DE112013001493B4

DE112013001493B4 - Abgabeventil

Info

Publication number: DE112013001493B4
Application number: DE112013001493.9T
Authority: DE
Inventors: Jason D. Hatton; Greg L. Cole
Original assignee: AptarGroup Inc
Current assignee: AptarGroup Inc
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2021-06-10
Anticipated expiration: 2033-03-02
Also published as: AU2013232495A1; GB201414118D0; FR2988154B1; BR112014022760A8; GB2577632B; DE112013001493T5; BR112014022760B1; CN103307306B; RU2014141620A; PL409506A1; MX2014010479A; FR3031061B1; AR090343A1; ES2482340R1; CN103307306A; ITMI20130388A1; CN203384410U; BR112014022760A2; US20150014369A1; CA2864425C

Abstract

[0088] Schlitzventil (10) zum selektiven Begrenzen des Durchflusses einer fließfähigen Substanz zwischen einer inneren Umgebung (17) und einer äußeren Umgebung (15) und Verfahren zum Ausbilden des Ventils (10), wobei das Verfahren die Schritte des Bereitstellens wenigstens einer Schicht aus Folienmaterial und des dauerhaften Verformens des Folienmaterials, um ein Ventil (10) zum selektiven Begrenzen des Durchflusses einer fließfähigen Substanz zwischen einer inneren Umgebung (17) und einer äußeren Umgebung (15) zu definieren, umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schlitzventil sowie ein Verfahren zum Ausbilden eines solchen Schlitzventils. Sie dienen der selektiven Steuerung des Durchflusses einer fließfähigen Substanz und insbesondere dem selektiven Begrenzen des Durchflusses einer fließfähigen Substanz zwischen einer inneren Umgebung und einer äußeren Umgebung, wie zum Beispiel Ventile zum Abgeben eines Produkts aus einem Behälter oder einer anderen Quelle.
Ein Typ eines flexiblen, nachgiebigen Ventils ist ein selbstschließendes Schlitzventil, welches durch ein Anschlussstück an einem Anschluss eines Behälters für eine fließfähige Substanz oder einer anderen Quelle einer fließfähigen Substanz angebracht ist. Solche Ventile weisen einen Schlitz oder Schlitze auf, welche eine normalerweise geschlossene Öffnung definieren, die sich öffnet, um in Reaktion auf eine erhöhte Druckdifferenz über dem Ventil (die z. B. aus einem erhöhten Druck innerhalb des Behälters resultiert, wenn der Behälter zusammengedrückt wird, oder aus einem verminderten Druck der äußere Umgebung im Vergleich zu dem Druck innerhalb des Behälters) einen Durchfluss durch sie hindurch zu ermöglichen. Solche Ventile sind typischerweise so konstruiert, dass sie sich bei einer Verringerung der Druckdifferenz über dem Ventil automatisch schließen, um den Durchfluss durch sie hindurch zu blockieren.
Konstruktionen von solchen Ventilen und von Anschlussstücken, die solche Ventile verwenden, sind in US-Patentschriften beschrieben. Oft hat das Anschlussstück die Form eines Verschlusses, welcher einen Körper oder ein Unterteil aufweist, der bzw. das auf dem Behälterhals angebracht ist, um einen Sitz zur Aufnahme des Ventils zu definieren, und einen Haltering oder eine andere Struktur zum Halten des Ventils auf dem Sitz in dem Unterteil aufweist. Siehe zum Beispiel US 6 269 986 A . Das Ventil ist normalerweise geschlossen und kann dem Gewicht des fließfähigen Produkts standhalten, wenn der Behälter vollständig umgedreht wird, so dass die Flüssigkeit nicht ausläuft, sofern der Behälter nicht zusammengedrückt wird. Bei einem solchen System braucht der Deckel oder die Kappe nicht wieder geschlossen zu werden (obwohl er bzw. sie typischerweise wieder geschlossen wird, wenn die Packung zu einem anderen Ort transportiert oder in einen Koffer gepackt werden soll usw.).
DE 297 06 456 U1 beschreibt einen Verschluss für Flaschen, hergestellt im Kunststoffspritzverfahren, mit einer Verschlussöffnung, in welcher eine Verschlussmembran einsitzt, wobei die Verschlussmembran einen unteren Halterungsrand und eine obere, sich im wesentlich konkav erstreckende Verschlussdecke aufweist, und wobei weiter die Verschlussdecke und der Halterungsrand über eine Verbindungswand verbunden sind, und mit einem Verschlussdeckel zum öffenbaren Abdecken der Verschlussöffnung. Der Verschlussdeckel weist zum im wesentlichen luftdichten Abschließen einen mit einer Innenseite der Verschlussöffnung zusammenwirkenden Dichtungsrand auf, der zusammen mit einer vorgewölbten Verschlussdeckel-Innenfläche in Anpassung an eine Außenkonturierung der Verschlussmembran im Ventilmembran-Verschlussdeckenbereich gestaltet ist.
Eine technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Ventils sowie eines Verfahrens zur Ausbildung eines solchen Ventils zur Begrenzung des Durchflusses einer Flüssigkeit, das besonders leicht und kostengünstig hergestellt werden kann.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schlitzventil nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 14. Die Ansprüche 2 bis 13 und 15 bis 25 beschreiben besonders vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird ein Schlitzventil zum selektiven Begrenzen des Durchflusses einer fließfähigen Substanz zwischen einer inneren Umgebung und einer äußeren Umgebung bereitgestellt. Das Ventil weist ein flexibles, nachgiebiges Kopfstück, einen ringförmigen, peripheren Befestigungsabschnitt und einen ringförmigen, flexiblen, nachgiebigen Zwischenabschnitt auf. Das Kopfstück ist an einer Mittelachse zentriert und erstreckt sich von dieser aus seitwärts, und es weist eine Innenfläche, die dazu bestimmt ist, der inneren Umgebung zugewandt zu sein, eine Außenfläche, die dazu bestimmt ist, der äußeren Umgebung zugewandt zu sein, und normalerweise geschlossene Öffnung in einem von Einschränkungen freien Zustand zu definieren, auf, wobei sich die offenbaren Abschnitte in einer ersten Richtung zu einer offenen Öffnungskonfiguration bewegen und in einer entgegengesetzten Richtung zu einer geschlossenen Konfiguration zurückkehren können. Die Innenfläche des Kopfstücks ist entweder eine konvexe Fläche oder eine konkave Fläche, und die Außenfläche des Kopfstücks ist entweder eine konvexe Fläche oder eine konkave Fläche. Der Befestigungsabschnitt kann an der Mittelachse zentriert und von dem Kopfstück seitlich beabstandet sein. Der Zwischenabschnitt kann an der Mittelachse zentriert sein und sich seitwärts von dem Kopfstück zu dem peripheren Befestigungsabschnitt erstrecken. Der Zwischenabschnitt weist eine Innenfläche auf, die dazu bestimmt ist, der inneren Umgebung zugewandt zu sein, und eine Außenfläche, die dazu bestimmt ist, der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Die Innenfläche des Zwischenabschnitts kann entweder eine konkave Fläche oder eine konvexe Fläche sein, und die Außenfläche des Zwischenabschnitts kann entweder eine konkave Fläche oder eine konvexe Fläche sein. Das Kopfstück und der Zwischenabschnitt sind aus einer Folie aus Material ausgebildet, welches einer dauerhaften Verformung unterzogen wurde, um das Kopfstück und den Zwischenabschnitt zu definieren.
Vorzugsweise sind die Innenfläche des Kopfstücks und die Außenfläche des Zwischenabschnitts konvexe Flächen, und die Außenfläche des Kopfstücks und die Innenfläche des Zwischenabschnitts sind konkave Flächen.
Vorzugsweise weist das Kopfstück wenigstens einen selbstdichtenden Schlitz durch das Kopfstück hindurch auf, und die aufeinander zu gerichteten öffenbaren Abschnitte erstrecken sich entlang des wenigstens einen selbstdichtenden Schlitzes.
