Wandung mit selbstschliessender Perforationsöffnung
Gegenstand der Erfindung ist eine Wandung mit einer selbstschllessenden Perforationsöffnung, welche Öffnung z. B. als Verbindung zwischen zwei Druckräumen dient und in einem elastisch deformierbaren Wandteil vorgesehen ist, welcher rings um die Perforation herum in oder an der übrigen, steifen Wandung befestigt ist.
Unter selbstschliessender Perforationsöffnung wird eine Perforation ohne mit nur geringem Materialabfall verstanden, die z. B. als punktförmiger Durchstich oder als einfacher oder sternförmig mehrfacher Schnitt ausgebildet sein kann und sich unter Ausnützung der elastischen Deformierbarkeit des Wandteils öffnen und schliessen lässt.
Mit dem Erfindungsgegenstand soll ein automatischer Druckausgleich zwischen zwei durch die Wandung getrennten Druckräumen ermöglicht werden, wenn der Druck auf der einen Wandseite höher ist als auf der andern, indem dann die Perforations öffnung Druckmedium in der Richtung des Druckgefälles durchtreten lässt.
Gemäss der Erfindung ist der elastisch deformierbare Wandteil durch seine Befestigung in der übrigen Wandung einer quer gegen die Perforation gerichteten Stauchung unterworfen, welche die Perforation im Ruhezustand dicht geschlossen hält und bei auf einer Wandungsseite auftretendem Überdruck durch die Ausbiegung des elastisch deformierbaren Wandteils entsprechend vermindert wird, so dass sich die Perforation öffnet.
Die Erfindung wird anschliessend anhand der beiliegenden Zeichnung an mehreren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen eine Perforation aufweisenden, elastisch deformierbaren Wandteil in seinem selbständigen Zustand,
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Wandung nach einem ersten Ausführungsbeispiel, mit eingebautem Wandteil nach Fig. 1,
Fig. 3-5 den Wandteil nach Fig. 1 in kleinerem Massstab in drei Ausführungsvarianten in Draufsicht, mit je einer beispielsweisen Perforation,
Fig. 6 und 7 von einem zweiten Ausführungsbeispiel einen elastisch deformierbaren Wandteil selbständig bzw. die denselben aufweisende Wandung im Querschnitt, und
Fig. 8-11 von zwei weiteren Ausführungsbeispielen je zwei Darstellungen entsprechend den Fig. 6 und 7.
Der elastisch deformierbare Wandteil nach Fig. 1 ist durch eine ebene Platte oder Scheibe 21 aus Kautschuk oder kautschukähnlichem Kunststoff gebildet, welche in der Draufsicht nach den Fig. 3-5 z. B. rechteckig oder kreisrund (21' bzw. 21") begrenzt und vor ihrem Einbau als Bestandteil einer Wandung und in undeformiertem Zustand in ihrer Mitte mit einer linienförmigen oder punktförmigen oder sternartigen Perforation 22 bzw. 22' bzw. 22" ohne oder bei nur geringfügigem Materialabfall versehen worden ist. Die Platte 21 ist in ihrer Wandstärke im Verhälnis zu ihrer Fläche so bemessen, dass sie noch ausreichend deformierbar ist, um ausgebogen werden zu können.
Bei der Perforation ist die Wandstärke der Platte 21 bzw. 21' bzw. 21" von beiden Seiten her in gleichem Ausmass durch eine Einkerbung 23 bzw. 23' bzw. 23" vermindert, welche einen Neigungswinkel von beispielsweise ungefähr 300 zur Plattenfläche gegen die Perforation hin aufweist. Die Platte 21 ist mit ihrer Randbegrenzungsfläche 24, welche bei der undeformierten Platte senkrecht zur Plattenfläche steht, rings um die Perforation 22 herum an einem starren Wandteil 25, z. B. durch Klebung, Schweissung oder dgl. dichtschliessend befetigt, welcher mit seinem der Be festigung dienenden Rand 26 wenigstens an dessen zur Perforation 22 parallelen Seiten, bzw. bei den Perforationen 22' oder 22" ringsum, scheitelartig vorsteht.
Infolge der Befestigung des Plattenrandes 24 an diesem scheitelartigen Rand wird die Platte längs ihrer Mittelebene, also quer zur Perforation elastisch gestaucht, wobei dieser zentrisch gerichtete Schub die Perforation dicht geschlossen hält.
