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Sprühventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Sprühventil für Druckbehälter
mit einem in einer elastischen Dichtung geführten rohrförmigen Ventilschaft und
einem gegenüber dem Ventilschaft kippbaren Ventilteller, der bei geschlossenem Ventil
unter der Wirkung einer am Boden des in eine Verschlußkappe des Behälters eingesetzten
Ventilgehäuses abgestützten Druckfeder gegen eine elastische Dichtung anliegt.
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Die Erfindung besteht dabei darin, daß der Ventilteller mit einem
gegen sein freies Ende verjüngten Zapfen in den mit einer zylindrischen Längsbohrung
versehenen Ventilschaft eingreift und mittels eines weiteren Zapfens in einer zentralen
Durchtrittsbohrung für das Sprühgut im Ventilgehäuseboden lose geführt ist, wobei
die elastische Ventiltellerdichtung zwischen dem Ventilteller und einem - gegebenenfalls
mit Dichtungsrillen versehenen - Ringflansch am unteren Ende des Ventilschaftes
liegt.
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Nach einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung ist der auf
dem Ventilteller angeordnete, nach oben gerichtete Zapfen kegelförmig ausgebildet
und bildet das Mitnehmergelenk, während der nach unten gerichtete zweite Zapfen
kaneliert ist - gegebenenfalls ein kegeliges Ende hat - und in der zugleich als
Gelenklager dienenden Bodenöffnung des Ventilgehäuses mit Spiel geführt ist.
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Eine andere erfindungsgemäße Bauform sieht vor, daß der untere Ventilzapfen
einseitig mit einer Kurvenfläche versehen ist und die Bodenöffnung des Ventilgehäuses
eine solche Führungsfläche aufweist, daß bei senkrechtem Druck auf den Ventilschaft
bzw. die Ventilzapfen sich der untere Ventilzapfen beim Einführen in die Bodenöffnung
des Ventilgehäuses schräg stellt.
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Nach einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im Ventilgehäuse
eine Hiilse zur Begrenzung der Eindrücktiefe des Ventilschaftes eingesetzt. Die
Hülse kann aber auch mit dem Ventilschaft verbunden sein und auf ihrer Mantelaußenfläche
Führungsrippen aufweisen.
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Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Bauform ist der Ventilschaft
an seinem Übergang zum Flansch kegelig erweitert.
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Eine andere erfindungsgemäße Bauform sieht vor, daß die zwischen
dem oberen Rand des Ventilgehäuses und des Flansches am Ventilschaft einerseits
sowie dem IKappendeckel andererseits vorgesehene elastische Dichtung unter Vorspannung
eingesetzt ist. Dabei kann gegebenenfalls unterhalb der elastischen Dichtung eine
Scheibe aus hartem Material - z. B.
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Metall - angeordnet sein.
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Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist zwischen
der Scheibe aus hartem Material und dem oberen Flanschrand des Ventilschaftes eine
elastische Dichtung vorgesehen.
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Es sind Sprühventile bekannt, bei denen der aus dem Ventil herausragende,
mit einer axialen Bohrung versehene Ventil schaft mittels einer Querbohrung mit
dem Inneren des Behälters in Verbindung steht. Durch diese axiale Bohrung des Ventilschaftes
gelangt das Füllgut in einem Druckabfüllverfahren in das Innere des Behälters. Auf
dem gleichen Wege, nämlich durch die Querbohrung und den axialen Kanal des Ventilschaftes,
gelangt das Füllgut in den Sprühkopf, wenn dieser durch Kippen oder Drücken die
Betätigung des Ventils herbeiführt. Im allgemeinen muß der Sprühkopf und damit der
Ventilschaft gekippt werden, was dazu führt, daß der Tellerrand des Ventils eine
seitlich schabende Wirkung auf die Ventildichtung ausübt, so daß bei starkem Kippen
der Tellerrand in der Unterseite der Gummidichtung nicht mehr weitergleiten kann.
