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Beschreibung:
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Die Erfindung bezieht sich auf ein überdruckventil für einen Verpackungsbehälter,
insbesondere für einen Verpackungsbeutel aus flexiblem Werkstoff, mit einem Abdeckteil,
in dem sich mindestens eine Ausströmungsöffnung befindet und einer unterhalb des
Abdeckteiles angeordneten Ventilplatte, die eine Strömungsverbindung zwischen dem
Inneren des Verpackungsbehälters und der genannten Ausströmungsöffnung verschließt.
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Für gewisse Lebens- und Genußmittel werden Verpackungsbehälter verwendet,
die den Austritt von Gas aus der Verpackung gestatten, jedoch das Eindringen von
Luft verhindern. Ein Becürfnis hierfür besteht insbesondere bei der Verpackung von
gerösteten Kaffeebohnen. Während der Lagerung von gerösteten Kaffeebohnen nämlich
tritt aus den Bohnen CO2 aus, wodurch im Behälter ein beträchtlicher Überdruck entstehen
würde, wenn das CO2 nach Erreichen eines verhältnismäßig geringen Überdruckes nicht
entweichen könnte; es könnten leicht Drücke entstehen, die zum Platzen des Beutels
führen.
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Häufig werden Lebens- und Genußmittel in Schlauchbeutelmaschinen verpackt.
Hierbei wird eine Hüllstoffbahn, aus der Verpackungsbeutel geformt werden, über
diverse Umlenkrollen
geführt und über eine Formschulter gezogen.
Es ist erwünscht, daß Überdruckventile so beschaffen sind, daß sie an der Hüllstoffbahn
angebracht werden können, bevor die Beutel geformt werden.
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Bei einem bekannten Überdruckventil der eingangs genannten Art (DE-AS
19 03 048) ist eine elastische Ventilplatte zwischen ein Abdeckteil und ein Unterteil
eingeschlossen, das mit der Innenseite eines Verpackungsbeutels verschweißt ist.
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Das aus Abdeckteil und Unterteil bestehende Ventilgehäuse ist relativ
starr und dick und läßt sich deshalb nicht an einer Hüllstoffbahn befestigen, bevor
diese in einer Schlauchbeutelmaschine verarbeitet wird. Zwischen dem Verpackungsraum
und der Umgebung ist ein Filter nicht angeordnet, so daß die Gefahr besteht, daß
nach dem öffnen des Ventils rasch Umgebungsluft in den Verpackungsraum eintritt
und dort schädliche Wirkungen entfalten kann.
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Bekannt ist auch ein Überdruckventil, das einen Ventilkörper enthält,
der mit einer Flüssigkeit imprägniert ist (DE-OS 26 25 350). Die Ventilwirkung beruht
darauf, daß bei einem gewissen Überdruck die Flüssigkeit aufgerissen wird und Gas
durch den porösen Ventilkörper entweichen kann. Die Ventilkonstruktion als solche
ist sehr einfach; sie eignet sich dennoch nicht für die Anbringung an einer Hüllstoffbahn
vor deren Verarbeitung zu Beuteln, da die Gefahr besteht, daß bei der Verarbeitung
die Flüssigkeit aus dem Ventilkörper ausgepreßt wird und danach dessen Abdichtwirkung
nicht mehr zuverlässig gewährleistet ist.
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Überdruckventile verteuern die Herstellung der Verpackung.
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Es ist deshalb anzustreben, daß sie möglichst billig hergestellt werden
können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Oberdruckventil der
eingangs genannten Art so auszubilden, daß es bei
geringen Herstellungskosten
auch als Filter wirksam ist, der das direkte Eindringen von Umgebungsluft in den
Verpackungsraum verhindert. Hierbei soll es durch eine Weiterbildung der Erfindung
möglich sein, das Überdruckventil so zu gestalten, daß es schon vor der Verarbeitung
einer Hüllstoffbahn zu Verpackungsbeuteln an der Hüllstoffbahn befestigt werden
kann.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ventilplatte
aus einer elastischen Schicht aus einem elastisch zusammendrückbaren offenporigen
Material und einer dichten Schicht besteht, wobei die elastische Schicht am Abdeckteil
anliegt und die Ausströmungsöffnung abdeckt, während die dichte Schicht durch die
elastische Kraft der elastischen Schicht mindestens einen in das Innere des Verpackungsbehälters
mündenden Kanal verschließt und wobei am Umfang der Ventilplatte ein Ringkanal vorhanden
ist.
