EP3802361A1 - Beutelventil - Google Patents

Beutelventil

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Publication number
EP3802361A1
EP3802361A1 EP19734257.9A EP19734257A EP3802361A1 EP 3802361 A1 EP3802361 A1 EP 3802361A1 EP 19734257 A EP19734257 A EP 19734257A EP 3802361 A1 EP3802361 A1 EP 3802361A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
bag
bagged
box according
collar
Prior art date
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Pending
Application number
EP19734257.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Jufer
Hans Jürgen Werner
Gábor FAZEKAS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP3802361A1 publication Critical patent/EP3802361A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/14—Containers or packages with special means for dispensing contents for delivery of liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant for a product delivered by a propellant
    • B65D83/60—Contents and propellant separated
    • B65D83/62—Contents and propellant separated by membrane, bag, or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/14—Containers or packages with special means for dispensing contents for delivery of liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant for a product delivered by a propellant
    • B65D83/44—Valves specially adapted therefor; Regulating devices
    • B65D83/48—Lift valves, e.g. operated by push action

Definitions

  • the invention relates to a bag valve for a pressure vessel, in particular pressure cans, for applying viscous to pasty products, comprising a valve disk, a valve body arranged on the valve body, a guided in a central recess of the valve body star with at least one releasable by actuation of the star inlet opening for the product contained in the bag, at least one outlet opening, an elastic element acting on the star, sealing elements acting between valve plate and valve body and between valve body and star and a bag arranged on the valve for the product to be dispensed through the valve.
  • the invention further relates to a pressure cell with such a bag valve.
  • Pressure cans for dispensing viscous to pasty substances have long been known and in use. Applications are found, for example, in the food sector (cake decoration), in hygiene products (toothpaste) as well as in cosmetics.
  • this piston cans are used, in which a piston divides the pressure cell into an upper and a lower part, wherein in the upper part, below the valve, the protagonistde product is located and in the lower part, below the piston and above the bottom, a propellant gas , In such pressure doses on the one hand, the often insufficient separation of product and blowing agent is problematic and on the other hand, the introduction of both the product and the blowing agent consuming.
  • a second valve in the bottom of the can is needed for filling the propellant in particular a second valve in the bottom of the can is needed. The second valve and the piston as well as the filling devices increase the cost of the cans and the product significantly.
  • bags of pouches contain the product separated from the propellant gas.
  • the same problems arise in the filling with propellant gas, as in the case of the above-described piston can.
  • the bag is placed on the valve, filling of the product with the valve is required, which is time consuming and expensive and at the same time pollutes the valve. Due to the design of the valve systems is the Filling speed limited.
  • the introduction of the propellant gas requires either a special design of the main valve or a second valve in the bottom of the can.
  • Such bags are not suitable for products with a viscosity of more than 50 Pas. They are used, for example, in shaving gels.
  • the object of the invention is therefore to provide a pressure cell with which stored in a bag viscous and pasty substances can be discharged by means of a propellant.
  • Such a bag of bags should be inexpensive to manufacture, easy to fill and safe to use.
  • a bag valve of the type mentioned in which the bag is fixed to a holding element having a central passage, wherein the holding member has a laterally extending retaining plate which sealingly connected to a can side vertically extending collar of the valve body is.
  • the object is further achieved with a pressure cell, which is equipped with such a bag valve.
  • the bag valve according to the invention avoids the disadvantages of the prior art. On the one hand, product and blowing agent are safely separated from one another as desired.
  • the special design of the valve with a holding element allows the filling of the bag with a product, even inside the pressure box, before mounting the valve and pressurizing the pressure box with propellant. It can be used conventional pressure cans that need to be equipped only with the bag valve of the invention.
  • the terms “valve-side” and “can-side” here refer to an orientation towards the valve or to the inside of the can, in the vertical direction. Accordingly, “inwards” and “out of cans” - in the horizontal - an orientation to the can edge or can axis to understand.
  • the bag valve according to the invention is derived from a conventional solids valve for the application of polyurethane-based mounting foams, as described for example in EP 2 028 131 A1 and EP 3 044 123 A1.
  • the bag valve according to the invention is intended and suitable for the application of viscous to pasty products from a pressure cell using a propellant. It relies on a common solid valve that is modified for this purpose.
  • a solids valve is usually made of a polyalkylene, such as polypropylene, by injection molding.
  • the conventional part of the valve consists of a valve disk, a valve body arranged on the valve body having a central recess in which a star is guided, wherein the valve has a releasable by actuation of the star inlet opening for the bag contents. The operation is carried out in particular by impressing the star.
  • An elastic element which is connected to the star, causes the return of the valve in the closed state after actuation. Between the valve plate and the valve body and between the valve body and star sealing elements are arranged.
  • the product bag is mounted on the can end of the valve.
  • the valve body on the can side, a circumferential collar, which goes beyond the can end of the star.
  • the bag is mounted on a support member having a central passageway and connected to the collar via a retaining plate extending laterally (outwardly of the socket). The compound is gas and liquid tight.
  • the retaining plate of the retaining element can be glued or welded to the collar of the valve.
  • the connection can be made, for example, by welding with ultrasound (HF welding). But is preferably a snap-in or snap connection, which allows easy locking of the holding plate with the already mounted bag and the collar of the valve. It is understood that between the holding plate and collar, a sealing element must be arranged.
