DE102005057822B4

DE102005057822B4 - Sprühkappe für einen mit einem Abgabeventil versehenen Druckbehälter

Info

Publication number: DE102005057822B4
Application number: DE102005057822A
Authority: DE
Inventors: Michael Horn; Rüdiger Belau
Original assignee: Lindal Ventil GmbH
Current assignee: Lindal Ventil GmbH
Priority date: 2005-12-03
Filing date: 2005-12-03
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2025-12-04
Also published as: EP1792841B1; ES2328840T3; EP1792841A1; DE502006003982D1; CA2569119C; US20070125806A1; ATE433923T1; US8292199B2; DE102005057822A1; CA2569119A1

Abstract

Sprühkappe (10) für einen mit einem Ausgabeventil (68) versehenen Druckbehälter, insbesondere für pastöse Medien, mit:
– einem Kappenkörper, der einen Kanal (26, 28) und einen Betätigungsabschnitt (32) aufweist, der mit dem Abgabeventil (68) zusammenwirkt,
– einem Einsetzkörper (22), der einen Austrittskanal (44, 50, 52) und eine Austrittsöffnung (46) für das auszutragende Medium aufweist, und
– einem Kolbenelement (56), das einen mit einem Kolbensitz zusammenwirkenden Kolbenkopf (58) und mindestens ein elastisches Federbein (64) aufweist, das in einem sich erweiternden Kanalabschnitt (50) des Austrittskanals angeordnet ist, wobei der Kolbenkopf (58) gegen den Kolbensitz vorgespannt ist und durch das austretende Medium aus dem Kolbensitz gedrückt wird
dadurch gekennzeichnet, daß
– in dem Austrittskanal (44, 50, 52) ein Dichtelement (48) angeordnet ist, das den Kolbensitz bildet, wobei das Dichtelement (48) aus einem weichen Material besteht und entweder als separates Element in den Austrittskanal (44, 50, 52) nahe der...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sprühkappe für einen mit einem Abgabeventil versehenen Druckbehälter, insbesondere zum Austragen von pastösen Medien, wie Gel, Creme, Paste und dergleichen.
DE 44 44 399 A1 beschreibt einen Ausgabekopf, der das Nachschäumen und Austrocknen von in der Tülle nach dem Betätigen des Abgabeventils zurückbleibendem Füllgut verhindert. Der Ausgabekopf besteht hierzu aus einer äußeren Verschlußtülle mit einem Mantelteil, das sich zu einer Ausgabeöffnung hin verjüngt. In dem Mantelteil verschieblich ist ein schaftförmiger Verschlußkörper angeordnet, der mittels einer elastischen Membran in einem Sockelteil der Verschlußtülle gelagert ist. Der Ausgabekopf ist für ein Kippventil vorgesehen, bei dem sich ein Zwischenraum innerhalb der Verschlußtülle mit dem Medium füllt und über die Membran den Verschlußkörper aus der Austrittsöffnung entfernt.
Aus Patent Abstracts of Japan zu JP 07052980 A ist ein Verschlußsystem bekannt, bei dem ebenfalls ein schaftförmiger Verschlußkörper in einer Austrittsöffnung des Verschlußsystems angeordnet ist. Der Verschlußkörper besitzt eine Membran, die in dem Verschlußsystem gehalten ist. Durch das austretende Medium wird eine Kammer gefüllt, so daß ein Druck auf die Membran ausgeübt wird, um den Verschlußkörper aus der Austrittsöffnung zurückzuziehen.