Vorzugsweise liegt die gleichmäßige Materialdicke T im Bereich von 0,001 bis 0,010 Inch (0,0254 bis 0,254 mm).
Vorzugsweise weist der Befestigungsabschnitt eine ebene Innenfläche auf, die von einer ebenen Außenfläche durch die gleichmäßige Materialdicke T beabstandet ist.
Vorzugsweise weist der Befestigungsabschnitt eine Innenfläche auf, die von einer Außenfläche durch eine nicht gleichmäßige Materialdicke beabstandet ist, welche über die ringförmige Erstreckung des Befestigungsabschnitts variiert. Als ein weiteres Merkmal definiert die Außenfläche des Befestigungsabschnitts eine zylindrische Wand, welche das Kopfstück und den Zwischenabschnitt umgibt. Bei einem anderen weiteren Merkmal definieren die Innenfläche und die Außenfläche des Befestigungsabschnitts eine sich radial nach außen erstreckende ringförmige Lippe.
Erfindungsgemäß weisen das Kopfstück und der Zwischenabschnitt eine gleichmäßige Materialdicke T auf, welche die Außenflächen von den Innenflächen beabstandet, wobei T nicht größer als 0,020 Inch (0,508 mm) ist.
Gemäß einem Merkmal ist das gesamte Ventil durch eine dauerhaft verformte Materialfolie definiert.
Vorzugsweise ist das Ventil mit einem Behälter für eine fließfähige Substanz kombiniert, der eine Öffnung aufweist, durch die hindurch fließfähige Substanz zwischen einem Inneren des Behälters und der äußeren Umgebung strömen kann, und ein Anschlussstück, das dichtend an dem Behälter angebracht ist, wobei das Ventil dichtend in dem Anschlussstück angebracht ist, so dass es sich über die Öffnung erstreckt, um den Durchfluss einer fließfähigen Substanz zwischen dem Inneren des Behälters und der äußeren Umgebung wenigstens dann zu begrenzen, wenn sich die offenbaren Abschnitte in der geschlossenen Konfiguration befinden.
Weiter wird ein Verfahren zum Ausbilden eines Schlitzventils bereitgestellt, um selektiv den Durchfluss einer fließfähigen Substanz zwischen einer inneren Umgebung und einer äußeren Umgebung zu begrenzen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen wenigstens einer Schicht aus Folienmaterial; und dauerhaftes Verformen des Folienmaterials, um das Ventil zum selektiven Begrenzen des Durchflusses einer fließfähigen Substanz zwischen einer inneren Umgebung und einer äußeren Umgebung zu definieren.
Vorzugsweise stellt der Schritt des dauerhaften Verformens das Kopfstück und den Zwischenabschnitt mit einer gleichmäßigen Materialdicke T bereit, welche die Außenflächen von den Innenflächen beabstandet, wobei T nicht größer als 0,020 Inch (0,508 mm) ist.
Vorzugsweise beinhaltet der Schritt des dauerhaften Verformens ferner das Definieren des ringförmigen Befestigungsabschnitts derart, dass er die gleichmäßige Materialdicke T aufweist.
Vorzugsweise beinhaltet der Schritt des dauerhaften Verformens ferner das Definieren des ringförmigen Befestigungsabschnitts derart, dass er eine ebene Außenfläche und eine ebene Innenfläche aufweist.
Vorzugsweise liegt die gleichmäßige Materialdicke T im Bereich von 0,001 bis 0,010 Inch (0,0254 bis 0,254 mm).
Vorzugsweise beinhaltet das Verfahren ferner den Schritt des Ausbildens wenigstens eines selbstdichtenden Schlitzes in dem Kopfstück und von aufeinander zu gerichteten, öffenbaren Abschnitten entlang des wenigstens einen Schlitzes in dem Kopfstück, um eine normalerweise geschlossene Öffnung in einem von Einschränkungen freien Zustand zu definieren, wobei sich die offenbaren Abschnitte in einer ersten Richtung zu einer offenen Öffnungskonfiguration bewegen und in einer entgegengesetzten Richtung zu einer geschlossenen Konfiguration zurückkehren können.
Vorzugsweise beinhaltet der Schritt des Bereitstellens wenigstens einer Schicht aus Folienmaterial das Bereitstellen mehrerer Schichten aus Folienmaterial, und der Schritt des dauerhaften Verformens beinhaltet das dauerhafte Verformen der mehreren Schichten, um das Ventil zu definieren.
Vorzugsweise beinhaltet der Schritt des dauerhaften Verformens das Thermoformen der wenigstens einen Schicht aus Folie, um das Ventil zu definieren. Bei einem weiteren Merkmal beinhaltet der Schritt des Thermoformens das Formen in abgestimmten Gesenken („matched die forming“), um das Ventil zu definieren.
Vorzugsweise beinhaltet der Schritt des Bereitstellens der wenigstens einen Schicht Folie das Spritzgießen einer vorgeformten Komponente, welche den ringförmigen Befestigungsabschnitt und die wenigstens eine Schicht Folie, die sich von dem ringförmigen Befestigungsabschnitt aus radial nach innen erstreckt, aufweist.
Zahlreiche weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung und aus den beigefügten Zeichnungen leicht ersichtlich.
In den beigefügten Zeichnungen, die Bestandteil dieser Patentbeschreibung sind und in denen zur Bezeichnung gleicher Teile durchgehend gleiche Bezugszeichen verwendet werden, zeigen:

1 eine vergrößerte isometrische Darstellung eines Ventils, das die vorliegende Erfindung verkörpert, von oben, wobei das Ventil in einem geschlossenen Zustand dargestellt ist;
2 eine vergrößerte isometrische Darstellung des Ventils von 1 von unten, wobei das Ventil ebenfalls in dem geschlossenen Zustand dargestellt ist;
3 eine Draufsicht des Ventils von 1 - 2, wobei sich das Ventil ebenfalls in dem geschlossenen Zustand befindet;
4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in 3;
5 eine ähnliche Ansicht wie 1, die jedoch das Ventil in dem offenen Zustand zeigt;
6 eine ähnliche Ansicht wie 2, die jedoch das Ventil in dem offenen Zustand zeigt;
7 eine ähnliche Ansicht wie 3, die jedoch das Ventil in dem offenen Zustand zeigt;
8 eine ähnliche Ansicht wie 4, die jedoch das Ventil in dem offenen Zustand zeigt;
9 eine isometrische Darstellung einer Flüssigkeitsabgabepackung, die einen Behälter für eine fließfähige Substanz, ein Anschlussstück in der Form eines Verschlusses und das Ventil von 1 - 8 umfasst, von oben;
10 eine auseinandergezogene isometrische Darstellung der Packung von 9 von oben;
11 eine vergrößerte Teilschnittansicht entlang der Linie 11-11 in 9, die das Ventil in dem geschlossenen Zustand zeigt;
12 eine ähnliche Ansicht wie 11, die jedoch das Ventil in dem offenen Zustand zeigt;
13 eine isometrische Darstellung einer anderen Flüssigkeitsabgabepackung, die einen Behälter für eine flüssige Substanz, ein Anschlussstück und das Ventil von 1 - 12 umfasst, von oben;
14 eine andere isometrische Darstellung der Packung von 13, die das Ventil in dem geschlossenen Zustand zeigt;
15 eine ähnliche Ansicht wie 14, die jedoch das Ventil in dem offenen Zustand zeigt;
16 eine auseinandergezogene isometrische Darstellung der Packung von 13 - 15;
17 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 17-17 in 14, die das Ventil in dem geschlossenen Zustand zeigt;
18 eine isometrische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Ventils gemäß der Erfindung von oben, wobei das Ventil in einem geschlossenen Zustand dargestellt ist;
19 eine isometrische Darstellung des Ventils von 18 von unten, wobei das Ventil ebenfalls in dem geschlossenen Zustand dargestellt ist;
20 eine Draufsicht des Ventils von 18, wobei sich das Ventil ebenfalls in dem geschlossenen Zustand befindet;
21 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 21-21 in 20;
22 eine ähnliche Ansicht wie 18, die jedoch das Ventil in dem offenen Zustand zeigt;
23 eine ähnliche Ansicht wie 19, die jedoch das Ventil in dem offenen Zustand zeigt;
24 eine ähnliche Ansicht wie 20, die jedoch das Ventil in dem offenen Zustand zeigt;
25 eine ähnliche Ansicht wie 21, die jedoch das Ventil in dem offenen Zustand zeigt;
26 eine isometrische Darstellung einer Abgabepackung, die der Abgabepackung von 9 - 12 ähnlich ist, jedoch das Ventil von 18 - 25 aufweist;
27 eine auseinandergezogene isometrische Darstellung der Abgabepackung von 26;
28 eine Teilschnittansicht entlang der Linie 28-28 in 26, die das Ventil in einem geschlossenen Zustand zeigt;
29 eine ähnliche Ansicht wie 28, die jedoch das Ventil in dem offenen Zustand zeigt;
30 eine isometrische Darstellung einer anderen Abgabepackung, die das Ventil von 18 - 29 aufweist;
31 eine andere isometrische Darstellung der Packung von 30, die das Ventil in dem geschlossenen Zustand zeigt;
32 eine ähnliche Ansicht wie 31, die jedoch das Ventil in dem offenen Zustand zeigt;
33 eine auseinandergezogene isometrische Darstellung der Packung von 30 - 32; und
34 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 34-34 in 31, die das Ventil in einem geschlossenen Zustand zeigt.