  • a latching or snap connection can be effected, for example, via a projection arranged outside on the circumferential collar of the valve body and latching hooks arranged peripherally on the retaining plate.
  • the principle of such snap-in connections is known per se.
  • the locking connection is created permanently, a separation of valve and retaining plate is not provided.
  • the required seal can be provided for example by an O-ring, which is arranged marginally in a receptacle of the holding plate and seals against the can-side end of the collar.
  • the can-side end of the collar can be bevelled inwards, in such a way that the bevel faces the can axis and the O-ring seals against this bevel.
  • Such a slope provides a particularly good and lasting contact between the seal and collar of the valve body, which protects against loss of propellant during storage of a filled pressure cell.
  • An advantage of the pressure cell according to the invention is corresponding to the low propellant loss during storage time and service life.
  • the required seal also by a formed on the outer edge of the retaining plate or molded sealing element, which consists for example of a thermoplastic elastomer (TPE).
  • TPE thermoplastic elastomer
  • Such plastic products consisting of two different materials can be produced, for example, in a 2K injection process. Even with a molded sealing element, the sealing effect comes about through the tight and sealing contact between retaining plate and collar.
  • the can-side edge of the collar may be bevelled inwardly as described above for the O-ring.
  • the product bag is fixed to a central pin of the retaining element. It is understood that the central bore of the holding element extends through this pin.
  • the pin itself may be round, but also take any other shape that is compatible with the purpose, such as polygonal, in particular square, diamond-shaped or teardrop-shaped. The determination is made in particular by gluing or welding, such as ultrasound. A horizontal circumferential filling of the pin is advantageous, especially during assembly.
  • the bag itself is preferably made of plastic and multilayered.
  • the multi-layer design increases the tear strength and prevents the tearing of the bag from the retaining element after filling. It is understood that to improve the tightness of composite materials of several plastics or aluminum can be used. Also, the metallizing a plastic film for the bag is possible.
  • the valve part of the bag valve according to the invention is essentially designed according to EP 2 028 131 A1.
  • the valve body has a circumferential groove around the star, in which the elastic element is mounted.
  • the elastic element engages around the star and, in addition to the spring action (resetting effect after actuation of the valve), brings with it an additional sealing effect against the star.
  • the elastic element preferably consists of a thermoplastic elastomer (TPE).
  • a coil spring can be used. Particularly useful is also a combination of coil spring and thermoplastic elastomer.
  • As an abutment for the elastic element at the valve-side end of the star is a retaining ring made of a durable plastic, such as polyoxymethylene.
  • the invention further relates to such a bag valve equipped pressure vessel, in particular pressure cans.
  • blowing agent in such pressure doses for example, nitrogen or another inert gas, air or a conventional propellant gas, for example, a liquefied petroleum gas or a liquid gas mixture (propane, butane, dimethyl ether) serve.
  • the bag valve according to the invention allows a particularly efficient filling of pressure cans.
  • the holding element is connected to the bag, ultrasonically welded and the bag hooked into the still open topped pressure box.
  • the retaining element remains outside the pressure box.
  • the bag can now be filled.
  • the holding plate of the combination of holding element and filled bag is connected to the collar of the valve, for example by latching or by ultrasonic welding.
  • the pressure cell is then filled with propellant, wherein the pressure is in the range of 2 to 14 bar, and - even under the bell jar - the valve disk crimped with the can dome. After labeling and packaging the box is ready to ship.
  • Figure 1 is an overall view of an inventive
  • Figure 2 is a detail view of the retaining element
  • FIG. 3 is a detail view of the connection of the holding element and
  • FIG. 4 shows the individual elements of the bag valve according to FIGS. 1 to 3;
  • Figure 5 shows a second variant of the holding element with molded
  • FIG. 6 shows a detailed view of the connection of the holding element according to FIG. 5 with the valve collar
  • FIG. 7 shows a third variant of the retaining element
  • FIG. 8 shows a detailed view of the connection of the holding element according to FIG. 7 with the valve collar; and Figure 9 shows schematically the steps in the assembly of pressure cell and bag valve including filling.
  • FIG. 1 shows an inventive bag valve without mounted bag.
  • the actual valve is designated by the reference numeral 1, the retaining element for the bag with 2.
  • the valve 1 consists of the valve plate 3 with the Crimea 4, the star 5, the valve body 6 with a pulled-down collar 7, which is aligned on the can side and the elastic element 8, in this case arranged around the star 5 sleeve made of a thermoplastic elastomer.
  • the star 5 has at its can end 2 a plurality of inlet openings 9 and the valve-side end an outlet opening 10.
  • a plastic sleeve 1 1 which serves as an upper abutment for the elastic element 8.
  • the lower or can-side end of the elastic element 8 is supported in an annular groove of the valve body 6.
  • valve body 6 has a foot 13 which extends annularly sideways and seals the star against the valve body 6. In the contact region of valve foot 13 with valve body 6 are sealing lips 12. Alternatively, an O-ring in question, which is arranged in a groove of the valve body 6 or 5 star. Furthermore, the valve body may also have an injection-molded sealing element made of a thermoplastic elastomer (TPE, 2K syringes).
