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Die vorliegende Erfindung betrifft einen metallischen
Ausgabebehälter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie
sein Herstellungsverfahren.
STAND DER TECHNIK:
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Ein Ausgabebehälter des Aerosol-Typs, wie auch immer seine
Größe und seine Art (Metall, Glas, Kunststoff, usw....)
seien, weist den Behälter selbst, der an seinem oberen Teil
mit einem Hals endet, und ein Verteilerventil auf. Das
Verteilerventil muß am Hals des Behälters in solcher Weise
befestigt werden, daß die Abdichtung gegenüber dem darin
enthaltenen Stoff gesichert wird. Es ist ebenso erforderlich,
daß die Befestigungsart des Ventils auf dessen äußerem Teil
keine für den Verbraucher sichtbaren Fehler hervorruft. Das
eigentliche Ventil befindet sich in der Mitte eines Tellers,
der sich in den Hals des Behälters einfügt. Dieser Teller
weist einen ringförmigen äußeren Rand auf, der den Rand des
Halses des Behälters übergreift.
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Es ist bekannt, die Befestigung des Ventiltellers durch eine
äußere Bördelung auf den Behälter mit einer Klemme
vorzunehmen. Dies ist das auf dem zeichnungsblatt 1 dargestellte
Verfahren. Es wird sehr häufig für die Kunststoffbehälter
aller Abmessungen und für die metallischen Behälter
mittlerer Größe, typisch die metallischen Behälter verwendet,
deren Hals einen Durchmesser der Größenordnung von 20 mm
hat. Der Bördelungsvorgang besteht darin, den
Außenrandstreifen 1 des Tellers 2 um den Rand 3 des Halses
umzubiegen. Während des Vorgangs wird der Teller 2 auf dem
Hals durch eine von oben nach unten ausgeübte Kraft
gehalten. Am Vorgangsende befindet sich das Dichtungsglied 4 so
komprimiert.
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Für die metallischen Behälter größerer Abmessung, typisch
solche, deren Hals einen Durchmesser der Größenordnung von
25 mm hat, ist das üblicherweise zur Befestigung des Ventils
angewandte Verfahren ein Einwalzung genanntes anderes
Verfahren. In diesem Fall hat der Ventilteller eine besondere,
von den zu bördelnden Tellern der Ventile merklich
unterschiedliche Form. Dieses Verfahren ist auf dem
zeichnungsblatt 2 dargestellt. Der Einwalzungsvorgang besteht darin,
den Ventilteller 5 vom Inneren zum Äußeren zu verformen, bis
dieser in Kontakt mit dem Inneren des Halses 6 kommt. Am
Vorgangsende befindet sich das Dichtungsglied 4 so
komprimiert.
GESTELLTES PROBLEM
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Die Herstellung und die Verwendung der metallischen
Ausgabehälter mit eingewalztem Ventil weisen Nachteile auf.
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- Einerseits ist es im Lauf der Herstellung erforderlich,
Klemme, eventuell Maschine zu wechseln und Tellerart zu
wechseln, um nacheinander Ausgabebehälter aus
Kunststoff und metallische Ausgabebehälter herzustellen.
Dies führt zu unterbrechungen in der Fabrikationskette
und zu einer doppelten Vorratshaltung von
Bördelmatenal und Ventilen.
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- Andererseits ist das Einwalzen ein delikater,
schwiengerer Vorgang als das äußere Aufbördeln.
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- Schließlich weisen die Ausgabebehälter mit durch eine
Außenbördelung befestigtem Ventilteller allgemein eine
bessere Abdichtung als die Ausgabebehälter mit
eingewalztem Ventilteller auf.
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Um diese Nachteile zu überwinden, versuchte die Anmelderin
natürlich, eine äußere Aufbördelung der Ventilteller auf
metallische Behälter großer Abmessung nach dem herkömmlich
für die metallischen Behälter mittlerer Größe und die
Kunststoffbehälter angewandten Verfahren durchzuführen.
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Dieses Verfahren besteht darin:
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* einen Ventilteller zu wählen, dessen in den Hals
eintretender Teil einen Außendurchmeser hat, der im
wesentlichen dem Innendurchmesser des Halses gleich
ist, wobei der Außendurchmesser des Tellers des
Ventils indessen etwas geringer als der Innendurchmesser
des Halses, typisch um 0,2 mm, ist, um das Einführen zu
erleichtern, wie in der Veröffentlichung FR-A-1591362
beschrieben ist.