Obwohl diese Erfindung in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden kann, offenbaren die vorliegende Patentbeschreibung und die beigefügten Zeichnungen nur eine spezielle Form, als ein Beispiel der Erfindung. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, die Erfindung auf die hier beschriebene Ausführungsform einzuschränken. Der Schutzbereich der Erfindung wird in den beigefügten Ansprüchen dargelegt.
Zur Vereinfachung der Beschreibung kann das Ventil dieser Erfindung, zusammen mit einem Anschlussstück, in einer typischen (aufrechten) Position beschrieben werden, und Begriffe wie obere(r/s), untere(r/s), horizontal(e/er/es) usw. werden bezüglich dieser Position verwendet. Es versteht sich jedoch, dass das Ventil, welches diese Erfindung verkörpert, auch in einer von der beschriebenen Position verschiedenen Ausrichtung hergestellt, gelagert, transportiert, verwendet und verkauft werden kann.
Figuren, welche das Ventil dieser Erfindung und die zugeordneten Anschlussstücke darstellen, zeigen einige herkömmliche mechanische Elemente, welche bekannt sind und von einem Fachmann erkannt werden. Die detaillierten Beschreibungen solcher Elemente sind für ein Verständnis der Erfindung nicht erforderlich und werden dementsprechend hier nur in dem Umfang gegeben, wie es erforderlich es, um ein Verständnis der neuen Merkmale der vorliegenden Erfindung zu erleichtern.
Eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform eines Ventils gemäß der Erfindung ist in 1 - 17 dargestellt und ist allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Ventil 10 weist bei der dargestellten und bevorzugten Ausführungsform einen flexiblen, nachgiebigen mittleren Abschnitt oder ein flexibles, nachgiebiges Kopfstück 12 mit einer ersten Fläche oder Außenfläche 14, die einer äußeren Umgebung (in 4 und 8 allgemein mit 15 bezeichnet) zugewandt ist, und einer zweiten Fläche oder Innenfläche 16, die einer inneren Umgebung (in 4 und 8 allgemein mit 17 bezeichnet) zugewandt ist, auf. Das Ventil 10 weist ferner einen peripheren Befestigungsabschnitt oder Flansch 19 und einen flexiblen, nachgiebigen Zwischenabschnitt oder eine Hülse 20 auf, welche sich von dem Kopfstück 12 seitwärts nach außen zu dem Flansch 19 erstreckt. Im Weiteren wird in dieser Patentbeschreibung der Begriff „Hülse“ 20 verwendet, während in den Ansprüchen der Begriff „Zwischenabschnitt“ 20 verwendet wird.
Das Ventil 10 ist ein selbstschließendes Schlitzventil und ist vorzugsweise als eine einheitliche Struktur aus einer Folie aus Material ausgebildet, welches flexibel, biegsam, elastisch und nachgiebig ist. Der Begriff „Folie“, wie er in der Technik allgemein verstanden wird und wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Material, welches eben ist (von Einschränkungen freier Zustand) und eine Dicke von 0,020 Inch (0,508 mm) oder weniger aufweist. Für eine Verwendung bei der vorliegenden Erfindung können zu den bevorzugten Materialien lineares Polyethylen niedriger Dichte (Linear Low-Density Polyethylene, LLDPE), Polyethylen niedriger Dichte (Low-Density Polyethylene, LDPE), Mischungen LLDPE/LDPE, Acetat, Acetal, Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (Ultra-High-Molecular-Weight Polyethylene, UHMW), Polyester, Urethan, Ethylenvinylacetat (EVA), Polypropylen und Polyethylen hoher Dichte gehören. Obwohl weniger bevorzugt, kann das Material auch andere Elastomere beinhalten, wie etwa ein synthetisches wärmehärtbares Polymer, darunter Silikonkautschuk, wie etwa der Silikonkautschuk, der von Dow Corning Corp. in den Vereinigten Staaten von Amerika unter den Handelsbezeichnungen DC-99-525 und RBL-9525-54 vertrieben wird. Das Ventil 10 kann auch aus anderen wärmehärtbaren Materialien oder aus anderen elastomeren Materialien ausgebildet sein, oder aus thermoplastischen Polymeren oder thermoplastischen Elastomeren, einschließlich derjenigen auf der Basis von Materialien wie etwa thermoplastischem Propylen, Ethylen und Styrol, einschließlich ihrer halogenierten Gegenstücke.
Das Ventil 10 ist vorzugsweise aus einer Folie aus Material ausgebildet, welches einer dauerhaften Verformung unterzogen wurde, um wenigstens das Kopfstück 12 und den Zwischenabschnitt 20 zu definieren. Hierbei kann die Folie aus Material unter Anwendung eines geeigneten Thermoformprozesses dauerhaft verformt sein, bei dem es sich um Formen in abgestimmten Gesenken („matched die forming“), Vakuumformen, Stempelvorlage-Formen („plug assist forming“), Snap-Back-Verfahren zur Herstellung von Gegenkrümmungen, Billow-Formen, Freiformen, Druckformen, Überlegformen („drape forming“), Inline-Thermoformen, Twin-Sheet-Formen sowie Thin- und Thick-Gauge-Thermoformen handeln kann. Zu anderen geeigneten Prozessen gehören Gießfolienextrusion, Kaltumformen, In-Mold-Labeling-Technologie, In-Mold-Assembling-Technologien, Blasformen in einer Form, die an eine Vorform angestellt ist, Rotoformen, Rotations-„Chip-Shot“-Formen, Hochfrequenzformen (HF-Formen), lokale Lasererwärmung, Ätzprozesse, um die Folie in eine Ventilform zu krümmen, und UV- (Ultraviolett-) Härtung eines geformten Ventils. Bei einem stark bevorzugten Prozess für das in 1 - 17 dargestellte Ventil 10 wird das gesamte Ventil 10 aus einer Folie aus einer LLDPE/LDPE-Materialmischung geformt, welche in einem Formprozess mit abgestimmten Gesenken („matched die forming“) dauerhaft verformt worden ist, wobei die dargestellten Formen des Kopfstücks 12, der Hülse 20 und des radial inneren Abschnitts des peripheren Befestigungsabschnitts 19 durch dauerhaftes Verformen der Folie aus Material gebildet werden, wobei der radial äußere Abschnitt des peripheren Befestigungsabschnitts 19 dieselbe ebene Konfiguration wie das Folienmaterial aufweist.
