DE2949101C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgabeventil gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruches 1, welches insbesondere für zähflüssige Produkte geeignet sein soll.

Bei einer derartigen durch die US-PS 20 25 810 bekannten Abgabeventil besteht die Gefahr, daß sich die Membran auf dem Verschlußelement verkeilt, und zwar insbesondere dann, wenn von außen ein stärkerer Druck auf die Membran ausgeübt wird. Ein weiterer Nachteil des bekannten Abgabeventils besteht darin, daß die Speichen über ihre gesamte radiale Erstreckung, also auch unmittelbar am Verschlußelement, senkrecht zur Längsachse des Abgabeventils verlaufen und somit das Fließen des Füllgutes, insbesondere bei Schließen des Ventils in Richtung auf das Innere des Behälters, behindern.

Zwar ist aus der CH-PS 4 26 625 ein Abgabeventil auch für viskose Füllgüter bekannt, bei welchem speichenartige Teile vorgesehen sind, die das Verschlußelement mit einem Unter­ teil verbinden. Diese Speichen verlaufen jedoch im wesent­ lichen parallel zu dem die zentrale Öffnung der Membran begrenzenden Umfang, so daß sie keinen wirksamen Anschlag bilden, der bei entsprechend großer Krafteinwirkung von außen in Schließrichtung der Membran ein Verkeilen derselben auf den Speichen oder auf dem Verschlußelement verhindern könnte.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Abgabeventil der einleitend beschriebenen Art so abzuwan­ deln, daß ein Verkeilen der das Ventil bildenden Teile unter allen in der Praxis in Betracht kommenden Umständen ausge­ schlossen bleibt. Dabei soll sichergestellt sein, daß das Ventil auch unter relativ geringem Füllgut-Druck öffnet, jedoch andererseits ein einwandfreies Schließen des Ventils bei Aufhören des inneren Überdrucks gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.

Durch die Anschläge wird erreicht, daß die Membran bei Druckentlastung immer die gewünschte Schließlage einnimmt. Auch bei größerer Rückstellkraft der Membran oder bei anderen in Schließrichtung auf die Membran ausgeübten Kräften ist nicht zu befürchten, daß die konischen Ventilflächen sich verkeilen, da eine Bewegung der Membran beim Schließen des Ventils über die Anschläge hinaus nicht möglich ist. Andererseits hat die Anordnung der Anschläge unterhalb des scheibenförmigen Verschlußstücks zur Folge, daß der Durch­ fluß des Füllguts durch das geöffnete Ventil hindurch nicht oder nur unmerklich behindert wird.

Vorteilhaft ist das Verschlußelement als eine im Vergleich zu ihrem Durchmesser dünne Scheibe ausgebildet, wobei die Speichen in einer Ebene, die sich merklich unterhalb der Scheibe befindet, mit dem Rand verbunden sind. Die Ausbil­ dung des Verschlußelementes als dünne Scheibe hat den Vorteil, daß die vom Verschlußelement getragene Dichtfläche verhältnismäßig klein ist, so daß dementsprechend auch nur wenig Füllgut an dieser Fläche anhaften kann, das von der Membran bei deren Bewegung in ihrer Schließlage von der Dichtfläche entfernt werden muß.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 in stark vergrößertem Maßstab, verglichen mit der tatsächlichen Größe des Ventils einen senkrechten Schnitt gemäß Linie A-A der Fig. 2;

Fig. 2 eine Draufsicht der Ventilkappe;

Fig. 3 eine Draufsicht des Ventil-Unterteils.

