EP1492971B9

EP1492971B9 - Ventilanordnung für eine behälteröffnung oder dgl.

Info

Publication number: EP1492971B9
Application number: EP03722401A
Authority: EP
Inventors: Martin Albers
Original assignee: Georg Menshen GmbH and Co KG
Current assignee: Georg Menshen GmbH and Co KG
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2023-04-04
Also published as: AU2003229609A1; US20050145814A1; ATE371827T1; EP1492971A1; EP1492971B1; WO2003085299A1; CN1646841A; CN1322261C; US7195227B2; DE20205418U1; DE50308066D1; ES2290456T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, bestehend aus einem Basiskörper zur Montage an einer zu verschliessenden Öffnung eines Behälters, Schlauches oder dgl.
Sie betrifft insbesondere eine Ventilanordnung, die das Einführen und/oder die Entnahme eines flüssigen, gasförmigen oder pulvrigen Fluids in bzw. aus einem Behälter oder Beutel mittels eines von aussen betätigbaren Stössels oder einer Nadel ermöglicht, die mit einem Schlauch oder dgl. verbunden sein können, durch den das Fluid zu- bzw. abgeführt werden kann. Diese Vorgänge werden häufig automatisch gesteuert und spielen sich auf engstem Raum ab. Bekannt ist eine gattungsgemässe Ventilanordnung ( WO 98/48203 ) mit einem Ventilelement, das ausserhalb einer Fluiddurchgangspassage der Ventilanordnung vorgesehen ist. Dies erfordert aufwändige bauliche Massnahmen, die die Fertigung und Montage der Ventilanordnung erschweren und kontraproduktiv für eine Minimierung der Abmessungen der Ventilanordnung sind. Bekannt ist es ferner ( WO 95/23972 ), statt separat gefertigter Aufbauteile eine einstückige Anordnung vorzusehen, wobei das Ventilelement weiterhin ausserhalb einer Fluiddurchgangspassage vorgesehen ist. Zwar wird die Fertigung durch die einstückige Bauweise erleichtert, jedoch unterscheidet sich die Ventilanordnung ansonsten nicht von der bekannten vorerwähnten zweiteiligen Anordnung und können darüber hinaus unerwünschte Formungsgrate entstehen, die die Dichtfunktion der Ventilanordnung beeinträchtigen können. Zum Stand der Technik wird ferner verwiesen auf US-A-3 768 501 und 3 871 422 .
Durch die Erfindung soll demgegenüber eine Ventilanordnung der eingangs erwähnten Art mit zuverlässiger Dichtfunktion geschaffen werden, die robust ist und sich leicht baulich minimieren lässt. Ferner sollen die Aufbauteile der Ventilanordnung wirtschaftlich durch Spritzgiessen gefertigt und mit wenigen Schritten, vorzugsweise automatisch, zu einer einsatzfertigen Einheit zusammengesetzt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die Erfindung erlaubt die Bereitstellung einer Ventilanordnung, bei der das Ventilelement innerhalb der Umrisslinien des Basiskörpers, z.B. eines Rohrstückes, oder Einschweissteiles angeordnet sein kann und diese Lage weder in der Schliess- noch Freigabeposition zu verlassen braucht. Dies ermöglicht eine bauliche Minimierung der Ventilanordnung unter die Abmessungen der Bohrung oder Öffnung, mit der die Ventilanordnung zusammenwirken soll, so dass sie wie eine gewöhnlicher Stopfen verwendet werden kann. Gleichzeitig ist die Ventilanordnung weniger störanfällig gegenüber äusseren Einflüssen als die eingangs erwähnten bekannten Anordnungen, da keine vorstehenden Teil vorhanden sind, an denen sich beim Entleeren eines Behälters dessen Wandteile anlegen können. Die wesentlichen Aufbauteile der Ventilanordnung, nämlich deren Basiskörper und Ventilelement, stellen wirtschaftlich zu fertigende Kunststoffformteile dar. Deren Montage kann in einem Schritt, vorzugsweise automatisch erfolgen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: in längsgeschnittener Ansicht eine Ventilanordnung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung, montiert in einem abzudichtenden Rohr,
Fig. 2: die Ventilanordnung nach Fig. 1 in einer um 45 ° gedrehten Ansicht,
Fig. 3: eine Ansicht der Ventilanordnung längs der Linie III-III in Fig. 1 bei weggenommenem Ventilelement.

