DE29818414U1

DE29818414U1 - Self-closing valve arrangement for a container dispensing opening

Info

Publication number: DE29818414U1
Application number: DE29818414U
Authority: DE
Original assignee: Georg Menshen GmbH and Co KG
Current assignee: Georg Menshen GmbH and Co KG
Priority date: 1998-10-15
Filing date: 1998-10-15
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2008-10-16
Also published as: WO2000021851A1; AU6084699A

Description

jj 1^&iacgr;::;.1&Pgr;.&Ogr;&khgr;1 ^&iacgr;:: ;.1&Pgr;.&Ogr;&khgr;

Selbstschliessende Ventilanordnung für eine
BehälterspendeöffnungSelf-closing valve arrangement for a
Container dispensing opening

Die Erfindung betrifft eine selbstschliessende Ventilanordnung zum Einbau in eine Spendeöffnung eines Behälters, einer Verschlusskappe oder dgl. gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a self-closing valve arrangement for installation in a dispensing opening of a container, a closure cap or the like according to the preamble of claim 1.

Eine gattungsgemässe Ventilanordnung mit vergleichsweise kompliziertem Aufbau, integriert in einer Verschlusskappe, ist aus der DE-A-195 10 007 bekannt. Bei dieser Ventilanordnung ist ein membranartiges Schliesselement aus einem nachgiebigen Material zwischen Teilen der auf einen Behälterhals aufschraubbaren Verschlusskappe eingeklemmt, und weist das Schliesselement eine zentrale, permanent offene Durchtrittsöffnung auf. Das Schliesselement ist im Ruhezustand konkav gewölbt und liegt mit seiner Aussenseite an einem Dichtelement an, das stationär im Kappenteil gehalten ist, um die Durchtrittsöffnung zu verschliessen. Unter einem erhöhten Druck auf das Schliesselement seitens seiner dem Dichtelement zugewandten Oberfläche kann das Schliesselement vom Dichtelement abgehoben werden, so dass längs der Durchtrittsöffnung ein Medium aus einem Behälter strömen kann, auf dessen Hals die Verschlusskappe aufgeschraubt werden kann. Sobald die Druckkraft auf das Schliesselement weggenommen wird, nimmt dieses aufgrund der Elastizität des nachgiebigen Materials wieder die Ruhestellung unter Verschliessen der Durchtrittsöffnung ein. Andererseits ist das Schliesselement so im Kappenteil eingespannt, dass die Spannwirkung einen Durchtritt von LuftA valve arrangement of this type with a comparatively complicated structure, integrated in a closure cap, is known from DE-A-195 10 007. In this valve arrangement, a membrane-like closing element made of a flexible material is clamped between parts of the closure cap that can be screwed onto a container neck, and the closing element has a central, permanently open passage opening. The closing element is concavely curved in the resting state and rests with its outside against a sealing element that is held stationary in the cap part in order to close the passage opening. Under increased pressure on the closing element from its surface facing the sealing element, the closing element can be lifted off the sealing element so that a medium can flow along the passage opening from a container, onto whose neck the closure cap can be screwed. As soon as the pressure force on the closing element is removed, it returns to its rest position due to the elasticity of the flexible material, closing the opening. On the other hand, the closing element is clamped in the cap part in such a way that the clamping effect prevents air from passing through.