Die Folge davon ist, daß das Ventil die den Ventilschaft umfassende Gummidichtung
auf einer Seite erweitert, wodurch der Inhalt der Dose an dieser Stelle mit aussprühen
kann, und nicht nur, wie erforderlich, aus der Düse des Sprühkopfes. Besonders ungünstig
erweist sich die Querbohrung dann, wenn in den Behältern Lacke, z. B.
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Haarlacke oder ähnliche Ingredienzien, enthalten sind. Die verhältnismäßig
sehr kleine Querbohrung setzt sich sehr leicht zu, durch Verkleben, Verstopfen od.
dgl., so daß dann kein Sprühgut mehr durch den Kanal des Ventilschaftes nach außen
gelangen kann.
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Demgegenüber haben die erfindungsgemäßen Ventile den Vorteil, daß
die Füllung und das Aussprühen durch den axialen Kanal des Ventilschaftes erfolgt,
der keine Querbohrung besitzt. Es sind zwei miteinander gelenkig verbundene Ventilkörper
angeordnet, bei deren Auseinanderkippen keine schabenden Momente auftreten, bei
denen sich auch der Ventiltellerrand in die weichen elastischen Dichtungen nicht
ein-
drückt. Durch diese Zweiteilung der Ventilkörper wird erreicht,
daß sich beim Auseinanderkippen die Dichtungsflächen des Ventils groß öffnen, denn
der Ventilschaft und der Zapfen sind im Ventil verankers, haben aber andererseits
genügend Spiel und Beweglichkeit, um gelenkig gegeneinander bewegt zu werden. Wird
ein solches Ventil betätigt, so wird bei jedem Kippen des Ventils die ringförmige
Durchtrittsöffnung in der Kippzone auseinandergerissen, so daß sie sich niemals,
auch bei Verwendung von lackartigen und ähnlichen Produkten, zusetzen kann. Das
erfindungsgemäße Ventil ist daher stets einsatzbereit.
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Schließlich kann infolge der kegeligen Ausbildung des oberen Endes
des nach oben gerichteten Zapfens durch mehr oder weniger Kippen des Sprühkopfes
die auszusprühende Menge sehr fein dosiert werden. Für das Füllen des Behälters
steht ein sehr großer Durchtrittsraum im Ventil zur Verfügung, so daß die Füllung
sehr rasch erfolgen kann.
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Für eine besonders gute Lagerung beim Abkippen dient eine unterhalb
der Kopfdichtung angeordnete harte Scheibe, durch die der Kipp-Punkt auf alle Fälle
im Mittel der Kopfdichtungsscheibe liegt. Diese Lagerung erweist sich auch dann
besonders vorteilhaft, wenn der nach unten gerichtete Zapfen mit einer Führungsfläche
zu seinem Schrägstellen bei senkrechtem Eindrücken versehen ist, da dann diese harte
Scheibe beim Eindrücken des Ventils es verhindert, daß die Gummischeibe durch die
Reibung nach unten gezogen wird, wodurch die Vorspannung verringert würde, so daß
gegebenenfalls Füllgut durch das Mittelloch der Kopfdichtung nach außen gelangen
könnte.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den Zeichnungen und den Ansprüchen.
Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil, Fig. 2 den inneren
Teil des gleichen Ventils in Sprühstellung, Fig. 3 das gleiche Ventil beim Füllvorgang,
Fig. 4 bis 6 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils in Ruhestellung,
Sprühstelhing und beim Füllvorgang, Fig. 7 und 8 das gleiche Ventil in Ruhe- und
Kippstellung, in eine Blechdose eingesetzt, Fig. 9 eine weitere Bauart des erfindungsgemäßen
Ventils in Ruhestellung und Fig. 10 das gleiche Ventil in Sprühstellung.
