DE3312887A1

DE3312887A1 - Ueberdruckventil fuer einen verpackungsbehaelter

Info

Publication number: DE3312887A1
Application number: DE19833312887
Authority: DE
Inventors: Walter Dr. 6466 Gründau Baur; Harald 6310 Grünberg-Harbach Braun; Hans Jürgen 6301 Wettenberg Plock
Original assignee: Rovema GmbH
Current assignee: Rovema GmbH
Priority date: 1983-04-11
Filing date: 1983-04-11
Publication date: 1984-10-11

Description

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Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf ein Überdruckventil für einen Verpackungsbehälter, insbesondere für einen Verpackungsbeutel aus flexiblem Werkstoff, mit einer Abdeckfolie, in der sich mindestens eine Ausströmungsöffnung befindet, einer unterhalb der Abdeckfolie angeordneten Ventilplatte, die mit ihrer Oberseite die Ausströmungsöffnung verschließt und mindestens einem Durchbruch in der Behälterwand, der unterhalb der Ventilplatte liegt.

Für gewisse Lebens- und Genußmittel sowie Chemikalien werden Verpackungsbehälter verwendet, die den Austritt von Gas aus der Verpackung gestatten, jedoch das Eindringen von Luft verhindern. Ein Bedürfnis hierfür besteht insbesondere bei der Verpackung von gerösteten Kaffeebohnen. Während der Lagerung von gerösteten Kaffeebohnen nämlich tritt aus den Bohnen CO_ aus, wodurch im Behälter ein beträchtlicher Überdruck entstehen würde, wenn das CO _ nach Erreichen eines verhältnismäßig geringen Überdruckes nicht entweichen könnte; es könnten leicht Drücke entstehen, die zum Platzen des Beutels führen.

Häufig werden Lebens- und Genußmittel in Schlauchbeute1-maschinen verpackt. Hierbei wird eine Hüllstoffbahn, aus der

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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.

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.

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 Schlauchbeute lmaschine 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 antritt und dort schädliche Wirkungen entfalten kann.

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.

Schließlich ist auch ein überdruckventil bekannt (DE-AS 23 60 126), das eine aus Gummi bestehende Ventilplatte aufweist, die auf einem starren Ventilsitz aufliegt. Zwi-

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sehen dem Ventilsitz und der Ventilplatte befindet sich eine Schicht aus Silikonöl. Diese Schicht soll ein Festkleben der Ventilplatte am Ventilsitz und damit eine Abdichtung auch dann sicherstellen, wenn die elastischen Kräfte der Ventilplatte gering sind. Unterhalb der Ventilplatte ist ein Lochboden angeordnet, der verhindern soll, daß Partikel von im Behälter enthaltenem Gut an das Ventil gelangen und die Ventilfunktion stören. Das Ventil hat eine starre Abdeckplatte und eine relativ große Bauhöhe und kann deshalb nicht auf einer Verpackungsfolie befestigt werden, bevor diese in einer Verpackungsmaschine, z.B. einer Schlauchbeutelmaschine, zu einem Behälter geformt wird.

Überdruckventile verteuern die Herstellung der Verpackung. Es ist deshalb anzustreben, daß sie möglichst billig hergestellt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Überdruckventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es bei geringen Herstellungskosten auch als Filter wirksam ist, der einerseits das Ventil vor Gutpartikeln schützt und andererseits das direkte Eindringen von Umgebungsluft in den Verpackungsraum während des Schließvorganges des Ventils verhindert. Dabei soll das Ventil so beschaffen sein, daß es schon vor der Verarbeitung einer Hüllstoffbahn zu Verpackungsbeuteln an der Hüllstoffbahn befestigt werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ventilplatte aus einer gasdichten elastischen Folie besteht und mindestens einen Durchbruch aufweist, der gegenüber der Ausströmungsöffnung in" der Abdeckfolie versetzt ist und daß zwischen der Behälterwand und der Ventilplatte ein poröser, gasdurchlässiger und elastischer Filterkörper angeordnet ist, der den Durebbruch in der Behälterwand abdeckt

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und die Ventilplatte gegen die Abdeckfolie drückt.