Die Wandteile 21 und 25 können zusammen eine Wandung zwischen zwei Druckräumen bilden. Besteht zwischen den letzteren ein Druckunterschied, der ausreicht, um die elastisch deformierbare Platte 21 nach der Seite des geringeren Druckes hin auszubiegen, so wird die Stauchung in der Platte durch eine Dehnung derselben überlagert, welche die Perforation 22 öffnet, so dass Druckmedium in Richtung des Druckgefälles hindurchtreten kann. Ist der Druckunterschied wenigstens annähernd ausgeglichen, so gelangt die ausgebogene Platte unter der Wirkung der inneren elastischen Kontraktionskraft der durch die Biegung gedehnten Plattenzonen automatisch wieder in die in Fig. 2 gezeigte flache Gleichgewichtslage, in welcher die Perforation dicht geschlossen ist.
Beim Druckmedium kann es sich um gasförmige, flüssige oder halbflüssige, pastenartige Stoffe handeln, wobei die stichförmige Perforation 22' insbesondere für Gase und Flüssigkeiten und die schnittartige Perforation 22 und 22" für pastenartige Stoffe geeignet sind.
Der in der Ebene der Platte 21 wirkende Stauchungsdruck könnte anstatt durch den Rand 26 des starren Wandteils 25 durch ein ringförmiges, in die Platte eingebettetes Druckorgan erzielt werden.
Um der Platte in ihrer Gleichgewichtslage erhöhte Stabilität zu geben, kann sie von der Mitte gegen ihren Befestigungsrand hin eine zunehmende Wandstärke aufweisen.
Die mit einer Perforation versehene Wandung kann vorzugsweise an einem Behälter Verwendung finden, welcher bei Druckausübung auf seinen Inhalt von demselben durch die sich dabei öffnende Perforation abgeben soll. Es erfolgt dann stets nur ein Durchtritt von innen nach aussen, weshalb der elastisch deformierbare Wandeil gemäss der in Fig. 6 und 7 gezeigten Platte 31 mit einer Stich- oder Schnittperforation 32 ausgeführt ist, an welcher nur auf der Innenseite eine Einkerbung 33 in der Art gemäss Fig. 3-5, gegen die Perforation 32 hin vorgesehen ist.
Die Platte besitzt im selbständigen, undeformierten Zustand einen gegen die Innenseite hin abgeschrägten Rand 34, welcher mit seiner ganzen Fläche an dem zur Ebene des starren Wandteils 35 senkrechten Rand 36 der in der Weite etwas zu engen Einbau öffnung dicht anliegend befestigt wird. Durch diese Befestigung wird in der äusseren, die Perforation 32 aufweisenden Zone der Platte 31 eine elastische Stauchung und in der inneren, die Einkerbung 33 aufweisenden Zone eine Dehnung längs der Platte verursacht, wodurch die letztere in ihrer Gleichgewichtslage leicht einwärts gebogen wird.
Bei Druckausübung auf den Behälterinhalt wird die Platte 31 durch den Innendruck nach aussen gebogen, wobei die Stauchung vorerst etwas erhöht und dann durch die zunehmende Ausbiegung der Platte überwunden wird, während an der Platteninnenseite eine progressive Zugspanung von der Mitte nach dem Plattenrand erzeugt wird, welche die Perforation 32 öffnet (strichpunktiert in Fig. 7). Bei nachlassendem Innendruck wird die Platte durch die Kontraktion in die in Fig. 7 gezeigte Gleichgewichtslage zurück gedrängt, in welcher die Perforation durch den Stauchungsdruck wieder dicht geschlossen ist.
Es versteht sich, dass anstelle des nach innen angeschrägten Randes 34 ebensougt der Rand 36 des starren Wandteils 35 nach innen angeschrägt sein könnte, um in der an dieser Schrägfläche befestigten Platte einen analogen Stauchungszustand zu bewirken.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 8 und 9 ist der deformierbare Wandteil im selbständigen, undeformierten Zustand eine nach aussen gewölbte Platte 41, welche in ihrer Mitte die Perforation 42 und um dieselbe herum innenseitig eine wannenartige Aussparung 43 aufweist, durch welche die Wandstärke der Platte dort vermindert ist. Die Platte 41 ist sowohl mit ihrer Randfläche 44 als auch mit einem Teil der die Aussparung 43 umgebenden Innenfläche 47 in einer gegenüber der Weite der Platte an deren Aussenseite etwas zu engen Ausnehmung des starren Wandteils 45 so befestigt, dass die Randfläche 44 an der Seitenfläche 46 und die Innenfläche 47 an der Bodenfläche 48 der Asnehmung dicht anliegen.