  • TPE thermoplastic elastomer
  • the valve body 6 is fitted in known manner in the valve disk 3 and fixed to it.
  • the holding element 2 consists of a retaining pin 21 and a retaining plate 22, which are arranged concentrically around a passage 23.
  • the retaining plate 22 extends laterally in the direction of the edge of a surrounding pressure cell and is connected via a sealing ring 24 and locking elements 25 with the collar 7 of the valve body 6, see detail X.
  • the retaining pin 21 itself may have any shape, but is expediently diamond-shaped elongated, so has approximately a ship shape. It has circumferential ribs 26 which serve to better hold a mounted bag.
  • FIG. 2 shows a variant of the retaining element 2 according to the invention with the retaining pin 21 and the retaining plate 22. In the center of the holding member 2 extends a passage 23, is filled by the bag contents in the bag and deployed upon removal. Ribs 26 surround the pin 21 horizontally. To facilitate the introduction into a pressure cell and fixing a bag, the pin 21 is tapered at its can end, ie, the side surfaces are chamfered.
  • the plate 22 has a receptacle 27 for an O-ring, around the circumference arranged detents 25 for fixing the retaining element on the collar 7 of the valve body 6 and an inner rising edge 29, which extends on the valve side and the seat of the retaining element on the collar 7 of the Valve plate 6 improved.
  • FIG 3 shows the detail X of Figure 1 with the can side falling down from the valve 1 collar 7, the retaining plate 22 with its upstanding edge 29 and the receptacle 27 for an O-ring 24.
  • the O-ring 24 is in turn in the receptacle 27 of Valve plate 22 and is supported on the valve 1 in the region of the collar 7 on a sloping surface 15 from which points inwardly with its slope.
  • the collar 7 further has on its outer side (directed out of the can) a circumferential projection 16, behind which engage the locking elements 25 of the retaining element 2.
  • the immovable seat of the locking elements 25 on the projection 16 is ensured by the upstanding edge 29 of the retaining plate 22, which bears directly against the inner wall of the collar 7.
  • Figure 4 shows the individual elements of Figures 1 to 3 together with a bag 30 in synopsis.
  • the valve 1 with the collar 7 is locked with interposed O-ring 24 with the retaining element 2.
  • the bag 30 is connected to the pin 21 of the retaining element 2.
  • valve body consists of HDPE, that holding element of PP and the bag of several layers PE.
  • Figures 5 and 6 show a further variant of the seal between the valve 1 and the holding element 2.
  • the seal 24 consists of a molded on the retaining plate 22 in the 2K process sealing ring of a thermoplastic elastomer, which, as shown in Figure 6, against the Sloping 15 of the collar 7 of the valve 1 seals.
  • the sealing principle corresponds to the principle shown in FIGS. 2 and 3.
  • 7 and 8 show a third variant of a seal between the valve 1 and the holding element 2.
  • the sealing element is replaced by a welded joint having an outer circumferential groove 31 of the holding plate 22 with a circumferential projection 17 of the collar 7 of the valve. 1 combines.
  • the material of the valve 1 is expediently identical to the material of the holding element 2, for example HDPE.
  • the connection is preferably made by ultrasonic welding.
  • FIG 9 shows schematically the mounting principle for a pressure vessel according to the invention equipped.
  • the bag 30 which is already connected to the holding element 2, suspended in a pressure box 40 with a dome 41.
  • the retaining plate 2 remains outside the cathedral.
  • the bag 30 is filled by the passage of the holding member 2.
  • the valve 1 is clicked on the retaining element 2.
  • the bag valve is lowered further into the can, but not yet connected to the can dome 41 (C).
  • Blowing agent (arrow) is introduced into the can via a pressure bell (D) and, under the bell, the bag valve is crimped to the can end (E).
  • a filling of the bag by the star of the valve is also possible, but then requires the cleaning of the star. Filling through the valve is usually necessary when the valve and retaining element are welded together.
  • the bag valve according to the invention and thus equipped pressure cans can be used for a variety of viscous and pasty products.
  • honey, cake decorations, cheese, dough, fat, pudding, creams can be mentioned.
  • toothpaste and soap are suitable products.
  • cosmetics sector as well as in medicine Creams and ointments come into question.
  • grease and pastes should be mentioned.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)

Abstract

Beutelventil für einen Druckbehälter, insbesondere Druckdosen (40), zur Ausbringung von zähflüssigen bis pastösen Produkten, mit einem Ventilteller (3), einem an dem Ventilteller (3) angeordneten Ventilkörper (6), einem in einer zentralen Ausnehmung des Ventilkörpers (6) geführten Stem (5) mit wenigstens einer durch Betätigung des Stems freigebbaren Eintrittsöffnung (9) für das in dem Beutel (30) enthaltene Produkt, wenigstens einer Austrittsöffnung (10), einem auf den Stem (5) wirkenden elastischen Element (8), zwischen Ventilteller (3) und Ventilkörper (6) und zwischen Ventilkörper (6) und Stem (5) wirkenden Dichtelementen (12) sowie einem an Ventil (1) angeordneten Beutel (30) für das durch das Ventil (1) auszubringende Produkt, wobei der Beutel (30) an einem Halteelement (2) festgelegt ist, das einen zentralen Durchgang (23) aufweist, wobei das Haltelement (2) über einen sich seitlich erstreckenden Halteteller (22) verfügt, der dichtend mit einem sich dosenseitig vertikal erstreckenden Kragen (7) des Ventilkörpers verbunden ist.

