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Patentbeschreibung:
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für Herrn Helmhold Schneider, Petersbachweg 1, 5230 Altenkirchen Bezeichnung:
Auslaufventil aus Kunststoff für Flüssigkeitsbehälter Beschreibung: Die Erfindung
bezieht sich auf ein Auslaufventil aus Kunststoff für Flüssigkeitsbehälter, bei
welchem mittels eines Exzenters ein Ventilteller betätigt wird.
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Ventile nach diesem Funktionsprinzip sind bekannt und werden auch
schon häufig für Flüssigkeitsbehälter verwendet. Diese Ventile sind jedoch relativ
aufwendig gestaltet und bestehen aus einer Vielzahl von Einzelteilen.
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So ist eine Ausführung bekannt, bei der auf einer Exzenterachse eine
Exzenterscheibe aufgesteckt ist, die wiederum in eine Exzenterführung eines Ventiltellers
gleitet. Ein weiterer Nachteil dieser Bauart ist ferner, daß diese Konstruktion
für Exzenterscheibe, Exzenterführung und Exzenterachse innerhalb des Strömungsquerschnittes
viel Raum beansprucht und damit die Ausströmungsgeschwindigkeit der Medien beachtlich
verringert.
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Es sind auch Ventile mit Drehklappen und spindelbetätigten Ventiltellern
bekannt, die vorwiegend an Einweg-Containerbehältern angebracht werden. Hierbei
kommt es außer einer einwandfreien Funktion noch auf eine möglichst kurze Baulänge
an. Da die Ventile nicht über die Behälteraußenabmessungen hervorragen dürfen, ist
es notwendig, entsprechende Einziehungen in den Behälterwandungen für die Ventilanordnung
vorzusehen. Dies ist jedoch für eine Restentleerung der Behälter äußerst hinderlich.
Es bilden sich beidseitig dieser Einziehungen sogenannte Toträume, die nur noch
unzureichend entleert werden können.
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So hat sich in der Praxis gezeigt, daß hierbei immer eine Restmenge
von einigen Prozenten in den Behältern verbleiben. Bei teuren Füllgütern ist dies
ein nicht unerheblicher Verlust.
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Die Tiefe der Behältereinziehung entspricht in etwa der Baulänge dieser
Ventilarten. Es liegt also auf der Hand, Ventile mit einer möglichst kurzen Baulänge
zu konstruieren.
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Bei bisher bekannten Ausführungsarten werden die Ventilgehuse während
des Blasformvorganges, also während der Herstellung der Containerbehälter, eingeschweißt.
Dabei muß aus fertigungstechnischen Gründen der Ventilkörper bündig mit der Behälterwand
an der Einschweißstelle abschließen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil so zu gestalten,
daß eine kurze Baulänge außerhalb des Behälters gegeben ist, wodurch eine gute Restentleerung
ermöglicht wird. Ferner soll das Ventil aus wenigen Bauteilen bestehen, d. h. somit
kostengünstig herzustellen, einfach zu montieren und leicht zu betätigen sein.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Exzenter in einer
senkrecht zur Exzenterachse angeordneten Exzenterführung eines Ventiltellers gleitet.
Dabei wird die Exzenterachse griffseitig mit einer Exzentereinführung und gegenüberliegend
in einer am Ventilgehäuse angeformten Lagerbuchse gelagert. Bei einer Drehbewegung
des Exzenters beschreibt der Exzenterbügel in der Exzenterführung eine halbkreisförmige
Bewegung, wodurch der Ventilteller in axialer Richtung bewegt und das Ventil geöffnet
bzw. geschlossen wird.
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Die Erfindung sieht zwei Ausführungsmöglichkeiten für den Exzenterbügel
vor. Zum einen wird ein im Spritzgußverfahren herzustellen der Exzenter dargestellt,
an dem griffseitig ein Lagerstopfen angeformt ist und der einen aus einem metallischen
Werkstoff gefertigten Verstärkungskern besitzt. Als Besonderheit weist der Lagerstopfen
zwei Ringnute auf, wobei der eine mittig des Lagerstopfens angeordnet ist zur Aufnahme
eines Dichtringes und der andere innerhalb des Ventilgehäuses hinter der inneren
Kante der Exzentereinführung. Der zweite Nut dient zur Aufnahme eines Sprengringes
und sichert den Exzenter gegen ein ungewolltes Herausziehen.
