DE3784165T2 - AEROSOL VALVE. - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil für eine unter Innendruck stehende Packung, die allgemein als Aerosol- Packung bezeichnet wird.The invention relates to a valve for a package under internal pressure, which is generally referred to as an aerosol package.
Aerosol-Packungen haben gewöhnlich eine Ventileinheit, die im Hals des Behälters sitzt und durch Fingerdruck auf ein Betätigungsglied am einen Ende eines Ventilschaftes geöffnet wird. Die Ventileinheit hat einen beweglichen Ventilkörper und einen zugehörigen hohlen Ventilschaft, der von einer Dichtung absitzt und dadurch den Produktfluß in den hohlen Ventilschaft (Produktkanal) gestattet.Aerosol packages usually have a valve assembly that sits in the neck of the container and is opened by finger pressure on an actuator at one end of a valve stem. The valve assembly has a movable valve body and an associated hollow valve stem that seats against a seal, thereby allowing product flow into the hollow valve stem (product channel).
Bei einigen Produkten, z.B. Farbe, ist es erwünscht, daß der Ventilschaft Vom Ventilkörper trennbar ist, um den Produktkanal zu reinigen, wenn das Produkt trocknet und den Kanal verstopft. Um den Ventilschaft entfernen zu können, ist der Ventilschaft am einen Ende einteilig mit dem Ventilbetätigungsglied geformt, um ihn durch Ziehen am Betätigungsglied vom Ventilkörper trennen zu können. Am anderen Ende paßt der Ventilschaft mit einem beweglichen Ventilkörper zusammen, der unter einer elastischen Dichtung sitzt, wobei der Ventilschaft durch eine mittlere Öffnung in der elastischen Dichtung hindurchgeführt ist. Die Dichtung schließt das Produktauslaßloch im Ventilschaft dicht ab, wenn das Ventil seine Schließlage einnimmt. Durch Niederdrücken des Ventilschaftes wird das Produktloch im Schaft für den Durchfluß des Produktes aus dem Behälter geöffnet.For some products, e.g. paint, it is desirable that the valve stem be separable from the valve body to clean the product channel when the product dries and clogs the channel. To enable removal of the valve stem, the valve stem is molded integrally with the valve actuator at one end to allow separation from the valve body by pulling on the actuator. At the other end, the valve stem fits with a movable Valve body which sits beneath an elastic seal, with the valve stem passing through a central opening in the elastic seal. The seal seals off the product outlet hole in the valve stem when the valve assumes its closed position. By depressing the valve stem, the product hole in the stem is opened for the flow of product from the container.
Im einzelnen enthält das erwähnte Aerosol-Ventil einen Behälterverschluß, der auch Montagekappe genannt und am Bördelrand der Behälteröffnung angeklinscht wird. In einem hochstehenden mittleren Teil der Montagekappe, der auch Sockel genannt wird, ist ein Ventilgehäuse mit einer oben angeordneten elastischen Dichtung eingebördelt, wobei die Dichtung das Ventilgehäuse gegen die Montagekappe abdichtet. in dem Gehäuse ist ein hin- und herverschiebbares Ventilverschluß- bzw. Ventilöffnungsstück mit einem Ventilkörper und einem Ventilschaft angeordnet, wobei Körper und Schaft in Verbindung stehende Kanäle für den Austritt des unter Druck stehenden Produkts zur Auslaßöffnung haben, die in dem mittels eines Fingers niederdrückbaren Betätigungsglied sitzt.In detail, the aerosol valve mentioned contains a container closure, which is also called a mounting cap and is clipped onto the flanged edge of the container opening. A valve housing with an elastic seal arranged at the top is flanged into a raised middle part of the mounting cap, which is also called a base, whereby the seal seals the valve housing against the mounting cap. A valve closure or valve opening piece with a valve body and a valve stem that can be moved back and forth is arranged in the housing, whereby the body and stem have communicating channels for the discharge of the pressurized product to the outlet opening, which is located in the actuating member that can be pressed down using a finger.