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Bei einem so ausgebildeten Ventil hat die elastische Schicht zwei
Aufgaben. Zum einen wirkt sie als elastisches Glied, mit dem die Schließkraft erzeugt
wird und zum anderen als Filter. Aus dem Verpackungsraum austretendes Gas nämlich
muß zunächst in den Ringkanal strömen und dann durch die offenporige elastische
Schicht hindurch zur Austrittsöffnung. Umgebungsluft könnte nur über die elastische
Schicht eindringen, wodurch das Eindringen von Umgeunssluft wesentlich behindert
wird, so daß auch bei trägern Schließen des Ventils das Eindringen von Umgebungsluft
verhindert wird.
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Die elastische Schicht kann aus verschiedenen Materialien bestehen.
Geeignet sind Schaumgummi (Anspruch 2) und aufgeschäumter Kunststoff (Anspruch 3).
Der öffnungsdruck
für das Ventil kann durch Auswahl eines geeigneten
Materials bestimmt werden, wobei sowohl die Vorspannung dieses Materials als auch
dessen Elastizitätskonstante eine Rolle spielen. Auch die Porosität hat einen Einfluß
auf den Offnungsdruck. Die dichte Schicht besteht vorzugsweise aus einer Gummifolie
(Anspruch 4).
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Geeignete Dicken für die elastische Schicht und für die dichte Schicht
sind in den Ansprüchen 5 und 6 angegeben; geeignete Durchmesser für die Ventilplatte
im Anspruch 7.
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Die elastische Schicht und die dichte Schicht sind vorzugsweise miteinander
verklebt (Anspruch 8). Ebenso ist es von Vorteil, daß die elastische Schicht mit
dem Abdeckteil verbunden, vorzugsweise verklebt, ist (Anspruch 9).Man schafft auf
diese Weise eine Einheit, die sich leicht in einer automatischen Aufbringvorrichtung,
mit der das Überdruckventil an einer Hüllstoffbahn befestigt wird, handhaben läßt.
Besonders einfach ist ein solches Ventil, wenn gemäß Anspruch 10 das Abdeckteil
mit der Außenseite einer Wand des Verpackungsbehälters durch Klebung oder Siegelung
verbunden ist. Man erhält dadurch ein sehr einfaches und billiges Ventil, das an
der Hüllstoffbahn vor ihrer Verarbeitung zu Beuteln befestigt werden kann und bei
der Verarbeitung der Hüllstoffbahn in einer Schlauchbeutelmaschine nicht beschädigt
wird.
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Eine weitere Vereinfachung der Handhabung erhält man dann, wenn gemäß
Anspruch 11 das Abdeckteil eine selbstklebende Beschichtung für die Verbindung mit
dem Verpackungsbehälter aufweist.
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Ein geeignetes Material für das Abdeckteil ist eine Folie, vorzugsweise
eine Aluminiumfolie (Anspruch 12). Besonders einfach wird die Konstruktion, wenn
der in das Innere des Verpackungsbehälters mündende und von der Ventilplatte abge-
deckte
Kanal ein Loch in der Wand des Verpackungsbehälters ist (Anspruch 13). Eine große
Sicherheit für das Freibleiben eines Ringkanales um die Ventilplatte erhält man,
wenn gemäß Anspruch 14 die Klebstoffbeschichtung einen Abstand von der Ventilplatte
hat.
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Im Prinzip sind verschiedene Formen des Ventils möglich.
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Besonders zweckmäßig ist eine kreisrunde Form gemäß Anspruch 15.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht eines Teiles einer Wand eines Verpackungsbehälters
und eines an diesem Teil der Wand angeordneten Überdruckventils, Fig. 2 einen diametralen
Schnitt durch das Oberdruckventil entsprechend der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3
Teile des Überdruckventils vor der Fertigmontage und Fig. 4 einen diametralen Schnitt
durch das iiberdruckventeil bei geöffnetem Zustand desselben.
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An einer Wand W eines Verpackungsbehälters ist ein insesdmt mit V
bezeichnetes Überdruckventil angeordnet. Hierbei bildet die Wand W zugleich einen
Teil des Überdruckventils V.
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Das Überdruckventil V hat ein Abdeckteil 1 in Form einer Folie, z.B.
einer Aluminiumfolie. Das Abdeckteil ist in seinem Randbereich mit der Wand W gasdicht
verbunden, z.B. durch eine Verklebung 2. Im Zentrum des Abdeckteiles 1 befindet
sich eine Ausströmungsöffnung 3, die von einer insgesamt mit 4 bezeichneten
Ventilplatte
abgedeckt ist. Die Ventilplatte 4 besteht aus einer relativ dicken elastischen Schicht
4a und einer relativ dünnen dichten Schicht 4b. Die Ventilplatte 4 überdeckt ein
Loch 5, das sich in der Wand W des Verpackungsbehälters befindet.