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Ein Ventilgehäusel ist mit einem Flansch 2 versehen, der zur Verankerung
des Ventilgehäuses in einer Ventilkappe 3 dient. Der untere Rand der Kappe 3 ist
verschieden ausgebildet, je nachdem, ob das Ventil mit einer Flasche aus Glas, Metall
oder Kunststoff, einer Dose oder einem anders gearteten Behälter verbunden werden
soll. Das Ventilgehäuse 1 hat an seinem Boden einen Rand 4, auf den sich eine Feder
17 aufsetzen kann. Der Boden des Ventilgehäuses verengt sich zu einem Rohrteil 5,
an dem ein Ventiltauchrohr 6 befestigt werden kann, wenn aus dem Behälter Flüssigkeiten
auszusprühen sind. Dieses bis auf den Boden des Behälters reichende Rohr 6 kann
auch mit dem Rohrteil 5 des Ventilgehäuses aus einem Stück bestehen.
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In dem Ventilgehäuse sind ein Ventilschaft 7 und ein in diesen eingreifender
Zapfen 8 vorgesehen. Der Ventilschaft 7 ist mit einer axialen Bohrung 9 versehen
und geht an seinem unteren Ende in einen Flansch 10 über. Er ruht auf dem Zapfen
8 auf einer Ventil-Tellerscheibe 11, die mit dem Zapfen 8 verbun-
den ist, unter
Zwischenschaltung einer elastischen Dichtungsscheibe 12 auf. Der Zapfen 8 ragt mit
einem Kegel 13 in den Kanal 9. Ein nach unten gerichteter weiterer Zapfen 14 ist
mit Kanelierungen 15 versehen und endet gegebenenfalls mit einem Kegel 16. Die Unterseite
des Ventiltellers 11 dient als Federteller für eine Druckfeder 17, die sich andererseits
auf den Rand 4 des Bodens des Ventilgehäuses 1 abstützt und die stets bestrebt ist,
den Ventilteller nach oben zu drücken, so daß dadurch auch der Ventilschaft 7 nach
oben gedrückt wird. Zwischen dem Deckelteil 3' der Kappe 3 und dem Flansch 10 des
Ventilschaftes 7 ist eine Kopfdichtung 18 aus elastischem Material vorgesehen, die
unter Vorspannung eingebracht wird.
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Diese Dichtungsscheibe sitzt auch auf dem oberen Rand des Ventilgehäuses
1 auf. Gegebenenfalls kann unterhalb der Kopfdichtungsscheibe 18 noch eine harte
Scheibe 19 vorgesehen sein. Auf dem Ventilschaft 7 ist ein Sprühkopf 20 aufgesetzt.
Zwischen den Rand der Flasche oder Dose und den Flansch 2 des Ventilgehäuses setzt
man zweckmäßigerweise eine Flanschdichtungsscheibe 21 aus elastischem Material.
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Wird, wie Fig. 2 zeigt, der Ventilschaft 7 gekippt, wird er auch
gleichzeitig den Zapfen 8, 13, aber in entgegengesetzter Richtung, schräg stellen,
so daß die Dichtung 12 auf der einen Seite zusammengedrückt wird und zwischen dem
Kegelansatz 13 des Zapfens 8 und der Innenfläche des Kanals 9 des Ventilschaftes
7 ein Ringraum 22 entsteht. Das Füllgut im Inneren des Behälters steht unter einem
Druck von etwa 4 Atmosphären und wird aus der Dose durch den Schlauchteil 5 und
die Kanelierungen 15 in das Innere des Ventilgehäuses 1 gelangen und von dort durch
den Ringraum 22 in den Kanal 9 und durch den Sprühkopf nach außen sprühen.
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Der Füllvorgang ist in Fig. 3 schematisch angedeutet. Auf den Ventilschaft
7 ist ein Füllkopf 23 aufgesetzt, der mittels einer in seiner Öffnung vorgedenen
elastischen Dichtung 24 an dem Ventilschaft 7 dichtend abschließt. Durch eine in
dem Füllkopf 23 vorgesehene Füllöffnung 25 wird das Füllgut unter einem Druck von
60 bis 80 atü eingeblasen, so daß durch diesen Überdruck der Zapfen 8 gegen die
Kraft der Feder 17 nach unten gedrückt wird, wodurch für das Einfüllgut ein großer
Ringraum 26 zwischen dem Kegel 13 und dem Innenrand des Kanals 9 frei wird.