Description

Beutelventil Die Erfindung betrifft ein Beutelventil für einen Druckbehälter, insbesondere Druckdosen, zur Ausbringung von zähflüssigen bis pastösen Produkten, mit einem Ventilteller, einem an dem Ventilteller angeordneten Ventilkörper, einem in einer zentralen Ausnehmung des Ventilkörpers geführten Stern mit wenigstens einer durch Betätigung des Sterns freigebbaren Eintrittsöffnung für das in dem Beutel enthaltene Produkt, wenigstens eine Austrittsöffnung, einem auf den Stern wirkenden elastischen Element, zwischen Ventilteller und Ventilkörper und zwischen Ventilkörper und Stern wirkenden Dichtelementen sowie einem am Ventil angeordneten Beutel für das durch das Ventil auszubringende Produkt. Die Erfindung betrifft ferner eine Druckdose mit einem derartigen Beutelventil.
Druckdosen zum Ausbringen von zähflüssigen bis pastösen Substanzen sind seit langem bekannt und in Gebrauch. Anwendungen finden sich beispielsweise im Lebensmittelsektor (Kuchendekor), bei Hygieneprodukten (Zahnpasta) wie auch bei Kosmetika. Vielfach werden dazu Kolbendosen eingesetzt, bei denen ein Kolben die Druckdose in einen oberen und einen unteren Teil aufteilt, wobei sich im oberen Teil, unterhalb des Ventils, das auszubringende Produkt befindet und im unteren Teil, unterhalb des Kolbens und oberhalb des Bodens, ein Treibgas. Bei solchen Druckdosen ist zum einen die häufig unzureichende Trennung von Produkt und Treibmittel problematisch und zum anderen die Einbringung sowohl des Produkts als auch des Treibmittels aufwendig. Für das Einfüllen des Treibmittels wird insbesondere ein zweites Ventil im Dosenboden benötigt. Das zweite Ventil und der Kolben wie auch die Befüllungseinrichtungen verteuern die Dosen und das Produkt erheblich.
Eine Alternative stellen Beuteldosen dar. Solche Beuteldosen enthalten das Produkt getrennt vom Treibgas. Bei Festlegung des Beutels an der Dosenzarge ergeben sich die gleichen Probleme bei der Befüllung mit Treibgas, wie bei der oben beschriebenen Kolbendose. Bei der Anordnung des Beutels am Ventil ist die Einfüllung des Produkts durch das Ventil erforderlich, was zeitraubend und aufwendig ist und zugleich das Ventil verschmutzt. Aufgrund der Bauweise der Ventilsysteme ist die Füllgeschwindigkeit begrenzt. Die Einbringung des Treibgases erfordert entweder eine besondere Gestaltung des Hauptventils oder aber ein zweites Ventil im Dosenboden. Solche Beuteldosen sind für Produkte mit einer Viskosität von mehr als 50 Pas nicht geeignet. Zum Einsatz kommen sie beispielsweise bei Rasiergelen. Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Druckdose, mit der in einem Beutel gelagerte zähflüssige und pastöse Substanzen mithilfe eines Treibmittels ausgetragen werden können. Eine solche Beuteldose soll preiswert in der Herstellung, einfach zu befüllen und sicher in der Handhabung sein.
Diese Aufgabe wird mit einem Beutelventil der eingangsgenannten Art gelöst, bei dem der Beutel an einem Halteelement festgelegt ist, das einen zentralen Durchgang aufweist, wobei das Halteelement über einen sich seitlich erstreckenden Halteteller verfügt, der dichtend mit einem sich dosenseitig vertikal erstreckenden Kragen des Ventilkörpers verbunden ist. Die Aufgabe wird ferner mit einer Druckdose gelöst, die mit einem solchen Beutelventil ausgestattet ist.
Das erfindungsgemäße Beutelventil vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Zum einen sind wunschgemäß Produkt und Treibmittel sicher voneinander getrennt. Die besondere Gestaltung des Ventils mit einem Halteelement gestattet das Befüllen des Beutels mit einem Produkt, auch innerhalb der Druckdose, vor Montage des Ventils und Beaufschlagung der Druckdose mit Treibmittel. Es können herkömmliche Druckdosen verwandt werden, die nur mit dem erfindungsgemäßen Beutelventil ausgestattet werden müssen. Die hier verwandten Begriffe„ventilseitig“ und„dosenseitig“ bezeichnen - in der Vertikalen - eine Ausrichtung auf das Ventil hin bzw. zum Doseninneren hin. Entsprechend ist unter„doseneinwärts“ und„dosenauswärts" - in der Horizontalen - eine Ausrichtung zum Dosenrand oder zur Dosenachse zu verstehen.
Das erfindungsgemäße Beutelventil leitet sich von einem herkömmlichen Feststoffventil für die Ausbringung von Montageschäumen auf Polyurethanbasis her, wie es beispielsweise in der EP 2 028 131 A1 und EP 3 044 123 A1 beschrieben ist.
