DE2043415A1

DE2043415A1 - Dosierventil für Behälter mit Druckverteiler

Info

Publication number: DE2043415A1
Application number: DE19702043415
Authority: DE
Inventors: Paul Jean Marie Michel Paris; Ramis Jean Marly le Roi Yvelines; Robert Henri Robert Paris; Blanie (Frankreich)
Original assignee: Societe Civile Idees, Paris
Priority date: 1970-08-28
Filing date: 1970-09-02
Publication date: 1972-03-09
Also published as: US3705667A; GB1327800A

Description

Anm.: IDEES

31. August 1970

Dosierventil für Behälter mit Druckverteiler

Die Erfindung betrifft Dosierventile für Behälter mit einem zu verteilenden Produkt, das aus dem Behälter unter der Einwirkung eines komprimierten Mediums in den Fällen ausge-

stoßen wird, wo eine im wesentlichen vorherbestimmte Menge eines Produkts bei jeder Betätigung des Ventils ausgestoßen werden soll.

Dieser unter Druck stehende Behältertyp mit einem Ventil wird häufig als Behälter vom Typ "Aerosol" bezeichnet, obgleich es sich in den meisten Fällen im physikalischen Sinne nidbt um eine Aerosol-Bildung handelt.

Er besteht in der Regel aus einer an ihrem oberen Ende geöffneten Flasche, wobei dieses obere Ende in den meisten Fällen einen Hals besitzt. Das eigentliche Ventil ist an dieser Öffnung oder an diesem Hals befestigt und mit einem Tauchrohr versehen, das bis in die Nähe des Behälterbodens reicht, um das auszustoßende Produkt aufzunehmen, und zwar selbst dann, wenn nur noch geringe Mengen davon vorhanden sind. Dem Ventil und dem Tauchrohr ist eine Dosierkammeq/zugeordnet. Das zu verteilende Produkt füllt die Dosierkammer mit einem bestimmten Fassungsvermögen und wird dann ausgestoßen. Die einzelnen

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Vorgänge werden in den meisten Fällen durch das Ventil selbst und unter der Einwirkung des Treibmittels ausgelöst·

Das unter Druck stehende Medium, das sog. "Treibmittel", kann aus einem Flüssiggas oder einem komprimierten Gas bestehen. Dieses richtet sich nach den physikalischen Einsatzbe&ngungen, bei desn ein Zusammenhang mit dem Druck-fölumen-Temperatur-Diagramm des Treibmittels oder der Mischungen der verwendeten Medien besteht. Die Erfindung läßt sich insbesondere auf komprimierte Gase anwenden, d.h. auf Gase, die sich unter den physikalischen Einsatzbedingungen zwischen dem Höchstdruck bei vollem Behälter und dem Mindestdruck bei leerem Behälter nicht verflüssigen.

Es werden auf diesem Gebiet bereit mehrere Arten von Dosierventilen angeboten. Einige Ventile besitzen Dosierkammern aus nachgiebigen und verformbaren Taschen aus Natur- oder synthetischem Gummi, die den Vorteil haben, daß sie die Drücke außerhalb der Tasche ohne weiteres auf das in die Dosierkammer eingeführte Produkt übertragen. Aufgrund der Unverträglichkeit zahlreicher Produkte mit Natur- bzw. synthetischem Gummi und w der Verschlechterung der Eigenschaften dieser Gummiarten, durch die das zu verteilende Produkt oder das Treibmittel einen Teil ihrer Komponenten und insbesondere Zusätze verlieren, gehen diese Vorteile zum größten Teil wieder verloren. Darüber hinaus bewirken das aufeinanderfolgende Aufblasen und Entleeren der Tasche Änderungen des Volumens bei der Dosierung zwischen dem Beginn und dem Ende der Verwendung dieses Behälters. Dies ist zwar kein ins Gewicht fallender Nachteil; er ist jedoch mit der Gefahr einer Entstehung von Undichtigkeiten zwischen dem Innenraum und dem Raum außerhalb der Kammer verbunden, wodurch Treibmittel durch Eintritt in die Dosierkammer verloren gehen können und die Dosierung als solche nicht mehr gewähr leistet ist. Außerdem bilden eich bei derartigen Kammern häufig

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bei ihrem Abflachen unregelmäßige Falten, so daß nicht die volle Dosis des Produkts aus der Kammer ausgestoßen wird. Auch ermöglicht die in der Regel zylindrische Form dieser Kammern - unabhängig von allen Verbesserungen - kein vollständiges Abflachen und somit Entleeren der Kammern.