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Das so in das Ventilgehäuse 1 gelangte Füllgut kommt durch die Kanelierungen
15 des unteren Zapfens 14 in das Doseninnere. Es ist also gar nicht notwendig, den
Füllkopf 23 mittels des Ventilschaftes 7 nach unten zu drücken, sondern es genügt,
wenn er von dem Füllkopf mittels der Dichtungen 24 gut schließend umfaßt wird. Da
aber durch die Reibung zwischen dem Ventilschaft 7 und der Dichtung 24 gegebenenfalls
der Schaft 7 zu weit nach unten gedrückt werden könnte, kann eine Distanzhülse27
im Ventilgehäuse 1 eingesetzt werden, die das Eindrücken des Ventilschaftes 7 dadurch
begrenzt, daß sich der Flansch 10 auf diese Hülse 27 aufsetzt.
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Eine andere Ausführungsart des erfindungsgemäßen Ventils zeigt die
Fig. 4 in Ruhestellung. Dieses Ventil ist z. B. in eine Flasche 39 eingesetzt. Die
Ausbildung des Ventils ist im allgemeinen die gleiche wie die des in Fig. 1 dargestellten,
jedoch mit dem Unterschied, daß für das an der Kopfdichtung 18 vorhandene Mittelloch
noch eine zusätzliche elastische Dichtung 28 zwischen der Oberseite des Flansches
10 des Ventilschaftes 7 und der harten Zwischenscheibe 19 vorgesehen ist. Wenn,
wie Fig. 5 zeigt, das Ventil durch Druck auf den Ventilkopf 20 gekippt wird,
wird
durch diese Schrägstellung des Ventilschaftes 7 auch der Zapfen 8 schräg gestellt,
und die Dichtungen 12 und 28 werden auf den entgegengesetzten Seiten zusammengequetscht,
so daß der Kegel 13 sich gegen die eine Seite des Kanals 9 legt, wodurch wieder
der Ringraum 22 frei wird, durch den das aus dem Innern des Behälters durch die
Kanelierungen 15 nach oben strömende Füllgut austreten und in den Sprühkopf gelangen
kann.
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Auch die Füllung geht bei diesem Ventil in der gleichen Art und Weise
vor sich wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ventil (s. auch Fig. 3). In Fig. 6
ist, aus den bereits angeführten Gründen, eine innere Begrenzungshülse im Ventilgehäuse
2 weggelassen, da bei entsprechender Bemessung der Dichtung 24 kein Hineindrücken
des Ventilschaftes 7 zu befürchten ist.
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In den Fig. 7 und 8 ist nahezu das gleiche Ventil wie in den Fig.
4 bis 6 dargestellt, jedoch mit dem Unterschied, daß es in diesem Fall in eine besondere
Kappe 29 eingebaut ist, mit deren Hilfe es in die großen Halsöffnungen 30 von Blechbehältern
oder ähnlichen Gefäßen eingesetzt werden kann.
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Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt die Fig. 9. In
einem Ventilgehäuse 1 mit Flansch 2, welches in eine Kappe 3 eingesetzt ist, ist
wieder ein Ventil schaft 7 und ein Zapfen 8 vorgesehen. Die Dichtungen 12, 18 und
21 sowie die harte Scheibe 19 sind gleichfalls eingebaut. Der Ventilschaft 7 hat
wieder eine axiale Bohrung 9 und geht in einen flanschartigen Körper 31 mit einer
schrägen Dichtungsfläche 32 gegen die Kopfdichtung 18 über.
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An den Flansch 31 setzt eine Distanzhülse 33 an, die den Ventilteller
11 umschließt. Der Zapfen 8 ist unterhalb des Ventiltellers 11 mit einem unsymmetrischen
Körper 34 versehen, dessen Führungsfläche 35, wenn sie in die abgeschrägte Bodenöffnung
36 des Ventilgehäuses 1 gedrückt wird, den Zapfen 8 zwangläufig schräg stellt. Durch
die Feder 17, die sich an der Fläche 4 des Ventilgehäuses 1 abstützt und mit ihrem
oberen Ende unterhalb des Ventiltellers 11 anliegt, wird der Zapfen 8 stets nach
oben in die Schließstellung gedrückt.