Aus DE 20307819 U1 ist eine Spenderanordnung für ein Abgabeventil bekannt geworden. Die Spenderanordnung besitzt einen einteiligen Kappenkörper aus Kunststoff, an dessen Unterseite ein mit dem Abgabeventil der Druckpackung zusammenwirkender Betätigungsabschnitt angebracht ist und das einen Kanal aufweist. Ferner ist ein napfförmiger erster Einsetzkörper aus Kunststoff vorgesehen, der eine zylindrische Umfangswand besitzt, die in eine passende Ausnehmung der Schürze in den Kappenkörper einsetzbar ist. Ferner ist ein zweiter Einsetzkörper mit einem ringzylindrischen Abschnitt vorgesehen. Der ringzylindrische Abschnitt ist zwischen der Umfangswand des erstens Einsetzkörpers und einer Anschlagfläche des Kappenkörpers angeordnet. Der zweite Einsetzkörper besitzt ferner eine kreisförmige flexible Membran, die an dem vorderen Ende des ringzylindrischen Abschnitts angeformt ist und einen an der Vorderseite der Membran angeformten Stift besitzt. Der Stift greift unter der Federvorspannung der Membran dichtend in die Abgabeöffnung ein. Zwischen erstem und zweitem Einsetzkörper ist eine Kammer gebildet, die in ständiger Verbindung mit dem Kanal des Betätigungsabschnitts steht und an einer Seite durch die Membran begrenzt wird. Die Membran ist derart dimensioniert, daß bei Betätigung des Abgabeventils diese vom Druck in der Kammer nach hinten verformt wird und den Stift aus der Abgabeöffnung entfernt. Läßt der Druck in der Kammer nach, so wird durch die Membran der zweite Einsetzkörper wieder in die Austrittsöffnung vorgeschoben.
Aus DE 200 10 014 U1 ist ein Abgabekopf für eine pastöse Substanz. Der Abgabekopf besitzt einen winkelförmigen Austrittskanal, der mit dem Ausgang eines Abgabeventils zusammenwirkt. Im Abgabeende des Kanals ist ein einteiliges Ventilglied aus Kunststoff angeordnet, das eine Ventilfläche aufweist, die zum Abgabeventil hin gerichtet ist und mit der Dichtkante oder Dichtfläche im Abgabekanal zusammenwirkt. Das Ventilglied besitzt ferner einen Federabschnitt, der mit einem Kanalabschnitt im Kanal zusammenwirkt.
Aus DE 44 44 399 A1 ist ein Ausgabekopf bekannt, der ein Nachschäumen und Austrocknen von an der Tülle nach dem Betätigen des Abgabeventils zurückbleibenden Füllgut verhindert. Hierzu ist ein Kolbenelement vorgesehen, das über eine Membran aus der Austrittsöffnung heraus in den Ausgabekopf hineingezogen wird. In der Austrittsöffnung ist als Dichtsitz ein O-Ring angeordnet, der mit dem nicht zurückgezogenen Kolbenelement zusammenwirkend die Austrittsöffnung abdichtet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschlußkappe bereitzustellen, die insbesondere bei pastösen Medien mit einfachen Mitteln wirkungsvoll ein Nachströmen und Antrocknen des Mediums in der Austrittsöffnung verhindert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Sprühkappe mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden die Gegenstände der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist die Sprühkappe für einen mit einem Abgabeventil versehenen Druckbehälter bestimmt, der insbesondere zum Austrag von pastösen Medien geeignet ist. Die Sprühkappe besitzt einen Kappenkörper, einen Einsetzkörper und ein Kolbenelement. Der Kappenkörper besitzt einen Kanal und einen Betätigungsabschnitt, der mit dem Abgabeventil zusammenwirkt. Der Einsetzkörper weist einen Austrittskanal und eine Austrittsöffnung für das auszutragende Medium auf.