In der Zeichnung ist ein Unterteil 1 als einstückiges im Spritz­ gießverfahren hergestelltes Teil dargestellt. Es ist mit einem ersten Rand 2 versehen, der ein Innengewinde aufweist, das auf das Ge­ winde einer Quetschflasche aus thermoplastischem Material auf­ schraubbar ist, die eine mit Gewinde versehene 28 mm-Standard- Öffnung aufweist und demzufolge mit Mitteln versehen ist, um das Unterteil an der Flaschenöffnung anzubringen und somit den vor­ erwähnten ringförmigen Rand 2 an der Flaschenöffnung zu befesti­ gen. Ein dünnes kreisförmiges Verschlußelement 4 ist an seiner Unterseite einstückig mit den inneren Enden nach oben verlaufender Speichen 5 verbunden, die sich von dieser Unterseite radial er­ strecken und mit einem zweiten Rand 3 in einer Ebene, die sich merklich un­ terhalb der Unterseite der Scheibe befindet, verbunden sind. Ein scheibenartiges Verschlußelement 5 ist auf und senkrecht zu der Achse des zweiten Randes 3 angeordnet. Gemäß der Darstellung in der Zeichnung hat die Scheibe einen kleineren Durchmesser als der Rand und begrenzt einen ringförmigen Raum zwischen Verschlußelement 4 und zweitem Rand 3.

In diesem konkreten Ausführungsbeispiel hat der zweite Rand 3 einen Außendurchmesser von 24 mm (0,950′′); der maximale Durchmesser des Verschlußelementes 4 beträgt 5,8 mm (0,230′′); seine Dicke beträgt 0,38 mm (0,015 . Diese Werte sollen lediglich die verhältnis­ mäßig kleinen Dimensionen am tatsächlichen Ventil zeigen, ohne daß irgendwelche Beschränkungen daraus herleitbar sein sollen.

Eine ebenfalls einstückig im Spritzgießverfahren hergestellte Kappe 6 ist mit einer elastisch flexiblen ringförmigen Membran 7 versehen, die oberhalb der Ebene der Unterseite des Verschluß­ elementes 4 angeordnet und mit einer Mittelöffnung 8 versehen ist, die koaxial zum Verschlußelement 4 und zum zweiten Rand 3 angeordnet ist. Ihr Umfang liegt normalerweise auf dem Umfang des Verschlußelementes 4 auf. Ein ein­ stückiger Flansch 9 erstreckt sich vom Umfang der Membran und ist am zweiten Rand 3 des Unterteiles angebracht. Die Verbindung wird in der Weise hergestellt, daß Umfangsteile, die am Grund­ element und an der Kappe jeweils angeformt sind, miteinander in Eingriff gebracht werden und das Anbringen der Kappe in der Weise geschieht, daß diese nach unten gedrückt wird, wobei sie in den zweiten Rand 3 des Unterteils einschnappt. Es sind aber auch an­ dere Verbindungsmittel möglich.

Der Umfang des Verschlußelementes 4 einerseits und der Umfang der Membran­ öffnung 8 andererseits haben konische Oberflächen, die aneinan­ der angepaßt sind. In dem in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispiel beträgt der Konuswinkel in beiden Fällen 45°.

Da die Speichen ihre nach oben weisenden inneren Enden mit der Unterseite der Scheibe nur nahe dem Umfang der letzteren verbunden haben, bleibt die Unterseite sowohl in radialen als auch in nach unten weisenden Richtungen frei von irgendwelchen Hindernissen. Praktisch ist nichts vorhanden, daß das vollständige freie Flie­ ßen eines viskosen Produktes nach unten von der Ventilscheibe verhindern oder beeinträchtigen könnte. Es gibt keinen vom Unter­ teil nach oben sich zur Scheibe erstreckenden Fortsatz, auf wel­ chem viskoses Material sich sammeln und das freie Abfließen vom Umfang der Scheibe nach unten verzögern oder sonstwie beeinträch­ tigen könnte.

Der Flansch 9 erstreckt sich vom zweiten Rand 3 nach oben bis zu einer Höhe oberhalb der Ebene der Scheibenoberseite; die Membran weist die bereits erwähnte verhältnismäßig flache konische Form auf. Sie erstreckt sich in einem Stück von der Oberseite des Flansches nach unten zur Scheibe. Die konische Schräge der Membran kann zwischen etwa 3° und etwa 15° in bezug auf die Oberseite des Verschlußelementes 4 variieren; im Fall des in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels beträgt sie 7°.