Weitere bereits existierende Vorrichtungen haben Dosierkammern, die aus einem mit einem Kolben versehenen Zylinder bestehen, wobei das Ausstoßen durch Verlagerung des Zylinders unter der Einwirkung des Treibmittels bewirkt wird. Die Erfahrung zeigt, daß derartige Systeme zu kompliziert sind, um bei niedrigen Kosten hergestellt zu werden. Darüber hinaus ergeben sich Schwierigkeiten bei der Anordnung des Ventils am oberen Teil des Behälters, da sich die Kammer zwangsläufig seitlich von dem Ventil und dem zentral angeordneten Tauchrohr befindet.

Es wurden Abwandlungen zu diesem System vorgeschlagen, bei denen der Zylinder in Achsrichtung ange-ordnet ist. Aufgrund der für die Abdichtung und die Betriebssicherheit erforderlichen großen Zahl von Ringen und Dichtungen wird das System noch komplizierter. Außerdem kann mit diesem heiklen Ventilsystem keine volle Betriebssicherheit erreicht werden.

Es lassen sich des weiteren Ventile anführen, deren Dosierkammern aus Polyäthylen eine in der Regel zylindrische Form aufweisen, die als Faltbalg ausgebildet sind, so daß die Hmmern sich abflachen können. Das Ausstoßen des Produkts aus der Kammer läßt sich ohne weiteres durch Abflachen der Kammer selbst unter dem Druck des Treibmittels erreichen. Diese Vorrichtung weist jedoch zahlreiche Nachteile auf. Die Kammer ist zwangsläufig parallel zu dem unter dem Ventil liegenden Tauchrohr ange-ordnet. Daraus ergeben sich Schwierigkeiten,

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insbesondere durch die Nähe des Behälterhalses. Das Volumen der Kammer bleibt nicht gleichmäßig, da die Falten nach jedem Entleerungsvorgang nicht wieder in genau dieselbe Stellung zurückkehren. Außerdem bleibt in der Mitte der Kammer bei ihrer Abflachung ein im wesentlichen zylindrischer Raum bestehen, dessen Höhe der Summe der Stärke der Falten der Seitenwände entspricht, und dieser Raum bleibt mit dem zu verteilenden Produkt angefüllt, das häufig auch Blasen des Treibmittels enthält, wodurch die Ungenauigkeit der Dosierung nah erhöht wird. Darüber hinaus setzen sich an den Falten der Kammer zahlreiche Blasen des Treibmittels fest, die sich bei ψ der Öffnung des Ventils entspannen,und die Menge des zu verteilenden Produkts ändert sich mit dem Druck im Behälter.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist ein Dosierventil, das unter der Einwirkung eines Treibmittels - vorzugsweise ein komprimiertes Gas - arbeitet und eine axial um das Tauchrohr ange-.ordnete Dosierkammer besitzt. Diese Kammer besteht aus einem durch Druck verformbaren Weichmaterial mit guter Elastizität und guten physikalisch-mechanischen Eigenschaften, die es ermöglichen, mit größtmöglicher Genauigkeit selbst nach aufeinanderfolgendem Aufblasen und Entleeren die ursprüngliche Form wiedereinzunehmen. Die Form der Kammer ist so beschaffen, daß unter der Einwirkung des Drucks des Treibmittels diese Kammer sich vollständig abflacht und die vollständige Entleerung des Produkts unabhängig von seiner Konsistenz - zähflüssig odeVflüssig - gewährleistet.

