DE2001797B2 - Aerosolventil zum Entleeren und Füllen eines Behälters - Google Patents
Aerosolventil zum Entleeren und Füllen eines BehältersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Aerosolventil zum Entleeren und Füllen eines Behälters mit einem unter Druck
stehenden Medium, mit einem eine Ventilkammer aufweisenden Gehäuse, an dessen innerem Ende ein
Durchströmkanal für das Medium und an dessen äußerem Ende eine elastomere Ringdichtung abdichtend angeordnet ist und das zwischen seinen Enden
einen mittleren Kammerabschnitt aufweist, über dessen Umfang längs verlaufende Strömungskanäle verteilt
sind und in dessen unterem Bereich eine querliegende Stützfläche für eine einen unteren Teil eines Ventilstößels umgebende Schließfeder ausgebildet ist, wobei der
Ventilstößel in einer zentralen Öffnung der Ringdichtung verschiebbar ist und einen radial vorstehenden
Ringkragen aufweist, gegen dessen Innenfläche die
Schließfeder anliegt, wodurch sie den Kragen in dichtende Anlage an die Innenseite der Ringdichtung
drückt, und wobei der Ventilstößel gegen den Druck der Schließfeder zum Füllen des Behälters in den mittleren
Kammerabschnitt einwäns bewegbar ist. Ein solches
Ventil ist durch die US-Patentschrift 31 60 182 bekannt.
Bei Abgabe von Druckmittel aus dem Ventil wie auch für das unter Druck stehende Füllen wird der
Ventilstößel gegen die Schließfeder gedrückt. Beim Füllen wirkt Druckmittel auf die Außenfläche der
Ringdichtung, so daß der innere Rar.dabschnitt dieser
Ringdichtung sich einwärts biegt und damit einen ringförmigen Strörnuiigsweg zwischen der Ringdichtung und dem Ventilstößel freigibt Das Druckmittel
strömt dann durch die Ventilkammer zu einem Hauptauslauf am inneren Ende der Ventükammer,
welches in das Innere des Behälters reicht.
ίο Es gibt zwei wesentliche Faktoren, die die Füllgeschwindigkeit beeinflussen. Das ist einma1. der verfügbare Strömungsquerschnkt in dem Gehäuse und zum
anderen die Strömungs/läche, die durch Niederbiegen der Dichtung geschaffen wird.
is Bezüglich des ersten Faktors besteht das den
Konstrukteur derartiger Ventile beschäftigende Problem im Ausbalancieren der widerstreitenden Forderungen, nach denen einerseits ein großer Strömungsquerschnitt erwünscht ist und andererseits aus Wirt-
schaftlichkeitsüberlegungen heraus die Herstellungskosten und -Schwierigkeiten klein gehalten werden
müssen. Das erste Erfordernis kann leicht durch ein sehr voluminöses Ventilgehäuse befriedigt werden, was sich
jedoch wegen des großen Raumbedarfes für ein
is derartiges Ventil in dem Behälter von selbst verbietet,
ganz abgesehen yon den Kosten eines derartigen Gehäuses, die von dem Materialverbrauch und -gewicht
für das Gehäuse wesentlich abhängen. Derartige Aerosolventile werden in Massenfabrikation hergestellt,
bei der insbesonck-re die Gehäuse durch Spritzguß von
synthetischen, plastischen Materialien gewonnen werden, woraus sich die enge Beziehung zwischen
Materialgewicht und Kosten ergibt
Der Konstrukteur hat außerdem zu berücksichtigen,
daß für die Druckfeder ein ausreichendes seitliches
Auflager vorgesehen ist; dazu wird dem Ventilgehäuse gemäß US-PS 31 60 182 ein weitgehend kreisförmiger
Querschnitt gegeben, aus dem nach innen radial Rippen hervorstehen, auf denen sich die Verschlußfeder
abstützt und die zwischen sich einen Strömungsweg für das Strömungsmittel freilassen. Ein besonderer Nachteil
dieser Konstruktion ergibt sich bei der Herstellung derartiger Gehäuse, da beim Spritzgießen der Kernstifttiefe und schmale Schlitze aufweisen muß (die den
radialen Rippen entsprechen). Das führt zu einer besonderen Anfälligkeit des Kernes für mechanische
Beschädigungen und zu einer größeren Spritzzeit aufgrund des schwierigen Materialflusses in die
schmalen Schlitze hinein und aufgrund der Beachtung
einer größeren Sorgfalt beim Abnehmen des gespritzten Gegenstandes von den Spritzwerkzeugen. Ferner ist
dor Ausschußanteil bei den nach dieser Konstruktion gefertigten Gehäusen besonders groß, da beispielsweise
Lufteinschlüsse in den radialen Rippen häufig sind.