Aufgrund ihrer konischen Ausgestaltung leistet die Membran bereits konstruktionsmäßig einen gewissen Widerstand gegen eine Biege­ beanspruchung, wenn ein zähflüssiges Füllgut Druck auf ihre inne­ re Begrenzungsfläche bzw. ihren Boden ausübt. Die Bewegung der Membran, die für das Öffnen des Ventils erforderlich ist, wird zu einem großen Teil, wenn nicht ausschließlich, über den oberen Rand oder den oberen Bereich 9 a des Flansches erreicht, der völlig frei von irgendwelchen Beschränkungen oder Zwängungen bezüglich einer radialen Biegung ist. Zusätzlich zu dieser Scharnier- oder Gelenkwirkung hat eine Bewegung der Membran durch von unten wir­ kenden Druck nach oben die Tendenz, den Bodenbereich des Flan­ sches 9 radial nach innen zu beaufschlagen mit dem Ergebnis, daß der Eingriff zwischen Kappe und Unterteil noch enger wird. Das Unterteil hat unterhalb seines zweiten Randes 3 eine kreisförmige Nut 3 a; der Flansch 9 der Kappe hat eine nach innen vorstehende ringför­ mige Rippe 9 b. Die Teile 3 a und 9 b schnappen ineinander, wenn die Kappe beim Zusammenbau des Ventils auf das Unterteil aufgeschoben wird. Wie vorstehend erwähnt, wird diese Verriegelung noch durch eine Wirkung verstärkt, bei der es sich im Ergebnis um eine Schwenkbewegung des Flansches 9 handelt, wenn sein oberer Bereich 9 a aufgrund der nach oben gerichteten Bewegung der Membran 7 nach außen gebogen wird.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß vorstehend und in der folgenden Beschreibung Bezug genommen wird auf "Oberseiten", "Unterseiten" usw. gemäß der Darstellung des Ventils in der Zeichnung. Bei Gebrauch wird eine Quetschflasche normalerweise umgedreht, so daß die Lage der Teile umgekehrt ist. Dieser Sach­ verhalt bleibt jedoch in der Beschreibung der Zeichnung und des darin dargestellten Ventils unberücksichtigt.