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Eine andere Ausführungsart des Exzenters sieht einen aus einem Stahldraht
gebogenen Exzenter vor, der griffseitig in einer Führungsbuchse und gegenüber in
einer am Ventilgehäuse angeformten Lagerbuchse gelagert ist.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß diese Führungsbuchse aus einem
gummielastischen Material besteht und zum Zwecke der axialen Abdichtung sinnvoll
in der Führungsbohrung als auch am äußeren Buchsendurchmesser Dichtwulste aufweist.
Ferner hat diese Führungsbuchse auf der ventilinneren ;eite einen Verkrallungsrand.
Die Montage ist somit äußerst einfach r<nd kostengünstig durchzuführen.
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Ein weiteres Merkmal dieser Ei n dung ist der in unmittelbarer Nähe
der Exzenterführung angeordnete umlaufende Anschweißbund. Dies hat den entscheidenden
Vorteil, daß das Ventil mit einer bestimmten Baulänge in den Behälter hineinragen
kann, womit die außerhalb der Behälterwand sich befindliche Baulänge äußerst kurz
gehalten werden kann und damit, wie beschrieben, nur eine geringe Behältereinziehung
notwendig wird, was die Restentleerung entscheidend begünstigt.
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Das Ein schweißen des Ven tiles ist mittels Sp iegelsch weiß verfahren
einfach und sicher durchzuführen.
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Durch diese einfache Ausführungsform wird der werkzeugtechnische Aufwand
für die erforderlichen ;pritzgußformen gering gehalten.
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Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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Dabei zeigt die Anordnung: Figur 1 - das Auslaufventil in einer Einziehung
(6.1) des Flüssigkeitscontainers (6) sowie die Ausführungsform des Ventilkörpers
(1) mit dem Ventilteller (2), der Führungsbuchse (4) und dem Exzenter (3).
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Figur 2 - eine Seitenansicht des Auslaufventiles mit dem Ventilteller
(2) und der darin angeordneten Exzenterführung (2.4).
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Figur 3 - einen Schnitt des Auslaufventiles mit den Führungsrippen
(2.1, 2.2) und den Führungsnuten (1.6).
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Figur 4 - die Führungsbuchse (4) mit der inneren Führungsbohrung (4.1),
dem äußeren Buchsenumfang (4.2), den Dichtungswulsten (4.3) und dem Verkrallungsrand
(4.4).
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Figur 5 - Vorderansicht des Auslaufventiles mit einem im Spritzgußverfahren
hergestellten Exzenter (3) und Exzentergriff (3.9).
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Figur 6 - Seitenansicht des Auslaufventiles mit Exzenter (3.7), der
in der Exzentereinführung (1.2) und Lagerbuchse (1.1) gelagert ist.
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Figur 7 - die Ausführung des Lagers topfens (3.4) an den Exzenter
(3.7) mit metallischem l/erstärkungskern (3.8) dem Dichtungsnut (3.5) für Dichtring
(3.11), und der Nut (3.6) zur Aufnahme des Sprengringes (3.10).
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Figur 8 - die Draufsicht des Lagerstopfens (3.4) mit dem in bevorzugten
quadratischem Querschnitt ausgeführten metallischen Verstärkungskerns (3.3).
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Auslaufventile dieser erfindungsgemäßen A usführungsform werden am
tiefsten Punkt von Containerbehältern angeordnet. Wie die Figur 1 verdeutlicht,
weisen diese in der Grundform rechteckigen Kunststoffcontainer (6) aus fertigungstechnischen
Grünen stark abgerundete Ecken und Kanten auf. Aus der Figur 1 ist erkennbar die
Einziehung (6.1) der Behälterwandung (6) sowie deren ru ruder Kantenverlauf an der
unteren umlaufenden Behälterkante (6.2). Dabei wird deutlich, wie wichtig eine möglichst
kurze Baulänge dezs Auslaufventiles außerhalb der Einziehung (6.1) ist. Der hinter
der Einziehung (6.1) entstehende Totraum muß so gering wie möglich gehalten werden.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß auf dem Ventilkörper (1) in unmittelbarer
Nähe der Exzentereinführung 4) ein umlaufender Anschweißbund (1.5) angeordnet ist.
