DE3910425A1 - Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil für Bag-in-Box- Behältnisse, mit denen Flüssigkeiten aller Art, wie Nahrungsmittel, alkoholische Getränke, chemische Stoffe, Lacke und dergleichen, transportiert und ge­ lagert werden.

Beim Bag-in-Box-System als Einweg-Verpackung wer­ den im Inneren sterile Kunststoffbeutel bzw. -säcke in feste Außenbehältnisse eingesetzt, so daß diese bei steriler Behandlung, ohne Reinigungsarbeiten durch­ führen zu müssen, befüllt und in Abständen entleert werden können. Die Ventile müssen zwar hohe Anfor­ derungen erfüllen, wie absolute Dichtheit, bequeme Betätigung und unkompliziertes Anschweißen an den Kunststoffbeutel bzw. -sack; sie dürfen aber dennoch für diese Einwegverpackung nicht hoch im Preis liegen.

Bei bekannten Ventilen aus Edelstahl-rostfrei (DE-PS 35 03 916) müssen aufwendige Vorkehrungen getroffen werden, um den Kunststoffbeutel oder -sack anzuschließen, und bei der Lösung, bei der eine Abdicht­ haut vorgesehen ist, hemmen die Reste derselben nach der Zerstörung den Ausfluß der Flüssigkeiten. Zudem liegen solche Ventile so hoch im Preis, daß sie zu­ rückgegeben werden müssen, was auch oft, je nach der Entfernung des Rücktransportweges, mit Schwierigkeiten verbunden ist, und es müssen vor der Neubenutzung auf­ wendige Reinigungsarbeiten durchgeführt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein preiswerteres Einweg- Ventil zu schaffen, das gut geeignet ist in Kunststoff mit der erforderlichen Genauigkeit und Sicherheit pro­ blemlos ohne größere Nacharbeiten und hohe Ausschuß­ quoten gefertigt zu werden und es soll im Zusammenbau zur weiteren Verwendung gelangen können sowie eine sterile Behandlung des Bag-in-Box-Inhaltes ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• a) ein Ventilkörper einen Anschlußflansch zum An­ schweißen eines Kunststoffbeutels bzw. -sackes aufweist,
• b) eine Bedienungsmuffe - drehbar und axial fixiert - auf dem Ventilkörper angeordnet ist, die einen Innenzahnkranz aufweist,
• c) mit dem am Umfang verteilt mindestens drei kleine, axial fixierte Ritzel oder Ritzelpaare im Eingriff stehen, die jeweils um auf Verdrehung festgesetzte Gewindestifte gelagert sind oder an Gewindestiften festsitzend angeschlossen sind,
• d) diese nach innen an im Ventilkörper geführten und abgedichteten Zylinderschäften anschließen oder in solche Zylinderschäfte eingeschraubt werden, wobei an diese Zylinderschäfte weiter innen ein Ventil­ deckel zur Anlage am Ventilkörper anschließt.

