CH418243A

CH418243A - Ventileinrichtung an einem Aerosolbehälter

Info

Publication number: CH418243A
Application number: CH679863A
Authority: CH
Inventors: Joseph Briechle
Original assignee: Scovill Manufacturing Co
Priority date: 1961-10-17
Filing date: 1963-05-30
Publication date: 1966-07-31
Also published as: GB960544A; BE633493A; NL127023C; FR84174E; US3158298A; NL293681A; FR1336031A; GB1022576A

Description

Ventileinrichtung an einem Aerosolbehälter
Gegenstand der Erfindung ist eine Veutileinrichtung an einem Aerosolbehälter, welcher ein Druckfluidum enthält, welches je nach dem Füllgut mit diesem zusammen in Form von Sprühnebel gespendet wird.

Im allgemeinen wurde bisher die Ventileinrichtung vor oder nach dem Einbringen des Treibfluidums, gewöhnlich eines Fluidums mit niedrigem Siedepunkt, auf die obere öffnung des Behälters aufgesetzt. Wird das Treibmittel vor dem Aufsetzen der Ventileinrichtung auf den Behälter in diesen einge bracht, so handelt es sich um eine sogenannte < Kalte Füllung , eine Operation, welche unter Kühlung, d. h. bei einer Temperatur unterhalb des Siedepunktes des Treibmittels durchgeführt werden muss.

Wird das Treibmittel nach der Montage der Ventileinrichtung in den Behälter eingebracht, indem das Treibmittel in flüssiger Form und unter hohem Druck - gewöhnlich durch und/oder um einen hohlen Ventilschaft bei gleichzeitigem Öffnen des Ventils - in den Behälter eingespritzt wird, so handelt es sich um die sogenannte g Druckfüllung. Mit Hinblick auf die bezüglich der Dimensionen des Ventilschaftes und des Durchführungskanals in demselben geltenden Grenzen ist eine Druckfüllung bisher relativ langsam vor sich gegangen.

Zur Abkürzung der Abfüllzeit wurden bereits verschiedene Ventileinrichtungen vorgeschlagen, bei welchen das Treibmittel entweder durch die Ventilkammer, in welcher das Ventil montiert ist, oder um das Gehäuse dieser Kammer durch einen Raum oder Durchlass zwischen dem Gehäuse der Ventilkammer und der Schliesskappe des Behälters eingespritzt wurde.

Diese Ventileinrichtungen konnten indessen nicht befriedigen, entweder zufolge des gegenüber den normalen Ventileinrichtungen erhöhten Preises, oder zufolge der Schwierigkeiten, welche beim produktionsmässigen Abfüllen aufgetreten sind.

Die Erfindung betrifft somit eine Ventileinrichtung an einem Aerosolbehälter zum Füllen und zum Entleeren des Behälters, mit einer auf dem Behälter aufgesetzten Schliesskappe, die ein rohrförmiges Gehäuse trägt, welches eine Ventilkammer umschliesst, in welcher ein elastomerischer Dichtungsring und ein Ventil angeordnet sind, welches Ventil einen rohrförmigen Schaft aufweist, welcher sich durch das Loch des Dichtungsringes flüssigkeitsdicht nach oben erstreckt, in dem Loch verschiebbar geführt ist und normalerweise dichtend gegen den Dichtungsring anliegt, wobei die Kappe eine zentrale Öffnung aufweist, welche im Durchmesser grösser ist als der Ventilschaft und den zentralen Teil des Dichtungsringes freilässt.