umfänglich des Schliesselementes ermöglicht, wenn im Inneren des Behälters ein Unterdruck herrscht, um einen Druckausgleich zu bewirken. Die Druckausgleichsfunktion hängt somit von der Art ab, wie das Schliesselement im Kappenteil eingespannt ist und kann aufgrund der Elastizität des Schliesselements und der darauf wirkenden Klemmkräfte beeinträchtigt werden, so dass die Druckausgleichsfunktion nicht immer gewährleistet werden kann. Ausserdem können die Kanäle, längs denen die Belüftungsluft zum Druckausgleich strömen kann, bei Gebrauch leicht verstopfen und dadurch die Druckausgleichsfunktion verlorengehen. Nachteilig ist ferner, dass die Abdichtung der Durchtrittsöffnung im Schliesselement durch ein flächiges Dichtelement erfolgen soll, so dass bei Ablagerungen oder Verschmutzungen der Dichtflächen die Dichtfunktion leicht beeinträchtigt werden kann.around the circumference of the closing element when there is a negative pressure inside the container in order to achieve pressure equalization. The pressure equalization function therefore depends on the way in which the closing element is clamped in the cap part and can be impaired due to the elasticity of the closing element and the clamping forces acting on it, so that the pressure equalization function cannot always be guaranteed. In addition, the channels along which the ventilation air can flow to equalize the pressure can easily become blocked during use and the pressure equalization function is therefore lost. Another disadvantage is that the passage opening in the closing element is to be sealed by a flat sealing element, so that the sealing function can easily be impaired if there are deposits or dirt on the sealing surfaces.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine selbstschliessende Ventilanordnung der eingangs erwähnten Art mit gewährleisteter Dicht- und Druckausgleichsfunktion bei gleichzeitig günstiger Fertigungsmöglichkeit zu schaffen.The object of the invention is to create a self-closing valve arrangement of the type mentioned at the beginning with guaranteed sealing and pressure compensation function and at the same time inexpensive manufacturing options.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Danach sieht die erfindungsgemässe Ventilanordnung ein starres Dichtelement in Gestalt eines Dichtzapfens vor, der in ein Durchtrittsöffnung in einer nachgiebigen Wand eines ersten Ventilteils aus elastischem Material eingreifen kann. Die Wand kommt daher nicht in eine störanfällige nur anliegende Beziehung zum Dichtelement, sondern beide Komponenten greifen positiv ineinander, was die Dichtfunktion wesentlich verbessert. Die elastische Wand kann unter der Wirkung einer äusseren Differenzdruckkraft aus der dichtenden Beziehung zum Dichtelement in zweifacher Weise gebracht werden, einmal um eine Abgabe des Behälterinhalts zu ermöglichen und anderesmal, um zum Zwecke einesThis object is achieved by the features in the characterizing part of claim 1. The valve arrangement according to the invention therefore provides a rigid sealing element in the form of a sealing pin which can engage in a passage opening in a flexible wall of a first valve part made of elastic material. The wall therefore does not come into a fault-prone, merely abutting relationship with the sealing element, but both components engage positively with each other, which significantly improves the sealing function. The elastic wall can be brought out of the sealing relationship with the sealing element in two ways under the effect of an external differential pressure force, once to enable the container contents to be released and another time to

Druckausgleichs Belüftungsluft aus der Umgebung in das Behälterinnere über die gleiche Durchtrittsöffnung, über die zuvor der Behälterinhalt abgegeben wurde, einströmen zu lassen. Bei der Bewegung der nachgiebigen Wand von der einen in die andere Freigabestellung muss das Dichtelement jedesmal die Durchtrittsöffnung vollständig durchstossen, da die Abmessung des Dichtelements etwas grosser als die der Durchtrittsöffnung im Ruhezustand ist. Dieser Vorgang bewirkt jedesmal eine Reinigung der zusammenwirkenden Dichtflächen, so dass die Dicht- und Druckausgleichsfunktion selbst bei zu Verschmierungen neigenden Behälterinhalten, wie gelartigen Reinigungsmitteln, über lange Gebrauchzeiten erhalten bleibt. Die Montage der selbstschliessenden Ventilanordnung bereitet keine Schwierigkeiten, da die Druckausgleichsfunktion nicht von einer die Ventilteile gegenseitig positionierenden Klemmkraft beeinträchtigt wird. Die Ventilanordnung lässt sich ferner leicht miniaturisieren und ausser in eine auf einen Behälterhals aufschraubbare Verschlusskappe auch direkt in eine Spendeöffnung eines Behälters in optisch ansprechender Weise einfügen.Pressure equalization allows ventilation air from the environment to flow into the interior of the container through the same opening through which the container contents were previously dispensed. When the flexible wall moves from one release position to the other, the sealing element must completely penetrate the opening each time, since the dimensions of the sealing element are slightly larger than those of the opening in the resting state. This process cleans the interacting sealing surfaces each time, so that the sealing and pressure equalization function is maintained over long periods of use, even with container contents that tend to smear, such as gel-like cleaning agents. The assembly of the self-closing valve arrangement does not cause any difficulties, since the pressure equalization function is not impaired by a clamping force that positions the valve parts against each other. The valve arrangement can also be easily miniaturized and, in addition to a closure cap that can be screwed onto a container neck, it can also be inserted directly into a dispensing opening of a container in a visually appealing manner.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und einer Ausfuhrungsform näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing and an embodiment. They show:

Fig. 1 in fragmentarischer, geschnittener Ansicht eine selbstschliessende Ventilanordnung nach der Erfindung im Ruhezustand nach Montage in einer Behälterspendeöffnung,Fig. 1 in a fragmentary, sectional view of a self-closing valve arrangement according to the invention in the resting state after installation in a container dispensing opening,

Fig. 2 in einer Ansicht ähnlich Fig. 1 die Ventilanordnung in der Freigabestellung zum Entleeren des Behälters, undFig. 2 in a view similar to Fig. 1 the valve arrangement in the release position for emptying the container, and

Fig. 3 in einer Ansicht ähnlich Fig. 1 die Ventilanordnung in der Druckausgleichsstellung.Fig. 3 in a view similar to Fig. 1 the valve arrangement in the pressure equalization position.

In Fig. 1 ist die das allgemeine Bezugszeichen 1 tragende selbstschliessende Ventilanordnung nach der Erfindung in einer eine Spendeöffnung 4 enthaltenen Wand 3 eines Behälters 2 gezeigt. Die Spendeöffnung 4 könnte auch an einer Verschlusskappe oder dgl. vorgesehen sein. Obschon andere Mittel zur Montage der Ventilanordnung 1 dienen können, ist bei der vorliegenden Ausführungsform an der Behälterwand 3 konzentrisch zur Spendeöffnung 4 ein Rastflansch 5 mit einem Rastbund 6 angeformt. Anstelle eines Rastflansches könnte auch eine Vielzahl umfänglich verteilt angeordnete Raststege vorgesehen sein.In Fig. 1, the self-closing valve arrangement according to the invention, bearing the general reference number 1, is shown in a wall 3 of a container 2 containing a dispensing opening 4. The dispensing opening 4 could also be provided on a closure cap or the like. Although other means can be used to mount the valve arrangement 1, in the present embodiment a locking flange 5 with a locking collar 6 is formed on the container wall 3 concentrically to the dispensing opening 4. Instead of a locking flange, a large number of locking webs distributed around the circumference could also be provided.

Die zwischen der Unterseite der Wand 3 und dem Rastbund 6 durch Klemmkraft gehaltene Ventilanordnung 1 umfasst einen ersten Ventilteil 7 und einen zweiten, auf dem Ringbund 6 aufliegenden Ventilteil 9. Von einer zentralen Stelle eines Basisbereichs 14 des zweiten Ventilteils 9 ragt nach oben bzw. gegen den ersten Ventilteil 7 ein Dichtzapfen 11.The valve arrangement 1, which is held between the underside of the wall 3 and the locking collar 6 by clamping force, comprises a first valve part 7 and a second valve part 9 resting on the annular collar 6. A sealing pin 11 projects upwards from a central point of a base region 14 of the second valve part 9 or against the first valve part 7.

Der erste Ventilteil 7 umfasst einen äusseren verdickten Montagebereich, der zwischen der Endfläche einer Umfangswand 16 des zweiten Ventilteils 9 und der Behälterwand 3 dichtend eingespannt ist, und eine innere elastische Wand 8. Die elastische Wand 8 kann, wie dargestellt, balgartig ausgebildet sein, und unter auf ihre gegenüberliegenden Oberflächen wirkenden Druckkräften, ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten Ruhestellung, in eine Richtung weg vom Dichtzapfen 11 oder in eine Richtung auf den Dichtzapfen 11 gestülpt werden kann. Die elastsiche Wand 8 könnte auch frei von balgartigen Wellungen ausgebildet sein und in der gezeigten Ruhestellung eine leicht konkave Konfiguration einnehmen.The first valve part 7 comprises an outer thickened mounting area which is clamped in a sealing manner between the end face of a peripheral wall 16 of the second valve part 9 and the container wall 3, and an inner elastic wall 8. The elastic wall 8 can, as shown, be designed like a bellows and can be pulled in a direction away from the sealing pin 11 or in a direction towards the sealing pin 11 under pressure forces acting on its opposite surfaces, starting from the rest position shown in Fig. 1. The elastic wall 8 could also be designed free of bellows-like corrugations and take on a slightly concave configuration in the rest position shown.