Obschon die Erfindung nachfolgend in Verbindung mit der Abdichtung eines Rohres beschrieben wird, in das die Ventilanordnung nach Art eines Stopfens eingesetzt und z.B. durch Presssitz dichtend gehalten sein kann, ist die Erfindung auf diese Anwendung nicht beschränkt. Vielmehr kann die Ventilanordnung auch in anderer Weise, insbesondere als Einschweissteil zum Einsetzen in eine schlitzförmige Öffnung eines Behälters aus folienartigem Material ausgebildet sein, wobei sie mit dem Folienmaterial des Behälters durch Schweissen oder in einer anderen geeigneten Weise dicht verbunden sein kann. Der grundsätzliche Aufbau eines Einschweissteiles ist dem Fachmann bekannt, so dass sich diesbezügliche nähere Erläuterungen erübrigen.
Die Ventilanordnung umfasst, wie dargestellt, einen rohrförmigen Basiskörper 1, der in das Rohr 2 nach Art eines Stopfens eingeführt ist. Der Basiskörper 1 ist von einer Durchgangspassage 3 durchsetzt, die sich von einem axialen Ende des Basiskörpers 1 zu dessen anderen axialen Ende erstreckt. In der Durchgangspassage 3 ist ein Ventilelement 4 angeordnet, das einen zentralen Schaftbereich 5 mit einer verringerten radialen Abmessung D₁ umfasst, der sich zwischen endseitigen, in den umfänglichen Abmessungen verdickten Bereichen 6, 7 erstreckt. Der eine verdickte Bereich 6 kann im Querschnitt eine kelch- oder napfförmige Konfiguration haben und weist eine äussere Umfangsfläche 8 auf, die einen ersten Ventilsitz schafft. Eine weitere innere Umfangsfläche 9 ist an einem Mündungs- oder Endbereich 10 des Basiskörpers 1 nahe einem axialen Ende der Durchgangspassage 3 vorgesehen ist und schafft einen zweiten Ventilsitz. Zwischen den Ventilsitzen 8, 9 besteht eine dichtende Beziehung, wenn sich das Ventilelement 4 in seiner in der Zeichnung gezeigten Schliessposition befindet, bei der die Durchgangspassage 3 abgedichtet ist.
Der gegenüberliegende andere verdickte Bereich 7 des Ventilelementes 4 enthält eine sich weg vom Schaftbereich 5 öffnende Profilausnehmung 11, in die ein profilierter Kopfteil 12 eines rohrförmigen Stösselelementes 13 eingreifen kann, um in kuppelnder Beziehung mit dem Ventilelement 4 zutreten. Beim Stösselement kann es sich z.B um eine Füll- oder Absaugeinrichtung für ein Medium handeln. Das Stösselelement 13 kann in die Durchgangspassage 3 seitens deren anderen axialen Endes eingeführt werden und mit einem Rohr oder Schlauch (nicht gezeigt) verbunden sein, über den ein Fluid zugeführt werden kann. Am äusseren Umfang des Stösselelementes 13 kann eine Dichtung 14 in Gestalt z.B. eines O-Ringes angeordnet sein, die mit einem benachbarten Bereich des inneren Umfanges des Basiskörpers 1 in eine dichtende Beziehung treten kann. In der Umfangswand des Stösselelementes 13 nahe dem Kopfstück 12 sind Durchbrechungen 15 vorgesehen, durch die das Fluid aus dem Inneren des Stösselelementes 13 in die Durchgangspassage 3 gelangen kann. Das Stösselelement 13 kann bei Bedarf aus dem kuppelnden Eingriff mit dem Ventilelement 4 herausgebracht werden.