Das erfindungsgemäße Beutelventil ist für die Ausbringung von zähflüssigen bis pastösen Produkten aus einer Druckdose mithilfe eines Treibmittels bestimmt und geeignet. Es beruht auf einem üblichen Feststoffventil, dass für diesen Zweck modifiziert ist. Ein solches Feststoffventil wird üblicherweise aus einem Polyalkylen, etwa Polypropylen, im Spritzgussverfahren gefertigt. Der herkömmliche Teil des Ventils besteht aus einem Ventilteller, einem an dem Ventilteller angeordneten Ventilkörper, der eine zentrale Ausnehmung aufweist, in dem ein Stern geführt ist, wobei das Ventil eine durch Betätigung des Sterns freigebbare Eintrittsöffnung für den Beutelinhalt aufweist. Die Betätigung erfolgt insbesondere durch Eindrücken des Sterns. Ein elastisches Element, das mit dem Stern verbunden ist, bewirkt die Rückstellung des Ventils in den geschlossenen Zustand nach Betätigung. Zwischen Ventilteller und Ventilkörper sowie zwischen Ventilkörper und Stern sind Dichtelemente angeordnet.
Der Produktbeutel ist am dosenseitigen Ende des Ventils montiert. Dazu weist der Ventilkörper dosenseitig einen umlaufenden Kragen auf, der über das dosenseitige Ende des Sterns hinausgeht. Der Beutel ist an einem Halteelement montiert, das einen zentralen Durchgang aufweist, und über einen sich seitlich (dosenauswärts) erstreckenden Halteteller mit dem Kragen verbunden ist. Die Verbindung ist gas- und flüssigkeitsdicht.
Der Halteteller des Halteelements kann mit dem Kragen des Ventils verklebt oder verschweißt sein. Die Verbindung kann beispielsweise durch Verschweißen mit Ultraschall (HF-Schweißen) erfolgen. Bevorzugt ist aber eine Rast- oder Schnappverbindung, die das einfache Verrasten des Haltetellers mit dem bereits montierten Beutel und dem Kragen des Ventils erlaubt. Es versteht sich, dass zwischen Halteteller und Kragen ein Dichtelement angeordnet sein muss.
Eine Rast- oder Schnappverbindung kann beispielsweise über einen außen am umlaufenden Kragen des Ventilkörpers angeordneten Vorsprung und randständig am Halteteller angeordnete Rasthaken bewirkt werden. Das Prinzip solcher Rastverbindungen ist an und für sich bekannt. Die Rastverbindung ist auf Dauer angelegt, eine Trennung von Ventil und Halteteller ist nicht vorgesehen.
Die erforderliche Dichtung kann beispielsweise durch einen O-Ring bereitgestellt werden, der randständig in einer Aufnahme des Haltetellers angeordnet ist und gegen das dosenseitige Ende des Kragens abdichtet. Hierzu kann das dosenseitige Ende des Kragens doseneinwärts abgeschrägt sein, dergestalt, dass die Schräge zur Dosenachse weist und der O-Ring gegen diese Schräge dichtet.
Eine solche Schräge ergibt einen besonders guten und dauerhaften Kontakt zwischen Dichtung und Kragen des Ventilkörpers, der gegen Treibmittelverlust während der Lagerung einer befüllten Druckdose schützt. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Druckdose ist entsprechend der geringe Treibmittelverlust während der Lagerzeit und Gebrauchsdauer. Alternativ kann die erforderliche Dichtung auch durch ein an den äußeren Rand des Haltetellers angeformtes oder angespritztes Dichtelement, das beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) besteht. Solche aus zwei unterschiedlichen Materialien bestehende Kunststoffprodukte können beispielsweise in einem 2K-Spritzverfahren hergestellt werden. Auch bei einem angespritzten Dichtelement kommt die Dichtwirkung durch den engen und dichtenden Kontakt zwischen Halteteller und Kragen zustande. Der dosenseitige Rand des Kragens kann dazu doseneinwärts abgeschrägt sein, wie vorstehend für den O-Ring beschrieben.
Der Produktbeutel ist an einem zentralen Zapfen des Halteelements festgelegt. Es versteht sich, dass die zentrale Bohrung des Halteelements sich durch diesen Zapfen erstreckt. Der Zapfen selbst kann rund sein, aber auch jede andere Form annehmen, die mit dem Verwendungszweck kompatibel ist, beispielsweise mehreckig, insbesondere viereckig, rautenförmig oder tropfenförmig. Die Festlegung erfolgt insbesondere durch Verkleben oder Verschweißen, etwa mit Ultraschall. Eine horizontal umlaufendere Füllung des Zapfens ist vorteilhaft, insbesondere auch während der Montage.
Der Beutel selbst ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt und mehrschichtig ausgebildet. Die mehrschichtige Ausbildung erhöht die Reißfestigkeit und verhindert das Abreißen des Beutels von dem Halteelement nach dem Befüllen. Es versteht sich, dass zur Verbesserung der Dichtigkeit Verbundmaterialien aus mehreren Kunststoffen oder unter Verwendung von Aluminium verwandt werden können. Auch das Metallisieren einer Kunststofffolie für den Beutel ist möglich.
