seinem Basisbereich 14 ein oder mehrere Durchtrittsöffnungen 15, die eine Zutrittspassage zum Inneren des Behälters 2 schaffen.
Der Dichtzapfen 11 umfasst einen verdickten Kopfbereich 12 und einen halsartig verdünnten Stegbereich 13, der den Kopfbereich 12 mit dem Basisbereich 14 des zweiten Ventilteils 9 verbindet. Die Abmessungen des Kopfbereichs 12 sind auf diejenigen der zentralen Durchtrittsöffnung 10 des ersten Ventilteils 7 angepasst, so dass der Kopfbereich 12 in der in Fig. 1 gezeigten Ruhe- oder Ausgangsstellung dichtend in die Durchtrittsöffnung 10 eingreifen kann, wobei die Durchtrittsöffnung 10 dazu etwas gespreizt werden muss . In der Ruhestellung der elastischen Wand 8 ist die Durchtrittsöffnung 10 daher hermetisch verschlossen.
Der erste Ventilteil 7 kann aus irgendeinem geeigneten elastischen Kunststoffmaterial bestehen, vorzugsweise ein solches, das sich durch Spritzformen in die gewünschte Konfiguration fertigungsgünstig bringen lässt. Geeignet sind insbesondere elastomere Materialien. Der zweite Ventilteil 9 stellt dagegen ein im wesentlichen formstabiles Spritzgiessteil aus einem geeigneten weniger elastischen Kunststoffmaterial wie Polypropylen, Polyethylen, Polystyrol oder dgl . dar .
Die Funktion der, wie vorbeschrieben, aufgebauten selbstschliessenden Ventilanordnung wird nachfolgend anhand von Fig. 2 und 3 erläutert.
Fig. 2 zeigt den Zustand der Ventilanordnung, wie er vorliegt, wenn auf den ersten Ventilteil 7 eine ausreichend hohe Differenzdruckkraft seitens des Behälterinneren ausgeübt wird, so dass die elastische Wand 8 elastisch weg vom Dichtzapfen 11 nach oben gestülpt wird, wodurch die Durchtrittsδffnung 10 freigegeben wird. Dieser Zustand kann dadurch ausgelöst werden, dass durch ein Zusammendrücken der Wand 3 im Inneren des Behälters 2 ein Überdruck aufgebaut wird. Wie es durch die Pfeile in Fig. 3 angedeutet ist, kann unter diesen Umständen der Behälterinhalt über die Durchtrittsöffnungen 10 und 15 nach aussen strömen. Sobald der Überdruck entfällt, kehrt die Wand 8 aufgrund ihrer Elastizität wieder in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsposition unter Abdichtung der Durchtrittsöffnung 10 zurück.
Die Rückformung der Behälterwand 3 nach Wegnahme der äusseren Quetschkraft kann einen Unterdruck im Behälter 2 hervorrufen, der eine vollständige Rückstellung in die ursprüngliche Konfiguration verhindern würde, wenn kein Druckausgleich zwischen dem Behälterinneren und der Umgebung stattfinden
könnte. Die Stellung, die die Teile der Ventilanordnung 1 zum Druckausgleich einnehmen, ist in Fig. 3 gezeigt. Bei einem Unterdruck im Behälter 2 wirkt auf die elastische Wand 8 eine Differenzdruckkraft, die die Wand 8 nach innen, d.h. in Richtung auf das Behälterinnere ziehen oder stülpen will . Bei dieser Bewegung stösst der Dichtzapfen 11 mit seinem Kopfbereich 12 durch die Durchtrittsöffnung 10, so dass diese nunmehr längs des halsartigen Stegbereichs 13 zu liegen kommt und erneut freigegeben wird. Infolge davon kann, wie durch die Pfeile in Fig. 3 angedeutet ist, Luft aus der Aussenumgebung über die Durchtrittsöffnungen 10 und 15 ins Behälterinnere strömen, bis ein Druckausgleich erfolgt ist und dadurch die elastische Wand 8 wieder entlastet wird und aufgrund der elastischen Eigenschaft des Materials in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsposition unter Verschliessen der Durchtrittsöffnung 10 zurückfedern kann.
Wenn erwünscht, könnte der erste Ventilteil 7 mit der elastischen Wand 8 auch integraler Bestandteil der Behälterwand 3 sein, indem beide Komponenten einstückig durch Zweikomponentenspritzgiessen gefertigt werden
Claims
1. Selbstschliessende Ventilanordnung zum Einbau in eine Spendeöffnung eines Behälters, einer Verschlusskappe oder dgl., mit einem ersten Ventilteil mit einer eine Durchtrittsδffnung enthaltenden elastischen Wand, die unter einer ersten Differenzdruckkraft aus auf ihre gegenüberliegenden Oberflächen einwirkenden Drücken von einer Schliessstellung in eine erste Freigabestellung bringbar ist, und einem in der Schliessstellung der elastischen Wand in abdichtender Beziehung zu der Durchtrittsöffnung stehenden Dichtelement eines zweiten Ventilteils, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Durchtrittsöffnung
(10) und die des Dichtelementes (11) so aufeinander abgestimmt sind, dass die elastische Wand (8) unter einer zweiten entgegengerichtet zur ersten wirkenden Differenzdruckkraft in eine zweite Freigabestellung in Bezug auf das Dichtelement bringbar ist, wobei die zweite Freigabesteilung eine Bewegung der elastischen Wand in eine Richtung entgegengesetzt zu der in die erste Freigabesteilung voraussetzt .
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (11) einen Kopf- und Stegbereich (12,13) umfasst, wobei die Abmessungen des Kopfbereiches kleiner als die der Durchtrittsöffnung (10) und grösser als die des Stegbereiches sind und die zweite Freigabesteilung durch eine Position der Durchtrittsöffnung längs des Stegbereichs definiert ist.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Wand (8) als balgartig gewellte Wand ausgebildet ist .
4. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilteil
(7) aus einem elastomeren Material besteht.
5. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilteil
(9) mit dem Dichtelement (11) im wesentlichen formstabil ausgebildet ist.
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Legal Events
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