Wenn einer nach innen gerichteten Bewegung der Membran keine Grenze gesetzt ist, könnte es möglich sein, daß ein Benutzer durch starken Fingerdruck die Membran vollständig nach unten unter das Verschlußelement 4 drückt. Dann würde das selbstfließende Ven­ til seine Funktion nicht mehr erfüllen können. Aus diesem Grunde erstrecken sich die Speichen 5, die vom unteren Bereich des zweiten Randes 3 diagonal nach oben in Richtung auf das Verschlußelement 4 ver­ laufen, in einer Ebene geringfügig unterhalb der unteren Seite der Scheibe radial nach außen zur Bildung von Anschlägen 10, mit denen der innere Umfang der Membran normalerweise nicht in Berührung kommt, die aber dazu dienen kön­ nen, eine nach unten gerichtete Bewegung der Membran zu begren­ zen, wenn letztere durch äußeren Druck nach unten gepreßt wird. Diese Ausgestaltung kann vorgesehen sein, obwohl es im übrigen wünschenswert ist, den Umfang der Scheibe frei von allen nach unten gerichteten Hindernissen und dgl. zu halten. Die vorbe­ schriebene Ausgestaltung gibt eine Gewähr dafür, daß das Ventil unter allen bei normalem Gebrauch auftretenden Beanspruchungen funktionsfähig bleibt.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Membran und die Scheibe mit einer Wandstärke von 0,38 mm (0,015′′) versehen. Dies zeigt die extrem dünne Wandstärke der Verschlußscheibe 4 und die Tatsache, daß diese zwei Haupt-Ventilteile sehr wenig thermoplastisches Material erfordern; der größte Teil des benötigten thermoplastischen Materials geht in das Un­ terteil 1, das in jedem Fall die Steifigkeit aufweisen muß, die notwendig ist, um es an der Flaschenöffnung befestigen zu können, und die beiden ineinandergreifenden Teile, die für ein leichtes Zusammensetzen des Ventils erforderlich sind, wobei zu berück­ sichtigen ist, daß der obere Bereich 9 a des Membranflansches eine dünne Wandstärke aufweisen sollte, um die oben beschriebene Gelenk- bzw. Scharnierwölbung zu begünstigen. Dabei wird der obere Bereich 9 a so ausgeführt, daß er vom oberen Ende des zweiten Randes 3 zur einstückigen Verbindung zwischen Membran 7 und dem oberen Ende des Bereiches 9 a nach oben sich verjüngend ausgeführt ist. Der Durchmesser der Unterseite der Scheibe sollte vorzugsweise nicht größer sein als etwa ein Drittel des Durchmessers der Unterseite der Membran. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Durchmesser der Scheibenunterseite und der Innendurch­ messer der Membran 5,0 mm (0,20′′) bzw. 22,8 mm (0,90′′). Bei Verwendung an einer Quetschflasche weist die Membran etwa die größte vorstellbare Kolbenfläche, die der Einwirkung des unter Druck stehenden viskosen Füllgutes ausgesetzt ist, auf, wobei dieser Druck auch auf die inneren Oberflächen der oberen Bereiche 9 a des Flansches einwirkt, um die Gelenk- bzw. Scharnierwirkung zu begünstigen. Bei einer normalen Quetschflasche braucht der ausgeübte Fingerdruck zur Betätigung dieses Ventils nicht sehr groß zu sein.

Bei einem Ventil der hier in Rede stehenden Art ist ein Druckentlastungsventil erforderlich, wobei die Verwendung eines Ventils vom sogenannten Entenschnabel-Typ vorgeschlagen wird. Beim Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Belüftungsventil 11 quer durch das Unterteil durch den unteren Teil des zweiten Randes 3. Dabei ist der für den Entenschnabel charakteristi­ sche flache Bereich in einer vertikalen Ebene angeordnet, damit er nicht in irgendeinem nennenswerten Ausmaß das Fließen des Füllgutes durch das Unterteil 1 des Ventils behindert.

Fig. 1 läßt erkennen, wie dieser querverlaufende und in der Vertikalen angeordnete Entenschnabel sich nach innen vom zweiten Rand 3 des Unterteils erstreckt, wobei eine Öffnung 11 a des Entenschna­ bels an einer Stelle endet, die nach außen gegenüber dem Umfang des Verschlußelementes 4 versetzt ist, so daß die Scheibe unterseitig vom Entenschnabel frei bleibt. Diese Anordnung zusammen mit dem ver­ tikalen Verlauf des Entenschnabels verhindert das Einschließen des abgegebenen Füllgutes, nachdem das Ventil geschlossen hat. Der Entenschnabel hat eine Entlüftungsöffnung 11 b, die sich quer durch den Rand bis zur Außenseite desselben erstreckt. Diese Entlüftungsöffnung wird durch einen radialen Schlitz im oberen Bereich des zweiten Randes 3 gebildet, wobei der Flansch 9 der Kappe das äußere Ende des Entenschnabels mit Ausnahme dieses Schlitzes, der unterhalb der unteren Begrenzungskante der Flasche liegt, verschließt. Der Schlitz ist von kleinen Dimensionen, so daß die Entlüftungsöffnung einen so kleinen Durchmesser im Ver­ gleich zum Durchmesser des Entenschnabels aufweist, daß die Ent­ lüftungsöffnung bei Betrachtung des Ventils von außen kaum auf­ fällt.