Der Ventilteil des erfindungsgemäßen Beutelventils ist im Wesentlichen nach der EP 2 028 131 A1 gestaltet. Dabei weist der Ventilkörper eine um den Stern umlaufende Nut auf, in der das elastische Element gelagert ist. Das elastische Element umgreift den Stern und bringt neben der Federwirkung (Rückstellwirkung nach Betätigung des Ventils) eine zusätzliche Dichtwirkung gegen den Stern mit sich. Hierzu besteht das elastische Element vorzugsweise aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE). Alternativ kann auch eine Schraubenfeder verwandt werden. Besonders zweckmäßig ist auch eine Kombination aus Schraubenfeder und thermoplastischem Elastomer. Als Widerlager für das elastische Element am ventilseitigen Ende des Sterns dient ein Haltering aus einem widerstandsfähigen Kunststoff, beispielsweise Polyoxymethylen.
Die Erfindung betrifft ferner mit einem solchen Beutelventil ausgestattete Druckbehälter, insbesondere Druckdosen. Als Treibmittel in solchen Druckdosen kann beispielsweise Stickstoff oder ein anderes inertes Gas, Luft oder auch ein übliches Treibgas, beispielsweise ein Flüssiggas oder eine Flüssiggasmischung (Propan, Butan, Dimethylether) dienen.
Das erfindungsgemäße Beutelventil erlaubt eine besonders effiziente Befüllung von Druckdosen. Dazu wird das Halteelement mit dem Beutel verbunden, Ultraschall-verschweißt und der Beutel in die noch oben offene Druckdose eingehängt. Das Halteelement bleibt außerhalb der Druckdose. Der Beutel kann nunmehr befüllt werden. Im Anschluss an die Befüllung wird der Halteteller der Kombination aus Halteelement und gefülltem Beutel mit dem Kragen des Ventils verbunden, beispielsweise durch Verrasten oder durch Ultraschall-verschweißen. Unter einer Druckglocke wird anschließend die Druckdose mit Treibmittel befüllt, wobei der Druck im Bereich von 2 bis 14 bar liegt, und - noch unter der Druckglocke - der Ventilteller mit dem Dosendom verkrimpt. Nach Etikettierung und Verpackung ist die Dose versandfertig.
Die Erfindung wird durch die beiliegenden Abbildungen bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert. Es versteht sich, dass die in den Abbildungen gezeigten Merkmale in beliebigem technischen Zusammenhang zur Erfindung gehören. Es zeigen:
Figur 1 eine Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen
Beutelventils ohne Beutel;
Figur 2 eine Detailansicht des Halteelements;
Figur 3 eine Detailansicht der Verbindung von Haltelement und
Ventilkragen;
Figur 4 die einzelnen Elemente des Beutelventils gemäß Figur 1 bis 3;
Figur 5 eine zweite Variante des Halteelements mit angespritzter
TPE-Dichtung;
Figur 6 eine Detailansicht der Verbindung des Halteelements gemäß Figur 5 mit dem Ventilkragen;
Figur 7 eine dritte Variante des Halteelements;
Figur 8 eine Detailansicht der Verbindung des Halteelements gemäß Figur 7 mit dem Ventilkragen; und Figur 9 schematisch die Schritte bei der Montage von Druckdose und Beutelventil einschließlich Befüllung.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Beutelventil ohne montierten Beutel. Das eigentliche Ventil ist mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet, das Halteelement für den Beutel mit 2. Das Ventil 1 besteht aus dem Ventilteller 3 mit dem Krimbrand 4, dem Stern 5, dem Ventilkörper 6 mit einem herabgezogenen Kragen 7, der dosenseitig ausgerichtet ist und dem elastischen Element 8, in diesem Fall einer um den Stern 5 angeordneten Manschette aus einem thermoplastischen Elastomer. Der Stern 5 hat an seinem dosenseitigen Ende 2 mehrere Einlassöffnungen 9 und am ventilseitigen Ende eine Austrittsöffnung 10. Im Bereich der Austrittsöffnung 10 befindet sich eine Kunststoffmanschette 1 1 , die als oberes Widerlager für das elastische Element 8 dient. Das untere oder dosenseitige Ende des elastischen Elements 8 stützt in einer ringförmigen Nut des Ventilkörpers 6 ab.
Der Ventilkörper 6 weist einen Fuß 13 auf, der sich ringförmig seitwärts erstreckt und den Stern gegen den Ventilkörper 6 abdichtet. Im Kontaktbereich von Ventilfuß 13 mit Ventilkörper 6 befinden sich Dichtlippen 12. Alternativ kommt auch ein O-Ring in Frage, der in einer Nut des Ventilkörpers 6 oder Sterns 5 angeordnet ist. Weiterhin kann auch der Ventilkörper ein angespritztes Dichtelement aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE, 2K-Spritzen) aufweisen.
Der Ventilkörper 6 ist auf bekannte Art und Weise in dem Ventilteller 3 eingepasst und an ihm festgelegt.
Das Halteelement 2 besteht aus einem Haltezapfen 21 und einem Halteteller 22, die konzentrisch um einen Durchgang 23 angeordnet sind. Der Halteteller 22 erstreckt sich seitwärts in Richtung auf den Rand einer umgebenden Druckdose und ist über einen Dichtring 24 und Rastelemente 25 mit dem Kragen 7 des Ventilkörpers 6 verbunden, siehe Detail X.