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* Auf dem Rand des Halses ein ringförmiges Dichtungsglied
zu deponieren
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* den Ventilteller in den Behälter einzuführen
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* mit einer Crimpzange die Umfaltung des
Außenrandstreifens des Tellers unter den Rand des Halses
vorzunehmen, wobei man so eine Verklemmung des Tellers und des
Abdichtungsgliedes hervorruft.
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Unter Anwendung dieses bekannten Verfahrens ernielt die
Anmelderin tatsächlich metallische Ausgabebehälter großer
Abmessung mit gebördeltem Ventilteller. Indessen haben in
überraschender Weise die mit so erhaltenen Proben
durchgeführrten Versuche gezeigt, daß das Abdichtungsniveau, das
überlicherweise bei metallischen Ausgabebehältern mittlerer
Größe mit gebördeltem Ventilteller festgestellt wurde, nicht
erreicht wurde. Diese gleichen Versuche haben gezeigt, daß
die mit metallischen Ausgabebehältern großer Abmessung mit
gebördeltem Ventilteller erhaltenen Proben keine höhere
Abdichtung als die Ausgabebehälter gleicher Größe mit
eingewalztem Ventilteller aufwiesen.
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Das gestellte Problem war also, die Abdichtung für die
metallischen Ausgabebehälter großer Abmessung mit äußerlich
aufgebördeltem Ventilteller zu verbessern.
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Um dieses Problem zu lösen, versuchte die Anmelderin, die
Einheit von Behälter und Ventilteller zu modifizieren.
GEGENSTAND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung hat als ersten Gegenstand einen
metallischen Ausgabebehälter, dessen Hals einen Durchmesser
über 22 mm hat, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ausgabeventilteller auf den Behälter aufgebördelt ist und daß zwiscnen
dem Innern des Halses und dem Teil des Ventiltellers, der
in den Hals eindringt, ein Spiel über 1 mm und unter 3 mm
im Durchmesser existiert. Die Erfindung hat auch als
zweiten Gegenstand ein Verfahren zur Herstellung dieses
Ausgabebehälters.
DARLEGUNG DER ERFINDUNG
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In einer ersten Versuchsgruppe versuchte die Anmelderin, das
Profil des Randes des Halses des Behälters zu ändern, um den
der Außenstreifen des Ventiltellers im Lauf der
Außenbördelung umgebogen wird. Man erwartete damit eine wirksamere
Bördelung und damit bessere Abdichtung. Diese Änderungen
erwiesen sich tatsächlich als unwirksam.
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In einer zweiten Versuchsgruppe wurde die Anmelderin in zu
fälliger Weise dazu geführt, eine Aufbördelung der
Ventilteller auf einen Behälter zu versuchen, dessen
Innendurchmesser des Halses merklich höher als der Außendurchmesser
des in den Hals eintretenden Teils des Tellers war und somit
ein relativ erhebliches Spiel zwischen Hals und Teller ließ.
Trotz des Vorliegens dieses Spiels, das a priori der
Abdichtung schädlich ist, ergaben die so erhaltenen
Ausgabebehälter in überraschender Weise verbesserte Ergebnisse beim
Abdichtungsversuch.
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Es wurde nachträglich eine Hypothese erarbeitet, um eine
Erklärung eines so überraschenden Ergebnisses zu versuchen.
Sie ist die folgende: Im Laufe des Bördelungsvorgangs hält
man den Teller auf dem Rand des Halses mit einer vertikalen
Kraft von oben nach unten. Diese Kraft und die Bördelung
selbst rufen eine Abflachung des Abdichtungsgliedes hervor.
Wenn es kein Spiel zwischen Teller und Hals gibt, hat das
Glied keinen Raum, um sich zu verformen. In dem Fall, wo ein
Spiel Teller und Hals trennt, kann sich das Glied leichter
verformen und wirksamer sein.