Die erfindungsgemässe Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe und das rohrförmige Gehäuse miteinander Fluidumdurchlässe bilden, dass der Dichtungsring in der Ventilkammer in bezug auf die Kappe frei angeordnet und normalerweise durch das Ventil dichtend gegen die Stirnwand der Kappe gedrückt wird und die Fluidumdurchlässe zwischen der Kappe und dem rohrförmigen Gehäuse abschliesst und ausserdem zwischen der innern Wandung des rohrförmigen Gehäuses und dem Ventil schaft dichtend wirkt, wobei die Durchlässe den Weg für das einzuspritzende Fluidum freigeben, wenn der Dichtungsring axial nach unten von der Stirnwand der Kappe durch das von aussen unter Druck durch die zentrale Öffnung zwischen der Kappe und dem Ventilschaft einströmende Fluidum abgehoben wird,

wobei jedoch der Dichtungsring auch bei seiner axialen Bewegung nach unten am rohrförmigen Gehäuse und am Ventilschaft dichtend aufliegt.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstan des ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt; es zeigt:
Fig. 1 den obern Teil eines Behälters mit der mon tierten Ventileinrichtung im Axialschnitt.

Fig. 2 die Ventileinrichtung gemäss der Fig. 1 im
Axialschnitt, jedoch im grösseren Massstab,
Fig. 3 die Ventileinrichtung gemäss Fig. 2 in einem etwas kleineren Massstab beim Einspritzen des Treibfluidums,
Fig. 4 das rohrförmige Gehäuse von oben gesehen,
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 4,
Fig. 6 einem Axialschnitt durch den Dichtungs ring.

Gemäss der Fig. list die Öffnung eines Aerosolbehälters 11 durch eine gesamthaft mit 10 bezeichnete Ventileinrichtung verschlossen.

Die Ventileinrichtung 10 besitzt ein zylindrisches Gehäuse 12, welches eine Ventilkammer 13 umschliesst, in welcher ein elastomerischer Dichtungsring 14, ein Auslassventil 15 und eine Feder 16 angeordnet sind, wobei das Ganze in einer Schliesskappe
17 untergebracht ist.

Der Behälter 11 kann jede gewünschte und geeignete Form aufweisen, vorausgesetzt, dass er eine Öffnung aufweist, welche durch die Ventileinrichtung
10 abgeschlossen ist.

Das Gehäuse 12 besitzt an seinem obern Ende einen Flansch 18, welcher an seiner Aussenkante, bei
18' abgerundet ist und Bohrungen 19 und 20 verschiedenen Durchmessers, sowie einen axialen Stutzen 21. Zwischen den Bohrungen 19 und 20 befindet sich eine Schulter 22, wobei die Bohrung 19 bei 23 sich konisch nach aussen erweitert. Das Gehäuse besitzt im Umfangsinne verteilt radiale Schlitze 24, welche Rippen 24' bilden und mit axialen Schlitzen 25 des Flansches 18 kommunizieren, wobei die axialen Schlitze 25 voneinander durch Rippen oder Stege 25' getrennt sind. An der innern Wandung der Bohrung 20 des Gehäuses 12 sind im Umfangssinne verteilt Längsrippen 26 angeordnet, welche unterhalb der Schulter 22 entspringen und sich bei zunehmender radialer Höhe gegen den Boden der Kammer 13 erstrecken.

Jede zweite Rippe 26 erstreckt sich mit einem vom Boden 27 der Kammer vorstehenden radialen Fortsatz bis zu einer ringförmigen Ausbildung 28 des Bodens, welche das untere Ende einer Feder 16 zentriert. Das Gehäuse 12 kann aus jedem geeigneten Material bestehen, vorteilhaft aus einem synthetischen Harz, wie beispielsweise Nylon oder dergleichen, auf alle Fälle aus einem bezüglich des Füllgutes beständigen Material, wobei dieses Material vorteilhaft durch Giessen zu dem Gehäuse verarbeitet wird.

Der Dichtungsring 14 ist - wie dargestellt - vorteilhaft flach und besteht aus einem elastomerischen Material, welches durch das Füllgut nicht angegriffen wird. Das zentrale Loch 14a des Dichtungsringes erweitert sich konisch nach oben. Der äussere Umfang 14b des Dichtungsringes ist konkav, rillenförmig ausgebildet, wie am besten in der Fig. 6 ersichtlich ist. Der äussere Durchmesser des Dichtungsringes ist so gewählt, dass der Ring normalerweise auf der konischen Fläche 23 der Bohrung 19 flüssigkeitsdicht abgestützt ist, jedoch unter dem Druck des einzuspritzenden Treibfluidums auf die obere Stirnfläche weiter in die Bohrung 19 hineinbewegt werden kann. Dies wird nachfolgend noch mehr erläutert werden.