Wird die Bedienungsmuffe in Drehung versetzt, so drehen sich die axial fixierten Ritzel, die infolge ihrer Lage­ rung um Gewindestifte oder durch ihr Einsetzen in Zylin­ derschäften diese axial verschieben, so daß hierdurch der angeschlossene Ventildeckel ebenfalls axial verscho­ ben wird, womit das Öffnen und umgekehrt das Schließen des Ventils erfolgt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind durch die Patentan­ sprüche gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß ein nach ihr gestaltetes Ventil - im Gegensatz zu bekannten Klappen- oder Kugelventilen - sich sehr gut zur Herstellung in fertig gespritzten Kunststoffteilen eignet, indem Verzug, der sich bei solchen Teilen nicht ganz ver­ meiden läßt, keinen Einfluß auf die Dichtheit des Ventils nimmt, dies insbesondere deswegen, weil die plan ausgeführte, aus elastischem Kunststoff bestehende, einfache Dichtscheibe einen solchen Verzug ausgleicht oder ein spitzer größerer Dicht­ ring des Ventilkörpers bzw. der Dichtscheibe eben­ falls durch die etwas elastische Ausführung die gleiche Wirkung erzielt. Durch das erfinderische Prinzip der Ventilbauart können die Einzelteile ge­ nügend Spiel zueinander aufweisen, um Ungenauigkeiten, durch Verzug oder unterschiedliche Schrumpfung bzw. auch Werkzeug-Ungenauigkeiten und -verschleiß bedingt, auszugleichen, ohne auf die Ventildichtheit und -funktion einen Einfluß zu haben. Außerdem ist das erfinderische Ventil komplett montiert als Einheit mit dem Kunststoffsack bzw. -beutel anschließbar, und die Betätigung zum Öffnen und Schließen ist von außen zudem ohne jedes Hilfsmittel leicht möglich, und zum Befüllen werden keine speziellen, aufwendigen Ab­ füllmaschinen benötigt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, es zeigt

Fig. 1 ein Ventil in geschlossenem Zustand, in der oberen Hälfte im Schnitt gezeichnet,

Fig. 2 wie Fig. 1, jedoch in geöffnetem Zustand und im verkleinerten Maßstab gezeigt,

Fig. 3 ein Ventil im geschlossenen Zustand, das auch bei einer kurzen Bauart einen verhältnismä­ ßig großen Öffnungsweg seines Ventildeckels zuläßt.

Ein Ventil 1 weist einen Ventilkörper 2 auf, auf dem eine Bedienungsmuffe 3 drehbar gelagert ist, wobei die axiale Fixierung einmal durch Anlegen an einliegende Ritzel 5 bzw. an den Ventilkörpern 2 und zum anderen gegen einen beim Aufdrücken elastisch zurückweichenden Anschlag 4 erfolgt. Die Bedienungs­ muffe 3 ist mit einem Innenzahnkranz 6 versehen, in den die am Umfang verteilt angeordneten drei oder mehr vorgesehenen Ritzel 5 eingreifen. Diese Ritzel 5 sind auf Gewindestifte 7 mit ihrem entsprechenden Innengewinde gelagert, wobei die Gewindestifte 7 Teile von Zylinderschäften 10 sind, die in Löcher 11 der Ventilkörper 2 mit Schiebesitz eingesetzt sind und wobei in sie eine O-Ring-Dichtung 12 vorgesehen ist. Anderendig ist mit den Zylinderschäften 10 ein Ventildeckel 13 zum Abschluß eines Ventildurchflußquer­ schnittes 18 über Schrauben 14 befestigt, wobei zwischen den äußeren Stirnseiten 15 der Zylinderschäfte 10 und dem Ventildeckel eine elastische Dichtscheibe 16 ge­ haltert ist, die außerdem an einer Ansatzpartie 17 des Ventildeckels 13 zentriert wird.

Die Dichtfläche 19 des Ventilkörpers 2 weist zur Er­ höhung der Abdichtwirkung einen oder mehrere spitze Dichtringe 20 auf, so daß auch bei nicht exakt ge­ nauer planer Ausführung der Dichtfläche 19 und der Anlagefläche der Dichtscheibe 16 des Ventildeckels 13 eine sichere Abdichtung gewährleistet ist, da sich die Ringe 20 lückenlos im ganzen Umfang in die elastische Dichtscheibe 16 eindrücken. Außerdem bewirken solche Ringe 20, daß nach Schließen des Ventils etwa auf der Dichtfläche 19 aufliegende, festere Bestandteile der Flüssigkeiten, wie z. B. Obststückchen, weggedrückt oder durchdrungen werden, so daß auch durch solche feste­ ren Anteile oder kleine Samenkörner der Früchte die Ab­ dichtung nicht leidet.