In dem Austrittskanal ist in dem Bereich der Austrittsöffnung ein Dichtelement eingesetzt, das einen umlaufenden Kolbensitz bildet. Erfindungsgemäß ist das Dichtelement in den ersten Kanalabschnitt eingesetzt oder Dichtelement und Einsetzkörper sind einstückig ausgebildet. Hierzu wird ein 2-Komponenten-Spritzgußverfahren eingesetzt, wobei das Dichtelement aus einem weichen, gut abdichtenden Material hergestellt ist. Das Kolbenelement besitzt einen mit dem Kolbensitz zusammenwirkenden Kolbenkopf und mindestens ein elastisches Federbein. Erfindungsgemäß verläuft das Kolbenelement in dem Austrittskanal, wobei der Kolbenkopf auf der zur Austrittsöffnung weisenden Seite in dem Austrittskanal angeordnet ist und das mindestens eine Federbein in einem sich erweiternden Kanalabschnitt des Austrittskanals angeordnet ist. Das Kolbenelement verläuft in dem Austrittskanal durch das Dichtelement und schließt ebenso wie das Dichtelement bündig mit der Austrittsöffnung des Einsetzkörpers ab. Der Kolbenkopf ist durch das mindestens eine Federbein dichtend gegen den Kolbensitz vorgespannt und wird durch austretendes Medium in Richtung der Austrittsöffnung aus dem Kolbensitz gedrückt. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Kolbenelementen, die eine Austrittsöffnung verschließen, greift bei der erfindungsgemäßen Lösung das Kolbenelement nicht dichtend in die Austrittsöffnung ein, sondern wirkt dichtend mit einem den Kolbensitz bildenden Dichtelement in dem Austrittskanal zusammen. Ferner wird der Kolbenkopf in Richtung der Austrittsöffnung bewegt, wenn das Medium austreten soll.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sprühkappe besitzt der Einsetzkörper eine im wesentlichen zylindrische Form, bei der sich der Austrittskanal entlang der Zylinderlängsachse erstreckt. Der Austrittskanal besitzt in einem ersten Kanalabschnitt, der in die Austrittsöffnung mündet, einen konstanten Durchmesser. Der Kolbensitz wird bevorzugt durch eine Innenwandung des Dichtelements gebildet, die mit dem Kolbenkopf entlang dem Umfang zusammenwirkt. Vorzugsweise ist das den Kolbensitz bildende Dichtelement aus einem weichen Material hergestellt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Einsetzkörper in einer Ausnehmung in dem Kappenkörper eingesetzt, wobei der Kanal des Kappenkörpers in den Austrittskanal mündet. Der Einsetzkörper wird bevorzugt in einem Preßsitz in der Ausnehmung gehalten. Bei dieser Ausgestaltung bildet also der Einsetzkörper mit dem Austrittskanal die Austrittsöffnung für das Medium, wobei der Einsetzkörper vorzugsweise aus einer Schürze des Kappenkörpers vorsteht.
Der Kolbenkopf besitzt einen kegelförmigen Zwischenabschnitt, der in einen zylindrischen Schaft mündet. Der Außendurchmesser des Schafts ist kleiner als der Innendurchmesser des Kolbensitzes. An dem dem Kolbenkopf gegenüberliegenden Ende besitzt der Schaft mindestens ein elastisches Federbein. Bevorzugt sind zwei, drei oder vier Federbeine an dem Kolbenelement vorgesehen. Die Federbeine stehen unter einem vom Kolbenkopf fortweisenden Winkel von dem Schaft ab, wobei jedes Federbein an seinem freien Ende einen abknickenden Abschnitt besitzt, der im wesentlichen flach an der konischen Innenwand in dem Austrittskanal anliegt. Die Federbeine sind derart dimensioniert, daß die von ihnen erzeugte Rückstellkraft den Kolbenkopf dichtend in den Kolbensitz drückt und durch das auszutragende Medium der Kolbenkopf aus dem Kolbensitz herausgedrückt werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung steht der Betätigungsabschnitt der Sprühkappe in den Innenraum vor, wobei der Kanal der Sprühkappe von einer Eintrittsöffnung aus sich zentral entlang einer Mittellängsachse der Sprühkappe erstreckt und um 90°C abgewinkelt ist. Das Betätigungselement besitzt vorzugsweise nahe der Eintrittsöffnung in der Seitenwand eine Durchbrechung, durch die das auszutragende Medium aus dem Ventil in den Kanal eintritt.