Ein so ausgebildetes Ventil hat eine nur sehr geringe Bauhöhe und ist insgesamt flexibel. Es kann deshalb auf einer Hüllstoffbahn befestigt werden, bevor die Hüllstoffbahn zu Beuteln verformt wird. Beispielsweise ist es auch möglich, die Folie über die Formschulter einer Schlauchbeutelmaschine zu ziehen, ohne daß dabei Schwierigkeiten bei der Beutelformung entstehen oder die Ventile beschädigt werden. Die Herstellungskosten sind außerordentlich niedrig, da das Ventil keine Formteile aufweist. Der Filterkörper sorgt einerseits infolge seiner Elastizität für die Aufrechterhaltung der Schließstellung des Ventils, da er bei eingebautem Ventil etwas komprimiert ist und dadurch elastische Kräfte auf die Ventilplatte ausübt, durch die diese gegen die Abdeckfolie gedrückt wird. Andererseits"wirkt der Filterkörper als Filter, der Gutpartikel aus dem Verpackungsbehälter von den gegeneinander abdichtenden Flächen des Ventils fernhält und auch während des Schließvorganges des Ventils verhindert, daß ungefilterte Luft in das Innere des Verpackungsbehälters eindringt. Die Verwendung einer zähflüssigen Schicht zwischen Abdeckfolie und Ventilplatte gemäß Anspruch 2 ergibt eine besonders sichere Abdichtung. Man kann jedoch auf eine solche Schicht auch verzichten, da elastische Folien auch ohne Zwischenfügung einer zähflüssigen Schicht dicht aneinander zur Anlage gebracht werden können.

Der Filterkörper kann aus verschiedenen Materialien bestehen. Gut geeignet ist offenporiger Schaumstoff (Anspruch 3). Es kann sich hierbei sowohl um Kunststoffschaum als auch um Schaumgummi handeln. Bei einer bevorzugten Ausführungsform (Anspruch 4) haben Abdeckfolie und Ventilplatte die gleiche Größe und sind an ihren Randbereichen gasdicht

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miteinander verbunden, ζ. B. durch eine Verschweißung oder Verklebung. Es sind jedoch auch Ventilbauarten möglich, bei denen Abdeckfolie und Ventilplatte verschiedene Größen haben. Auch sind verschiedene Formen möglich. Besonders vorteilhaft ist eine kreisrunde Ausbildung von Abdeckfolie und Ventilplatte (Anspruch 5). Für diesen Fall empfiehlt es sich, gemäß Anspruch 6 den Filterkörper zylindrisch auszubilden. Ein zylindrischer Filterkörper hat unterhalb einer kreisrunden Abdeckfolie über den gesamten Umfang einen gleichen Abstand von der Verbindungsstelle zwischen Ventil und Behälterwand.

Eine zweckmäßige Anordnung der verschiedenen Durchbrüche ist im Anspruch 7 angegeben. Man kommt so mit wenigeren Durchbrüchen aus.

Abdeckfolie, Ventilplatte und Filterkörper können gemäß Anspruch 8 zu einer zusammenhängenden Baueinheit zusammengefaßt werden. Dies erleichtert die Anbringung von Ventilen auf einer Hüllstoffbahn. Die Anbringung kann z.B. mittels einer speziellen Zubringvorrichtung an einer Schlauchbeutelmaschine während des Abzuges der Hüllstoffbahn von einer Rolle erfolgen.

Vorteilhafte Abmessungen und Werkstoffe für die Teile des Ventils sind in den Ansprüchen 9 bis 14 angegeben. In den Bereich der Erfindung fallen jedoch auch Ausführungsformen, bei denen andere Materialien als die genannten verwendet sind und die andere Maße aufweisen als die angegebenen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil einer Behälterwand und ein an der Behälterwand befestigtes

Ventil,

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- 9 Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt vor der Befestigung der Ventilteile an der Behälterwand.

In den Zeichnungen ist das Ventil vergrößert dargestellt, nämlich etwa im Maßstab 2:1. Die Dicke der Folien und Schichten ist noch über diesen Maßstab hinaus vergrößert zum

' Zwecke der Verdeutlichung der Konstruktion.

Das insgesamt mit V bezeichnete Ventil ist an einer Behälterwand W befestigt. Das Ventil hat eine Ventilplatte 1, eine Abdeckfolie 2 und einen Filterkörper 3. Die Ventilplatte 1 und die Abdeckfolie 2 sind kreisrunde Folienscheiben von gleicher Größe. Der Filterkörper 3 hat die Form eines niedrigen Zylinders, dessen Durchmesser D„ wesentlich kleiner ist als der Durchmesser D des gesamten Ventils. Die Ventilplatte 1 ist mit der Abdeckfolie 2 durch eine kreisringförmige Schweißzone oder Klebezone 4 verbunden. Der Innendurchmesser D der Verbindungszone 4 ist wesentlich größer als der Durchmesser D„ des Filterkörpers 3. Die Ventil-²^ platte 1 ist mit der Behälterwand W durch eine weitere Verbindungszone 5 verbunden, die ebenfalls eine Schweißzone oder eine Klebezone sein kann. Auch die Zone 5 ist kreisringförmig und hat die gleichen Durchmesser D und D wie die

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Zone 4.