Das Ventil 15 besitzt in der Projektion einer inneren Stirnfläche 29 einen sich nach innen erstrekkenden axialen Fortsatz 29a und einen die Stirnfläche 29 umschliessenden und sich nach aussen erstreckenden zylindrischen Hohlschaft 30, welcher an seinem äussern Ende offen und vom Dichtungsring 14 dichtend umschlossen ist. Das Ventil 15 besitzt ferner eine Ringrippe 31, welche das untere Ende des Ventilschaftes mit radialem Abstand umgibt und mit diesem einen Ringkanal 32 bildet. Das untere Ende des Ventilschaftes 30 besitzt einen Durchlass 30a, welcher den Hohlraum des Ventilschaftes mit dem Kanal 32 verbindet. Ähnlich zum Gehäuse 12 kann auch das Ventil 15 aus jedem geeigneten Material, wie Nylon oder sonst ein Kunstharz hergestellt sein, welches Material in bezug auf das Füllgut beständig ist.

Die Schliesskappe 17 ist topfförmig ausgebildet, mit einem nach aussen vorstehenden, zentralen, zylindrischen Sockel 33, sowie mit einem rinnenförmigen Aussenrand 34 zur Befestigung der Ventileinrichtung am Behälter 11. Der Sockel 33 umschliesst den Umfang des Flansches 18 und besitzt eine äussere Stirnwand 35, welche den Dichtungsring 14 überdeckt und den Ventilschaft unter Freilassung eines Ringspaltes 36 umgibt. Das innere Ende des Sockels ist im Umfangssinne verteilt mit Einbuchtungen 36a versehen, welche die Unterkante des Flansches 18 hintergreifen, um die Ventileinrichtung zu halten und das Gehäuse und den Dichtungsring flüssigkeitsdicht gegeneinander zu pressen.

Die Einbuchtungen sind vorteilhaft lediglich so tief, dass die untern Ende der in ihrem Bereiche ausmündenden Schlitze 25 freibIeiben, damit der zum Einspritzen des Treibfluidums verfügbare Durchlassquerschnitt nicht vermindert wird.

Wie üblich, ist auf das äussere Ende des Schaftes 30 ein Druckknopf 37 aufgesteckt, welcher gewöhnlich eine zylindrische Form aufweist und im Durchmesser kleiner ist als der Sockel 33 und ausserdem eine Auslassdüse 37a besitzt, welche in einen Kanal 38 mündet, der seinerseits mit der Bohrung des Schaftes 30 kommuniziert. Wie üblich ist ausserdem auf dem Stutzen 21 ein Schlauch 39 aufgesteckt.

Die wesentlichen Unterschiede der beschriebenen Ventileinrichtung gegenüber den bekannten Einrichtungen dieser Art sind die folgenden:
1. Das Gehäuse 12 weist an seinem obern Ende einen Flansch mit radialen Nuten 24 auf, welche mit Längsnuten 25 kommunizieren und zusammen mit denselben jeweils einen in den Behälter mündenden Feindurchlass bilden;
2. Der Dichtungsring 14 besitzt eine neue Form und er ist an einer sich nach aussen konisch erwei ternden Fläche 23 des Gehäuses 12 abgestützt, wobei der Dichtungsring zwischen dem obern Teil des Gehäuses und der Stirnwand der Schliesskappe nicht festgeklemmt ist, sondern sich in Abstand von der Schulter 22 des Gehäuses befindet und in Richtung auf diese Schulter bewegbar ist;
3.

Dank der Montage und der gegenseitigen Zuordnung der Einzelteile wird das Dichten des Dichtungsringes weder am Gehäuse, noch am Ventilschaft beeinträchtigt, wenn der Ventil schaft entsprechend seiner durch den Ringspalt 36 gewährten Bewegungsfreiheit axial bewegt oder gekippt wird;
4. Der grösste Durchmesser des Druckknopfes ist kleiner als derjenige der Stirnwand 35.