Das Kolbenelement mit seinen elastischen Federbeinen ist bevorzugt aus einem Acetalcopolymerisat (POM) hergestellt. Für eine verbesserte Abdichtung, insbesondere, wenn der Einsetzkörper in der Verschlußkappe nicht eine 100%ige Kreisform besitzt oder während des Einsetzens verformt wird, ist der Kolbensitz aus einem Elastomer hergestellt, der weicher als das Acetalcopolymerisat des Kolbenelements ist. Alternativ ist es auch möglich, den Kolbenkopf mit seiner Übergangsfläche aus einem weichen Elastomer herzustellen, wobei dann der Einsetzkörper vollständig aus POM besteht. Auch können zwei zusätzliche Dichtungsteile aus einem weichen Elastomer vorgesehen werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sprühkappe wird nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigt:
1 einen Querschnitt durch die auf ein Ventil aufgesetzte Sprühkappe und
2 den Einsetzkörper aus 1.
1 zeigt eine einteilige Sprühkappe 10 aus Kunststoff. Die Sprühkappe 10 besitzt an ihrer Oberseite ein geriffeltes Druckfeld 12 und eine im wesentlichen zylindrisch umlaufende Außenwand 14. Über einen umlaufenden Absatz 16 schließt sich ein zweiter umlaufender Wandabschnitt 18 an, der einen größeren Umfang als der obere Wandabschnitt besitzt.
Die Sprühkappe 10 besitzt eine zylindrische Ausnehmung 20, die den Einsetzkörper 22 aufnimmt. Die Ausnehmung 20 besitzt eine umlaufende Vertiefung 24, die ein Einsetzen des Einsetzkörpers 22 vereinfacht. Am Grund der Ausnehmung 20 mündet der Kanalabschnitt 26, der sich in radialer Richtung zu der Sprühkappe 10 erstreckt. Der Kanalabschnitt 26 ist mit dem Kanal 28, der im Zentrum der Sprühkappe 10 entlang der Mittellängsachse verläuft, verbunden. Aus 1 ist ersichtlich, daß der abgeknickte Kanalabschnitt 26 einen deutlich größeren Durchmesser als der Kanalabschnitt 28 besitzt. Ebenfalls ist in 1 zu erkennen, daß der Kanalabschnitt 26 in einem Bereich 30 in den Kanalabschnitt 28 vorsteht und den Durchmesser im Kanalabschnitt 28 im Übergangsbereich des Abschnitts 26 reduziert.
Die zylindrische Wandung 32 des Kanalabschnitts 28 besitzt an ihrem freien Ende eine Durchbrechung 34.
Auf der der Ausnehmung 20 gegenüberliegenden Seite ist der Absatz 16 mit einer U-förmigen Vertiefung 36 vorgesehen.
An dem zum Ventil weisenden Ende besitzt die Sprühkappe 10 einen umlaufenden Rand, der durch einen Absatz verstärkt ist. Ferner sind in der Sprühkappe 10 Rippen vorgesehen, die radial einwärts in der Sprühkappe 10 vorstehen und eine Anlagekante für den Dom des Ventils bilden.
