DE10109735A1 - Valve plate and container made with it - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Ventilteller für mit Gasdruck beaufschlagte Behälter, mit einer ringförmigen Vertiefung, die radial außen durch eine Umfangswand mit Befestigungsrand und radial innen durch einen sich nach unten erweiternden, oben mit einer Öffnung versehenen Dom begrenzt ist, in den ein Ventil einsetzbar ist, sowie einen mit einem solchen Ven tilteller hergestellten Behälter.The invention relates to a valve plate for gas pressure loaded containers with an annular recess, the radially outside through a peripheral wall with a mounting edge and radially inside through a widening downward with an opening at the top is limited, in the a valve can be used, as well as one with such a ven tilteller manufactured containers.
Bei dem Behälter kann es sich z. B. um eine Aerosolverpackung Gasdruck beaufschlagt ist, um bei Betätigung des Ventils ein Produkt auszutreiben und ggf. zu versprühen. Die meisten Spraydosen haben eine stirnseitige Öffnung mit einem Durch messer von etwa 25,4 mm (ein Zoll), die durch einen Ventil teller mit Befestigungsrand, ggf. unter Verwendung einer äu ßeren Dichtung, durch Clinchen dicht verschließbar ist. In den Dom des in der DIN 55501 genormten Ventiltellers ist zu vor, normalerweise unter Verwendung einer inneren Dichtung, durch Crimpen ein Ventil eingesetzt worden, aus dem ein hoh ler Ventilstößel nach außen vorsteht. Durch Niederdrücken des Ventilstößels wird das Ventil geöffnet und der Inhalt des Be hälters durch den inneren Gasdruck ausgestoßen. In den mei sten Fällen erfolgt auch das Befüllen des Behälters mit dem Gas und der auszutragenden Masse über das Ventil. Es gibt aber auch doppelwandige Behälter mit flexibler innerer Wand, bei denen das Druckgas über eine separate, verschließbare Be hälteröffnung in den Raum zwischen den Wänden eingebracht wird (vergleiche EP 0 718 213 B1 und US PS 4,175,678). In allen diesen Fällen können durch unsachgemäße Lagerung der Be hälter in einer zu warmen Umgebung, z. B. schon durch Sonnen einwirkung, sehr hohe Innendrücke von bis zu etwa 50 bar ent stehen. Spezielle Getränkedosen müssen bei bestimmten Geträn ken, z. B. Bieren, die durch Erhitzung sterilisiert und da durch haltbarer gemacht werden sollen, nach dem Befüllen auf ca. 65°C erwärmt werden. Daher wird bei Getränkedosen mit ei nem eingebauten Kühlsystem, bei denen die unmittelbar vor dem Trinken erwünschte Kühlung durch Entspannung des bis dahin aufrechterhaltenen hohen Drucks in einem separaten Innenbe hälter erzielt wird, dessen Boden durch einen Ventilteller gebildet ist (vergleiche Zeitschrift Spray Technology & Mar keting, Juli 2000, Seiten 30, 31 und 40, 41), aus Sicher heitsgründen für den Innenbehälter eine Druckbeständigkeit bis 56 bar gefordert.The container can be e.g. B. is applied to an aerosol packaging gas pressure to drive out a product when the valve is actuated and possibly spray. Most spray cans have an opening at the front with a diameter of approximately 25.4 mm (one inch), which can be sealed by clinching with a valve plate with an attachment rim, if necessary using an outer seal. In the dome of the valve plate standardized in DIN 55501, a valve has been inserted beforehand, usually using an inner seal, by crimping, from which a hollow valve tappet protrudes outwards. By depressing the valve tappet, the valve is opened and the contents of the container are expelled by the internal gas pressure. In most cases, the container is filled with the gas and the mass to be discharged via the valve. But there are also double-walled containers with a flexible inner wall, in which the compressed gas is introduced into the space between the walls via a separate, closable container opening (compare EP 0 718 213 B1 and US Pat. No. 4 , 175 , 678 ). In all these cases, improper storage of the containers in a too warm environment, e.g. B. exposure to the sun, very high internal pressures of up to about 50 bar are available. Special beverage cans must ken with certain beverages, e.g. B. beers, which are sterilized by heating and are to be made more durable by heating to about 65 ° C after filling. Therefore, in beverage cans with a built-in cooling system, in which the cooling desired immediately before drinking is achieved by relieving the high pressure maintained up to that point in a separate inner container, the bottom of which is formed by a valve disc (see Spray Technology & Marketing magazine) , July 2000, pages 30, 31 and 40, 41), for safety reasons a pressure resistance of up to 56 bar is required for the inner container.