Die Hülse 20 weist eine Außenfläche 24 und eine Innenfläche 26 auf. Bei der dargestellten und bevorzugten Ausführungsform sind die Außenflächen 14 und 24 des Kopfstücks 12 und der Hülse 20 von den Innenflächen 16 und 26 durch eine gleichmäßige Materialdicke T getrennt (4). Erfindungsgemäß ist die Dicke T kleiner als oder gleich 0,020 Inch (0,0508 mm), und bei stärker bevorzugten Ausführungsformen liegt die Dicke T im Bereich von 0,001 Inch (0,0254 mm) bis 0,01 Inch (0,254 mm), und bei noch stärker bevorzugten Ausführungsformen liegt die Dicke T im Bereich von 0,003 bis 0,007 Inch (0,0762 bis 0,1778 mm). Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Dicke T gleich 0,005 Inch (0,127 mm).
Wie in 3 und 8 am besten zu erkennen ist, weist das Kopfstück 12 ebene, einander schneidende, selbstdichtende Schlitze 28 auf, welche zusammen eine geschlossene Öffnung definieren, wenn sich das Ventil 10 in dem geschlossenen Zustand befindet. Es ist klar, dass in dem der ursprünglichen Formgebung entsprechenden („wie geformten“), geschlossenen Zustand des Ventils 10, der in 1 - 4 dargestellt ist, jeder Schlitz 28 geschlossen ist und nicht einen offenen Spalt definiert. Vorzugsweise sind die Schlitze 28 gleich voneinander beabstandet und haben dieselbe Länge. Bei der dargestellten Form des Ventils 10 definieren die Schlitze 28 sechs im Allgemeinen sektorförmige, gleich große Klappen oder Zungen 30 in dem Kopfstück 12. Die Klappen oder Zungen 30 können auch als „offenbare Bereiche“ oder „offenbare Abschnitte“ des Ventilkopfstücks 12 charakterisiert werden. Jede Klappe oder Zunge 30 weist ein Paar auseinanderlaufende Querflächen 32 auf (8), die durch die Schlitze 28 definiert sind, und jede Querfläche 32 liegt dicht an einer gegenüberliegenden Querfläche 32 einer benachbarten Zunge 30 an, wenn das Ventil 10 geschlossen ist. Obwohl das Ventil 10 mit den Schlitzen 28 geformt werden kann, werden die Schlitze 28 vorzugsweise nachträglich durch geeignete herkömmliche Verfahren in das Kopfstück 12 des Ventils 10 geschnitten. Als andere Alternative könnte wenigstens ein Schlitz 28 teilweise in das Kopfstück 12 geformt werden, wobei der Rest des wenigstens einen teilweise geformten Schlitzes 28 nach dem Formen geschnitten, durchtrennt, durchstochen, aufgerissen, gebrochen oder auf andere Weise getrennt wird. Diesbezüglich versteht es sich, dass der Begriff „Schlitzventil“, wie er hier verwendet wird, ein beliebiges Ventil bezeichnen soll, welches in seiner endgültigen, funktionsfähigen Form einen oder mehrere Schlitze wie etwa Schlitze 28 aufweist, einschließlich eines solchen Ventils, bei dem einer oder mehrere der Schlitze, wie etwa ein teilweise geformter Schlitz 28, erst dann vollständig fertiggestellt wird/werden, nachdem das Ventil geformt und/oder in seiner Betriebsumgebung eingebaut worden ist, wie zum Beispiel ein Ventil 10, das wenigstens einen teilweise geformten Schlitz 28 mit einem zerbrechlichen Abschnitt aufweist und das in ein Anschlussstück einer Abgabepackung oder -maschine eingebaut wird, wobei der zerbrechliche Abschnitt des wenigstens einen teilweise geformten Schlitzes 28 während des Einbaus intakt ist und dann nach dem Einbau geschnitten, durchtrennt, durchstochen, aufgerissen, gebrochen oder auf andere Weise getrennt wird, um den wenigstens einen Schlitz 28 fertigzustellen und das Ventil 10 in seine endgültige funktionsfähige Form zu bringen.
Es versteht sich, dass die Öffnung des Ventils 10 auch durch andere Strukturen als die dargestellten geraden Schlitze 28 definiert werden kann. Ferner können die Schlitze 28 verschiedene andere Formen, Größen und/oder Konfigurationen haben, entsprechend den Anforderungen und Parametern jeder speziellen Anwendung. Zum Beispiel kann die Öffnung auch nur einen Schlitz 28 oder zwei oder mehr sich schneidende Schlitze 28 aufweisen.
Das Ventil 10 weist eine normalerweise geschlossene Position oder einen normalerweise geschlossenen Zustand auf, der in 1 - 4 dargestellt ist. Das Ventil 10 ist typischerweise dafür ausgelegt, geschlossen zu bleiben, wenn die Druckdifferenz über dem Ventilkopfstück 12 unter einem vorbestimmten Betrag liegt, wobei die Zungen 30 eine normalerweise geschlossene Öffnungskonfiguration definieren. Das Ventil 10 kann in eine oder mehrere offene Positionen oder Konfigurationen gezwungen werden, wie in 5 - 8 dargestellt, wenn eine ausreichend hohe Druckdifferenz über dem Ventil 12 angelegt wird, wodurch die Zungen 30 in einer ersten oder Öffnungsrichtung zu der äußeren Umgebung hin in eine offene Öffnungskonfiguration bewegt werden. Wenn die Druckdifferenz über dem Ventil 10 ausreichend verringert wird, ermöglicht die dem Ventil 10 innewohnende Elastizität dem Ventil 10, zu dem normalerweise geschlossenen Zustand zurückzukehren (durch die Wirkung der Kraft, die aus den Verformungsbeanspruchungen des elastischen Ventils erzeugt wird).
Das Kopfstück 12, der periphere Befestigungsabschnitt 19 und die Hülse 20 sind vorzugsweise alle symmetrische Rotationskörper, die an einer Mittelachse 27 zentriert sind. Vorzugsweise, und wie in 1 - 4 dargestellt, ist in dem „wie geformten“, von Einschränkungen freien, geschlossenen Zustand die Außenfläche 14 des Kopfstücks 12 konkav, die Innenfläche 16 des Kopfstücks 12 konvex, die Außenfläche 24 der Hülse 20 konvex und die Innenfläche 26 der Hülse 20 konkav. Ferner weisen, wie in 4 am besten zu erkennen ist, die Außenfläche 14 und die Innenfläche 16 des Kopfstücks 12 ebene Abschnitte 14A bzw. 16A auf, die sich von der Mittelachse 27 aus quer über einen begrenzten, der Achse 27 benachbarten Bereich erstrecken. Außerdem weisen die Außenfläche 14 und die Innenfläche 16 des Kopfstücks 12 gekrümmte Abschnitte 14B bzw. 16B auf, die sich von den ebenen Abschnitten 14A und 16A aus seitwärts erstrecken, um die Verbindung mit der Hülse 20 herzustellen. Ferner weisen die Außenfläche 24 und die Innenfläche 26 der Hülse 20 bogenförmige Abschnitte 24A bzw. 26A auf, die sich von dem Kopfstück 12 aus radial nach außen zu jeweiligen kegelstumpfförmigen Abschnitten 24B und 26B der Außenfläche 24 und der Innenfläche 26 erstrecken, welche sich wiederum seitwärts nach außen zu jeweiligen gekrümmten Flächen 24C und 26C der Außenfläche 24 und der Innenfläche 26 erstrecken. Außerdem erstrecken sich die gekrümmten Flächen 24C und 26C seitwärts nach außen, um die Verbindung mit dem peripheren Befestigungsabschnitt 19 herzustellen. Es ist darauf hinzuweisen, dass das Kopfstück 12 und die Hülse 20 die funktionalen Merkmale des Ventils 10 sind, welche sich auf die Leistungsfähigkeit des Ventils 10 auswirken, während der Befestigungsabschnitt 19 lediglich als eine Struktur dient, um das Ventil 10 in einem System zur Handhabung oder Abgabe einer fließfähigen Substanz anzubringen.