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In der Folge dieses guten Ergebnisses nahm die Anmelderin
zahlreiche vervollständigende Versuche vor, um es zu
bestätigen. Sie hat so festgestellt, daß der günstigste Bereich
ein Spiel im Durchmesser im Bereich von 1-3 mm war. Oberhalb
von 3 mm bleiben die Abdichtungsergebnisse befriedigend,
beginnen jedoch, sich zu verschlechtern. Sie stellte ebenfalls
fest, daß die Erfindung besonders vorteilhaft für die
Ausgabebehälter war, deren Halsdurchmesser im Bereich von
25 - 28 mm ist.
FIGUREN
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- Die Figuten 1, 2 und 3 des Zeichnungsblattes 1 stellen
aufeinanderfolgende Stufen einer Außenaufbördelung des
Ventiltellers dar, wie sie für Ausgabebehälter aus
Kunststoff oder metallische Ausgabebehälter mittlerer
Größe herkömmlich ist.
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Die Figur 1 zeigt den Behälter allein.
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Die Figur 2 zeigt die Gruppe Behälter-Ventil vor der
Aufbördelung.
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Die Figur 3 zeigt die Gruppe Behälter-Ventil nach der
Aufbördelung.
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- Die Figuren 4, 5 und 6 des Zeichnungsblattes 2 zeigen
die aufeinanderfolgenden Stufen eines herkömmlichen
Einwalzens für die metallischen Ausgabebehälter großer
Abmmessung.
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Die Figur 4 zeigt den Behälter allein.
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Die Figur 5 zeigt die Gruppe Behälter-Ventil vor dem
Einwalzen.
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Die Figur 6 zeigt die Gruppe Behälter-Ventil nach dem
Einwalzen.
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- Die Figuren 7, 8 und 9 des Zeichnungsblattes 3 stellen
die aufeinanderfolgenden Stufen einer Aufbördelung des
Venteiltellers gemäß der Erfindung für die metallischen
Ausgabebehälter großer Abmessung dar.
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Die Figur 7 zeigt den Behälter allein.
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Die Figur 8 zeigt die Gruppe Behälter-Ventil vor der
Aufbördelung.
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Die Figur 9 zeigt die Gruppe Behälter-Ventil gemäß der
Erfindung.
BEISPIELE
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Für die Gesamtheit der durchgeführten Versuche wurden die
Ausgabebehälter dem folgenden Abdichtungstest unterworfen:
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- Man konditioniert die Behälter mit etwa 20 Gramm
Butangas
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- man wiegt die so konditionierten Behälter nach deren
12-stündiger Lagerung bei Umgebungstemperatur
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- man lagert die Behälter während 30 Tagen in einem
ventilierten Trockenofen bei einer Temperatur von 50º
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- man entnimmt die Behälter dem Trockenofen und lasert
sie 24 Stunden bei Umgebungstemperatur
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- man wiegt erneut alle Behälter und mißt den
Gewichtsunterschied im Verhältnis zur ersten Wägung
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- man drückt den Verlust in Milligramm je Tag Lagerung
bei 50º aus.
Beispiel 1 (Vergleich)
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Man nahm ein Einwalzen von Ventiltellern bei 20
herkömmlichen Behältern aus Aluminium vor, deren Innendurchmesser Ges
Halses 25,4 mm war. Die Ventilteller waren vom
"Einzuwalzen" - Typ. Man unterwarf die so erhaltenen 20
Ausgabebehälter dem Abdichtungsversuch. Der mittlere Leckgrad für die 20
Ausgabebehälter war 30 mg/Tag.
Beispiel 2 (herkömmliche Außenaufbördelung)
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Man nahm eine Außenaufbördelung von Ventiltellern auf 20
herkömmliche Behälter aus Aluminium vor, deren
Innendurchmesser des Halses 25,4 mm war. Der Außendurchmesser des in
den Hals eindringenden Teils der Teller war 25,2 mm. Der für
die 20 Ausgabebehälter gemessene mittlere Leckgrad war 32
mg/Tag.
Beispiel 3 (Außenaufbördelung gemäß der Erfindung)
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Man nahm eine Außenaufbördelung von Ventiltellern auf 20
Behälter aus Aluminium vor, deren Innendurchmesser des
Halses 26,9 war. Der Außendurchmesser des in den Hals
einzuführenden Teils der Teller war 25,2 mm, d.h. dem der Teller
des Beispiels 2 identisch. Der ur aie 20 Ausgabebehälter
gemessene mittlere Leckgrad war nur 10 mg/Tag.