Das Problem gelegentlich sehr hoher Innendrücke ist seit Jahrzehnten bekannt. Die Hersteller von Ventiltellern begeg nen ihm bisher gemäß DIN 55501 durch Wahl einer geeigneten Blechdicke von z. B. 0,4 oder 0,5 statt 0,3 mm. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Form des Ventiltellers zu entwickeln, die wesentlich höhere Innendrücke zuläßt als her kömmliche Ventilteller gleicher Blechdicke.The problem of occasionally very high internal pressures has been around Known for decades. The manufacturers of valve disks encountered so far according to DIN 55501 by choosing a suitable one Sheet thickness of z. B. 0.4 or 0.5 instead of 0.3 mm. The invention the task is based on a form of the valve plate develop that allows much higher internal pressures than ago conventional valve plates of the same sheet thickness.
Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Ventilteller der eingangs genannten Art die Wand des Doms in dem sich erweiternden Bereich mit in Umfangsrich tung mit Zwischenabstand angeordneten Sicken versehen ist.The above object is achieved in that in the case of a valve disk of the type mentioned in the introduction of the cathedral in the expanding area with in circumferential direction device is provided with spacing beads.
Es hat sich überraschend gezeigt, daß sich mit einer solchen Gestaltung des Ventiltellers trotz der vorgeschlagenen, über den Umfang ungleichmäßigen Formgebung, eine deutlich verbesserte Stabilität gegenüber erhöhten Innendrücken erzielen läßt.It has surprisingly been found that such Design of the valve plate despite the proposed over the extent of irregular shape, a significantly improved Achieve stability against increased internal pressures leaves.
In der bevorzugten Ausführung wird die erfindungsgemäß vorge schlagene Maßnahme kombiniert mit einem verhältnismäßig klei nen Winkel von maximal etwa 45°, vorzugsweise sogar nur von höchstens 35°, den der sich erweiternde Bereich der Wand des Doms im Querschnitt mit der Mittellängsachse des Ventiltel lers bildet. Dies führt bei einer im wesentlichen zylindri schen Umfangswand zu einer größeren Höhe des Ventiltellers, aber es ergibt sich immer noch eine Materialkompensation im Vergleich zu Ventiltellern herkömmlicher Form, bei denen die selbe hohe Formstabilität durch Vergrößerung der Blechstärke erzielt wird. In bestimmten Fällen kann es zur Lösung der Er findungsaufgabe schon genügen, wenn allein der Winkel des sich erweiternden Bereichs auf den genannten Maximalwert ver kleinert wird, so daß es nicht noch zusätzlich der Sicken be darf. Auch auf diese Weise können sonst nicht erforderliche Blechdicken vermieden werden, bei denen die Clinchkräfte eine notwendige Stärke erreichen, die zur Verformung und Undich tigkeit der Dosenöffnung führen kann. Unter Berücksichtigung einer im Axialschnitt von einem Kegelstumpf abweichenden, ge krümmten Form des Bereichs 22 beziehen sich die vorstehend genannten Winkelmaße auf den Mittelwert der Wandsteigung.In the preferred embodiment, the measure proposed according to the invention is combined with a relatively small angle of at most about 45 °, preferably even only at most 35 °, which the widening region of the wall of the dome forms in cross section with the central longitudinal axis of the ventilator. This leads to a greater height of the valve plate with a substantially cylindrical circumferential wall, but there is still a material compensation compared to valve plates of conventional shape, in which the same high dimensional stability is achieved by increasing the sheet thickness. In certain cases, it may be sufficient to solve the invention task if only the angle of the widening area is reduced to the maximum value mentioned, so that it may not additionally be the beads. Also in this way, sheet thicknesses that are otherwise unnecessary can be avoided, in which the clinching forces reach a necessary strength, which can lead to deformation and leakage of the can opening. Taking into account a curved shape of the region 22 which deviates from a truncated cone in the axial section, the aforementioned angular dimensions relate to the mean value of the wall slope.