Vom inneren Umfang des Basiskörpers 1 nahe dem zweiten Ventilsitz 9 ragt eine Vielzahl (vorliegend vier) in gleichem Umfangsabstand voneinander angeordnete Anschlagarme 16 schräg nach innen und in Richtung auf den verdickten Bereich 7 des Ventilelementes 4. Die Anschlagarme 16 haben axiale Anschlagflächen 17, mit denen eine ringförmige Schulterfläche 18 am verdickten Bereich 7 des Ventilelementes 4 in Anlage kommen kann, um eine axiale Bewegung des Ventilelementes 4 in Richtung auf dessen Freigabeposition zu begrenzen, bei der der erste Ventilsitz 8 ausser der dichtenden Beziehung mit dem zweiten Ventilsitz 9 steht. Die axiale Verschiebung des Ventilelementes 4 kann dadurch erfolgen, dass das mit dem Ventilelement 4 in kuppelnder Beziehung stehende Stösselelement 13 in der Durchgangspassage 3 vorgeschoben wird.
In der gezeigten Ruhe- oder Betriebsstellung enden die Anschlagarme 16 in einem nahen Abstand vom äusseren Umfang 20 des Schaftbereiches 5 des Ventilelementes 4, wie dies bei 19 angedeutet ist, so dass zwischen den Armen 16 und dem Ventilelement 4 keine berührende Eingriffnahme zustande kommt. Die Arme 16 sind so dimensioniert, dass sie unter einer darauf wirkenden axialen Kraft aus der Ruhe- oder Betriebsposition in Richtung auf den inneren Umfang des Basiskörpers 1 federnd nach aussen abgebogen werden können bzw. nachgeben können. In der Ruhe- oder Betriebsstellung definieren die Anschlagarme 16 einen freien inneren Durchlass 24 mit einer Durchlassweite d, vgl. Fig. 3,
Wie weiter Fig. 2 zeigt, können an dem inneren Umfang des Basiskörpers 1 eine Vielzahl von Führungsleisten 21 (vorliegend vier Leisten) in gleichem Umfangsabstand voneinander angeformt sein, die sich in axialer Richtung erstrecken und innere Führungsflächen 22 aufweisen, längs denen der verdickte Bereich 7 des Ventilelementes 4 bewegt werden kann. Die radiale Abmessung D₂ des äusseren Umfangs 23 des verdickten Bereiches 7 ist so, dass ein minimaler freier Spalt zu den Führungsflächen 22 der Führungsleisten 21 eingehalten wird und der verdickte Bereich 7 nur dann eine Stütze an den Führungsflächen 22 erfährt, wenn das Ventilelement 4 aus seiner vorgegebenen axialen und radialen Ausrichtung durch äussere Störkräfte herausgebracht wird.
Wie in der Zeichnung dargestellt ist, ist das Ventilelement 4 in seiner Freigabe- als auch Schliessposition innerhalb der umfänglichen und axialen Begrenzungen der Durchgangspassage 3 bzw. des Basiskörpers 1 aufgenommen. Dies wird durch die nachgiebigen Anschlagarme 16 ermöglicht, indem diese bei Einsetzen des Ventilelementes 4 in die Durchgangspassage 3 seitens deren Mündungsbereiches 10 weggebogen werden können, so dass die Durchlassweite d des Durchlasses 24 vorübergehend so vergrössert wird, dass der verdickte Bereich 7 des Ventilelementes 4 die Anschlagarme 16 passieren kann. Danach federn die Anschlagarme 16 in ihre gezeigten Ausgangspositionen zurück, um als Anschläge zu dienen, die die Bewegung des Ventilelementes 4 in die Freigabeposition begrenzen und gleichzeitig das Ventilelement an einem Herausfallen aus der Durchgangspassage hindern.
Die Schliessposition, die durch die Eingriffnahme zwischen den ersten und zweiten Ventilsitzen 8, 9 definiert ist, kann in anderer geeigneter Weise anschlagbegrenzt vorgegeben sein. Es kann hierzu z.B. eine Schulter 25 am verdickten Bereich 5 des Ventilelementes 4 in Anlage mit einer Schulter 26 am Basiskörper 1 treten, die nahe dem zweiten Ventilsitz 9 vorgesehen ist.