Das oben beschriebene Aerosolventil wird in der Aerosol- Industrie auch als "Aufnahmeventil", im Gegensatz zu einem "Einsteckventil", bezeichnet, bei dem der Ventilschaft einstückig am Ventilkörper angeformt ist. Die US-Patentschriften 3 033 473, 3 061 203, 3 074 601 und 3 209 960 beschreiben Aufnahme-Aerosolventile und die US-Patentschrift 2 631 814 ein Einsteck-Aerosolventil.The aerosol valve described above is also referred to in the aerosol industry as a "receiver valve" as opposed to a "plug-in valve" in which the valve stem is integrally molded onto the valve body. U.S. Patents 3,033,473, 3,061,203, 3,074,601 and 3,209,960 describe receiver aerosol valves and U.S. Patent 2,631,814 describes a plug-in aerosol valve.
Ferner wird bei bekannten Aerosolventilen das Produktloch im Ventilschaft durch einen radialen Stift geformt, der seitlich durch die Wand des Ventilsehaftes ragt, ein Formungsvorgang von der Seite her. Der seitlich wirkende Stift erfordert das Entfernen des Stiftes vor dem Entformen des geformten Teils, so daß der Formungsvorgang verzögert wird. Darüber hinaus bricht der seitlich wirkende Stift bei den üblichen Lochgrößen von Aerosolventilen häufig ab, so daß der Formungsvorgang unterbrochen werden muß.Furthermore, in known aerosol valves, the product hole in the valve stem is formed by a radial pin that protrudes laterally through the wall of the valve stem, a forming process from the side. The laterally acting pin requires the pin to be removed before demolding the molded part, which delays the molding process. In addition, the side-acting pin often breaks off with the hole sizes commonly used in aerosol valves, forcing the molding process to be interrupted.
Ferner dichtet die mittlere Öffnung der Dichtung bei bekannten Aerosolventilen radial gegen das Produktloch im Ventilschaft ab. Dieses Abdichten des Ventilschaft-Loches beim Schließen des Ventils verhindert, daß das aufgrund seines Eigengewichts in den hohlen Ventilschaft zurückgekehrte Produkt durch das Ventilschaft-Loch hindurchgeht, was häufig zur Folge hat, daß ein Restprodukt im hohlen Ventilschaft trocknet und den Durchgangskanal in dem Ventilschaft verstopft.Furthermore, the central opening of the seal in known aerosol valves seals radially against the product hole in the valve stem. This sealing of the valve stem hole when the valve is closed prevents the product, which has returned to the hollow valve stem due to its own weight, from passing through the valve stem hole, which often results in residual product drying in the hollow valve stem and blocking the passageway in the valve stem.
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, ein Aerosolventil anzugeben, das die erwähnten Nachteile der bekannten Ventile vermeidet.It is an object of this invention to provide an aerosol valve that avoids the mentioned disadvantages of the known valves.