Bei der dargestellten Ausführungsform, und wie in 4 am besten zu erkennen ist, weist der periphere Befestigungsabschnitt 19 eine Außenfläche 34 und eine Innenfläche 36 auf, wobei sich radial erstreckende, ebene Abschnitte 34A und 36A von der Hülse 20 zu zylindrischen Abschnitten 34B und 36B erstrecken, welche sich axial zu sich radial erstreckenden, ebenen Abschnitten 34C und 36C erstrecken. Vorzugsweise verbinden Übergangsradien die gekrümmten Abschnitte 24C und 26C mit den ebenen Abschnitten 34A bzw. 36A, verbinden die ebenen Abschnitte 34A und 36A mit den zylindrischen Abschnitten 34B bzw. 36B und verbinden die zylindrischen Abschnitte 34B und 36B mit den ebenen Abschnitten 34C und 36C.
Die Außenflächen 14 bzw. 24 des Kopfstücks 12 und der Hülse 20 schneiden sich in einer ersten kreisförmigen Schnittlinie, die in 1, 3, 4, 5 und 7 schematisch durch 40 dargestellt ist und die bei der dargestellten und bevorzugten Ausführungsform an einem Knickpunkt zwischen der konvexen Außenfläche 24 und der konkaven Außenfläche 14 definiert ist. Die Außenfläche 24 der Hülse 20 schneidet den peripheren Befestigungsabschnitt 19 in einer zweiten kreisförmigen Schnittlinie, die in 1, 3, 4, 5 und 7 schematisch durch 42 dargestellt ist. Die Innenfläche 16 des Kopfstücks 12 und die Innenfläche 26 der Hülse 20 schneiden sich in einer dritten kreisförmigen Schnittlinie, die in 2, 4 und 6 schematisch durch 44 dargestellt ist und die an einem Knickpunkt zwischen der konvexen Innenfläche 14 und der konkaven Innenfläche 26 definiert ist. Die Innenfläche 26 der Hülse 20 schneidet den peripheren Befestigungsabschnitt 19 in einer vierten kreisförmigen Schnittlinie, die in 2, 4 und 6 schematisch durch 46 dargestellt ist.
In dem „wie geformten“, von Einschränkungen freien, geschlossenen Zustand, der in 1 - 4 dargestellt ist, ist die zweite kreisförmige Schnittlinie 42 axial in der zweiten Richtung (zu der inneren Umgebung 17 hin) von der ersten kreisförmigen Schnittlinie 40 beabstandet. Ferner ist die vierte kreisförmige Schnittlinie 46 ebenfalls axial in der zweiten Richtung von der dritten kreisförmigen Schnittlinie 44 beabstandet. Außerdem liegen die erste, zweite, dritte und vierte kreisförmige Schnittlinie 40, 42, 44 und 46 in parallelen Ebenen, die sich quer zu der Mittelachse 27 erstrecken.
Das Ventil 10 wird typischerweise in Anwendungen verwendet, bei denen das Ventil 10 in oder an einem Abgabesystem für eine fließfähige Substanz, wie etwa einer Flasche oder einem Behälter, angebracht ist, zum Abgeben oder Austragen einer fließfähigen Substanz durch das Ventil 10, wenn eine ausreichende Druckdifferenz über dem Ventilkopf 12 angelegt wird, um das Ventil zu öffnen. Typischerweise ist das Ventil 10 an der Öffnung eines Behälters, der eine fließfähige Substanz enthält, so ausgerichtet, dass die Außenfläche 14 des Ventilkopfstücks nach außen zu der äußeren Umgebung hin gerichtet ist, und so, dass die Innenfläche 16 des Ventilkopfstücks nach innen zu dem Behälterinneren hin gerichtet ist und an die fließfähige Substanz innerhalb des Behälters angrenzt. Die typische Funktionsweise des Ventils 10 besteht darin, dass der Benutzer zuerst den Behälter so kippt, dass das Ventil 10 in eine Abwärtsrichtung zeigt, und danach eine Druckdifferenz an das Ventilkopfstück 12 anlegt (etwa durch Saugen an der Außenseite des Ventils und/oder durch Zusammendrücken einer flexiblen Wand oder flexibler Wände des Behälters). Dies bewirkt, dass sich das Ventil 10 öffnet, wie in 5 - 8 dargestellt.
Es ist anzumerken, dass das Ventil 10 mit vielen verschiedenen Typen und Konstruktionen von Verschlüssen, Behältern und anderen Quellen und Leitungen von fließfähigen Substanzen Verwendung finden kann, dass eine Flüssigkeitsabgabepackung 50, die einen Behälter 52 für eine fließfähige Substanz und ein Anschlussstück in der Form eines Verschlusses 54 umfasst, in 9 - 12 für Zwecke der Veranschaulichung dargestellt ist, und dass die speziellen Formen oder Konstruktionen der Flüssigkeitsabgabepackung 50, des Behälters 52 und des Verschlusses 54 keinen Bestandteil der Erfindung darstellen, sofern dies nicht ausdrücklich in einem beigefügten Anspruch angegeben ist. Für Zwecke der Veranschaulichung umfasst der Verschluss 54 ein Unterteil 56 und einen Verschlussdeckel 58. Das Unterteil 56 weist eine Deckplatte 60 mit einer darin definierten Abgabeöffnung 62 und einen Kragen 64 auf, der sich von der Deckplatte 60 aus nach unten erstreckt und Halte- und Dichtmerkmale, die in 11 allgemein mit 66 bezeichnet sind, für den Eingriff mit einem Hals 68 des Behälters 52 aufweist, welcher eine Abgabeöffnung 69 des Behälters 52 umgibt. Der Deckel 58 ist mit dem Unterteil 56 durch ein Schnappgelenk 70 von beliebiger geeigneter Konstruktion verbunden und weist einen Rand 72 auf, der eine Schnappsitzverbindung mit dem Unterteil 56 aufweist, wenn der Deckel 58 in einen geschlossenen Zustand versetzt worden ist. Der Behälter 52 und der Verschluss 54 sind aus einem geeigneten Kunststoffmaterial geformt, von denen viele bekannt sind. Der ebene Abschnitt 34C des peripheren Befestigungsabschnitts 19 ist durch beliebige geeignete Mittel an eine innere ebene Fläche 74 der Deckplatte 60 angeschlossen, um eine abgedichtete strukturelle Verbindung zu bilden, welche das Kopfstück 12 des Ventils so hält, dass es sich über die Öffnungen 62 und 69 des Behälters 52 erstreckt, darunter zum Beispiel durch Heißverklebung, Aufkleben und stoffschlüssiges Verbinden, wie es durch Spritzgießen erreicht werden könnte. Im Betrieb kann das Ventil 10 aus dem in 9 - 11 dargestellten geschlossenen Zustand in den in 12 dargestellten offenen Zustand durch einen Benutzer bewegt werden, der Druck auf die äußeren Seitenwände des Behälters 52 ausübt, um die Druckdifferenz über dem Kopfstück 12 des Ventils 10 zu erhöhen, um flüssige Substanz aus dem Behälter 52 über die Öffnung 69 und das Ventil 10 abzugeben.