Die Kammer weist hauptsächlich parallel zum Tauchrohr verlaufende Falten, d.h. senkrecht zu der normalen Stellung des Behälters, auf. Dadurch wird vermieden, daß sich Gasblasen in den Falten festsetzen können. Sehr zahlreiche Werkstoffe eignen sich besonders für die Herstellung der Dosierkamraern gemäß der Erfindung. Die wichtigen Kennwerte dieser Produkte

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dürfen in einer guten chemischen Trägheit sowohl in bezug auf das zu verteilende Produkt als auch das Treibmittel, einer guten Alterungsbeständigkeit uri guten mechanischen Eigenschaften (Dichtigkeit, Weichheit, Elastizität) erblickt werden. Zahlreiche Polymere oder Polykondensate eignen sich ganz besonders, insbesondere Polyolefine, z.B. das Polyäthylen oder das Polypropylen oder Polyamide

Was das Ventil selbst betrifft, so kann es aus herkömmlichen Werkstoffen bestehen. Es muß jedoch in seinem Umriß so beschaffen sein, daß kein toter Raum beim Abflachen der Dosierkammer bleibt. Anderenfalls könnten nämlich Blasen des Treibmittels, die in dem zu verteilenden Produkt eingeschlossen sind, durch ihre Entspannung das Volumen der auszustoßenden Produkte ändern, und es wurden bei einigen bereits angebotenen Vorrichtungen Volumenschwankungen des ausgestoßenen Produkts bis zu 40 % gegenüber der geplanten Dosis festgestellt.

Zum besseren Verständnis der technischen Merkmale und der Vorteile der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das natürlich sowohl in bezug auf die Art des Einsatzes als auch in bezug auf seine Ausführung keine Begrenzung darstellt· Dabei bezieht man sich auf die Abbildungen, die im einzelnen darstellen:

Die Abb. 1 einen Längsschnitt durch die Einheit Ventil-Do sie r kammer gemäß der Erfindung,

Die Abb. 2 einen Querschnitt durch die Kammer und das Tauchrohr gemäß a-a, wie sie in Abb. 1 dargestellt sind.

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Das Ventil besteht aus einem Körper 1, der das Tauchrohr trägt und an jeder Seite mit dem Axialrohr versehen ist, das das Tauchrohr aufnimmt, sowie mit Öffnungen 3, die den Durchgang des Produkts zur Dosierkammer oder nach außen gestatten. Dieser Ventilkörper nimmt eine Feder k auf, die die Rückkehr des Ventils 5 nach seiner Betätigung gestattet. Auf dem Innenansatz des Körpers wird ein Ring 6 durch ein Füllstück 7 gehalten. Dieses Füllstück ist mit Seitenlöchern 8 versehen, die eine Verbindung mit den Seitenlöchern 3 des Körpers auf-W weisen und den Durchgang des Produkts ermöglichen sollen. Ein Ring 9 liegt auf der oberen horizontalen Fläche des Körpers. Die Dosierkammer 10 umgibt den Körper vollständig und«verlängert ihn nach unten, um sich unten am Tauchrohr an dieses anzuschließen. Sie weist dadurch die Form von zwei Halbzylindern auf, die durch 2 Flächenwinkel vereinigt werden (Abb. l). Senkrecht gesehen haben sie die Form von zwei Trapezen (Abb. l).

Abb. 2 läßt erkennen, daß beim Abflachen der Dosierkammer die Flächenwinkel sich ebenfalls abflachen und die beiden Halbzylinder sich eng um das Tauchrohr schließen und keinen freien Raum lassen.

Alle diese Teile werden durch eine Kapsel 11 miteinander verbunden, die um den Körper faßt. Eine Dichtung 12 sorgt für die Dichtigkeit an dem das Ventil aufnehmenden Behälter. Dieses Ventil kann natürlich auch auf eine andere Kapsel montiert werden, z.B. einer sog. "Einzoll-Standardkapsel".