Durch diese Befestigung wird in der in Fig. 9 gezeigten Gleichgewichtslage der Platte 41 in ihrer die Perforation 42 enthaltenden Zone ein Stauchungsdruck erzielt, der die Perforation dicht geschlossen hält. Bei ausreichendem Überdruck im Behälter werden die Platte und insbesondere ihre an die Perforation 42 angrenzenden Zungen 49 unter ähnlichen Kraftverhältnissen wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 elastisch nach aussen gebogen und öffnen dabei die Perforation. Die Aussparung 43 und die schräg nach aussen gerichteten Zungen 49 kanalisieren den austretenden Behälterinhalt, was insbesondere bei pastenartigen Füllstoffen erwünscht ist.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 10 und 11 ist eine Variante zum zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel, indem der elastisch deformierbareWandteil aus einer Platte 51 besteht, die in selbständigem, undeformiertem Zustand gemäss Fig. 10 ungefähr die Querschnittform der in die Wandung eingebauten Platte 41 nach Fig. 9 aufweist. Die Platte 51 ist vorzugsweise kreisrund und gemäss Fig. 11 mit einem ringförmigen Teil ihrer die Aussparung 53 umgebenden Innenfläche 57 auf einer Innenkonusfläche 58 eines als rohrförmiger Hals 55 ausgebildeten starren Wandteils eines weiter nichtgezeigten Behälters dicht anliegend befestigt.
Infolge dieser Befestigung ist die Platte 51 elastisch einwärts gebogen, so dass ein zentrisch nach der Plattenmitte gerichteter Stauchungsdruck in der die Perforation 52 enthaltenden äusseren Plattenzone in dem in Fig. 11 gezeigten Gleichgewichtszustand diese Perforation dicht geschlossen hält.
Bei Überdruck im Behälter werden bei diesem Ausführungsbeispiel nicht nur die an die Perforation 52 angrenzenden Zungen 59 der Platte 51 nach aussen gebogen sondern auch noch der dem Innendruck ausgesetzte Ringteil 57 der Platte, der die Aussparung 53 unmittelbar umschliesst, wenngleich wegen seiner grösseren Wand stärke in erheblich geringerem Ausmass.
Doch bewirkt diese Ausbiegung in grösserem Umkreis von der Plattenmitte eine verhältnismässig rasche und weite öffnung der Perforation 52. Auf der Innenkonusfläche 58 können Platten nach den verschiedensten Ausführungsvarianten angebracht werden.
Wall with self-closing perforation opening
The invention relates to a wall with a self-closing perforation opening which opening z. B. serves as a connection between two pressure chambers and is provided in an elastically deformable wall part which is fastened around the perforation in or on the remaining, rigid wall.
Under self-closing perforation opening is understood a perforation without with only little material waste, the z. B. can be designed as a punctiform puncture or as a single or star-shaped multiple cut and can be opened and closed using the elastic deformability of the wall part.
The subject matter of the invention is intended to enable automatic pressure equalization between two pressure chambers separated by the wall when the pressure on one side of the wall is higher than on the other by allowing pressure medium to pass through the perforation opening in the direction of the pressure gradient.
According to the invention, the elastically deformable wall part is subject to a compression directed transversely towards the perforation due to its fastening in the remaining wall, which keeps the perforation tightly closed in the rest state and is correspondingly reduced by the bending of the elastically deformable wall part when overpressure occurs on one wall side, so that the perforation opens.
The invention will then be explained in more detail with reference to the accompanying drawings of several illustrated embodiments. Show it:
1 shows a cross section through a perforated, elastically deformable wall part in its independent state,
FIG. 2 shows a cross section through a wall according to a first exemplary embodiment, with a built-in wall part according to FIG. 1,
3-5 the wall part according to FIG. 1 on a smaller scale in three design variants in plan view, each with an exemplary perforation,
6 and 7 of a second embodiment an elastically deformable wall part independently or the wall having the same in cross section, and
8-11 of two further exemplary embodiments, two representations each corresponding to FIGS. 6 and 7.
The elastically deformable wall part according to FIG. 1 is formed by a flat plate or disk 21 made of rubber or rubber-like plastic, which in the plan view according to FIGS. 3-5 z. B. rectangular or circular (21 'or 21 ") and before its installation as part of a wall and in the undeformed state in its middle with a linear or punctiform or star-like perforation 22 or 22' or 22" with or without minor material waste has been provided. The wall thickness of the plate 21 is dimensioned in relation to its area so that it can still be deformed sufficiently to be able to be bent out.
In the perforation, the wall thickness of the plate 21 or 21 'or 21 "is reduced to the same extent from both sides by a notch 23 or 23' or 23", which has an angle of inclination of, for example, approximately 300 to the plate surface against the perforation showing. The plate 21 is with its edge delimitation surface 24, which is perpendicular to the plate surface in the undeformed plate, around the perforation 22 around on a rigid wall part 25, for. B. by gluing, welding or the like. Fastened tightly, which with its fastening serving edge 26 at least on its sides parallel to the perforation 22, or at the perforations 22 'or 22 "all around, protrudes apex.
As a result of the attachment of the plate edge 24 to this apex-like edge, the plate is elastically compressed along its central plane, that is, transversely to the perforation, this centrally directed thrust keeping the perforation tightly closed.