Der Einsetzkörper 22 besitzt eine zylindrische Außenwand mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Austrittskanal. Der Austrittskanal besitzt einen ersten zylindrischen Kanalabschnitt 44, der in die Austrittsöffnung 46 mündet. Wie in 1 dargestellt, steht der Einsetzkörper 22 aus der Ausnehmung 20 und der Schürzenwand 14 vor. In dem ersten Kanalabschnitt 44 ist ein Dichtelement 48 geformt, das den Kolbensitz bildet. Das Dichtelement 48 ist mittels eines 2-Komponenten-Spritzgußverfahrens in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem zweiten Werkstoff hergestellt. Im Gegensatz zu einem harten POM-Material wird für das Dichtelement ein weiches Elastomer verwendet. Das Dichtelement 48 besitzt einen Sitzbereich 49, der an einem vorstehenden Absatz 50 in den Austrittskanal aufsitzt. Das Dichtelement 48 weist ferner eine Dichtlippe 53 auf, deren Innenwand den Kolbensitz bildet. Die umlaufende Dichtlippe 53 besitzt einen Außendurchmesser der kleiner als der Innendurchmesser des ersten Kanalabschnitts ist und ebenfalls kleiner als der Außendurchmesser des Sitzbereichs 49. Auch der Innendurchmesser der Dichtlippe ist kleiner als der sich konisch erweiternde Innendurchmesser des Austrittskanals. Die Innenwand der Dichtlippen besitzt abgerundete Kanten. Die Dichtlippen liegen federnd an dem Kolbenkopf an und bilden so den Kolbensitz.
An den Absatz 56 schließt sich ein Kanalabschnitt 51 an, dessen Durchmesser sich konisch erweitert. Der sich konisch erweiternde Kanalabschnitt 51 geht an seinem von dem Dichtelement 48 fortweisenden Ende in einen zylindrischen Abschnitt 52 über. Die Außenwand des Einsetzkörpers 22 besitzt eine abgeschrägte umlaufende Kante 54, die mit der Vertiefung 24 der Ausnehmung 20 beim Einsetzen zusammenwirkt.
Ferner ist in 2 das Kolbenelement 56 dargestellt. Das Kolbenelement 56 besitzt einen zylindrischen Kolbenkopf 58 mit einer kegelförmigen Übergangsfläche 60. An den Kolbenkopf 58 mit seiner Übergangsfläche 60 schließt sich der Schaft 62 an. Der Schaft 62 besitzt gegenüber dem Kolbenkopf 58 abstehende Federbeine 64. In dem in 2 dargestellten Querschnitt sind zwei Federbeine 64 sichtbar. Im Gegensatz zu bekannten Lösungen tritt bei der erfindungsgemäßen Lösung das Medium zwischen den Federbeinen in den konischen Abschnitt des Austrittskanals. Hierbei wird sowohl auf den Schaft als auch auf die Übergangsfläche 60 des Ventilkopfs eine Kraft ausgeübt, die das Kolbenelement in Richtung der Austrittsöffnung 46 drücken.
Bei der Betätigung wird eine Kraft mit einer Komponente in Längsrichtung auf die Druckfläche 12 ausgeübt. Über die Kanalwandung 32 wird eine Kraft auf ein Ventil ausgeübt. Das Ventil ist in 1 lediglich beispielhaft als weibliches Ventil dargestellt. Es gibt auch die Möglichkeit, den Betätigungsabschnitt der Sprühkappe für ein männliches Ventil auszubilden.
Mit dem Druck öffnet das Ventil, das Medium tritt aus dem Behälter in den Kanal 28 ein und wird dort in den abgeknickten Kanalabschnitt 26 umgelenkt. Durch den Druck des Mediums wird der Kolbenkopf 58 gegen die Kraft der Federbeine 64 aus der Anlage mit dem Dichtelement gedrückt.
Läßt der Druck auf das Druckfeld 12 nach, schließt das Ventil und das Kolbenelement 56 wird nicht länger aus dem Kolbensitz gedrückt. Durch die Wirkung der Federbeine kehrt der Kolbenkopf 58 in seine dichtende Position zurück. Ein Nachschäumen und das Antrocknen von dem ausgetretenen Medium wird auf diese Weise wirksam verhindert. Durch die bündige Anordnung des Kolbenkopfs werden Rückstände von der Betätigung im Bereich der Austrittsöffnung vermieden.