Der Haltezapfen 21 selbst kann beliebige Form aufweisen, ist aber zweckmäßiger Weise rautenförmig länglich gestaltet, hat also in etwa eine Schiffsform. Er weist umlaufende Rippen 26 auf, die dem besseren Halt eines montierten Beutels dienen.
Das erfindungsgemäße Beutelventil wird zur Entnahme von Beutelinhalt durch Eindrücken des Sterns 5 mittels eines üblichen Adapters betätigt. Nach Beendigung der Entnahme sorgt das elastische Element 8 für die Rückstellung des Ventils in die geschlossene Position. Das Ventil kann erneut betätigt werden, bis der Beutelinhalt komplett entnommen ist. Figur 2 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen Halteelements 2 mit dem Haltezapfen 21 und dem Halteteller 22. Im Zentrum des Halteelements 2 verläuft ein Durchgang 23, durch den Beutelinhalt in den Beutel eingefüllt und bei Entnahme ausgebracht wird. Rippen 26 umgeben den Zapfen 21 horizontal. Zur Erleichterung der Einbringung in eine Druckdose und zur Festlegung eines Beutels ist der Zapfen 21 an seinem dosenseitigen Ende verjüngt, d. h. die Seitenflächen sind abgeschrägt.
Oberhalb des Zapfens 21 befindet sich eine Einschnürung 28, die als Halterung bei der Befüllung eines angeschlossenen Beutels dienen kann. Der Teller 22 weist eine Aufnahme 27 für einen O-Ring auf, um den Umfang angeordnete Rasten 25 zur Festlegung des Halteelements am Kragen 7 des Ventilkörpers 6 und einen inneren aufragenden Rand 29, der sich ventilseitig erstreckt und den Sitz des Halteelements am Kragen 7 des Ventiltellers 6 verbessert.
Figur 3 zeigt das Detail X aus Figur 1 mit dem dosenseitig vom Ventil 1 herabragenden Kragen 7, dem Halteteller 22 mit seinem aufragenden Rand 29 und der Aufnahme 27 für ein O-Ring 24. Der O- Ring 24 liegt seinerseits in der Aufnahme 27 des Ventiltellers 22 und stützt sich am Ventil 1 im Bereich des Kragens 7 an einer schräg verlaufenden Fläche 15 ab, die mit ihrer Schräge doseneinwärts weist. Der Kragen 7 weist ferner an seiner Außenseite (dosenauswärts gerichtet) einen umlaufenden Vorsprung 16 auf, hinter den die Rastelemente 25 des Halteelements 2 greifen. Der unverrückbare Sitz der Rastelemente 25 am Vorsprung 16 wird durch den aufragenden Rand 29 des Haltetellers 22 gewährleistet, der unmittelbar an der Innenwandung des Kragens 7 anliegt. Figur 4 zeigt die einzelnen Elemente der Figuren 1 bis 3 zusammen mit einem Beutel 30 in der Zusammenschau. Das Ventil 1 mit dem Kragen 7 wird bei zwischengelegtem O-Ring 24 mit dem Halteelement 2 verrastet. Der Beutel 30 wird mit dem Zapfen 21 des Halteelements 2 verbunden.
In der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Variante des erfindungsgemäßen Beutelventils besteht der Ventilkörper aus HDPE, dass Haltelement aus PP und der Beutel aus mehreren Schichten PE. Figur 5 und 6 zeigen eine weitere Variante der Dichtung zwischen dem Ventil 1 und dem Halteelement 2. Die Dichtung 24 besteht aus einem an den Halteteller 22 im 2K-Verfahren angespritzten Dichtring aus einem thermoplastischen Elastomer, der, wie in Figur 6 dargestellt, gegen die Schräge 15 des Kragens 7 des Ventils 1 abdichtet. Das Dichtprinzip entspricht im Übrigen dem Prinzip, das in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist. Figur 7 und 8 zeigen eine dritte Variante einer Dichtung zwischen dem Ventil 1 und dem Halteelement 2. In diesem Fall ist das Dichtelement durch eine Schweißverbindung ersetzt, die eine außen umlaufende Nut 31 des Haltetellers 22 mit einem umlaufenden Vorsprung 17 des Kragens 7 des Ventils 1 verbindet. In diesem Fall ist zweckmäßigerweise das Material des Ventils 1 identisch mit dem Material des Halteelements 2, beispielsweise HDPE. Die Verbindung wird vorzugsweise durch Ultraschall-Verschweißen vorgenommen.
Figur 9 zeigt schematisch das Montageprinzip für eine erfindungsgemäß ausgestattete Druckdose. Im ersten Schritt A wird der Beutel 30, der bereits mit dem Halteelement 2 verbunden ist, in eine Druckdose 40 mit einem Dom 41 eingehängt. Der Halteteller 2 bleibt außerhalb des Doms. Der Beutel 30 wird durch den Durchgang des Halteelements 2 befüllt. Im zweiten Schritt B wird das Ventil 1 auf das Halteelement 2 aufgeklickt. Das Beutelventil wird weiter in die Dose hinein abgesenkt, jedoch noch nicht mit dem Dosendom 41 verbunden (C). Über eine Druckglocke wird Treibmittel (Pfeil) in die Dose eingebracht (D) und, noch unter der Glocke, das Beutelventil mit dem Dosendom verkrimpt (E).
