DE69003453T2 - Ventilzusammenbau für eine unter Druck stehende Verpackung und mit einem derartigen Zusammenbau ausgerüstete Verpackung. - Google Patents

Ventilzusammenbau für eine unter Druck stehende Verpackung und mit einem derartigen Zusammenbau ausgerüstete Verpackung.

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DE69003453T2
DE69003453T2 DE90401276T DE69003453T DE69003453T2 DE 69003453 T2 DE69003453 T2 DE 69003453T2 DE 90401276 T DE90401276 T DE 90401276T DE 69003453 T DE69003453 T DE 69003453T DE 69003453 T2 DE69003453 T2 DE 69003453T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für eine Einwegverpackung oder für einen nicht nachfüllbaren Behälter mit einem Ventilgehäuse, das ein Hauptventilorgan umschließt, das durch eine erste Rückstellfeder in Schließstellung belastet ist und gegen die Wirkung der Feder mit einer Betätigungseinrichtung des Hauptventils zusammenwirken kann.
  • Die zunehmende Verwendung leichter Verpackungen, die ausschließlich ein einziges Mal befüllt werden dürfen, sogenannte Einwegverpackungen, werfen in Hinsicht auf ihre verbotene mögliche Wiederbefüllung Sicherheitsprobleme vor allem in solchen Fällen auf, in denen der Arbeitsdruck hoch ist.
  • Um die Möglichkeit irgendeiner späteren Befüllung durch einen Benutzer zu verhindern, der die Vorschrift oder die Gefahren eines derartigen Vorgehens mißachtet, schlägt die Erfindung eine neue Ventilanordnung einfachen und kompakten Aufbaus sowie geringer Herstellungskosten vor, die ausschließlich eine einmalige Befüllung der Verpackung erlaubt und mit Sicherheit jegliche auf eine Entleerung folgende neue Befüllung der Verpackung zumindest teilweise unterbindet.
  • Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Hilfsventilorgan gelöst, das in Serie zu dem Hauptventilorgan im Gehäuse angeordnet ist, durch eine schwach vorgespannte zweite Feder in Schließstellung belastet ist und anfangs von einer Einrasteinrichtung in geöffneter Stellung gehalten ist, welche Einrasteinrichtung anfangs in einer Einraststellung gesichert ist und von dem Hauptventilorgan in eine endgültige Entriegelungsstellung verschiebbar ist, sofern eine verstärkte Öffnungsbewegung auf das Hauptventilorgan über dessen normalen Öffnungsweg hinaus übertragen wird.
  • Nachdem die Verpackung in der Fabrik mit einer Flüssigkeit und/oder einem Gas herkömmlich befüllt worden ist, genügt es dank dieser Anordnung, das Hauptventil stärker zu verstellen, um die Entriegelung des Hilfsventils und seine Verstellung in die Schließstellung unter der Einwirkung der zweiten Feder sicherzustellen. Daraus folgt, daß eine spätere Entleerung in jedem Fall möglich ist, weil das Hilfsventil sich unter der Wirkung der anfänglichen Entspannung bei der Entleerung aufgrund des internen Drucks in der Verpackung öffnet, jedoch andererseits unter der durch den Außendruck verstärkten Wirkung der zweiten Feder in der Schließstellung verbleibt, wenn ein Wiederbefüllungsversuch unternommen wird.
  • In Übereinstimmung mit einem besonderen Merkmal der Erfindung sind die Haupt- und das Hilfsventilorgane koaxial zur Einrasteinrichtung vorgesehen, welche aus einem Teil mit elastischen Klammern gebildet ist, das einen Eingriff zwischen dem Hilfsventilorgan und dem Gehäuse unterstützt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen hervor; in diesen zeigen:
  • - Figuren 1 bis 3 Schnittansichten einer ersten Ausführungsform der Ventilanordnung in den folgenden Stellungen: in einer Befüllungsbereitschaftsstellung (Fig. 1); in einer Befüllungs stellung (Fig. 2); in einer Stellung nach Beendigung der Befül lung sowie während der gesamten Entleerung (Fig. 3);
  • - Figur 4 eine perspektivische Ansicht des Einrastteils der Figuren 1 bis 3;
  • - Figur 5 eine Figur 1 entsprechende Ansicht einer zweiten Ausführungsform;
  • - Figuren 6 bis 8 den Figuren 1 bis 3 entsprechende Ansichten einer dritten Ausführungsform; und
  • - Figur 9 eine perspektivische Ansicht des Einrastteils der Figuren 6 bis 8.
  • Wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, umfaßt ein als Einmalverpackung ausgelegter, unter Druck stehender Fluidbehälter einen Flaschenkörper 1 mit einem Hals 2, der im Innern zwei aufeinanderfolgende ringförmige Schiltern 3 und 4 aufweist. Der am tiefsten gelegene Schulter 4 dient über einen breitesten Rand 6 und eine Dichtung 5 als dichtes Auflager eines Ventilgehäuses 7, das im Hals 2 durch einen Stopf en 8 an Ort und Stelle gehalten wird, der bei 9 in den Hals 2 eingeschraubt ist und eine zentrale Öffnung 10 für den Durchlaß eines rohrförmigen Ventilkopfs 11 und eine Aussparung 12 für das Anbringen eines Ventils 13 aufweist. Die Anordnung ist deshalb nicht entf ernbar und dicht, weil das äußere Ende des Halses 2 den Stopfen 8 quetschend umgreift und/oder dadurch, daß die Wand des Halses 2 über Körnermarken 15 in eine Umfangsnut 16 des Stopfens 8 eingedrückt ist.
  • Das Ventilgehäuse 7 weist eine seine axiale Endwand 20 durchsetzende Öffnung 21 für den Durchtritt des Ventilkopfs 11 unter Zwischenfügung einer Dichtung 22 auf, die in der Wand 20 des Gehäuses 7 gehaltert ist. Der Ventilkopf 11 bildet eine aus dem Ventilgehäuse 7 vorstehende Verlängerung eines als Hauptventil bezeichneten Füll-/Entleerventils 25, das mit einem beweglichen Organ ausgebildet ist, das außer dem Ventilkopf 11 ein Füll/-Entleer-Hauptventilorgan 26 umfaßt, das mit einer Dichtung 27 versehen ist und in der Schließstellung gegen die Wand 20, um die Öffnung 21 herum anliegt, sowie einen Ventilorgankörper 28 und einen Stößel 29. Der Ventilkopf 11 weist einen Axialdurchlaß 30 auf, der an einem mit Ansätzen 31 versehenen freien Ende nach außen und über Radialdurchläße 32 nach innen mündet, die unmittelbar über dem Ventilorgan 26 angeordnet sind. Eine Druckfeder 33 umgreift den Ventilkörper 28 und stützt sich zwischen dem Ventilorgan 26 und einer Innenschulter 34 in dem Gehäuse 7 ab. Diese Schulter 34 wird vorteilhafterweise durch einen Bodenteil 35 gebildet, das stramm in einer Mantelfläche 36 des Ventilgehäuses 7 sitzt. Das Bodenteil 35 weist ferner zwei auf einanderfolgende Schultern 37 und 38 und eine zylindrische Lauffläche 39 zur Führung eines Hilfsventils 40 mit Spiel auf, das als Füllungsverhinderungsventil bezeichnet wird und aus einem beweglichen Teil 41 gebildet ist, das einen Haltekopf 42 für ein Rückhalteteil oder ein elastisches Einrastteil 44 für das bewegliche Teil 41 aufweist, ein Ventilorgan 45 mit einer an seiner Unterseite gelegenen Dichtung 46 und einen Stößel 47, der einen Durchlaß 48 durchsetzt und aus diesem vorsteht, sowie in einer Sicherungsscheibe 49 für eine schwach vorgespannte Druckfeder 50 endet, die sich gegen die Außenstirnseite des Bodenteils 35 abstützt.
  • Das elastische Rückhalteteil 44 besteht aus einem ringförmigen Körper 51, von dem ausgehend sich drei oder vier streifenförmige Klammern 52 erstrecken, die jeweils in einen gekrümmten Finger 53 aus laufen.
  • Während der Herstellung in der Fabrik bringt man die Anordnung der Klammern 52 zunächst in Eingriff mit der durch die Schulter 34 begrenzte Öffnung, bis die gekrümmten Finger elastisch über der Schulter 34 einrasten, was einer gesicherten Einraststellung des geöffneten Hilfsventilorgans 45 entspricht.
  • Das auf der Flasche 1 mittels des Stopfens 8 angebrachte Ventilgehäuse 7 ist am Füllstand mit einem Füllhahn 60 versehen, dessen Körper 61 bei 62 mit einer zwischengelegten Dichtung 64 in ein Innengewinde 63 des Stopfens 8 eingeschraubt ist. In einen mit der Außenumgebung über einen seitlichen Durchlaß 66 mit Anschluß 67 kommunizierenden Axialdurchlaß 65 des Füllhahnkörpers 61 ist schraubverstellbar eine Füllhahnspindel 69 mit einem Betätigungsknopf 690 eingesetzt. Die Füllhahnspindel 69 weist eine axiale Erstreckung auf, die ausreicht, um aufeinanderfolgend drei Stellungen einzunehmen, die durch die Striche a (maximales Herausstehen der Spindel 69), b (geringfügiges Eintauchen der Spindel 69) und c (vollständiges Eintauchen der Spindel 69) markiert sind. In der Stellung a befindet sich das freie Ende 69' der Spindel 69 in einem geringen Abstand zum Ende des Kopfs 11 des beweglichen Teils 25 dieses Hauptventilorgans 26, und das Organ 26 nimmt seine dichte Schließstellung ein, während das Hilfsventilorgan 45 durch das Einrastorgan 44 in seiner Öffnungsstellung gehalten wird.