Erfindungsgemäß ist eine Aerosol-Ventileinheit mit einer auf einen Behälter zu montierenden Montagekappe, einer Dichtung mit einer mittleren Öffnung, einem Ventilgehäuse, einem Ventilschaft und einem Ventilkörper versehen, wobei der Ventilschaft und der Ventilkörper sich bei Ausübung eines Drucks auf den Ventilschaft in dem Ventilgehäuse bewegen, der Ventilkörper wenigstens eine hochstehende Wand aufweist, die eine Vertiefung in dem Ventilkörper und einen sich durch die hochstehende Wand und von einer oberen Schulter der hochstehenden Wand aus erstreckenden Schlitz begrenzt, der mit dem Inneren des Behälters in Verbindung steht, wenn das Ventil betätigt wird; der Ventilschaft eine nach unten ragende Verlängerung aufweist, die in der Ventilkörpervertiefung reibend und lösbar anliegt; der Ventilschaft und die nach unten ragende Verlängerung eine in Längsrichtung durch diese hindurchgehende Öffnung und ein mit der in Längsrichtung hindurchgehenden Öffnung des Ventilschaftes fluchtendes Loch aufweisen; das Loch an einem Ende mit dem Schlitz in der Vertiefung des Ventilkörpers und am anderen Ende mit der sich in Längsrichtung erstreckenden Öffnung in dem Ventilschaft in Verbindung steht; und die mittlere Öffnung der Dichtung den durch die hochstehende Wand des Ventilkörpers in der Schließlage des Ventils begrenzenden Schlitz abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz sich durch die gesamte Dicke der erwähnten Wand erstreckt und einen radialen Verbindungskanal zwischen der Vertiefung und dem Inneren des Schlitzes bildet und sich der Schlitz über die Wand nach unten bis zu einer Stelle erstreckt, oberhalb der die Dichtung an der Wand anliegt, wenn das Ventil seine Schließlage einnimmt.According to the invention, an aerosol valve unit is provided with a mounting cap for mounting on a container, a seal with a central opening, a valve housing, a valve stem and a valve body, the valve stem and the valve body moving in the valve housing when pressure is exerted on the valve stem, the valve body having at least one upstanding wall defining a recess in the valve body and a slot extending through the upstanding wall and from an upper shoulder of the upstanding wall, which slot communicates with the interior of the container when the valve is actuated; the valve stem having a downwardly projecting extension which frictionally and releasably engages in the valve body recess; the valve stem and the downwardly projecting extension an opening extending longitudinally therethrough and a hole aligned with the longitudinal opening of the valve stem; the hole communicates at one end with the slot in the recess of the valve body and at the other end with the longitudinally extending opening in the valve stem; and the central opening of the seal seals the slot delimited by the upstanding wall of the valve body in the closed position of the valve, characterized in that the slot extends through the entire thickness of said wall and forms a radial connecting channel between the recess and the interior of the slot and the slot extends downwards over the wall to a point above which the seal rests against the wall when the valve assumes its closed position.
Insbesondere und als bevorzugte Ausführunsform enthält das Aerosolventil nach dieser Erfindung eine Vertiefung in dem Ventilkörper unterhalb des Ventilschaft-Loches.In particular, and as a preferred embodiment, the aerosol valve according to this invention includes a recess in the valve body below the valve stem hole.
Die durch die US-A-3 915 390 offenbarte Ventileinheit hat einen Ventilkörper mit zwei radial angeordneten hochstehenden Wänden, einem sich durch die innere der hochstehenden Wände von der oberen Schulter dieser Wand aus erstrekkenden Schlitz und eine Dichtung mit einer mittleren Öffnung, die den Schlitz abdichtet, der durch die hochstehende Wand des Ventils begrenzt ist, und zwar durch Anlage oben an der hochstehenden Wand, wenn das Ventil seine Schließlage einnimmt. Im Gegensatz dazu hat das vorliegende Ventil eine hochstehende Wand und einen sich durch die gesamte Dicke dieser Wand erstreckenden Schlitz der im betätigten Zustand des Ventils einen radialen Kanal bildet, der mit dem Inneren des Behälters in Verbindung steht. Die Dichtung in vorliegendem Ventil dichtet den Schlitz dadurch ab, daß sie an dem Schlitz und der Seite der hochstehenden Wand in der Nähe der Basis der hochstehenden Wand anliegt. Die Funktion des vorliegenden Ventils unterscheidet sich erheblich von der Funktion des Ventils nach der US-A-3 915 390 und auch allen bekannten Ventilen.The valve unit disclosed by US-A-3 915 390 has a valve body with two radially arranged upstanding walls, a slot extending through the inner of the upstanding walls from the upper shoulder of this wall and a seal with a central opening which seals the slot defined by the upstanding wall of the valve by abutting against the top of the upstanding wall when the valve assumes its closed position. In contrast, the present valve has an upstanding wall and a slot extending through the entire thickness of this wall which, when the valve is actuated, forms a radial channel which communicates with the interior of the container. The seal in the present valve seals the slot by being attached to the slot and the side of the upstanding Wall near the base of the upstanding wall. The function of the present valve differs considerably from that of the valve according to US-A-3 915 390 and also from that of all known valves.