Das Ventil 1 kann in bekannter Weise zu seinem Halt bzw. zu seiner Lagebestimmung an einem Haltestück 23, hier als Wellpapp-Kartonteil dargestellt, befestigt sein. Hierzu weist der Ventilkörper 2 innenseitig eine Sitzfläche 25 mit einer Anlageringfläche 24 auf, und anderseitig wird das Haltestück 23 durch Aufschrauben einer Nutmutter 26 mit dem Ventilkör­ per 2 eingeklemmt.

Der Ventilkörper 2 ist innenseitig mit einem dünnen Anschlußflansch 28 versehen, mit dem in bekannter Weise ein Kunststoffbeutel oder -sack 29 angeschweißt ist. Nach diesem Anschweißen kann bei geschlossenem Ventil eine Sterilisierung - z. B. durch Gammabestrah­ lung - erfolgen, so daß nach Anbringen einer Art Bande­ role oder einer nicht dargestellten Plombensicherung zwischen dem Ventilkörper 2 und der Innenseite der Be­ dienungsmuffe 3 eine Garantie für Sterilität des Ven­ tils 1 mit dem Kunststoffbeutel oder -sack 29 gegeben ist.

Der vordere Anschluß 30 des Ventilkörpers 2 entspricht der weit eingeführten Normausführung, mit dem Ge­ winde 31 wird mittels einer Überwurfmutter eine Zu- und Abflußleitung angeschlossen, wobei der Ventil­ innenraum 34 z. B. durch Heißdampfbeaufschlagung steri­ lisiert werden kann.

Durch Drehen der Bedienungsmuffe 3 werden die Ritzel 5 in Drehung versetzt und über die Gewindestifte 7 die­ se mit den Zylinderschäften 10 und dem Ventildeckel 13 in die Ventilöffnungsposition, die die Fig. 2 zeigt, be­ wegt. Zum möglichst wirbelfreien Fluß der Flüssigkei­ ten durch das Ventil 1 - gemäß der Pfeillinie 32 - ist der Ventildeckel 13 in seinem Innenbereich 33 zum Ven­ tildurchflußquerschnitt 18 strömungsgünstig durch eine entsprechende Einwölbung geformt. Zur Begrenzung des Öffnungsweges des Ventildeckels 13 sind in die Gewindestifte 7 Stifte 8 in einer Länge bis zum Ge­ windeaußendurchmesser eingesetzt, die mit dem Innen­ gewinde der Ritzel 5 einen Stop in der Drehung der Bedienungsmuffe 3 bei der erreichten Öffnungsposi­ tion nach Fig. 2 bewirken.

Die Bedienungsmuffe 2 ist an ihrer Außenfläche 21 gerändelt, kordiert oder mit einer Vielzahl stern­ griffartiger Erhebungen versehen, je nachdem welches Drehmoment bei den einzelnen Ventilgrößen auf sie übertragen werden soll. Hiernach richtet sich auch die Anzahl der am Umfang verteilt vorgesehenen Ritzel, wie z. B. 3 bis 10 Stück. Die Schließkraft, die auf den Ventildeckel 13 bzw. 39 einzuwirken hat, muß so groß sein, daß von spitzen Dichtringen auch härtere Körner oder Obstschalen durchtrennt werden. Dies ist beson­ ders für eine etappenweise Entleerung der Behältnisse von Bedeutung.

Bei einem Ventil 36 gemäß der Fig. 3 befinden sich Gewindestifte 37 im Innern von an einem Ventildeckel 39 angeordneten halb aufgebrochen dargestellten Zylinderschäften 38, so daß der Ventildeckel 39 um das verhältnismäßig große Maß 40 geöffnet werden kann, wie es die strichpunktiert dargestellte Position 52 zeigt.