Als ein weiteres Beispiel zeigen 13 - 17 eine andere Abgabepackung 80, bei welcher das Ventil 10 verwendet werden kann, wobei die Packung 80 einen Behälter für eine flüssige Substanz in der Form eines Beutels 82 und ein Anschlussstück 84 aufweist. Der Beutel 82 weist Seitenwände in der Form von zwei flexiblen Bahnabschnitten 86 und 88 auf, welche etwa durch Heißschweißen an ihren Umfangsrändern miteinander sowie mit einem keilförmigen Endstück 90 des Anschlussstücks 84 verbunden und versiegelt sind. Die Bahnabschnitte 86 und 88 sind typischerweise aus einer flexiblen, heißsiegelbaren Polymerfolie oder aus einer flexiblen Karton- oder Metallfolienbahn mit einer heißsiegelbaren Polymerauskleidung hergestellt. Das Anschlussstück 84 ist typischerweise aus einem geeigneten Kunststoff geformt, von denen viele bekannt sind. Das Anschlussstück 84 weist eine Abgabetülle 92 mit einer sich durch das Endstück 90 erstreckenden Abgabeöffnung 94 auf, wobei die Tülle 92 zum Abgeben von flüssiger Substanz aus dem Beutel 82 bestimmt ist. Wie in 17 am besten zu erkennen ist, ist der ebene Abschnitt 34C des peripheren Befestigungsabschnitts 19 durch beliebige geeignete Mittel an eine innere, ebene Fläche 96 des Anschlussstücks 84 angeschlossen, um eine abgedichtete strukturelle Verbindung zu bilden, welche das Kopfstück 12 des Ventils 10 so hält, dass es sich über die Öffnung 94 erstreckt, darunter zum Beispiel durch Heißverklebung, Aufkleben und stoffschlüssiges Verbinden, wie es durch Spritzgießen erreicht werden könnte. Im Betrieb kann das Ventil 10 aus dem in 14, 16 und 17 dargestellten geschlossenen Zustand in den in 15 dargestellten offenen Zustand durch einen Benutzer bewegt werden, der Druck auf das Äußere der Bahnabschnitte 86 und 88 des Beutels 82 ausübt, um die Druckdifferenz über dem Kopfstück 12 des Ventils 10 zu erhöhen, um flüssige Substanz aus dem Beutel 82 über die Öffnung 94 und das Ventil 10 abzugeben.
Obwohl die Abgabepackungen 50 und 80 das Ventil 10 als an den jeweiligen Verschlüssen über den ebenen Abschnitt 34C des Befestigungsabschnitts 19 angebracht zeigen, versteht es sich, dass ein beliebiger Abschnitt 34A, 36A, 34B, 36B, 34C und 36C des Befestigungsabschnitts 19 an eine entsprechende Fläche eines Anschlussstücks oder einer anderen Komponente des Flüssigkeitssystems angeschlossen werden kann, um eine geeignete Anbringung für das Ventil 10 zu gewährleisten. Hierbei kann, falls die Abschnitte 34B und/oder 36B so verbunden werden, auf die Abschnitte 34C und 36C, falls gewünscht, verzichtet werden. In ähnlicher Weise kann, falls die Abschnitte 34A und/oder 36A so verbunden werden, auf die Abschnitte 34B, 36B, 34C und 36C, falls gewünscht, verzichtet werden.
18 - 25 zeigen eine andere Ausführungsform des Ventils 10, welche mit dem Ventil 10 von 1 - 17 identisch ist, außer was die Anzahl der Schlitze 28 (zwei anstelle von drei) und den peripheren Befestigungsabschnitt 19 anbelangt, welcher in der Form eines bzw. einer stärker gerippten, zylindrischen Montagerings/Montagedichtung vorgesehen ist, im Vergleich zu der relativ dünnen, ebenen Form, die bei dem Befestigungsabschnitt 19 der Ausführungsform von 1 - 17 verwendet wird. Hierbei weist der periphere Befestigungsabschnitt 19 der Ausführungsform von 18 - 34 zylindrische Abschnitte 34B und 36B der Außenfläche 34 bzw. Innenfläche 36 auf, welche durch eine Materialdicke beabstandet sind, die ein Vielfaches der Materialdicke T des Kopfstücks 12 und der Hülse 20 beträgt. Die Abschnitte 34B und 36B definieren eine zylindrische Wand 100, welche das Kopfstück 12 und die Hülse 20 umgibt. Ferner definieren die Außen- und die Innenfläche 34 und 36 des Befestigungsabschnitts 19 eine sich radial nach außen erstreckende Dicht-/Montagelippe 102. Hierbei weisen die Außen- und die Innenfläche 34 und 36 ferner gekrümmte Abschnitte 34D bzw. 36D auf, welche sich von den Abschnitten 34B bzw. 36B aus seitwärts nach außen erstrecken, wobei sich der Abschnitt 34D zu einem kegelstumpfförmigen Abschnitt 34E erstreckt und sich der Abschnitt 36D zu einem ebenen Abschnitt 36E erstreckt. Die Abschnitte 34E und 36E erstrecken sich zu einem zylindrischen Abschnitt 104, welcher die radial äußerste Erstreckung der Lippe 102 definiert.
Wie aus 26 - 29 ersichtlich, ist die Ausführungsform von 18 - 25 in die Abgabepackung 50 eingebaut, doch der Befestigungsabschnitt 19 liefert eine andere Montagekonfiguration als der Befestigungsabschnitt 19 der Ausführungsform von 1 - 17. Insbesondere gewährleistet die Lippe 102 einen Schnappsitzeingriff an sich radial nach innen erstreckenden, ringförmigen Rippen 106 vorbei, die in einer zylindrischen Tülle 108 in der Deckplatte 60 des Verschlusses 84 vorgesehen sind, wobei der zylindrische Abschnitt 104 in dichtem Reibungseingriff mit einer zylindrischen Innenfläche 110 der Tülle 108 steht.
Wie aus 30 - 34 ersichtlich, ist die Ausführungsform von 18 - 25 in die Abgabepackung 80 eingebaut, wobei jedoch der Befestigungsabschnitt 19 erneut eine andere Montagekonfiguration liefert als der Befestigungsabschnitt 19 der Ausführungsform von 1 - 17. Insbesondere gewährleistet die Lippe 102 einen Schnappsitzeingriff an einer sich radial nach innen erstreckenden, ringförmigen Rippe 112 vorbei, die in einer zylindrischen Wand 113 des Anschlussstücks 92 vorgesehen ist, wobei der zylindrische Abschnitt 104 in dichtem Reibungseingriff mit einer zylindrischen Innenfläche 114 der Wand 113 steht.
Das Kopfstück 12 und die Hülse 20 des Ventils 10 von 18 - 34 sind aus einer Folie aus Material ausgebildet, welches einer dauerhaften Verformung unterzogen wurde, um das Kopfstück 12 und den Zwischenabschnitt 20 zu definieren. Hierbei kann die Folie aus Material unter Anwendung eines geeigneten Thermoformverfahrens dauerhaft verformt sein, bei dem es sich um Formen in abgestimmten Gesenken („matched die forming“), Vakuumformen, Stempelvorlage-Formen („plug assist forming“), Snap-Back-Verfahren zur Herstellung von Gegenkrümmungen, Billow-Formen, Freiformen, Druckformen, Überlegformen („drape forming“), Inline-Thermoformen, Twin-Sheet-Formen sowie Thin- und Thick-Gauge-Thermoformen handeln kann. Zu anderen geeigneten Prozessen gehören Gießfolienextrusion, Kaltumformen, In-Mold-Labeling-Technologie, In-Mold-Assembling-Technologien, Blasformen in einer Form, die an eine Vorform angestellt ist, Rotoformen, Rotations-„Chip-Shot“-Formen, Hochfrequenzformen (HF-Formen), lokale Lasererwärmung, Ätzprozesse, um die Folie in eine Ventilform zu krümmen, und UV- (Ultraviolett-) Härtung eines geformten Ventils. Bei einem bevorzugten Prozess für das Ventil 10 von 18 - 34 wird zuerst eine vorgeformte Komponente durch Spritzgießen von EVA oder LDPE hergestellt, so dass eine Folienschicht von den zylindrischen Abschnitten 34B umgeben ist, und danach werden die Formen des Ventilkopfstücks 12, der Hülse 20 und der Abschnitte 34A und 36A des Befestigungsabschnitts 19 unter Anwendung eines geeigneten Thermoformprozesses geformt. Bei einem anderen bevorzugten Prozess wird das gesamte Ventil 10 von 18 - 34 in seiner endgültigen Form durch Spritzgießen von EVA oder LDPE geformt.