Dank den erwähnten Unterschieden kann die Ventileinrichtung als eine Einheit am Behälter 11 montiert werden, nachdem das zu spendende Füllgut in diesen abgefüllt worden ist, wobei das Treibfluidum anschliessend unter Druck eingespritzt werden kann, wie in der Fig. 3 dargestellt. Gemäss dieser Figur wird ein Füllkopf 40 benützt, welcher einen grösseren Durchmesser als der Sockel 33 aufweist und mit einem Dichtungsring 41 ausgerüstet ist, welcher am Füllkopf 40 in geeigneter Weise, zum Beispiel durch eine mit einem Stirnband versehene Hülse 42 gehalten ist.

Der Füllkopf umschliesst, wenn auf den Sockel aufgesetzt, diesen flüssigkeitsdicht, so dass ein Treibfluidum, wie beispielsweise Freon unter hohem Druck in den Füllkopf eingeführt werden kann. Ein Teil des Treibmittels wird zunächst durch die Spritzdüse 37a des Druckknopfes, sowie durch den Kanal des Ventilschaftes und den Durchlass 30a eintreten, um auf das Ventil 15 eine Kraft auszuüben, die bestrebt ist, das Ventil gegen die durch die Rippen 26 gebildeten Anschläge 43 anzupressen, wobei eine beschränkte Menge des Treibmittels in die Ventilkammer 13 und durch den Schlauch 39 in den Behälter gelangt.

Durch den Ringspalt 36 übt das Treibmittel zur gleichen Zeit einen Druck auf den Dichtungsring 14 aus, welcher axial in das Gehäuse 12 gedrückt und von der Stirnwand 35 angehoben wird, und zwar bewegt sich der Dichtungsring bis zum Aufsitzen auf der Schulter 22, so dass die Nuten 24 freigegeben werden. Das Treibmittel gelangt durch diese Nuten und durch die Nuten 25 in den Behälter, wie in der Fig. 3 durch Pfeile angedeutet ist. Dabei bleibt die Dichtwirkung zwischen dem Dichtungsring und dem Gehäuse 12, bzw. dem Ventilschaft 30 erhalten, so dass nachdem ganz am Anfang des Abfüllvorganges eine kleine Menge des Treibmittels durch den Ventilschaft und am Ventil 15 in den Behälter gelangen konnte, der Dichtungsring wieder mit der Dichtungsfläche der Ringrippe 31 in Berührung kommt und den zunächst freigegebenen Durchlass wieder abschliesst.

Das gesamte Treibmittel wird danach im
Sinne der Pfeile gemäss der Figur 3 in den Behälter gelangen und die Ventilkammer nicht mehr durch strömen. Unter diesen Umständen ist die Abfüll geschwindigkeit in keiner Weise zum Beispiel durch die lichte Weite des Schlauches 39 beschränkt. Wenn der Behälter abgefüllt und der Ventilkopf abgehoben wird, drückt das Ventil 15 die Dichtungsscheibe 14 unter der Wirkung der Feder 16, sowie des im Behälter herrschenden Druckes in seine normale Schliesslage gemäss Fig. 2. Treibmittelreste am Druckknopf oder am Sockel entweichen nach Abnahme des Füllkopfes sozusagen augenblicklich.

Dank des Ringspaltes 36 zwischen der Stirnwand 35 und dem Ventilschaft 30 kann bei Betätigung des Druckknopfes 37 gegen die Wirkung der Feder 16, bzw. des inneren Druckes des Behälters der Ventilschaft mit dem Ventil entweder niedergedrückt, oder gekippt, oder aber gleichzeitig niedergedrückt und gekippt werden, um das Ventil 15 ganz oder teilweise von dem Dichtungsring abzuheben und das Ausströmen des Behälterinhaltes zu gestatten.