The wall parts 21 and 25 can together form a wall between two pressure chambers. If there is a pressure difference between the latter that is sufficient to bend the elastically deformable plate 21 towards the side of the lower pressure, the compression in the plate is superimposed by an expansion of the same, which opens the perforation 22, so that the pressure medium in the direction of the Pressure drop can pass. If the pressure difference is at least approximately equalized, the bent plate automatically returns to the flat equilibrium position shown in FIG. 2, in which the perforation is tightly closed, under the action of the inner elastic contraction force of the plate zones stretched by the bending.
The pressure medium can be gaseous, liquid or semi-liquid, paste-like substances, the stick-shaped perforation 22 'being particularly suitable for gases and liquids and the cut-like perforations 22 and 22 "being suitable for paste-like substances.
The compression pressure acting in the plane of the plate 21 could be achieved, instead of through the edge 26 of the rigid wall part 25, by an annular pressure member embedded in the plate.
In order to give the plate increased stability in its equilibrium position, it can have an increasing wall thickness from the center towards its fastening edge.
The wall provided with a perforation can preferably be used on a container which, when pressure is exerted on its contents, is intended to release it through the perforation that opens in the process. There is then always only one passage from the inside to the outside, which is why the elastically deformable wall part according to the plate 31 shown in FIGS. 6 and 7 is designed with a stitch or cut perforation 32, on which a notch 33 of the type 3-5, against the perforation 32 is provided.
The plate has in the independent, undeformed state a beveled edge 34 towards the inside, which is fastened tightly with its entire surface to the perpendicular to the plane of the rigid wall part 35 of the slightly too narrow installation opening in the width. This fastening causes an elastic compression in the outer zone of the plate 31 having the perforation 32 and an elongation along the plate in the inner zone having the notch 33, whereby the latter is bent slightly inward in its equilibrium position.
When pressure is exerted on the container contents, the plate 31 is bent outwards by the internal pressure, the compression initially being increased slightly and then overcome by the increasing deflection of the plate, while a progressive tensile stress is generated on the inside of the plate from the center to the edge of the plate the perforation 32 opens (dash-dotted lines in FIG. 7). When the internal pressure decreases, the contraction forces the plate back into the equilibrium position shown in FIG. 7, in which the perforation is tightly closed again by the compression pressure.
It goes without saying that instead of the inwardly beveled edge 34, the edge 36 of the rigid wall part 35 could also be beveled inwardly in order to bring about an analogous compression state in the plate fastened to this inclined surface.
In the embodiment according to FIGS. 8 and 9, the deformable wall part in the independent, undeformed state is an outwardly curved plate 41, which has the perforation 42 in its center and a trough-like recess 43 around it on the inside, through which the wall thickness of the plate there is decreased. The plate 41 is fastened both with its edge surface 44 and with part of the inner surface 47 surrounding the recess 43 in a recess of the rigid wall part 45 that is somewhat too narrow compared to the width of the plate on the outside thereof, so that the edge surface 44 is attached to the side surface 46 and the inner surface 47 tightly abuts the bottom surface 48 of the recess.
As a result of this fastening, in the equilibrium position of the plate 41 shown in FIG. 9, in its zone containing the perforation 42, a compression pressure is achieved which keeps the perforation tightly closed. If there is sufficient overpressure in the container, the plate and in particular its tongues 49 adjoining the perforation 42 are elastically bent outward under force conditions similar to those in the exemplary embodiment according to FIG. 7 and thereby open the perforation. The recess 43 and the obliquely outwardly directed tongues 49 channel the exiting container contents, which is particularly desirable in the case of paste-like fillers.
The embodiment according to FIGS. 10 and 11 is a variant of the last-described embodiment, in that the elastically deformable wall part consists of a plate 51 which, in its independent, undeformed state according to FIG. 10, has approximately the cross-sectional shape of the plate 41 according to FIG. 9 has. The plate 51 is preferably circular and, as shown in FIG. 11, with an annular part of its inner surface 57 surrounding the recess 53, is fastened tightly on an inner conical surface 58 of a rigid wall part of a container, not shown, in the form of a tubular neck 55.
As a result of this fastening, the plate 51 is elastically bent inward, so that a compression pressure directed centrally towards the center of the plate in the outer plate zone containing the perforation 52 in the equilibrium state shown in FIG. 11 keeps this perforation tightly closed.
In the case of overpressure in the container, in this embodiment not only the tongues 59 of the plate 51 adjacent to the perforation 52 are bent outwards but also the ring part 57 of the plate which is exposed to the internal pressure and which directly encloses the recess 53, albeit because of its greater wall thickness to a much lesser extent.
However, this deflection brings about a relatively quick and wide opening of the perforation 52 in a larger radius from the center of the plate. A wide variety of design variants can be attached to the inner conical surface 58.