  • Daraufhin wird über den Anschluß 67 eine Quelle komprimierten Gases angeschlossen und die Stange des Ventils 40 wird bis zur Eintauchmarkierung b betätigt, in welcher Stellung das bewegliche Teil 25 geringfügig derart verstellt ist, daß das Hauptventilorgan 26 von seinem Sitz 20 freikommt, ohne daß jedoch der Stößel 29 gegen den Kopf 42 des beweglichen Teils des Hilfsventilorganss 45 in Anschlag kommt, das in seiner verrasteten Öffnungsstellung verbleibt. Das unter Druck stehende Gas kann dadurch in die Flasche über die Durchgänge 30, 32 und 48 eindringen (siehe Fig. 2).
  • Am Ende des Füllvorgangs wird die Füllhahnspindel 69 durch den Knopf 690 so betätigt, daß sie ihre maximale Eintauchstellung einnimmt (c), was zur Folge hat, daß der Stößel 29 des Hauptventilorgans 26 unter Druck gegen den Kopf 42 des Hilfsventils 40 anliegt, bis die endgültige und unumkehrbare Entriegelung des Rückhalteteils 44 eingeleitet wird, indem die Finger 53 außer Eingriff mit der Schulter 34 gedrängt werden. Das Hilfsventilorgan 45 wird daraufhin unter der Einwirkung der Feder 50 sofort in seine Schließstellung bewegt (Fig. 3), weil der selbe Druck auf beiden Seiten des Ventilorgans 45 herrscht. Der Füllhahn 60 wird daraufhin wieder geschlossen, in dem die Spindel 69 wieder angehoben wird.
  • Daraufhin wird die Gasquelle von dem Füllhahn 60 durch Abschrauben getrennt. Die Verpackung ist zum Lagern und/oder zum Ausliefern an einen Benutzer fertig.
  • Am Ort der Benutzung wird ein herkömmlicher Ablaßhahn angeschlossen, der nur über zwei Stellungen, einer Öffnungs- und einer Schließstellung, verfügt. Jeder Öffnungsdruck auf das Ventilorgan 26 führt zu einer Gasabgabe und, aufgrund des niedrigen Drucks, stromabwärts vom Hilfsventilorgan 45 zur sofortigen Öffnung des Ventilorgans 45, wodurch Gas aus der Flasche entweicht.
  • Am Ende des Abgabevorgangs führt das Hilfsventilorgan 45 keinen weiteren Hub aus und verbleibt in seiner Schließstellung auf seinem Sitz 38 unter der Einwirkung der Druckfeder 50.
  • Bei dieser Anordnung ist jeder Versuch des Wiederbefüllens durch den Benutzer zum Scheitern verurteilt. Selbst bei Benutzung des spezielen Dreistellungsfüllhahns 60 vom Füllstand verbleibt das Hilfsventilorgan 45 in seiner Schließstellung auf seinem Sitz 38, und jegliche Gaszuleitung verstärkt nur diese Schließstellung. Die Verpackung ist deshalb vollständig sicher gegen eine Wiederverwendung.
  • In Figur 5 ist eine Abwandlung der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform dargestellt.
  • Das Ventilgehäuse 7 ist hier durch einfaches Einschrauben oder Einpressen bei 71 in das Innere eines tiefgezogenen Halses 72 eines Verpackungsdeckels 1 angebracht, nachdem das Ende des Halses bei 73 zum Umschließen des Ventilgehäuses 7 flachgedrückt worden ist. Der Füllhahn 60 zum Steuern des Öffnens des Hauptventils 26 und zum Entriegeln des Hilfsventilorgans 45 ist durch Aufschrauben des Füllhahnkörpers 61 auf die Außenseite des Halses 72 angebracht. Das Hilfsventilorgan 45 ist hier mittels einer Rückhalteeinrichtung 44 verrastet, die an der Außenseite des Ventilgehäuses 7 angeordnet und am beweglichen Teil 40 des Hilfsventilorgans befestigt, indem sie zwischen der Scheibe 49 und der Feder 50 eingeklemmt ist. Die Finger 53 stützen sich hier auf einem außengelegenen Kragen 34' am unteren Ende des Gehäuses 7 auf. Der Stößel 29 des beweglichen Teils des Hauptventilorgans 26 ist hier massiver ausgeführt und steht in direktem Eingriff mit dem Hilfsventilorgan 45.