Eine Durchtrittsöffnung 10 ist an einer zentralen Stelle in Ausrichtung zum Dichtzapfen 11 in der elastischen Wand 8 vorgesehen. Der zweite Ventilteil 9 enthält in seinem Basisbereich 14 ein oder mehrere Durchtrittsöffnungen 15, die eine Zutrittspassage zum Inneren des Behälters 2 schaffen.A passage opening 10 is provided at a central location in alignment with the sealing pin 11 in the elastic wall 8. The second valve part 9 contains in its base area 14 one or more passage openings 15 which create an access passage to the interior of the container 2.

Der Dichtzapfen 11 umfasst einen verdickten Kopfbereich 12 und einen halsartig verdünnten Stegbereich 13, der den Kopfbereich 12 mit dem Basisbereich 14 des zweiten Ventilteils 9 verbindet. Die Abmessungen des Kopfbereichs 12 sind auf diejenigen der zentralen Durchtrittsöffnung 10 des ersten Ventilteils 7 angepasst, so dass der Kopfbereich 12 in der in Fig. 1 gezeigten Ruhe- oder Ausgangsstellung dichtend in die Durchtrittsöffnung 10 eingreifen kann, wobei die Durchtrittsöffnung 10 dazu etwas gespreizt werden muss. In der Ruhestellung der elastischen Wand 8 ist die Durchtrittsöffnung 10 daher hermetisch verschlossen.The sealing pin 11 comprises a thickened head region 12 and a neck-like, thinned web region 13, which connects the head region 12 to the base region 14 of the second valve part 9. The dimensions of the head region 12 are adapted to those of the central passage opening 10 of the first valve part 7, so that the head region 12 can engage in the passage opening 10 in a sealing manner in the rest or initial position shown in Fig. 1, whereby the passage opening 10 must be spread slightly for this purpose. In the rest position of the elastic wall 8, the passage opening 10 is therefore hermetically sealed.

Der erste Ventilteil 7 kann aus irgendeinem geeigneten elastischen Kunststoffmaterial bestehen, vorzugsweise ein solches, das sich durch Spritzformen in die gewünschte Konfiguration fertigungsgünstig bringen lässt. Geeignet sind insbesondere elastomere Materialien. Der zweite Ventilteil 9 stellt dagegen ein im wesentlichen formstabiles Spritzgiessteil aus einem geeigneten weniger elastischen Kunststoffmaterial wie Polypropylen, Polyethylen, Polystyrol oder dgl. dar.The first valve part 7 can be made of any suitable elastic plastic material, preferably one that can be easily molded into the desired configuration by injection molding. Elastomeric materials are particularly suitable. The second valve part 9, on the other hand, is an essentially dimensionally stable injection molded part made of a suitable less elastic plastic material such as polypropylene, polyethylene, polystyrene or the like.

Die Funktion der, wie vorbeschrieben, aufgebauten selbstschliessenden Ventilanordnung wird nachfolgend anhand von Fig. 2 und 3 erläutert.The function of the self-closing valve arrangement constructed as described above is explained below using Fig. 2 and 3.

Fig. 2 zeigt den Zustand der Ventilanordnung, wie er vorliegt, wenn auf den ersten Ventilteil 7 eine ausreichendFig. 2 shows the state of the valve arrangement as it exists when a sufficiently

hohe Differenzdruckkraft seitens des Behälterinneren ausgeübt wird, so dass die elastische Wand 8 elastisch weg vom Dichtzapfen 11 nach oben gestülpt wird, wodurch die Durchtrittsöffnung 10 freigegeben wird. Dieser Zustand kann dadurch ausgelöst werden, dass durch ein Zusammendrücken der Wand 3 im Inneren des Behälters 2 ein Überdruck aufgebaut wird. Wie es durch die Pfeile in Fig. 3 angedeutet ist, kann unter diesen Umständen der Behälterinhalt über die Durchtrittsöffnungen 10 und 15 nach aussen strömen. Sobald der Überdruck entfällt, kehrt die Wand 8 aufgrund ihrer Elastizität wieder in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsposition unter Abdichtung der Durchtrittsöffnung 10 zurück.high differential pressure force is exerted by the interior of the container, so that the elastic wall 8 is elastically pushed upwards away from the sealing pin 11, thereby exposing the passage opening 10. This state can be triggered by an overpressure being built up inside the container 2 by compressing the wall 3. As indicated by the arrows in Fig. 3, under these circumstances the container contents can flow out through the passage openings 10 and 15. As soon as the overpressure is removed, the wall 8 returns to the starting position shown in Fig. 1 due to its elasticity, sealing the passage opening 10.