Nachstehend sei auf die Zeichnungen Bezug genommen:Reference is made to the drawings below:
Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht des Ventils nach dieser Erfindung in der Schließlage.Fig. 1 is a longitudinal sectional view of the valve according to this invention in the closed position.
Fig. 2 ist ein Längsschnitt des Ventils nach dieser Erfindung im geöffneten Zustand.Fig. 2 is a longitudinal section of the valve according to this invention in the open state.
Fig. 3 ist ein vergrößerter Längsschnitt des Ventilschafts nach den Fig. 1 und 2.Fig. 3 is an enlarged longitudinal section of the valve stem according to Figs. 1 and 2.
Fig. 4 ist eine Unteransicht der Fig. 3.Fig. 4 is a bottom view of Fig. 3.
Fig. 5 ist ein vergrößerter Partiallängsschnitt des Ventilkörpers nach den Fig. 1 und 2.Fig. 5 is an enlarged partial longitudinal section of the valve body according to Figs. 1 and 2.
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf Fig. 5.Fig. 6 is a plan view of Fig. 5.
Fig. 7 ist ein vergrößerter Partiallängsschnitt des Ventilschafts und Ventilkörpers nach Fig. 1.Fig. 7 is an enlarged partial longitudinal section of the valve stem and valve body of Fig. 1.
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht des Ventils nach den Fig. 1, 2, 5 bis 7.Fig. 8 is a perspective view of the valve according to Figs. 1, 2, 5 to 7.
In den Zeichnungen ist die Montagekappe als Ganzes mit 10 bezeichnet. An der Montagekappe 10 ist ein Ventilgehäuse 12 und eine Dichtung 14 angebördelt In dem Gehäuse 12 ist der Ventilkörper 16 mit einer Vertiefung 22 angeordnet, wobei der Ventilkörper durch eine Feder 18 gegen die Dichtung 14 gedrückt wird. Am Boden des Gehäuses 12 ist ein herkömmliches Tauchrohr 46 angebracht. Ein als Ganzes mit 20 bezeichneter Ventilschaft sitzt im Reibschluß mit seiner nach unten ragenden Verlängerung 24 in der Vertiefung 22 (die in Fig. 5 deutlicher zu sehen ist) oben im Ventilkörper 16. Der Ventilschaft 20 hat eine Längsöffnung 23. Die Vertiefung 22 erstreckt sich von einer nach oben ragenden zylindrischen Wand 26 (in Fig. 8 im Detail dargestellt), die den oberen Teil der Vertiefung 22 bildet und ein Paar Querschlitze 21 begrenzt. Unter den durch die hochstehende zylindrische Wand 26 begrenzten Schlitzen 21 sind in der Seitenwand der Ventilkörpervertiefung 22 Nuten 32 ausgebildet, die mit dem Raum oder Reservoir 34 in der Ventilkörpervertiefung 22 unter dem Ventilschaft 20 in Verbindung stehen. In der oberen Schulter 40 des Ventilkörpers 16 ist eine ringförmige Vertiefung 50 ausgebildet.In the drawings, the mounting cap is designated as a whole with 10. A valve housing 12 and a seal 14 are flanged onto the mounting cap 10. The valve body 16 with a recess 22 is arranged in the housing 12, the valve body being pressed against the seal 14 by a spring 18. At the bottom of the housing 12, a conventional dip tube 46. A valve stem, designated as a whole at 20, is frictionally seated with its downwardly projecting extension 24 in the recess 22 (which can be seen more clearly in Fig. 5) at the top of the valve body 16. The valve stem 20 has a longitudinal opening 23. The recess 22 extends from an upwardly projecting cylindrical wall 26 (shown in detail in Fig. 8) which forms the upper part of the recess 22 and defines a pair of transverse slots 21. Below the slots 21 defined by the upstanding cylindrical wall 26, grooves 32 are formed in the side wall of the valve body recess 22 which communicate with the space or reservoir 34 in the valve body recess 22 below the valve stem 20. An annular recess 50 is formed in the upper shoulder 40 of the valve body 16.