Die den verfügbaren Innenraum des Behälters verkleinernde größere Höhe des Ventiltellers kann in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wieder teilweise kompensiert wer den, indem die vorgeschlagenen Sicken radial nach außen aus gewölbt werden. In der für die praktische Ausführung vorgese henen Form sind sechs sternförmig angeordnete, gleichmäßig über den Umfang verteilte Sicken, die sich jeweils über einen Winkelbereich von etwa 20 bis 25° erstrecken, vorgesehen. Sie haben vorzugsweise eine Tiefe von etwa 0,4 bis 1,8 mm. Ihre Seitenkanten liegen auf Radialstrahlen, und jede Sicke er streckt sich radial im wesentlichen über den gesamten sich erweiternden Bereich.The one that reduces the available interior space of the container greater height of the valve plate may be more preferred Embodiment of the invention partially compensated for who the by the proposed beads radially outwards be arched. In the provided for the practical execution Its shape is six, arranged in a star shape, evenly beads distributed over the circumference, each over a Angle range from about 20 to 25 °, provided. she preferably have a depth of about 0.4 to 1.8 mm. Your Side edges lie on radial rays, and every bead he extends radially essentially over the entire length expanding area.
In einer ersten alternativen Ausführungsform sind die Sicken in einem auf einem Umfangskreisbogen liegenden Querschnitt an ihren Rändern stufenförmig und auf ihrer Fläche mit gleichmä ßiger Tiefe geformt. Alternativ können sie auch zu ihrer Mit te hin zunehmend vertieft sein.In a first alternative embodiment, the beads in a cross section lying on a circumferential arc their edges step-like and on their surface with even shaped deep. Alternatively, you can also join them increasingly deepened.
Da sich die vorteilhaften Eigenschaften des neuen Ventiltel lers an der fertigen Verpackung zeigen, richtet sich die Er findung auch auf einen Behälter gemäß Patentanspruch 12.Because the advantageous properties of the new valve ler show the finished packaging, the Er invention also on a container according to claim 12.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Below are some embodiments of the invention explained in more detail with reference to the accompanying drawing. Show it:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausfüh rungsform eines erfindungsgemäßen Ven tiltellers; Fig. 1 is a plan view of a first embodiment of a Ven tilteller invention;
Fig. 2 einen Querschnitt nach Schnittlinie A-A in Fig. 1; Fig. 2 is a cross section along line AA in Fig. 1;
Fig. 3 ein Detail bei X in Fig. 2 in größerem Maßstab; Fig. 3 shows a detail at X in Fig 2 in a larger scale.
Fig. 4 ein Detail bei Y in Fig. 2 in größerem Maßstab; Fig. 4 shows a detail at Y in Figure 2 in larger scale.
Fig. 5 eine erste Variante eines Querschnitts nach Schnittlinie B-B in Fig. 1; Fig. 5 shows a first variant of a cross section according to section line BB in FIG. 1;
Fig. 6 eine zweite Variante im Querschnitt ge mäß Fig. 5; Fig. 6 shows a second variant in cross section according to Fig. 5;
Fig. 7 eine Draufsicht entsprechend Fig. 1 auf eine zweite Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Ventiltellers; Fig. 7 is a plan view corresponding to Figure 1 of a second embodiment of the valve plate according to the invention.
Fig. 8 einen Querschnitt nach Schnittlinie A-A in Fig. 7; Fig. 8 is a cross section along line AA in Fig. 7;
Fig. 9 einen halben Querschnitt entsprechend den Ansichten nach Fig. 2 und 8 einer dritten Ausführungsform und Fig. 9 is a half cross section corresponding to the views of FIGS. 2 and 8 of a third embodiment and
Fig. 10 eine Ansicht entsprechend Fig. 9 einer vierten Ausführungsform des erfindungs gemäßen Ventiltellers. Fig. 10 is a view corresponding to FIG. 9 of a fourth embodiment of the valve plate according to the Invention.
Der in Fig. 1 bis 5 gezeigte Ventilteller besteht im Bei spielsfall aus 0,28 mm dickem Weißblech 10 mit einer 0,2 mm dicken Kunststoffbeschichtung 12, z. B. aus Polypropylen. Der Ventilteller hat eine ringförmige Vertiefung 14, die radial außen durch eine zylindrische Umfangswand 16 und radial innen durch einen Dom 18 begrenzt wird. Der im oberen Bereich zy lindrische und in der oberen Endwand mit einer Öffnung 20 versehene Dom hat einen unteren Bereich 22, der sich nach un ten konisch erweitert und an seinem unteren Ende mit einer Rundung in die zylindrische Umfangswand 16 übergeht. An ihrem oberen Ende ist die Umfangswand 16 radial nach außen gekrümmt und mit einem umgebogenen Rand 24 gemäß Fig. 3 versehen, wie er zum dichten Anschluß an den Öffnungsrand einer Getränkedo se mit Kühlsystem benötigt wird.The valve plate shown in Fig. 1 to 5 consists in the case of example from 0.28 mm thick tinplate 10 with a 0.2 mm thick plastic coating 12 , for. B. made of polypropylene. The valve disk has an annular recess 14 which is delimited radially on the outside by a cylindrical peripheral wall 16 and radially on the inside by a dome 18 . The cylindrical zy in the upper region and provided with an opening 20 in the upper end wall has a lower region 22 which widens conically towards th and merges at its lower end with a curve into the cylindrical peripheral wall 16 . At its upper end, the circumferential wall 16 is curved radially outwards and provided with a bent edge 24 as shown in FIG. 3, as is required for the tight connection to the opening edge of a beverage do with cooling system.