Obschon die Erfindung die vollständige Integration des Ventilelementes innerhalb der Durchgangspassage des Basiskörpers ermöglicht, ist sie hierauf nicht beschränkt. Die ersten und zweiten Ventilsitze könnten auch ausserhalb der axialen Enden der Durchgangspassage vorgesehen sein, indem am Ventilelement ein Anschlagflansch mit einer Dichtfläche angeformt sein kann, die mit einer stirnseitigen Dichtfläche des Basiskörpers in dichtende Beziehung treten kann. Die dichtende Beziehung könnte alleine durch die Wirkung eines Überdrucks im Behälter aufrechterhalten werden. Anstelle von vier oder mehr Anschlagarmen und Führungsleisten kann auch nur ein Paar diametral gegenüberliegende derartige Anschlagarme und Führungsleisten vorgesehen sein. Der Basiskörper und das Ventilelement sind, vorzugsweise nach dem Spritzgiessverfahren gefertigte, separate Kunststoffformteile aus gleichen oder unterschiedlichen Kunststoffmaterialien.

Claims

Ventilanordnung, bestehend aus einem Basiskörper (2) zur Montage an einer zu verschliessenden Öffnung eines Behälters, Schlauches oder dgl., wobei der Basiskörper eine Durchgangspassage (3) mit axialen Enden hat und nahe einem axialen Ende der Duchgangspassage ein erster Ventilsitz (9) vorgesehen ist, einem vom Basiskörper gehaltenen Ventilelement (4) mit axialen Enden und einem zweiten Ventilsitz (8) nahe einem axialen Ende, der in dichtendem Eingriff mit dem ersten Ventilsitz bringbar ist, um die Durchgangspassage zu verschliessen, wobei das Ventilelement relativ zum Basiskörper anschlagbegrenzt zwischen einer Schliess- und Freigabepostion beweglich ist, und einem in die Durchgangspassage seitens deren anderen axialen Endes einführbaren Stösselelementes (13) mit ersten Kupplungsmitteln (12) zur lösbaren Eingriffnahme mit zweiten Kupplungsmitteln (11) am Ventilelement, um das Ventilelement wenigstens von der Schliess- in die Freigabeposition, vorzugsweise auch von der Freigabe- in die Schliessposition, zu bewegen, wobei der Basiskörper und das Ventilelement separate Formteile sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Schaftbereich (5) des Ventilelementes (4) durch einen durch von der inneren Umfangswand der Durchgangspassage (3) nach innen abstehende Anschlagarme (16) umgrenzten Durchlass (24) erstreckt, dessen Durchlassweite d grösser als die radiale Abmessung des Schaftbereiches und kleiner als die einer Schulterfläche (18) des Ventilelementes ist, so dass die Schulterfläche bei der Bewegung des Ventilelementes in die Freigabeposition bewegungsbegrenzend mit den Anschlagarmen in Eingriff bringbar ist, wobei die Anschlagarme unter einer in einer Richtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Ventilelementes in die Freigabeposition ausgeübten Kraft aus der bewegungsbegrenzenden Ruheposition federnd nachgebend ausgebildet sind.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schulterfläche (24) an einem in seinen radialen abmessungen gegenüber dem Schaftbereich (5) verdickten Endbereich (7) des Ventilelementes (4) nahe dessen anderen axialen Ende vorgesehen ist, welcher Endbereich ausserdem die zweiten Kupplungsmittel (11) enthält.
Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilsitz (9) an einem verdickten Endbereich (6) nahe dem einen axialen Ende des Ventilelementes (4) mit einer radialen Abmessung vorgesehen ist, die grösser als diejenige des Durchlasses (24) und eines bzw. des verdickten Endbereiches (7) des Ventilelementes nahe dessen anderen axialen Ende ist
Ventilanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Paar diametral gegenüberliegende Anschlagarme (16) vorgesehen ist.
Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (4) innerhalb der axialen und umfänglichen Begrenzungen der Durchgangspassage (3) angeordnet ist.