Claims

Sprühkappe (10) für einen mit einem Ausgabeventil (68) versehenen Druckbehälter, insbesondere für pastöse Medien, mit: – einem Kappenkörper, der einen Kanal (26, 28) und einen Betätigungsabschnitt (32) aufweist, der mit dem Abgabeventil (68) zusammenwirkt, – einem Einsetzkörper (22), der einen Austrittskanal (44, 50, 52) und eine Austrittsöffnung (46) für das auszutragende Medium aufweist, und – einem Kolbenelement (56), das einen mit einem Kolbensitz zusammenwirkenden Kolbenkopf (58) und mindestens ein elastisches Federbein (64) aufweist, das in einem sich erweiternden Kanalabschnitt (50) des Austrittskanals angeordnet ist, wobei der Kolbenkopf (58) gegen den Kolbensitz vorgespannt ist und durch das austretende Medium aus dem Kolbensitz gedrückt wird dadurch gekennzeichnet, daß – in dem Austrittskanal (44, 50, 52) ein Dichtelement (48) angeordnet ist, das den Kolbensitz bildet, wobei das Dichtelement (48) aus einem weichen Material besteht und entweder als separates Element in den Austrittskanal (44, 50, 52) nahe der Austrittsöffnung (46) eingesetzt oder einstückig mit dem Einsetzkörper (22) im 2-Komponenten-Spritzgußverfahren hergestellt ist, und – der Kolbenkopf (58) sowie das Dichtelement (48) mit der Austrittsöffnung (46) abschließt.
Sprühkappe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsetzkörper (22) eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist und der Austrittskanal (44, 50, 52) sich entlang der Zylinderlängsachse erstreckt.
Sprühkappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittskanal (44, 50, 52) einen ersten Kanalabschnitt (51) mit einem konstanten Durchmesser besitzt, der in die Austrittsöffnung (46) mündet.
Sprühkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsetzkörper (22) in eine Ausnehmung (20) in den Kappenkörper eingesetzt ist, wobei der Kanal (22) des Kappenkörpers in den Austrittskanal (44, 50, 52) des Einsetzkörpers (22) mündet.
Sprühkappe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsetzkörper (22) in einem Preßsitz in der Ausnehmung (20) gehalten ist.
Sprühkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkopf (58) eine im wesentlichen zylindrische Form mit einer kegelförmigen Übergangsfläche (60) zu einem zylindrischen Schaft (62) aufweist.
Sprühkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkopf (58) entlang seinem Umfang an dem Kolbensitz in dem Dichtelement (48) anliegt.
Sprühkappe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkopf (58) in dem Dichtelement (48) federnd angeordnet ist.
Sprühkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Federbein (64) an dem vom Kolbenkopf (58) fortweisenden Ende des Schafts (62) angeordnet ist.
Sprühkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei, drei oder vier Federbeine (64) von dem Kolbenelement (56) abstehen.
Sprühkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbeine (64) unter einem von dem Kolbenkopf (58) fortweisenden Winkel von dem Kolbenschaft (62) abstehen.
Sprühkappe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Federbein (64) an seinem freien Ende einen abgeknickten Abschnitt (66) besitzt, der im wesentlichen flach an der Innenwand in dem Austrittskanal (50) anliegt.
Sprühkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsabschnitt (32) in den Innenraum der Sprühkappe (10) vorsteht.
Sprühkappe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (28) der Sprühkappe (10) von einer Eintrittsöffnung (34) aus sich zentral entlang einer Mittellängsachse der Sprühkappe (10) erstreckt und in einen zweiten Kanalabschnitt (26) um ungefähr 90°C abknickt.
Sprühkappe nach Anspruch 13 oder 14 dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement nahe der Eintrittsöffnung in der Seitenwand (32) eine Durchbrechung (34) besitzt, durch die das auszutragende Medium aus dem Ventil in den Kanal (28) eintritt.
Sprühkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenelement (54) aus einem Acetalcopolymerisat (POM) hergestellt ist.
Sprühkappe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (48) und/oder der Kolbensitz aus einem Elastomer hergestellt ist, der weicher als das Acetalcopolymerisat (POM) des Kolbenelements (56) ist.