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Vor der Montage des Ventils am Verpackungsbehälter mit der Wand W
wird eine Baueinheit B geschaffen, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Diese Baueinheit
besteht aus dem Abdeckteil 1 und der Ventilplatte 4. Der Abdeckteil hat an seiner
Unterseite eine selbstklebende Beschichtung 6, die in Form eines Kreisringes aufgetragen
ist, dessen Außendurchmesser D a gleich dem Außendurchmesser des Abdeckteiles 1
ist und dessen Trnendii-chmesser D1 größer ist als der Außendurchmesser D p der
Ventilplatte 4. Auf diese Weise verbleibt zwischen dem Außenumfang 7 der Ventilplatte
und dem Klebering 6 eine klebstoffrcie kreisringförmige Zone 8. Bei einer geeigneten
Venteilgr.5ße können die Maße etwa wie folgt sein: D = 13 mm; p Di = 18 mm; Da =
23 mm. Der Durchmesser der Ausströmungsöffnung 3 kann hierbei 2 mm betragen. Die
Dicke s der elastie schen Schicht 4a kann 2,5 mm betragen und die Dicke sa der dichten
Schicht 4b 0,1 bis 0,2 mm. Das Loch 5 in der Wand W lann einen Durchmesser von einem
Millimeter aufweisen.
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Das Ventil gemäß dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist besonders
gut für die Befestigung an einer Hüllistoffbahn geeignet, die in einer Schlauchbeutelmaschine
zu Verpackungsbeuteln verarbeitet werden soll. Die Anbringung des Ventils erfolgt
hierbei vorzugsweise beim Einlaufen der Hüllstoffbahn in die Schlauchbeutelmaschine.
Hierbei wird in der Beutellänge entsprechenden Abständen ein Loch 5 in die Hüllstoffbahn
@@stanzt und dann die Baueinheit B mittels einer automatisch arbeitenden Zubring-
und Andrückvorrichtung angepreßt, wobei sich der Klebering 6 mit der Wand W durch
Klebung verbindet.
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Die Schließstellung des Ventils ist in Fig. 2 dargestellt.
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In dieser Schließstellung ist die elastische Schicht 4a etwas zusammengedrückt,
so daß die dichte Schicht 4b mit einer gewissen Kraft an der Wand W anliegt. Dadurch
wird das Loch 5 verschlossen. Wenn der Druck im Verpackungbehälter ansteigt, versucht
z.B. CO2 aus dem Verpackungsbehälter zu entweichen.
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Dies ist in Fig. 4 symbolisch durch Pfeile 14 angedeutet.
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Der Überdruck bewirkt ein Abheben der dichten Schicht 4b von der Wand
W, wobei die elastische Schicht 4a noch weiter zusammengepreßt wird. Danach kann
das Gas entsprechend den Pfeilen 14 zwischen der Wand W und der dichten Schicht
4b radial nach außen strömen. Das Gas gelangt schließlich in den Ringkanal 10, der
sich zwischen dem Außenumfang 7 der Ventilplatte 4 und dem Abdeckteil 1 befindet.
Am Außenumfang der elastischen Schicht dringt das Gas entsprechend den Pfeilen 11
in die elastische Schicht ein und durchströmt die elastische Schicht entsprechend
den Pfeilen 12 zum Zentrum der elastischen Schicht hin, wo dann das Gas durch die
Ausströmungsöffnung 3 entsprechend den Pfeilen 13 austritt. Sollte das Ventil nicht
sofort nach Abblasen des Gases schließen, so wird das Eindringen von Umgebungsluft
in einer Strömungsrichtung entgegengesetzt zu den Pfeilen 13, 12, 11, 9 durch den
Strömungswiderstand der porösen elastischen Schicht 4a verhindert. Nachdem der Offnungsdruck
unterschritten ist, kehrt die Ventilplatte 4 in den Zustand nach Fig. 2 zurück aufgrund
der elastischen Kräfte in der elastischen Schicht 4a, wonach das Überdruckventil
wieder geschlossen ist.
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Der Öffnungsweg der Ventilplatte 4 ist in Fig. 4 der Deutlichkeit
wegen übertrieben groß dargestellt. Tatsächlich hebt sich die Ventilplatte nur sehr
wenig von der Wand W ab.
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