Dieses spezielle Verfahren macht Gebrauch von herkömmlichen Druckdosen, wie sie für zahlreiche Zwecke in Industrie, Handwerk und Haushalt in Gebrauch sind. Der Beutel 30 braucht nicht durch das Ventil hindurch befüllt zu werden, sondern erhält seinen Inhalt durch den Durchgang des Halteelements. Erst dann wird der Beutel 30 durch Aufklicken des Ventils 1 dicht verschlossen. Bei der Befüllung mit Treibmittel dringt kein Treibmittel in den Beutel 30 ein.
Eine Befüllung des Beutels durch den Stern des Ventils ist ebenfalls möglich, erfordert allerdings anschließend die Reinigung des Sterns. Eine Befüllung durch das Ventil ist in der Regel notwendig, wenn Ventil und Halteelement miteinander verschweißt sind.
Die Verwendung eines Feststoffventils, wie es aus dem Stand der Technik für Polyurethanschaumdosen bekannt ist, hat den Vorteil, dass über den relativ großen Querschnitt des Sterns Befüllung und Entleerung des Beutels in sehr kurzer Zeit erfolgen kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn sich die Notwendigkeit einer Befüllung des Beutels durch den Stern ergibt.
Das erfindungsgemäße Beutelventil und damit ausgestattete Druckdosen können für eine Vielzahl von zähflüssigen und pastösen Produkten verwandt werden. Im Lebensmittelsektor können beispielsweise Honig, Kuchendekore, Käse, Teig, Fett, Pudding, Cremes genannt werden. Im Hygienesektor sind Zahnpasta und Seife geeignete Produkte. Im Kosmetiksektor wie in der Medizin kommen Cremes und Salben infrage. Im technischen Bereich wären Dichtmassen, Schmierfett und Pasten zu nennen.

Claims

Patentansprüche
1. Beutelventil für einen Druckbehälter, insbesondere Druckdosen (40), zur Ausbringung von zähflüssigen bis pastösen Produkten, mit einem Ventilteller (3), einem an dem Ventilteller (3) angeordneten Ventilkörper (6), einem in einer zentralen Ausnehmung des Ventilkörpers (6) geführten Stern (5) mit wenigstens einer durch Betätigung des Sterns freigebbaren Eintrittsöffnung (9) für das in dem Beutel (30) enthaltene Produkt, wenigstens einer Austrittsöffnung (10), einem auf den Stern (5) wirkenden elastischen Element (8), zwischen Ventilteller (3) und Ventilkörper (6) und zwischen Ventilkörper (6) und Stern (5) wirkenden Dichtelementen (12) sowie einem an Ventil (1 ) angeordneten Beutel (30) für das durch das Ventil (1 ) auszubringende Produkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Beutel (30) an einem Halteelement (2) festgelegt ist, das einen zentralen Durchgang (23) aufweist, wobei das Haltelement (2) über einen sich seitlich erstreckenden Halteteller (22) verfügt, der dichtend mit einem sich dosenseitig vertikal erstreckenden Kragen (7) des Ventilkörpers verbunden ist.
2. Beuteldose nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Halteteller (22) und Kragen (7) über eine Rast- oder Schnappverbindung aneinander fixiert sind.
3. Beuteldose nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (7) einen außen umlaufenden Vorsprung (16) aufweist, den am Halteteller angeordnete Rasten (25) hintergreifen.
4. Beuteldose nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Halteteller (22) und Kragen (7) ein Dichtelement (24) angeordnet ist.
5. Beuteldose nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (24) ein in einer randständigen Aufnahme (27) des Haltetellers angeordneter O-Ring (24) ist, der gegen die Wandung (15) am dosenseitigen Ende des Kragens (7) abdichtet.
6. Beuteldose nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein im Randbereich des Haltetellers (22) angeformtes Dichtelement (24), das gegen die Wandung (15) am dosenseitigen Ende des Kragens (7) abdichtet.
7. Beuteldose nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (24) aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) besteht.
8. Beuteldose nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dosenseitige Ende des Kragens (7) abgeschrägt ist, wobei die Schräge (15) doseneinwärts in Richtung auf das Dichtelement (24) des Haltetellers (22) weist.
9. Beuteldose nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (2) einen zentralen doseneinwärts gerichteten Zapfen (21 ) zur Festlegung des
Beutels (30) aufweist.
10. Beuteldose nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Beutel (30) mit dem Zapfen (21 ) verklebt oder verschweißt ist.
1 1. Beuteldose nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beutel (30) mehrschichtig ausgebildet ist.
12. Beuteldose nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (6) eine um den Stern (5) umlaufende Nut (14) aufweist, in der das elastische Element (8) gelagert ist, das den Stern (5) umgibt.
13. Beuteldose nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (8) aus einem thermoplastischen Elastomer, einer Schraubenfeder oder einer Kombination davon gebildet ist.
14. Beuteldose nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stern (5) am ventilseitigen Ende einen Haltering (1 1 ) als Widerlager für das elastische Element (8) aufweist.
15. Druckdose mit einem Beutelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
16. Verwendung eines Beutelventils nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Ausbringung zähflüssiger oder pastöser Produkte aus einem Druckbehälter, insbesondere einer Druckdose (40).
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