Im Zentrum des Ventils V befindet sich in der Behälterwand W ein Durchbruch 6. Dieser Durchbruch fluchtet mit einem Durchbruch 7 in der Ventilplatte 1. In der Abdeckfolie 2 befinden sich zwei Durchbrüche 8 und 9, die gegenüber dem Durchbruch 7 in der Ventilplatte 1 so weit seitlich versetzt sind, daß ein gewisser Abstand zwischen den Rändern der Durchbrüche besteht. Die Durchbrüche 8 und 9 liegen auf einem Teilkreis 10, dessen Zentrum im Zentrum des Ventils und damit auch im

- 10 Zentrum des Durchbruches 7 liegt.

Zwischen der Ventilplatte 1 und der Abdeckfolie 2 befindet sich eine zähflüssige Schicht 11, z.B. atis Silikonöl. Eine gute Haftung des Silikonöles kann beispielsweise durch elektrostatische Vorbehandlung bzw. Aufrauhung der einander zugewendeten Flächen der Folien 1 und 2 erreicht werden.

Zwischen dem Außenumfang des Filterkörpers 3 und dem Innenumfang der Verbindungszone 5 befindet sich ein Ringspalt 13, in dessen Bereich die Ventilplatte 1 vom Niveau der Oberseite des Filterkörpers 3 auf das Niveau der Behälterwand W übergeht.

Der Filterkörper 3 kann beispielsweise aus einem offenporigen Kunststoffschaum bestehen. Der Körper ist insgesamt elastisch. In Fig. 3 ist der-entspannte Zustand des Filterkörpers gezeigt. In diesem Zustand ist die Höhe h des Filterkörpers wesentlich größer als bei zusammengedrücktem Zustand, wie er bei eingebautem Ventil besteht. Die Höhe h kann im Bereich von 1 mm bis 20 mm liegen. Ein gut geeigneter Wert ist 3 mm. Die Höhe h¹ im zusammengedrückten Zustand kann z.B. das 0,93-fache bis 0,006fache der Höhe h sein. Gut geeignet ist eine Zusammendrückung auf ca. das 0,13fache.

- Geeignete Maße für die Größe des Ventils sind in den Patentansprüchen angegeben und sollen hier nicht wiederholt werden. Geeignete Abmessungen für die Durchbrüche sind z.B. 3 mm für den Durchbruch 6, 2,5 mm für den Durchbruch 7 und 1,5 mm für die Durchbrüche 8 und 9.

Die Dicke der Ventilplatte 1 kann im Bereich von 0,01 mm bis 0,2 mm liegen. Gut geeignet ist eine Dicke von 0,06 mm. Die Dicke der Abdeckfolie 2 kann eine gleiche Dicke haben wie die Ventilplatte 1. Die Ventilplatte 1 kann aus Kunststoff-Folie oder aus Laminaten aus Kunststoff-Folien oder aus Gummi bestehen. Gleiches Material ist auch für die Abdeckfolie 2

geeignet. *

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Die Teile des Ventils können vor der Befestigung an der Behälterwand W zu einer Baueinheit zusammengefaßt sein, z.B. dadurch, daß die Abdeckfolie 2 mit der Ventilplatte 1 verklebt ist und der Filterkörper 3 mit der Ventilplatte 1 verklebt ist. Die Schicht 11 befindet sich bereits in der vorgefertigten Baueinheit. Die gesamte Bauhöhe H des eingebauten Ventils ist außerordentlich gering, nämlich z.B. 0,5 mm. Das Ventil ist insgesamt flexibel und behindert deshalb nicht die Verformung der Wand W zu einem Beutel, wobei die Wand W auch über eine Formschulter gezogen werden kann.

Das Ventil arbeitet wie folgt. Wenn im Inneren des Verpackungsbehälters, also auf der Seite 12 der Behälterwand W, ein Druck herrscht, der etwa gleich dem Umgebungsdruck ist, ist das Ventil geschlossen. Die Schließstellung wird durch den elastischen Druck des Filterkörpers 3 aufrechterhalten, der die Ventilplatte 1 an die Unterseite der Abdeckfolie 2 andrückt. Die einander zugewendeten Flächen liegen dann dicht aneinander, wodurch das Eindringen von