  • Wie in den Figuren 6 bis 8 gezeigt, ist eine Flasche 1 mit Hals 2 mit einem Ventilgehäuse 7 ausgestattet, das einen Körper 74 aufweist, der in das Innere des Halses 2 bis zum Klemmsitz eines oberen Randes 75 auf dem Rand 76 des Flaschenhalses 2 unter Zwischenlage eines Dichtrings 77 eingeschraubt ist, wobei die gesamte Anordnung durch Körnermarken 15 gegen die Einschnürung l6 in einen nicht lösbaren Zustand gebracht ist.
  • Der Körper 74 weist einen zentralen Axialdurchlaß 78 mit einem Zentralabschnitt 79 auf, der ein Lager für das bewegliche Teil des Hauptventilorgans 25 bildet, einen oberen Abschnitt 80 vergrößerten Durchmessers mit einer innenliegenden Anschlagschulter 80' für einen Füll-/Entleerhahn 600, und einen unten gelegenen vergrößerten Abschnitt, der eine Ausnehmung 81 für das Hilfsventilorgan 45 bildet, wobei die Ausnehmung 81 durch eine aufgeschraubte Kappe 82 verschlossen ist, das an der Unterseite einen Durchlaß 83 aufweist, vor dem eine breite innen gelegene Schulter 84 angeordnet ist.
  • Das Hauptventil 25 weist einen Ventilkörper 85 auf, der in einen Zwischenabschnitt des Zentraldurchlasses 78 bis zum Anschlag auf der innen gelegenen Schulter 86 eingeschraubt ist. Dieser Ventilkörper 85 bildet, einen Axialdurchlaß mit einer innen gelegenen Anschlagschulter für eine Druckfeder 87, die sich anderenteils auf einem Kragen vor einer Ventilorganspindel 88 abstützt, die eine oben gelegene Betätigungsverlängerung 89 und einen unten gelegenen Stößel 29 aufweist, der das Hauptventilorgan 26 verlängert, das eine Ringdichtung 27 in Zusammenwirkung mit dem unteren Vorderende aufweist, das den Sitz 90 des Ventilkörpers 85 bildet. Der Ventilorganstößel 29 liegt dem Hilfsventilorgan 45 gegenüber, das seinerseits eine Verlängerung 91 hat, die ein Lager für eine schwach vorgespannte Druckfeder 50' bildet, die zwischen den Ventilorganen 26 und 45 angeordnet ist.
  • Die Ringdichtung 46 des Hilfsventilorgans 45 ist zur dichten Anlage gegen die Schulter 84 ausgelegt, die um den Zentraldurchlaß 83 in dem Boden der Kappe 82 einen Sitz bildet.
  • Das Hilfsventilorgan 45 weist eine Umfangsnut 98 zum vorübergehenden Halten des Hilfsventils 45 in einer eingerasteten Stellung im Abstand vom Sitz 84 mittels einer flexiblen ringförmigen Scheibe 99 auf, die wenigstens zwei, typischerweise drei Klammern umfaßt, die sich radial zum Innern 99a und 99b erstrecken und in die Nut 98 eingreifen, und deren Außenumfang dicht zwischen der innen gelegenen Schulter 100 der Kappe 82 und dem unteren Vorderrand 101 des Körpers des Gehäuses 7 eingeklemmt ist.
  • Das Füll-/ Auslaßorgan 600 weist, wie vorstehend beschrieben, einen Körper 61 auf, der dazu ausgelegt ist, in die Ausnehmung 80 eingeschraubt zu werden, wobei der Körper einen unten gelegenen Axialvorsprung 610 und einen Axialdurch 611 aufweist, der über Radialdurchlässe 612 in die Außenumgebung mündet.
  • Vor einer ersten Füllung wird der Körper 6l bis in eine Zwischenposition (Fig. 77) eingeschraubt, in der der Vorsprung 610 in Anlage gegen die Verlängerung 89 des Hauptventilorgans gelangt, die den Hauptventilorganstössel 88 zurückstößt und das Hauptventilorgan 26 von seinem Sitz 90 abhebt.