Dadurch ist es möglich, daß das Ventil (1) mit einer Teillänge in das Behälterinnere
hineinragen kann.
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Die Funktion des Auslaufventiles ist ebenfalls aus Figur 1 ersichtlich.
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Der aus einem Stahldraht einstückig hergeselltenter wi,riL durch die
Einführungsöffnung (1.2) in den Ventilkörper (1) eingebracht. Der Exzenterbügel
(3.1) wird dabei in die Exzenterführung (2.4) des Ventiltellers (2) durchgeführt
und die Exzenterachse (3.2) in die Lagerbuchse (1.1) Anschließend wird die Führungsbuchse
(4) in die Einführungsöffnung (1.2) eingepreßt, wobei der Verkrallungsrand (4.4)
ein unbeabsichtigtes Herausrutschen verhindert.
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Figur 2 - verdeutlicht den -kre isbog enförmigen Verlauf des - Exzenter
bügels (3.1) in der Exzenterführung (2.4) um den Mittelpunkt der Exzenterachse (3.2).
In der Endlage des Schließpunktes wird die Exzenterführung (2.4) über die Mittelachse
(MJ hinaus weitergeführt, wodurch der Exzenterbügel (3.1; in Selbsthaltung gebracht
wird.
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Ein unbeabsichtigtes Öffnen z. B. durch Erschütterung wird dadurch
verhindert, weil beim Öffnen zuerst durch einen gewissen Kraftaufwand der Totpunkt
überwunden werden muß.
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Auftretende Querkräfte, die sich über die Exzenterführung (2.4) auf
den Ventilteller (2) übertragen, werden durch zwei um 90 ° versetzt angeordnete
Führungsrippen (2.1, 2.2) aufgefangen. Die Rippen (2.2) laufen in Führungsnuten
(1.6) und verhindern ein Verdrehen des Ventiltellers (2J. Der gummielastische Dichtring
(5) ist in der Ringnut (2.3) gehalten und dichtet in einer axialen und radialen
Dichtringfläche (1.3, 1.4) ab. Damit wird des weiteren verhindert, daß durch eine
geringfügige und unbeabsichtigte Öffnungsbewegung des Ventilhebels (3) das Ventil
geöffnet werden kann.
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Die erfindungsgemäße weitere Ausführungsform des im Spritzgußverfahren
hergestellten Exzenters (3.7) wird aus Figur 5 und 6 ersichtlich.
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Ein aus einem metallischen Werkstoff entsprechend der Exzenterform
gebogener Verstärkungskern (3.3) wird mit Kunststoff umspritzt, wobei der Lagerstopfen
(3.4) einstückig mit angeformt wird. Dieser Lagerstopfen (3.4) besitzt einen Dichtungsnut
(3.5) zur Aufnahme des Dichtungsringes (3.11) und einer Nut (3.6) für den Sprengring
(3.10)., der vorzugsweise ebenfalls wie der Dichtring (3.11) aus einem gummielastischen
Werkstoff besteht.
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Die Anordnung der Nut (3.6) wird dabei so gewählt, daß sie hinter
der Einführungsöffnung zum zum (lehäuseinneren zu liegen kommt.
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Wird der Exzenter (3.7) durch die Einführungsöffnung (1.2), die Exzenterführung
(2.4) und in die Lagerbuchse (1.1) eingeführt, so schnappt der Sprengring (3.10)
kurz vor Erreichen der Endlage hinter der inneren Kante der Einführungsoffnung (1.2)
und arretiert damit den Exzenter und sichert ihn gegen unbeabsichtigtes Herausziehen.
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Damit das zum Öffnen und Schließen notwendig Drehmoment kraftschlüssig
auf den Exzenter (3.7) übertragen werden kann, erhält wie Figur 7 und 8 verdeutlichen
der Verstärkungskern (3.3) einen rechteckigen Querschnitt.
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L e e r s e i t e