Bei dem aus der US-Patentschrift 32 33 793 bekannten Aerosolventil ist dem unteren verschlossenen Ende
des Ventilstößels ein polygonaler Umfang gegeben, welcher in einer Ventilkammer mit einem entsprechenden polygonalen Querschnitt axial verschieblich und
unverdrehbar eingesetzt ist, Diese Ventilkammerform läßt sich spritztechnisch zwar leichter herstellen, weil
vorstehende Rippen wie bei der ersterwähnten Patentschrift nicht vorhanden sind. Dies wird jedoch mit
dem Nachteil eines zu geringen Strömungsquerschnitts
<>5 für die Abgabe des Füllgutes wie vor allem für das
Füllen von Druckmittel erkauft. Wird zur Vergrößerung des Strömungsquerschnittes der Ventilstößel im Durchmesser schlanker gehalten, gehen seine axiale Führung
in der Ventilkammer wie auch seine Unverdrehbarkeit verloren. Da dann weder Ventilstößel noch Schließfeder
radial durch die Ventilkammer gehalten sind, muß diese Funktion die Ringdichtung übernehmen, was zu ihrem
schnellen Verschleiß führt s
Auch der Ventilstößel aus dem aus der US-Patentschrift 33 19 669 bekannten Aerosolventil ist nur in der
die Ventilkammer nach oben abschließenden Ringdichtung geführt. Das untere Ende des Ventilstößels sitzt mit
einem Ansatz in der Schließfeder und hat zu den Seitenwänden der Ventilkammer zur Gewinnung
ausreichenden Strömungsquerschnittes erheblichen Abstand. Der Verschleiß der Ringdichtung ist bei einer
Ausführungsform jenes Aerosoiventils besonders noch,
bei der die Ventilkappe, welche das äußere Ende der is
Ventilkammer mit Ringdichtung nach außen abschließt,
eine zentrale Öffnung mit gewellter Umfangslinie hat,
weil der Ventilstößel nur noch in der Ringdichtung gehalten ist und keine seitliche Abstützung in der
Ventilkappe findet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Aerosolventil so zu gestalten, daß es
leichter herstellbar ist und trotzdem einen großen Strömungsquerschnitt aufweist und eine ausreichende
radiale Führung des Ventilstößels in der Ventilkammer gewährleistet.