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Der auf dem Ventilschaft 7 aufgesetzte Sprühkopf 20 kann an seinem
unteren Ende so ausgenommen sein, daß er die Kappe 3 übergreift, wobei die Ausnehmung
eine solche Tiefe haben kann und Anschläge 38 angebracht sind, die das Eindrücken
des Sprühkopfes dadurch begrenzen, daß die Anschläge 38 auf der Deckfläche 3' der
Kappe 3 zum Aufliegen kommen.
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Eine weitere Möglichkeit der Hubbegrenzung ist durch die mit dem Ventilschaft
7 verbundene Fläche durch die mit dem Ventil schaft 7 verbundene Hülse 33 gegeben,
die sich auf eine Einschnürung 37 im Ventilgehäuse 1 aufsetzt. Der Zapfen 8 wird
dabei zwangläufig gekippt, indem die Fläche 35 an der Fläche 36 des Ventilgehäuses
abgeleitet wird, wobei unter Zusammendrücken der Dichtung 12 auf der einen Seite
ein Ringraum 22 zwischen dem Kegel 13 und dem Innenrand des Kanals 9 frei wird.
Damit ist wieder eine Verbindung zwischen dem Innern des Behälters und der Aussprühöffnung
gegeben.
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Das Füllen der Behälter, in denen derartige Ventile eingebaut sind,
kann auf die gleiche Art und Weise geschehen, wie es bei den bisher beschriebenen
Behältern durchgeführt worden ist. Der auf der Oberseite des Ventiltellers 11 jeweils
vorgesehene Kegel 13 dient als Mitnehmer beim Abkippen des Ventils, wobei er zugleich
die Funktion übernimmt, das austretende Füllgut vorzudosieren. Durch diesen kegeligen
Teil 13 des Zapfens 8 wird verhindert, daß das
unter 2,5 atü Innendruck stehende
Füllgut zu schnell und mit zu großem Druck aussprüht. Dadurch wird weiter verhindert,
daß sich der Behälter zu schnell leert und andererseits auch, daß der wirksame Innendruck
des Behälters nicht im ganzen Querschnitt der Ventilschaftbohrung wirksam wird,
weil dieser Druck sonst zu stark auf die Sprühkappe drücken würde, was gegebenenfalls
den Sprühkopf zum Abspringen bringen könnte.
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Da im Moment des Einfüllens bei den erfindungsgemäßen Ventilen große
Einfüllöffnungen im Füllkanal zur Verfügung stehen, hingegen im Moment des Aussprühens
kleine, je nach der Größe des auf den Sprühkopf ausgeübten Druclces dosierbare Mengen
durch verhältnismäßig kleine Durchsprühöffnungen austreten können, werden alle an
ein solches Ventil zu stellenden Forderungen erfüllt.
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Bei allen derartigen Sprühventilen besteht stets die Schwierigkeit,
daß die verschiedenen Dichtungen aus elastischen Stoffen von den Lösungsmitteln
des Sprühgutes bzw. vom Aerosol angegriffen werden und zu quellen beginnen. Es kommt
daber bei den bekannten Einrichtungen sehr häufig vor, daß durch das Ouellen der
Dichtungen die Ventile nicht mehr betätigt werden können, weil sie dadurch, daß
die betreffenden Dichtungen den ganzen zur Verfügung stehenden Hohlraum ausfüllen,
blockiert sind. Eine solche Gefahr besteht bei dem erfindungsgemäßen Ventil nicht,
denn sowohl die Dichtung 12 als auch die Dichtung 28 haben einen genügend großen
Ringraum zwischen sich und der Innenwand des Ventilgehäuses 1 zur Verfügung, in
den sie frei hineinquellen können, ohne daß dadurch die Funktion des Ventils behindert
würde.