Obwohl die Ventile 10 hier zum Zwecke der Veranschaulichung in Verbindung mit speziellen Ausführungsformen von Fluidabgabesystemen beschrieben wurden, können die Ventile 10 der vorliegenden Verbindung mit vielfältigen herkömmlichen oder speziellen Handhabungs- und/oder Aufbewahrungssysteme für fließfähige Substanzen verwendet werden, darunter Glas- oder Plastikflaschen, flexible rohrförmige Rückhaltestrukturen, Behälter, Tanks, Gefäße, Rohre, medizinische Vorrichtungen und andere Geräte und Vorrichtungen, deren Einzelheiten, auch wenn sie nicht vollständig dargestellt oder beschrieben werden, für Fachleute auf diesem Gebiet, die solche Systeme verstehen, offensichtlich sind. Das spezielle Handhabungs- oder Aufbewahrungssystem für fließfähige Substanzen Bestandteil der vorliegenden Erfindung, und es soll daher die weit gefassten Aspekte der vorliegenden Erfindung nicht einschränken. Für Fachleute ist außerdem klar, dass neue und nicht offensichtliche erfinderische Aspekte in den beschriebenen beispielhaften Ventilen 10 allein verkörpert sind.
Wie oben erläutert, sind die Ventile 10 typischerweise dafür ausgelegt, sich zu schließen, wenn die Druckdifferenz über dem Ventilkopfstück 12 unter einen vorbestimmten Betrag fällt. Die dem Ventil 10 innewohnende Elastizität ermöglicht dem Ventil 10, zu dem nicht betätigten, geschlossenen Zustand zurückzukehren (durch die Wirkung der Kraft, die aus den Verformungsbeanspruchungen des elastischen Ventils erzeugt wird). Vorzugsweise ist das Ventil 10 ausreichend steif, so dass es unter dem Gewicht oder der Druckhöhe der Substanz in dem Behälter, die gegen die Innenflächen geschlossen bleibt, jedoch ist das Ventil 10 genügend flexibel, um sich zu öffnen, wenn das Ventilkopfstück 12 einer erhöhten Druckdifferenz ausgesetzt wird, die einen vorbestimmten Betrag übersteigt.
Die Ventile 10 sind außerdem typischerweise so ausgelegt, dass sie genügend flexibel für eine Verwendung in verschiedenen Anwendungen sind, in denen es notwendig oder wünschenswert ist, das Einlassen von Umgebungsatmosphäre zu ermöglichen. Zu diesem Zweck können, wenn sich das Ventil 10 schließt, die sich schließenden Zungen oder offenbaren Abschnitte 30 sich über die geschlossene Position hinaus weiter nach innen bewegen, um den Ventilzungen 30 zu ermöglichen, sich nach innen zu öffnen, wenn der Druck auf die Ventilkopfstück-Außenfläche 14 den Druck auf die Ventilkopfstück-Innenfläche 16 um einen vorbestimmten Betrag übersteigt. Ein solches Einlassen der Umgebungsatmosphäre hilft, den Innendruck in dem Behälter mit dem Druck der äußeren Umgebungsatmosphäre auszugleichen. Eine solche Fähigkeit zum Einlassen von Luft kann gewährleistet werden, indem ein geeignetes Material für die Ventilkonstruktion gewählt wird und indem geeignete Dicken, Formen und Abmessungen für verschiedene Abschnitte des Ventilkopfstücks 12 für das spezielle Ventilmaterial und die Gesamtgröße des Ventils gewählt werden. Die Form, Flexibilität und Nachgiebigkeit des Ventilkopfstücks und insbesondere der Zungen 30 können so ausgelegt oder festgelegt sein, dass sich die Zungen 30 nach innen biegen, wenn sie einer ausreichenden Druckdifferenz ausgesetzt werden, welche über dem Kopfstück 12 in einer Gradientenrichtung zu der Ventilinnenseite (zweite Seite 40) hin wirkt. Eine solche Druckdifferenz könnte auftreten, nachdem eine Menge einer Substanz durch das Ventil 10 hindurch abgegeben und ein Teilvakuum auf der Innenseite des Ventils 10 erzeugt worden ist. Wenn sich das Ventil 10 schließt, biegen sich, falls ein Teilvakuum in dem Behälter vorhanden ist und falls die Druckdifferenz über dem Ventil 10 genügend groß ist, die Ventilzungen 30 nach innen über die anfängliche geschlossene Position/den anfänglichen geschlossenen Zustand hinaus in eine offene Konfiguration, um ein Einlassen der Umgebungsatmosphäre in den Behälter zu ermöglichen, um zu helfen, den Innendruck mit dem Außendruck auszugleichen. Wenn sich der Außen- und der Innendruck ausgleichen, bewegen sich dann die einwärts verschobenen Zungen 30 zurück auswärts in die anfängliche geschlossene Position/den anfänglichen geschlossenen Zustand,
Falls gewünscht wird, spezielle Abgabeeigenschaften zu gewährleisten, wird das Abgabeventil 10 vorzugsweise für eine Verwendung in Verbindung mit (1) den Eigenschaften oder der Form des betreffenden Vorratsbehälters (nicht dargestellt - diese können jedoch die maximale Höhe (d. h. Druckhöhe) der Substanz oder des Produkts in dem Behälter bestimmen), (2) den Eigenschaften der betreffenden Substanz oder des betreffenden Produkts, und (3) etwaigen relevanten Eigenschaften der anderen Komponenten des Abgabesystems ausgelegt. Zum Beispiel können die Viskosität und Dichte der fließfähigen Substanz relevante Faktoren beim Entwerfen der spezifischen Konfiguration des Ventils 10 sein. Die Steifigkeit und Härte des Ventilmaterials sowie die Größe und Form des Ventilkopfstücks 12 können ebenfalls relevant sein, um gewisse gewünschte Abgabeeigenschaften zu erreichen, und können so gewählt werden, dass dem normalen Bereich von Druckdifferenzen Rechnung getragen wird, der über dem Ventilkopfstück typischerweise zu erwarten ist, und dass den Eigenschaften der Substanz, die aus diesem abgegeben werden soll, Rechnung getragen wird.
Aus der obigen detaillierten Beschreibung der Erfindung und aus den Darstellungen derselben wird klar und deutlich, dass zahlreiche Variationen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von der Grundidee und vom Schutzbereich der neuen Konzepte oder Prinzipien dieser Erfindung abzuweichen.
Es dürfte klar sein, dass, indem die Ventile 10 vollständig oder teilweise durch dauerhaftes Verformen einer Folie aus Material hergestellt werden, die Ventile 10 mit verminderten Kosten und/oder vermindertem Gewicht reduziert werden können, verglichen mit herkömmlichen Schlitzventilen, welche geformt werden und wenigstens im Kopfstück des Ventils eine größere Materialdicke erfordern, wie etwa das Ventil, das im Abschnitt „Allgemeiner Stand der Technik“ dieser Offenbarung beschrieben ist.

Claims

Schlitzventil (10) zum selektiven Begrenzen des Durchflusses einer fließfähigen Substanz zwischen einer inneren Umgebung (17) und einer äußeren Umgebung (15), wobei das Ventil (10) umfasst: ein flexibles, nachgiebiges Kopfstück (12), das an einer Mittelachse (27) zentriert ist und sich von dieser aus seitwärts erstreckt, wobei das Kopfstück (12) aufweist: eine Innenfläche (16), die dazu bestimmt ist, Umgebung (17) zugewandt zu sein, wobei die Innenfläche (16) eine von einer konkaven oder konvexen Form hat, eine Außenfläche (14), die dazu bestimmt ist, Umgebung (15) zugewandt zu sein, wobei die Außenfläche (14) die andere von einer konkaven oder konvexen Form hat, und aufeinander zu gerichtete, öffenbare Abschnitte (30), um eine normalerweise geschlossene Öffnung in einem von Einschränkungen freien Zustand zu definieren, wobei sich die offenbaren Abschnitte (30) in einer ersten Richtung zu einer offenen Öffnungskonfiguration bewegen und in einer entgegengesetzten Richtung zu einer geschlossenen einen ringförmigen, peripheren Befestigungsabschnitt (19), der von dem Kopfstück (12) seitlich beabstandet ist; und einen ringförmigen, flexiblen, nachgiebigen Zwischenabschnitt (20), der sich von dem Kopfstück (12) seitwärts zu dem peripheren Befestigungsabschnitt (19) erstreckt, wobei der Zwischenabschnitt (20) aufweist: eine Innenfläche (26), die dazu bestimmt ist, der inneren Umgebung (17) zugewandt zu sein, und eine Außenfläche (24), die dazu bestimmt ist, der äußeren Umgebung (15) zugewandt zu sein; und wobei das Kopfstück (12) und der Zwischenabschnitt (20) eine gleichmäßige Materialdicke T aufweisen, welche die Außenflächen (14, 24) von den Innenflächen (16, 26) beabstandet, wobei T nicht größer als 0,020 Zoll (0,0508 cm) ist.