Der Ventilschaft 20 hat ein Loch 42, das mit dem Raum 34 und der Längsöffnung 23 in Verbindung steht. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wirkt das Loch als Produktdurchfluß-Steueröffnung Im Boden des Ventilschafts 20 ist eine Vertiefung 30 mit einer Schulter 28 ausgebildet, an der die zylindrische Wand 26 anliegt, wenn der Ventilkörper 16 und der Ventilschaft 20 zusammengesteckt sind. Die äußere Wand 48 der Vertiefung 30 in dem Ventilschaft 20 ist konisch abgeschrägt.The valve stem 20 has a hole 42 which communicates with the space 34 and the longitudinal opening 23. In the preferred embodiment of the invention, the hole acts as a product flow control opening. In the bottom of the valve stem 20, a recess 30 is formed with a shoulder 28 against which the cylindrical wall 26 rests when the valve body 16 and the valve stem 20 are fitted together. The outer wall 48 of the recess 30 in the valve stem 20 is tapered.
Auf dem oberen Teil des Ventilschafts 20 ist ein Betätigungskopf 36 angebracht. Am Ventilschaft 20 ist eine ringförmige Rippe oder ein Bart 38 angeformt, die den Ventilschaft 20 mit dem Betätigungskopf 36 verankert und das Entfernen des Ventilschafts 20 aus dem Ventilkörper 16 erleichtert.An actuating head 36 is mounted on the upper part of the valve stem 20. An annular rib or beard 38 is formed on the valve stem 20, which anchors the valve stem 20 to the actuating head 36 and facilitates the removal of the valve stem 20 from the valve body 16.
Im geschlossenen Zustand des Aerosolventils, der in Fig. 1 dargestellt ist, liegt die Dichtung 14 dicht an der ringförmigen oberen Schulter 40 des Ventilkörpers 16 und der hochstehenden zylindrischen Wand 26 des Ventilkörpers 16 an, um einen Durchgang des Produktes durch den Schlitz 21 zu verhindern.In the closed state of the aerosol valve, which is shown in Fig. 1, the seal 14 lies tightly against the annular upper shoulder 40 of the valve body 16 and the upstanding cylindrical wall 26 of the valve body 16 to prevent passage of the product through the slot 21.
Im geöffneten Zustand des Ventils, der in Fig. 2 dargestellt ist, werden der Ventilschaft 20 und der Ventilkörper 16 durch Ausübung eines Drucks auf den Betätigungskopf 36 niedergedrückt, um den Schlitz 21 dem unter Druck stehenden Inhalt des Behälters auszusetzen, so daß der Durchgang des Behälterinhalts durch den Schlitz 21, die Nuten 32, den Raum 34, das Loch 42, die Längsöffnung 23 und dann durch die Ausgabeöffnung 44 freigegeben wird.In the open condition of the valve, shown in Fig. 2, the valve stem 20 and the valve body 16 are depressed by exerting pressure on the actuating head 36 to expose the slot 21 to the pressurized contents of the container, thus allowing the passage of the container contents through the slot 21, the grooves 32, the space 34, the hole 42, the longitudinal opening 23 and then through the discharge opening 44.