  • In dieser Zwischenstellung befindet sich der unten gelegene Stößel 29 des Hauptventilorgans 26 noch nicht in Kontakt mit der Verlängerung 91 des Hilfsventilorgans 45, das durch die Scheibe 99 in seiner Offenstellung verrastet ist. Die Füllung kann somit stattfinden, wobei sowohl das Hauptventilorgan 26 wie das Hilfsventilorgan 45 sich in ihren Offenstellungen befinden. Nachdem die Befüllung beendet ist, wird der Körper 61 weiter vorgeschraubt (Fig. 8), so daß der Stößel 29 auf die Verlängerung 91 des Hilfsventilorgans 45 drückt. Jenseits einer axialen Stellung maximaler Verformung rasten die Klammern der Rückhaltescheibe 99 aus der Nut 98 aus, und das Hilfsventilorgan 45 wird endgültig entriegelt, gelangt unter der Einwirkung der Feder 50' in Eingriff mit seinem Sitz 84 und gibt den Durchlaß 83 ausschließlich in Richtung einer Entleerung des Inhalts der Verpackung 1 frei.

Claims (10)

1. Ventilanordnung für einen unter Druck stehenden Fluidbehälter (1) mit einem Ventilgehäuse (7), das ein Hauptventilorgan (26) umschließt, das durch eine erste Rückstellfeder (33; 87) in Schließstellung belastet ist und gegen die Wirkung der ersten Feder mit einer Betätigungseinrichtung (690; 600) des Hauptventilorgans zusammenwirken kann, gekennzeichnet durch ein Hilfsventilorgan (45), das in Serie zu dem Hauptventilorgan (26) im Gehäuse (7) angeordnet ist, durch eine schwach vorgespannte zweite Feder (50; 50') in Schließstellung belastet ist und anfangs von einer Einrasteinrichtung (44; 99) in geöffneter Stellung gehalten ist, welche Einrasteinrichtung anfangs in einer Einraststellung gesichert ist und von dem Hauptventilorgan (26) in eine endgültige Entriegelungsstellung verschiebbar ist, sofern von der Betätigungseinrichtung (690; 600) eine verstärkte Öffnungsbewegung auf das Hauptventilorgan über dessen normalen Öffnungsweg hinaus übertragen wird.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Haupt- (26) und das Hilfsventilorgan (45) koaxial zur Einrasteinrichtung angeordnet sind, welche aus einem Teil (44; 99) mit elastischen Klammern (52; 99a; 99b) gebildet ist, das zwischen das Hilfsventilorgan (45) und das Gehäuse (7) elastisch eingreifend eingetügt ist, wobei das Hauptventilorgan (26) eine auf das Hilfsventilorgan gerichtete Verlängerung (29) aufweist, die zum Zusammenwirken mit dein Hilfsventilorgan unter axialem Druck ausgebildet ist.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrasteinrichtung (44) mit dem Hilfsventilorgan (45) fest verbunden ist, und daß die elastischen Klammern (52) freie Enden (53) besitzen, die mit einer mit dem Gehäuse (7) einstückigen verankerungsschulter (34; 34') zusammenwirken.
4. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrasteinrichtung (44) im Ventilgehäuse (7) zwischen dem Hauptventilorgan (25) und dem Hilfsventilorgan (45) angebracht ist, wobei die Verankerungsschulter von einem radialen Einsprung (34) des Gehäuses gebildet ist.
5. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrasteinrichtung (91) außerhalb des Ventilgehäuses (80) angeordnet ist, wobei die Verankerungsschulter von einem äußeren radialen Bund (34') des Gehäuses gebildet ist.
6. ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrasteinrichtung (99) mit dem ventilgehäuse (7) fest verbunden ist, wobei die elastischen Klammern (99a; 99b) freie Enden besitzen, die mit dem Hilfsventilorgan (45) zusammenwirken.
7. Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrasteinrichtung (99) aus einem ringförmigen Teil mit mindestens zwei Klammern (99a; 99b) gebildet ist, die sich radial nach innen erstrecken, und deren Enden in einer Umfangsnut (98) des Hilfsventilorgans (45) aufgenommen sind.
8. Ventilanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder (50') zwischen dem Haupt- (26) und dem Hilfsventilorgan (45) angeordnet ist.
9. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (7) aus einem mit dem Behälter (1) fest verbundenen Körper (74) besteht und einen eine Aufnahme für das Hauptventilorgan (26) bildenden gestuften Axialdurchlaß (78) sowie eine Kappe (82) umfaßt, die die Aufnahme und den Sitz (84) für das Hilfsventilorgan (45) bildet.
10. Verpackung für ein unter Druck stehendes Fluid, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Ventilanordnung nach einern der Ansprüche 1 bis 9 ausgestattet ist.
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