Ventil (10) nach Anspruch 1, wobei das Kopfstück (12) wenigstens einen selbstdichtenden Schlitz (28) durch das Kopfstück (12) hindurch aufweist und die aufeinander zu gerichteten öffenbaren Abschnitte (30) sich entlang des wenigstens einen selbstdichtenden Schlitzes (28) erstrecken.
Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Innenfläche (16) des Kopfstücks (12) eine konvexe Fläche ist und die Außenfläche (14) des Kopfstücks (12) eine konkave Fläche ist.
Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die gleichmäßige Materialdicke T im Bereich von 0,004 Zoll bis 0,013 Zoll (0,01016 cm bis 0,03302 cm) liegt.
Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsabschnitt (19) eine ebene Innenfläche (36) aufweist, die von einer ebenen Außenfläche (34) durch die gleichmäßige Materialdicke T beabstandet ist.
Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsabschnitt (19) eine Innenfläche (36) aufweist, die von einer Außenfläche (34) durch eine nicht gleichmäßige Materialdicke beabstandet ist, welche über die ringförmige Erstreckung des Befestigungsabschnitts (19) variiert.
Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenfläche (34) des Befestigungsabschnitts (19) eine zylindrische Wand (100) definiert, welche das Kopfstück (12) und den Zwischenabschnitt (20) umgibt.
Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Innenfläche (36) und die Außenfläche (34) des Befestigungsabschnitts (19) eine sich radial nach außen erstreckende ringförmige Lippe (102) definieren.
Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kopfstück (12) und der Zwischenabschnitt (20) aus einer Folie aus Material ausgebildet sind, welches einer dauerhaften Verformung unterzogen wurde, um das Kopfstück (12) und den Zwischenabschnitt (20) zu definieren.
Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das gesamte Ventil (10) durch eine dauerhaft verformte Materialfolie definiert ist.
Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit: einem Behälter (52) für eine fließfähige Substanz, der eine Öffnung (69) aufweist, durch die hindurch fließfähige Substanz zwischen einem Inneren des Behälters (52) und der äußeren Umgebung (15) strömen kann; und einem Anschlussstück (54), das dichtend an dem Behälter (52) angebracht ist, wobei das Ventil (10) so in dem Anschlussstück (54) angeordnet ist, dass es sich über die Öffnung erstreckt, um den Durchfluss einer fließfähigen Substanz zwischen dem Inneren des Behälters (52) und der äußeren Umgebung (15) wenigstens dann zu begrenzen, wenn sich die offenbaren Abschnitte (30) in der geschlossenen Konfiguration befinden.
Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventil (10) an das Anschlussstück (54) angeschlossen ist.
Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kopfstück (12), der periphere Befestigungsabschnitt (19) und der Zwischenabschnitt (20) alle symmetrische Rotationskörper sind, die an der Mittelachse (27) zentriert sind.
Verfahren zum Ausbilden eines Schlitzventils (10), um selektiv den Durchfluss einer fließfähigen Substanz zwischen einer inneren Umgebung (17) und einer äußeren Umgebung (15) zu begrenzen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen wenigstens einer Schicht aus Folienmaterial; und dauerhaftes Verformen des Folienmaterials, um (10) zum selektiven Begrenzen des Durchflusses einer fließfähigen Substanz zwischen einer inneren Umgebung (17) und einer äußeren Umgebung (15) zu definieren.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des dauerhaften Verformens des Folienmaterials das dauerhafte Verformen des Folienmaterials umfasst, um definieren, welches aufweist: ein flexibles, nachgiebiges Kopfstück (12), das an einer Mittelachse (27) zentriert ist und sich von dieser aus seitwärts erstreckt, wobei das Kopfstück (12) aufweist: eine Innenfläche (16), die dazu bestimmt ist, einer inneren Umgebung (17) zugewandt zu sein, wobei die Innenfläche (16) eine von einer konkaven oder konvexen Form hat, eine Außenfläche (14), die dazu bestimmt ist, einer äußeren Umgebung (15) zugewandt zu sein, wobei die Außenfläche (14) die andere von einer konkaven oder konvexen Form hat; einen ringförmigen, peripheren Befestigungsabschnitt (19), der von dem Kopfstück (12) seitlich beabstandet ist; und einen ringförmigen, flexiblen, nachgiebigen Zwischenabschnitt (20), der sich von dem Kopfstück (12) seitwärts zu dem peripheren Befestigungsabschnitt (19) erstreckt, wobei der Zwischenabschnitt (20) aufweist: eine Innenfläche (26), die dazu bestimmt ist, der inneren Umgebung (17) zugewandt zu sein, und eine Außenfläche (24), die dazu bestimmt ist, der äußeren Umgebung (15) zugewandt zu sein.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 15, wobei der Schritt des dauerhaften Verformens das Kopfstück (12) und den Zwischenabschnitt (20) mit einer gleichmäßigen Materialdicke T bereitstellt, welche die Außenflächen (14, 24) von den Innenflächen (16, 26) beabstandet, wobei T nicht größer als 0,020 Zoll (0,0508 cm) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der Schritt des dauerhaften Verformens ferner das Definieren des ringförmigen Befestigungsabschnitts (19) derart umfasst, dass er die gleichmäßige Materialdicke T aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei der Schritt des dauerhaften Verformens ferner das Definieren des ringförmigen Befestigungsabschnitts (19) derart umfasst, dass er eine ebene Außenfläche (34) und eine ebene Innenfläche (36) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei die gleichmäßige Materialdicke T im Bereich von 0,004 Zoll bis 0,013 Zoll (0,01016 cm bis 0,03302 cm) liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, welches ferner den Schritt des Ausbildens wenigstens eines selbstdichtenden Schlitzes (28) in dem Kopfstück (12) und von aufeinander zu gerichteten, öffenbaren Abschnitten (30) entlang des wenigstens einen Schlitzes (28) in dem Kopfstück (12), um eine normalerweise geschlossene Öffnung in einem von Einschränkungen freien Zustand zu definieren, umfasst, wobei sich die offenbaren Abschnitte (30) in einer ersten Richtung zu einer offenen Öffnungskonfiguration bewegen und in einer entgegengesetzten Richtung zu einer geschlossenen
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei der Schritt des Bereitstellens wenigstens einer Schicht aus Folienmaterial das Bereitstellen mehrerer Schichten aus Folienmaterial umfasst und der Schritt des dauerhaften Verformens das dauerhafte Verformen der mehreren Schichten, um das Ventil (10) zu definieren, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei der Schritt des dauerhaften Verformens das Thermoformen der wenigstens einen Schicht aus Folie, um das Ventil (10) zu definieren, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei der Schritt des Thermoformens das Formen in abgestimmten Gesenken umfasst, um das Ventil (10) zu definieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 23, wobei der Schritt des Bereitstellens der wenigstens einen Schicht Folie das Spritzgießen einer vorgeformten Komponente umfasst, welche den ringförmigen Befestigungsabschnitt (19) und die wenigstens eine Schicht Folie, die sich von dem ringförmigen Befestigungsabschnitt (19) aus radial nach innen erstreckt, aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 24, wobei das Kopfstück (12), der periphere Befestigungsabschnitt (19) und der Zwischenabschnitt (20) alle symmetrische Rotationskörper sind, die an der Mittelachse (27) zentriert sind.