Zur Lösung ist an dem eingangs genannten Aerosolventil erfindungsgemäß vorgesehen, daß der
mittlere Kammerabschnitt zwischen der Stützfläche für die Schließfeder und dem äußeren Ende quadratischen
Querschnitt hat, wobei die innerhalb der Stützfläche verlaufenden Strömungskanäle an den Ecken des
Querschnittquadrats ausgebildet sind. Das erfindungsgemäße Aerosolventil läßt sich besonders einfach
spritzgießen, weil der Kern der Form in dem für den J5
mittleren Kammerabschnitt bestimmten Bereich weder Einschnitte noch starke Vorsprünge aufweist, also
vollflächig von der Kunststoffmasse umflossen werden
kann. Wenn an dem anschließenden inneren Bereich die zur Ausbildung der Strömungskanäle erforderlichen
Stege am Kern nicht bis in die Ecken mit Kunststoff beim Spritzgießen ausgefüllt werden sollten, ist dies für
die Funktion des Aerosolventils unbedenklich, weil diese Fehlstellen sich nur in einer Vergrößerung der
Strömungskanäle äußern können und der innere Abschnitt der Ventilkammer keine Haltefunktionen für
den Ventilstößel oder die Schließfeder beim erfindungsgemäßen Aerosolventil zu übernehmen braucht Gleichzeitig
wird dem abzugebenden oder nachzufüllenden Medium ausreichender Strömungsquerschnitt zur Verfügung
gestellt, da das Medium die Schließfeder und den Ventilstößel in den Eckenbereichen des Querschnittsquadrats sowie in den an diese anschließenden
Strömungskanälen ungehindert umströmen kann. Gleichwohl wird die Schließfeder durch die Längsseiten
des Querschnittsquadrats ausreichend axial geführt, so daß der Ventilstößel, dessen unteres Ende die
Schließfeder durchsetzt, ausreichende axiale Führung zusätzlich zu der öffnung in der Verschlußkappe
erfährt. w
In zweckmäßiger Ausgestaltung det Erfindung erweitert sich der mittlere Kammerabschnitt an seinem
der Ringdichtung zuweisenden Ende zu einem größeren kreisförmigen Querschnitt, und setzt sicii an seinem
gegenüberliegenden Ende nach innen in eine Bohrung oo
von kleinerem Querschnitt fort, aus deren Wänden die Strömungskanäle ausgeformt sind.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung eine beispielhafte Ausführungsform der
Erfindung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Axialschnitt entlang der Linie l-l aus
F i g. 2 durch ein Aerosol ventil; und
F i g. 2 einen Querschnitt durch das Ventil nach F i g. 1 entlang der Linie X-X.
Der Axialschnitt aus Fig. I zeigt in seiner rechten Hälfte das Ventil in geöffneter, in seiner linken Hälfte in
geschlossener Stellung. Das Ventil besteht aus einem Gehäuse 1 mit Ventilkammer la, das in einer üblichen
Kappe 2 befestigt ist. Es nimmt einen /nittigen
Ventilstößel 3 auf, dessen Kragen 4 normalerweise gegen die Innenfläche einer Ventildichtung 6 aus
Gummi oder synthetischem Gummi unter der Wirkung einer Druckfeder 7 anliegt Die Befestigungskapsel 2
weist einen mittleren, nach oben aufstehenden Flansch 8 auf, der den Stößel 3 mit Ringspie! umgibt
Sie ist ferner gekröpft, so daß sich eine feste Verbindung von Kapsel, Gehäuse und Ventildichtung
ergibt
Das Ventil wird in bekannter Weise durch Niederdrücken des Ventilstößels betätigt Das Einfüllen unter
Druck wird in ebenfalls bekannter Weise durch Drücken des Ventilstößels 3 bewirkt so daß die Dichtung auf
ihrer Innenfläche nicht mehr durch den Kragen 4 gestützt wird und unter Druck stehendes Medium in den
Ringspalt zwischen Stößel 3 und Flansch 8 gelangen läßt Das Medium wirkt auf den inneren Randabschnitt
der Dichtung ein, biegt ihn einwärts und schafft einen Strömungsweg zwischen Dichtung und Stößel, fiber den
das Medium in das Ventilgehäuse 1 und damit in das Innere des Behälters eintreten kann.
Die Ventilkammer \a des Gehäuses 1 besteht aus einem zylindrischen oberen Kammerabschnitt E einem
mittleren Kamnierabschnitt von quadratischem Querschnitt und einem zylindrischen unteren Kammerabschnitt
D, in den ein Ein- bzw. Auslaß 12 mündet Der Durchmesser des oberen Kammerabschniits E ist
größer und der Durchmesser des unteren Kammerabschnitts D ist kleiner als die lichte Weite zwischen sich
gegenüberliegenden Seitenwänden a des quadratischen mittleren Gehäuseabschnitts. Die vier Oberseiten der
Seitenwände a sind über schräg verlaufende Anschlußflächen b mit der Zylinderwand des oberen Kanrnerabschnitts
E verbunden. Entsprechend sind die vier Seitenwände a über vier Gehäusewände d mit einer
Ringfläche 14 am unteren Ende des mittleren Kammerabschnitts verbunden.