Der Außendurchmesser der Umfangswand 16 beträgt z. B. 25,2 mm und der Innendurchmesser des oberen Bereichs des Doms 18 11,8 mm. Dieser Bereich ist dazu vorgesehen, ein Ventil auf zunehmen, das mittels einer Dichtung die Öffnung 20 ver schließt und in bekannter Weise durch Crimpen im Dom 18 fest gelegt wird. Der Aufbau des Ventils ist bekannt und nicht Ge genstand der Anmeldung. Im fertig montierten Zustand ragt ein hohler Ventilstößel durch die Öffnung 20 nach außen, deren mit 26 bezeichneter Rand in Fig. 4 in größerem Maßstab ge zeigt ist.The outer diameter of the peripheral wall 16 is, for. B. 25.2 mm and the inner diameter of the upper region of the dome 18 11.8 mm. This area is intended to accommodate a valve that closes the opening 20 by means of a seal and is fixed in a known manner by crimping in the dome 18 . The structure of the valve is known and not the subject of the application. In the fully assembled state, a hollow valve lifter protrudes through the opening 20 to the outside, the edge designated by 26 in FIG. 4 is shown on a larger scale.
Der Ventilteller hat eine Höhe von etwa 18,2 mm. Der obere, zylindrische Bereich des Doms ist ungefähr 6,8 mm hoch. Der sich nach unten erweiternde, konische, untere Bereich 22 des Doms bildet mit der Umfangswand 16 und der mit 28 bezeichne ten Mittellängsachse des Ventiltellers im Querschnitt einen Winkel von 33°. Der Außenradius des gerundeten Übergangs zwi schen der Umfangswand 16 und dem konischen unteren Bereich 22 des Doms 18 beträgt etwa 1,2 oder 1,3 mm. Die obere Stirnflä che des Doms 18 liegt etwa 3,7 mm unter der Oberkante des Ventiltellers.The valve disc has a height of approximately 18.2 mm. The upper, cylindrical area of the cathedral is approximately 6.8 mm high. The widening downward, conical, lower region 22 of the dome forms an angle of 33 ° in cross section with the peripheral wall 16 and the central longitudinal axis designated 28 with the valve plate. The outer radius of the rounded transition between the peripheral wall 16 and the conical lower region 22 of the dome 18 is approximately 1.2 or 1.3 mm. The upper end face of the dome 18 is approximately 3.7 mm below the upper edge of the valve plate.
Vergleicht man den Ventilteller nach Fig. 1 und 2 mit der Form C nach DIN 55501, so ist festzustellen, daß nicht nur wegen der Anwendung bei einer sich selbst kühlenden Getränke dose der in Fig. 3 gezeigte äußere Rand unterschiedlich ist, sondern auch die Höhe mehr als doppelt so groß ist wie die in der Norm festgelegte Mindesthöhe von 8 mm. Die große Höhe ergibt sich wegen des verhältnismäßig kleinen Kegelwinkels des unteren, konischen Bereichs 22 des Doms 18 und dessen unmit telbaren Übergangs mit kleinem Radius in die Umfangswand 16. Die Gesamthöhe und die Höhe des konischen Bereichs 22 können verringert werden, wenn man den unteren Bereich der Umfangs wand 16 nach innen konisch gestaltet.Comparing the valve plate according to FIGS. 1 and 2 with the form C according to DIN 55501, it can be seen that not only because of the use with a self-cooling beverage can the outer edge shown in FIG. 3 is different, but also the height is more than twice as large as the minimum height of 8 mm specified in the standard. The large height is due to the relatively small cone angle of the lower, conical area 22 of the dome 18 and its immediate transition with a small radius in the peripheral wall 16th The overall height and the height of the conical region 22 can be reduced if the lower region of the circumferential wall 16 is conically shaped inwards.