Das Arbeitsprinzip der Vorrichtung ist folgendes: Bei Betätigung des Ventils durch Eindrücken des Knopfes 13 schließt das sich abwärts bewegende Ventil 5 mit ihrer Nase Ik die Verbindung mit dem Behälter an der Dichtung. Bei seiner weite-

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ren Abwärtsbewegung läßt das Ventil ein Seitenloch 15 unter dem Ring 9 austreten und legt auf diese Weise eine Verbindung zwischen der Dosierkammer und außen frei. Der Irbalt der Dosierkammer wird durch die Öffnungen 3» 8 und 15 nach außen entleert. Diese Entleerung erfolgt durch die Einwirkung des Drucks im Innern des Behälters. Dieser Druck wird auf das in der Dosierkammer enthaltene Produkt durch die Wände dieser Kammer übertragen, die sich allmählich bis zur vollständigen Entleerung abflachen. Läßt man den Druckknopf los, dann gleitet das Ventilloch 15 wieder in den Ring 9 und verschließt den Weg nach außen. Der Vorsprung des Ventils 14, der sich vom Ring 9 löst, stellt wieder die Verbindung zwischen dem Innern des Behälters und der Dosierkammer her, die sich wieder füllt.

Claims

ANSPRÜCHE

i. Dosierventil für Behälter mit einem zu verteilenden Produkt, das bei jeder Betätigung des Ventils unter der Einwirkung eines komprimierten Mediums in vorbestimmter Menge ausgestoßen wird. Dieses Ventil besteht im wesentlichen aus einem Ventilkörper als Zylinder, der an der einen Seite nach außen geöffnet ist und auf der anderen Seite in ein Tauchrohr mündet, das bis in die Nähe des Behälterbodens reicht. Eine nachgiebige Einrichtung in dem Zylinder, die ein Ventil bildet, wird in eine Richtung durch Druck auf den Druckknopf außen am Behälter am Ende der Vorrichtung betätigt. Der besagte Druckknopf trägt den Stutzen für das austretende Produkt. Eine elastische Rückholeinrichtung sorgt für eine Betätigung der Einrichtung in der anderen Richtung. Diese Dosiereinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Dosierkammer aus weichem Material, die in die Seitenwand des Zylinders mündet, mindestens auf einem Teil der Höhe des Tauchrohrs um dieses herum angeordnet ist

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und aus zwei symmetrischen Halbwinkeln und zwei Halbzylindern besteht, die das Tauchrohr auf beiden Seiten umfassen. Die in dem Zylinder befindliche Einrichtung ist so beschaffen, daß während eines Arbeitszyklus¹ - Eindrücken und Loslassen die Dosierkammer sich füllt und anschließend die Verbindung zwischen der Dosierkammer und dem Innern des Behälters unterbrochen wird. Danach wird eine Verbindung zwischen der Dosierkammer und dem Stutzen des Druckknopfes geschaffen; dabei flacht eich die Kammer ab und entleert ihren Inhalt unter dem Druck des in dem Behälter enthaltenen Treibmittels.

2. Ventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Dosierkammer an ihrem oberen und ihrem unteren Ende durch Teile mit trapezförmigen Umrissen abschließt.

3. Ventil gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierkammer aus Kunststoff besteht.

k. Ventil gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch im Körper des Ventils einen oberen und einen unteren Ring besitzt und daß die ein Ventil in dem Zylinder bildende Einrichtung zwei ringförmige Vor-' Sprünge umfaßt, die eine Abdichtung mit dem einen oder anderen Ring zwischen der Ruhestellung und der maximalen Eindrückstellung der Einrichtung gewährleisten'können. Die Zylinderwände weisen mindestens eine Öffnung zwischen den beiden Ringen auf, um eine Verbindung zwischen der Dosierkammer und dem Zylinder zu schaffen. Mindestens ein Loch befindet sich in der Nähe der Verbindung von Einrichtung im Zylinder und Druckknopf, der in maximaler Eindruckstellung von Druckknopf und Einrichtung im Zylinder eine Verbindung zwischen dem Stutzen und Zylinder und Dosierkammer ermöglicht.

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5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 - k_t dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper und der obere Ring durch ein Ringelement am oberen Teil des Behälters befestigt sind.

6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß der Druckknopf eine Verschlußkappe für den oberen Teil des Behälters bildet.

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