Die Druckfeder 7, die den Ventilstößel 3 in dessen Schließposition vortpannt, stützt sich mit ihrer Unterseite
auf der Ringfläche 14 des mittleren Kammerabschnitts ab, verläuft konzentrisch zum Ventilstößel nach
oben jhd beaufschlagt dort dessen Kragen 4. Um eine
kontinuierliche Strömungsverbindung zwischen dem
oberen Kammerabschnitt /fund dem unteren Kammerabschnitt D außerhalb der Druckfeder 7 sicherzustellen,
weist das Gehäuse 1 in jeder Ecke des Quadrates des mittleren Kamm^rabschnittes einen längs verlaufenden
Kanal c auf, der durch den mittleren Gehäuseabschnitt und die Ringfläche 14 durchsetzend bis in den Bereich
des unteren Endes des unteren Gchäuscabschnitls D
geführt ist.
Die Dichtung 6 ist 0.6 mm bis 1 mm stark, ihr unterstützter Durchmesser, d. h. der kleinste Durchmesser,
der von dem Gehäuse getragen wird, beträgt 2,8 mm bis 3,5 mm, und der Innendurchmesser lieg;
zwischen 1,0 mm und l.i mm. Das Dichtungsmaterial hat eine Shore-Härte von 55° bis 80° IRHD.
Die Federbelastung des Ventils in der Geschlossen- stellung beträgt 0,9 kp bis 2.25 bei einer Federlänge von
4 cm bis 5 cm und einem Federweg von 6 mm bis 10 mm.
Diese Kombination aus Dimensionierung und Härte hat sehr gute Einfüllraten ergeben, ohne d
Claims (2)
1. Aerosolventil zum Entleeren und Füllen eines Behälters mit einem unter Druck stehenden
Medium, mit einem eine Ventilkammer aufweisenden Gehäuse, an dessen innerem Ende ein
Durchströmkanal für das Medium und an dessen äußerem Ende eine elastomere Ringdichtung abdichtend angeordnet ist und das zwischen seinen
Enden einen mittleren Kammerabschnitt aufweist, über dessen Umfang längs verlaufende Strömungskanäle verteilt sind und in dessen unterem Bereich
eine quer liegende Stützfläche für eine einen unteren Teil eines Ventilstößels umgebende Schließfeder
ausgebildet ist, wobei der Ventilstößel in einer zentralen Öffnung der Ringdichtung verschiebbar ist
und einen radial vorstehenden Ringkragen aufweist, gegen dessen Innenfläche die Schließfeder anliegt,
wodurch sie den Kragen in dichtende Anlage an die
Innenseite der Ringdichtung drückt, und wobei der Ventilstößel gegen den Druck der Schließfeder zum
Füllen des Behälters in den mittleren Kammerabschnitt einwärts bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Kammerabschnitt (a) zwischen der Stützfläche (14) für die
Schließfeder (7) und dem äußeren Ende (E) quadratischen Querschnitt hat, wobei die durch die
Stützfläche (14) verlaufenden Strömungskanäle (c) an den Ecken des Querschnittsquadrats ausgebildet
sind.
2. Aerost/Iventil nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß sich dc mittlere Kammerabschnitt (a) an seinem der Ringdichtung (6) zuweisenden Ende zu einem größeren ·*· reisförmigen Querschnitt (E) erweitert und sich an seinem gegenüberliegenden Ende nach innen in eine Bohrung (D) von
kleinerem Querschnitt fortsetzt, aus deren Wänden die Strömungskanäle {cj ausgeformt sind.
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Also Published As
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