Die im Ventilschaft und Ventilkörper nach vorliegender Erfindung ausgebildeten Produktkanäle erfordern keine "seitliche Einwirkung" durch Formwerkzeugstifte Ferner ermöglicht die Ausbildung des Loches 42 auf der Ausgabeseite des Raumes 34 einen Rückfluß des Produktes aus dem Ventilschaft auf der Ausgabeseite des Loches 42 in den Raum 34, so daß das Produkt nicht im Ventilschaft trocknet und den Durchgangskanal durch den Ventilschaft nicht verstopft. Darüber hinaus erzeugt die Anordnung des Loches 42 auf der Ausgabeseite des Raumes 34 beim Schließen des Aerosolventils im Raum 34 einen Treibmittelrest, der das Reinigen der Ventilschaft- und Betätigungskopf-Produktkanäle von restlichem Produkt unterstützt und dadurch die Gefahr einer Verstopfung vermeidet oder verringert.The product channels formed in the valve stem and valve body according to the present invention do not require "lateral action" by mold pins. Furthermore, the formation of the hole 42 on the discharge side of the chamber 34 allows for backflow of product from the valve stem on the discharge side of the hole 42 into the chamber 34 so that the product does not dry in the valve stem and does not clog the passageway through the valve stem. In addition, the arrangement of the hole 42 on the discharge side of the chamber 34 creates a propellant residue in the chamber 34 when the aerosol valve is closed, which helps to clean the valve stem and actuator head product channels of residual product and thereby avoids or reduces the risk of clogging.
Beim Zusammenbau der einzelnen Ventilbauteile wird zunächst eine Unter-Baueinheit aus dem Ventilschaft, dem Ventilkörper, der Feder und der Dichtung hergestellt. Eine solche Unter-Baueinheit bewirkt einen lagerichtigen Zusammenhalt von Dichtung und Ventilkörper, so daß ein rascher Zusammenbau der Unter-Baueinheit und anderer Ventilbauteile möglich ist, ohne die Gefahr, daß die Dichtung ihre Ausrichtung relativ zu den anderen Bauteilen verliert, bevor die Dichtung durch Anbördeln des Ventils an der Montagekappe in ihre endgültige Einbaulage gebracht wird.When assembling the individual valve components, a sub-assembly is first made from the valve stem, the valve body, the spring and the seal. Such a sub-assembly ensures that the seal and the valve body are held together in the correct position, so that the sub-assembly and other valve components can be assembled quickly without the risk of the seal losing its alignment. relative to the other components before the seal is brought into its final installation position by flanging the valve onto the mounting cap.
Der Aufbau der Ventilschaft-Ventilkörper-Sitzteile, der die Anordnung und Lagestabilisierung der Dichtung auf dem Ventilkörper erleichtert, ist am besten aus Fig. 7 ersichtlich. Beim Zusammenbauen der Ventileinheit wird die Dichtung 14 über die Außenfläche des Ventilschaftes 20 geschoben und schließlich auf der Schulter 40 des Ventilkörpers 16 aufgesetzt. Das Aufschieben der Dichtung 14 auf die Schulter 40 der zylindrischen Wand 26 wird durch die schräge Schulter 48 des Ventilschaftes 20 erleichtert.The design of the valve stem-valve body-seat parts, which facilitates the arrangement and positional stabilization of the seal on the valve body, is best seen in Fig. 7. When assembling the valve unit, the seal 14 is pushed over the outer surface of the valve stem 20 and finally placed on the shoulder 40 of the valve body 16. Sliding the seal 14 onto the shoulder 40 of the cylindrical wall 26 is facilitated by the inclined shoulder 48 of the valve stem 20.
Darüber hinaus ist die Höhe der hochstehenden zylindrischen Wand 26 vorzugsweise größer als die Dicke der Dichtung, um zu vermeiden, daß die obere Schulter der zylindrischen Wand 26 beim Füllen des Behälters unter Druck mit dem Treibmittelkörper unter die Dichtung 14 gelangt.In addition, the height of the upstanding cylindrical wall 26 is preferably greater than the thickness of the seal in order to prevent the upper shoulder of the cylindrical wall 26 from passing under the seal 14 when the container is filled under pressure with the propellant body.
Die in der Beschreibung der Fig. 1 und 2 verwendeten Bezugszahlen gelten für die gleichen Bauteile in den Fig. 3 bis 8.The reference numbers used in the description of Figs. 1 and 2 apply to the same components in Figs. 3 to 8.
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