Bereits der steile Kegel im unteren Bereich 22 des Doms er höht die Formstabilität des Ventiltellers gegenüber erhöhten Innendrücken in dem durch den Ventilteller verschlossenen Be hälter. Eine weitere wesentliche Verbesserung der Druckfe stigkeit wird dadurch erreicht, daß der konische Wandbereich des Doms 18 im Beispielsfall mit sechs gleichmäßig über den Umfang verteilten, sternförmig und in Umfangsrichtung mit Zwischenabstand angeordneten Sicken 30 versehen ist. Ihre Seitenkanten liegen auf Radialstrahlen, und sie erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Höhe des konischen Wandbereichs 22. In der Breite reichen die Sicken in Umfangs richtung jeweils über etwa 24°. Sie sind radial nach außen gewölbt und können z. B. den in Fig. 5 gezeigten Querschnitt mit einem stufenförmigen Absatz an den Randkanten und kon stanter Tiefe oder den in Fig. 6 gezeigten Querschnitt mit durchgehender Rundung und größter Tiefe in der Mitte haben. Die Tiefe, d. h. die Einwölbung auf der einen bzw. die Aus wölbung auf der anderen Seite beträgt im Beispielsfall etwa 0,7 mm, kann aber auch kleiner oder z. B. mehr als doppelt so groß sein.Even the steep cone in the lower region 22 of the dome increases the dimensional stability of the valve plate compared to increased internal pressures in the container closed by the valve plate. Another significant improvement in Druckfe stability is achieved in that the conical wall region of the dome 18 in the example is provided with six beads 30 evenly distributed over the circumference, star-shaped and circumferentially spaced. Their side edges lie on radial rays and they extend essentially over the entire height of the conical wall region 22 . In width, the beads extend in the circumferential direction in each case over about 24 °. They are curved radially outwards and can, for. B. have the cross-section shown in Fig. 5 with a step-shaped shoulder on the edge and constant depth or the cross-section shown in Fig. 6 with continuous rounding and greatest depth in the middle. The depth, ie the bulge on one or the bulge on the other side is about 0.7 mm in the example, but can also be smaller or z. B. be more than twice the size.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 unterscheidet sich nur dadurch von dem nach Fig. 1 bis 4, daß die Sicken 30 bis in die Rundungen am oberen und unteren Ende des konischen Wandbereichs 22 hinein verlängert sind. Ebenso wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel könnte auch hier eine kleinere oder größere Anzahl von Sicken 30 vorhanden sein, und deren Seitenkanten können auch einen von den Radialstrah len abweichenden Verlauf haben. Bei anderen Ausführungsvari anten ist der Bereich 22 nicht als Kegelstumpf, sondern als Pyramidenstumpf mit einem Vieleck-Querschnitt geformt, wobei sich die Sicken in den ebenen Wandbereichen befinden können.The exemplary embodiment according to FIGS. 7 and 8 differs only from that according to FIGS. 1 to 4 in that the beads 30 are extended into the curves at the upper and lower ends of the conical wall region 22 . As in the previously described embodiment, a smaller or larger number of beads 30 could also be present here, and their side edges can also have a profile that deviates from the radial rays. In other embodiments, the area 22 is not shaped as a truncated cone, but rather as a truncated pyramid with a polygonal cross section, the beads being able to be located in the flat wall areas.
Die weiteren Ausführungsbeispiele nach Fig. 9 und 10 zeigen, daß sich der erfinderische Gedanke unabhängig von der Ausbil dung des Befestigungsrandes 24 verwirklichen läßt. Die Form des Randes kann sich jeweils nach der Form des Randes der zu verschließenden Öffnung sowie nach der Art der Verbindung der beiden Ränder richten. Die Randausbildung gemäß Fig. 10 ent spricht z. B. den Vorgaben der DIN 55501. Abgesehen von den unterschiedlichen Befestigungsrändern können die Ventilteller nach Fig. 9 und 10 dieselbe Form haben wie die zuvor be schriebenen Ventilteller.The other embodiments of FIGS. 9 and 10 show that the inventive idea can be realized regardless of the training of the mounting edge 24 . The shape of the edge can depend in each case on the shape of the edge of the opening to be closed and on the type of connection of the two edges. The edge formation according to FIG. 10 speaks z. B. the requirements of DIN 55501. Apart from the different mounting edges, the valve plate according to FIGS. 9 and 10 can have the same shape as the previously described valve plate.
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