Zur Vereinfachung der Montage sind die Zylinderschäfte 38 mit Springhakenköpfen 41 versehen, wodurch zur Mon­ tage nur ein Aufdrücken des Ventildeckels 39 erforder­ lich ist. Bei diesem Beispiel nach Fig. 3 weist der Ventildeckel 39 einen verhältnismäßig groß ausgeführten spitzen Dichtring 42 auf, der mit einer Dichtfläche 43 eines Ventilkörpers 44 zusammenwirkt. Hierbei kann auch gleichermaßen umgekehrt vorgegangen werden, indem ein solcher Dichtring 42 am Ventilkörper 44 vorge­ sehen ist. Auch bei diesem Beispiel kann, je nachdem wie es die Betriebsverhältnisse erfordern oder wie es die Materialqualitäten der Teile in bezug auf ihre Härte und ihren Verzug verlangen, zusätzlich eine elastische Dichtscheibe, ähnlich dem Beispiel nach Fig. 1, vorgesehen werden.

Zur drehfeste Fixierung von Ritzel 45 und 46 sind diese beiden nebeneinanderliegend vorgesehen, wobei das Ritzel 45 mit Gewinde auf dem Zylinderschaft 38 auf­ geschraubt ist und gegen das Ritzel 46, das an einem Bund 48 der Zylinderschäfte 38 anliegt, zur Konterung fest angezogen wird bis hierbei die Zähne derselben zum Eingriff in die Innenverzahnung 49 der Bedienungs­ muffe 50 übereinstimmen.

An den Ventilkörper 44, an dessen Anschlußflansch 28 sowie an den Kunststoffbeutel oder -sack 29 legt sich das Halte­ stück 23 durch Anziehen der Nutmutter 51 an. Durch die Anwendung der Bedienungsmuffen 3 und 50, die keine herausragenden Teile, wie Handgriffe, aufweisen, kann das komplett montierte Ventil 1 bzw. 36 mit dem Kunst­ stoffbeutel oder -sack über seinen Flansch angeschweißt sowie auch in die Öffnung der Haltestücke 23 eingesetzt werden.

Claims (4)

1. Ventil für Bag-in-Box-Behältnisse, mit denen Flüssigkeiten aller Art, wie Nahrungsmittel, alko­ holische Getränke, chemische Stoffe, Lacke und dergleichen transportiert und gelagert werden, da­ durch gekennzeichnet, daß

• a) ein Ventilkörper (2, 44) einen Anschlußflansch (28) zum Anschweißen eines Kunststoffbeutels bzw. -sackes (29) aufweist,
• b) mit einer Bedienungsmuffe (3, 50), die drehbar und axial fixiert auf einem Ventilkörper (2, 44) an­ geordnet und mit einen Innenzahnkranz (6) ausge­ rüstet ist,
• c) mit dem am Umfang verteilt mindestens drei kleine, axial fixierte Ritzel (5) oder Ritzelpaare (45, 46) im Eingriff stehen, die jeweils um auf Verdrehung festgesetzte Gewindestifte (7) gelagert oder an Ge­ windestiften (37) festsitzend angeschlossen sind,
• d) die Gewindestifte (7, 37) nach innen an im Ventilkörper (2, 44) geführten und abgedichteten Zylinderschäften (10) anschließen oder in Zylinderschäften (38) ein­ geschraubt sind, wobei an diese Zylinderschäfte (10, 38) ein Ventildeckel (13, 39) anschließt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Dichtfläche (19, 43) des Ventilkörpers (2, 44) oder die Gegenfläche hierzu des Ventildeckels (13, 39) mit spitzen Ringen (20, 42) versehen sind, wobei auf der jeweiligen Dichtfläche (19, 43) ohne Ringe (20, 42) eine Dichtscheibe (16) bei fester An­ lage eingelegt sein kann.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventildeckel (13, 39) in seinem Innenbereich (33) eine nach außen erhabene strömungsgünstige Form zum Ventildurchfluß-Querschnitt (18) aufweist.

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (2, 44) durch Einklemmen eines Hal­ testückes (23) eines Außenbehältnisses mittels einer Nutmutter (26, 51) oder durch Anschrauben verbunden wird.