2Q Umgebungsluft in das Behälterinnere sicher verhindert wird. Zu einer absoluten Dichtheit trägt auch die zähflüssige Zwischenschicht 11 bei. Wenn der Druck im Behälterinneren steigt, weil das Füllgut Gas abgibt, werden die Folien 1 und 2 etwas ausexnandergedrückt, so daß das Gas durch den Zwischenraum zwischen den Folien zu den öffnungen 8 und 9 strömen und über diese ins Freie austreten kann. Dies ist in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet. Das Ventil läßt sich so konstruieren, daß eine öffnung bereits bei einem inneren überdruck von 10 mbar entsteht. Bei einem so geringen Überdruck besteht noch keine Gefahr, daß der Beutel zerrissen werden könnte. Auch wird der Beutel bei einem so geringen überdruck nicht aufgebläht, so daß auch die Stapelung nicht erschwert ist. Das aus dem Beutelinneren ausströmende Gas kann keine Gutpartikel bis zu der Abdichtungsstelle zwisehen den Folien 1 und 2 führen, da solche Partikel am Filterkörper 3 zurückgehalten werden. Der Filterkörper 3 sorgt

auch dafür, daß während des Schließvorganges keine ungefilterte Umgebungsluft in den Beutel eindringen kann. Der Filterkörper 3 hat eine Doppelfunktion, nämlich einmal die Funktion, die Schließstellung des Ventils aufrechtzuerhalten und zum anderen eine Funktion als Filter.

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Claims

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D.pl.-Ing. Richard Schlee Telefon: (0641) 71O19

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ROVEMA Verpackungsmaschinen GmbH, 6301 Fernwald

Überdruckventil für einen Verpackungsbehälter

Ansprüche:

J Überdruckventil für einen Verpackungsbehälter, insbesonre für einen Verpackungsbeutel aus flexiblem Werkstoff, einer Abdeckfolie, in der sich mindestens eine Ausströmungsöffnung befindet, einer unterhalb der Abdeckfolie angeordneten Ventilplatte, die mit ihrer Oberseite die Ausströmungsöffnung verschließt 'und mindestens einem Durchbruch in der Behälterwand, der unterhalb der Ventilplatte liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (1) aus einer gasdichten elastischen Folie besteht und mindestens einen Durchbruch (7) aufweist, der gegenüber der Ausströmungsöffnung (8, 9) in der Abdeckfolie (2) versetzt ist.und daß zwischen der Behälterwand (W) und der Ventilplatte (1) ein poröser, gasdurchlässiger und elastischer Filterkörper (3) angeordnet ist, der den Durchbruch (6) in der Behälterwand (W) abdeckt

und die Ventilplatte (1) gegen die Abdeckfolie (2) drückt.
2. überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abdeckfolie (2) und der Ventilplatte

(1) in an sich bekannter Weise eine zähflüssige Schicht (11)/ vorzugsweise als Silikonöl, angeordnet ist.
3. überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (3) aus offenporigem Schaumstoff besteht. ■}
4. überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckfolie (2) und die Ventilplatte (1) die gleiche Größe haben und in ihren Randbereichen gasdicht miteinander verbunden sind, z.B. durch eine Verschweißung (4) oder Verklebung.
5. überdruckventil nach Anspruch 4', dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckfolie (2) und die Ventilplatte (1) kreisrund oder oval sind.
6. Überdruckventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (3) zylindrisch ist, wobei sein Außendurchmesser (D_) kleiner ist als der Innendurchmesser (Dg) einer Verbindungszone (5), z.B. einer Klebezone zwischen Ventilplatte (1) und Behälterwand (W).
7. Überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchbruch (6) in der Behälterwand (W) mit einem Durchbruch (7) in der Ventilplatte

(1) fluchtet und daß Durchbrüche (8, 9) in der Abdeckfolie

(2) auf einem Teilkreis (10) liegen, dessen Mittelpunkt im Zentrum des Durchbruches (7) an der Ventilplatte (1) liegt.

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8. Überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Abdeckfolie (2), Ventilplatte (1) und Filterkörper (3) eine zusammenhängende Baueinheit bilden.
9. überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (1) eine Dicke im Bereich von 0,01 mm bis 0,2 mm hat, vorzugsweise von ca. , 0,065 mm.
10. überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckfolie (2) eine Dicke im Bereich von 0,01 mm bis 0,2 mm hat, vorzugsweise von ca. 0,035 mm.
11. Überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (1) und/oder die Abdeckfolie (2) aus Kunststoff-Folie oder aus Laminaten aus Kunststoff-Folien oder aus Gummi bestehen.
12'. Überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (3) im entspannten Zustand eine Dicke (h) im Bereich von 1 mm bis 20 mm hat, vorzugsweise von ca. 3 mm.
13. überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (3) aus Kunststoffschaum besteht.
14. Überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sein Durchmesser im Bereich von 10 mm bis 100 mm liegt, vorzugsweise ca. 28 mm beträgt.