Auf Grund des Vorstehenden kann gesagt werden, dass die Ventileinrichtung ein Auslassventil und ein Füllventil aufweist; letzteres umfasst sämtliche essentiellen Teile des kippbaren Auslassventils und die Verbesserungen bestehen darin, dass die Kappe 33 und das rohrförmige Gehäuse 12 mit ihren benachbarten Wandungen Fluidumdurchlässe bilden, welche normalerweise durch den Dichtungsring 14 geschlossen sind, welcher Dichtungsring im rohrförmigen Gehäuse axial bewegbar und von der Stirnwand 35 der Kappe 33 abhebbar ist, namentlich durch von aussen gegen den zentralen Teil des Dichtungsringes wirkenden Fluidumdruck, wobei die Fluidumdurchlässe geöffnet werden und das Druckfluidum in den Behälter einströmen kann.

Claims

PATENTANSPRUCH Ventileinrichtung an einem Aerosolbehälter zum Füllen und zum Entleeren des Behälters; mit einer auf dem Behälter aufgesetzten Schliesskappe, die ein rohrförmiges Gehäuse trägt, welches eine Ventilkammer umschliesst, in welcher ein elastomerischer Dichtungsring und ein Ventil angeordnet sind, welches Ventil einen rohrförmigen Schaft aufweist, welcher sich durch das Loch des Dichtungsringes flüssigkeitsdicht nach oben erstreckt, in dem Loch verschiebbar geführt ist und normalerweise dichtend gegen den Dichtungsring anliegt, wobei die Kappe eine zentrale öffnung aufweist, welche im Durchmesser grösser ist als der Ventil schaft und den zentralen Teil des Dichtungsringes freilässt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe und das rohrförmige Gehäuse miteinander Fluidumdurchlässe bilden,

dass der Dichtungsring in der Ventilkammer in bezug auf die Kappe frei angeordnet und normalerweise durch das Ventil dichtend gegen die Stirnwand der Kappe gedrückt wird und die Fluidumdurchlässe zwischen der Kappe und dem rohrförmigen Gehäuse abschliesst und ausserdem zwischen der innern Wandung des rohrförmigen Gehäuses und dem Ventilschaft dichtend wirkt, wobei die Durchlässe den Weg für das einzuspritzende Fluidum freigeben, wenn der Dichtungsring axial nach unten von der Stirnwand der Kappe durch das von aussen unter Druck durch die zentrale Öffnung zwischen der Kappe und dem Ventilschaft einströmende Fluidum abgehoben wird, wobei jedoch der Dichtungsring auch bei seiner axialen Bewegung nach unten am rohrförmigen Gehäuse und am Ventilschaft dichtend aufliegt.

UNTERANSPRüCHE 1. Ventileinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die die Ventilkammer umschliessende Wandung an ihrem obern Ende sich konisch nach aussen erweitert, wobei der Dichtungsring mit seinern äussern Umfang an dem konischen Wandabschnitt aufliegt und längs desselben verschiebbar ist.

2. Ventileinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Wandung der Ventilkammer im Umfangs sinne verteilt Anschläge aufweist, welche die Bewegung des Ventils beim öffnen begrenzen.

3. Ventileinrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Wandung der Ventilkammer ausserhalb der Anschläge im Umfangssinne verteilt eine Schulter aufweist, welche die nach innen gerichtete Bewegung des Dichtungsringes durch Zusammenwirken mit dem äussern Umfang desselben begrenzen, wenn der zentrale Teil des Dichtungsringes unter der Wirkung des von aussen angreifenden Druckfluidums steht.

4. Ventileinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Gehäuse und die Kappe die Flüssigkeitsdurchlässe mit ihrer Stirnwandung und ihrer Mantelfläche begrenzen.

5. Ventileinrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsdurchlässe zwischen dem rohrförmigen Gehäuse und der Kappe aus Nuten bestehen, welche sich an der Stirnfläche und entlang der Mantelfläche des Gehäuses erstrecken.

6. Ventileinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch des Dichtungsringes zentral angeordnet ist und sich nach aussen konisch erweitert, während der Aussenumfang des Dichtungsringes im Axialschnitt konkav ausgebildet ist.