Die Rückformung der Behälterwand 3 nach Wegnahme der äusseren Quetschkraft kann einen Unterdruck im Behälter 2 hervorrufen, der eine vollständige Rückstellung in die ursprüngliche Konfiguration verhindern würde, wenn kein Druckausgleich zwischen dem Behälterinneren und der Umgebung stattfinden könnte. Die Stellung, die die Teile der Ventilanordnung 1 zum Druckausgleich einnehmen, ist in Fig. 3 gezeigt. Bei einem Unterdruck im Behälter 2 wirkt auf die elastische Wand 8 eine Differenzdruckkraft, die die Wand 8 nach innen, d.h. in Richtung auf das Behälterinnere ziehen oder stülpen will. Bei dieser Bewegung stösst der Dichtzapfen 11 mit seinem Kopfbereich 12 durch die Durchtrittsöffnung 10, so dass diese nunmehr längs des halsartigen Stegbereichs 13 zu liegen kommt und erneut freigegeben wird. Infolge davon kann, wie durch die Pfeile in Fig. 3 angedeutet ist, Luft aus der Aussenumgebung über die Durchtrittsöffnungen 10 und 15 ins Behälterinnere strömen, bis ein Druckausgleich erfolgt ist und dadurch die elastische Wand 8 wieder entlastet wird und aufgrund der elastischen Eigenschaft des Materials in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsposition unter Verschliessen der Durchtrittsöffnung 10 zurückfedern kann.The reshaping of the container wall 3 after the external squeezing force has been removed can cause a negative pressure in the container 2, which would prevent a complete return to the original configuration if no pressure equalization could take place between the interior of the container and the environment. The position that the parts of the valve arrangement 1 assume for pressure equalization is shown in Fig. 3. When there is a negative pressure in the container 2, a differential pressure force acts on the elastic wall 8, which tends to pull or fold the wall 8 inwards, i.e. towards the interior of the container. During this movement, the sealing pin 11 pushes with its head region 12 through the passage opening 10, so that this now comes to lie along the neck-like web region 13 and is released again. As a result, as indicated by the arrows in Fig. 3, air from the outside environment can flow into the interior of the container via the passage openings 10 and 15 until pressure equalization has occurred and the elastic wall 8 is thereby relieved again and, due to the elastic properties of the material, can spring back into the starting position shown in Fig. 1, closing the passage opening 10.

Wenn erwünscht, könnte der erste Ventilteil 7 mit der elastischen Wand 8 auch integraler Bestandteil der Behälterwand 3 sein, indem beide Komponenten einstückig durch Zweikomponentenspritzgiessen gefertigt werdenIf desired, the first valve part 7 with the elastic wall 8 could also be an integral part of the container wall 3, in that both components are manufactured in one piece by two-component injection molding

Claims

— O ~ Claims

1. Self-closing valve arrangement for installation in a dispensing opening of a container, a closure cap or the like, with a first valve part with an elastic wall containing a passage opening, which can be brought from a closed position into a first release position under a first differential pressure force from pressures acting on its opposite surfaces, and a sealing element of a second valve part which, in the closed position of the elastic wall, is in a sealing relationship with the passage opening, characterized in that the dimensions of the passage opening

(10) and that of the sealing element (11) are coordinated with one another such that the elastic wall (8) can be brought into a second release position in relation to the sealing element under a second differential pressure force acting in the opposite direction to the first, wherein the second release position requires a movement of the elastic wall in a direction opposite to that in the first release position.

2. Valve arrangement according to claim 1, characterized in that the sealing element (11) comprises a head and web region (12, 13), wherein the dimensions of the head region are smaller than those of the passage opening (10) and larger than those of the web region and the second release position is defined by a position of the passage opening along the web region.

3. Valve arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the elastic wall (8) is designed as a bellows-like corrugated wall.

4. Valve arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first valve part

(7) consists of an elastomeric material.

5. Valve arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the second valve part

(9) with the sealing element (11) is essentially dimensionally stable.