Claims (9)

1. Abgabeventil mit einem Unterteil, das einen ringförmigen Rand und Mittel zum Anbringen eines Randes an der Öffnung eines durch inneren Überdruck entleerbaren Behälters aufweist, und mit einem im Querschnitt kreisförmigen, scheibenförmigen Verschlußelement sowie mit Speichen, deren innere Enden an der Unterseite nur im Bereich des Umfangs des Verschlußelements mit diesem verbunden sind, wobei die Speichen von der Unterseite des Verschlußelements radial ausgehend sich zum Rand erstrecken und das in der Achse angeordnete Verschlußelement mit dem Rand verbinden, wobei das Verschlußelement im Vergleich zum Durchmesser des Randes einen kleinen Durchmesser aufweist und gemeinsam mit dem Rand einen ringförmigen Raum begrenzt und eine Kappe vorgesehen ist, die eine elastische flexible ringförmige Membran mit einer zentralen Öffnung aufweist, deren durch eine konische Oberfläche begrenzter Umfang mit dem konischen Umfang des Verschlußelementes zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (5) nahe dem Umfang des Verschlußelementes (4) und geringfügig unterhalb desselben Anschläge (10) bilden, die eine ein bestimmtes Maß über­ schreitende, nach unten gerichtete Bewegung der Membran (7) begrenzen und die dem Verschlußelement (4) zugekehrten Endabschnitte der Speichen (5) nach oben verlaufend angeord­ net sind.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (4) als eine im Vergleich zu ihrem Durch­ messer dünne Scheibe ausgebildet ist und die Speichen (5) in einer Ebene, die sich merklich unterhalb des Verschlußelementes (4) befindet, mit dem zweiten Rand (3) verbunden ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verschlußelement (4) und Membran (7) im wesentlichen die gleiche Stärke aufweisen.

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (7) eine nach unten gerichtete Konizität von zwischen 3° bis etwa 15° in bezug auf die ebene Oberseite des Verschlußelementes (4) aufweist.

5. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Scheibenunterseite nicht mehr als etwa ein Drittel des Durchmessers der Unterseite der Membran (7) beträgt.

6. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (7) mit einem Flansch (9) versehen ist, der sich nach oben vom zweiten Rand (3) erstreckt bis auf eine Höhe oberhalb der Oberseite des Verschlußelementes (4), und die Membran (7) eine konische Form aufweist und sich einstückig von der Oberseite des Flansches (9) nach unten zum Verschlußelement (4) erstreckt und der obere Bereich (9 a) des Flansches (9) frei von einer Vorspannung gegen radiale elastische Biegung ist.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Membran (7) an ihrer Unterseite nicht kleiner ist als etwa 16,5 mm und Unterteil (1) und Kappe (6) jeweils einstückig im Spritzgießverfahren aus Kunststoff hergestellt sind und die Stärke des scheibenförmigen Verschlußelementes (4) und der Membran (7) in einem Bereich von etwa 1,25 mm bis 7,6 mm liegt und der Flansch (9) der Membran (7) sich nach oben bezüglich seiner Wandstärke vom ersten Rand (2) des Unterteils (1) in Richtung zur Verbindung zur Membran (7) mit dem Flansch (9) verjüngt.

8. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (1) mit einem für eine Quetschflasche geeigneten Belüftungsventil (11) versehen ist, das durch einen querver­ laufenden und in vertikaler Ebene angeordneten Entenschnabel gebildet ist, der sich innenseitig vom zweiten Rand (3) erstreckt und die Öffnung des Belüftungsventils (11) sich an einer Stelle befindet, die nach außen gegenüber dem Umfang des Verschlußelementes (4) versetzt ist, so daß der Bereich unterhalb desselben frei vom Belüftungsventil (11) bleibt, dessen Entlüftungsdurchgang (11 b) den zweiten Rand (3) bis nach außen durchsetzt.

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungsdurchgang (11 b) einen so kleinen Durchmesser im Vergleich zum Durchmesser des Entenschnabels aufweist, daß er das Äußere des Ventils nicht verändert.