DE2223471C3 - Ventil zum Einsatz in einen Behälter, insbesondere in einen Aerosol-Behälter - Google Patents

Description

gegenläufigen Wirkungen zueinander. So werden beispielsweise Herunterdrücken der Membran infolge der dann entstehenden Zugspannungen in dem Ringwulst die für die Dichtfunktion zwischen der Membran und dem Ventilstößel verantwortlichen EJastizitätskräfte zwangsläufig herabgesetzt, wodurch Leckagen entstehen können. Und schließlich wird die Membran bei jedem Abgabevorgang Zugspamungen ausgesetzt, was ihre Haltbarkeit auf Dauer beeinträchtigt

Hiervon ausgehend Kegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine optimal vollständige Entleerung des Behälterinhaltes ermöglicht und auf diese Weise den Verlust auf das größtmögliche Minimum herabsetzt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hohlkörper durch den Ventilstößel zu verschieben ist und daß der Zwischenraum kapillar ist Auf diese Weise kann ein mit einem solchen Ventil versehener Behälter in nahezu entleertem Zustand umgedreht werden, d. h. in seine normale Entleerungslage gebracht werden, wobei der flüssige Inhalt über den kapillaren Zwischenraum und die Einlaßkanäle in die vom Ventilstößel und dem Ventilgehäuse gebildete Kammer gelangt, um von dort abgeführt zu werden. Da sich der kapillare Zwischenraum vorteilhaft möglichst nahe von der Behälterwand an erstreckt, d. h. von der Stelle aus, die bei der Umkehrung des Behälters den »Boden« bildet, kann nahezu der gesamte Inhalt des Behälters durch Kapiliarkräfte in dem Zwischenraum heraufgesaugt werden, wodurch der bisherige Verlust am Behälterinhalt auf das größtmögliche Minimum herabgesetzt wird Diese vorteilhafte Weise kann noch dadurch verstärkt werden, daß der vorerwähnte »Boden« des Behälters möglichst klein gestaltet wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß das Ventilgehäuse an einem nach außen ragenden Teil eines Behälterteiles gesichert ist, das von geringerer Größe als der Rest des Behälterteiles ist

Zur Erzielung einer exakten Dosierung des Behälterinhaltes sowie eines einfachen Aufbaues von großer Betriebssicherheit ist der Hohlkörper am innen liegenden Ende des Ventilstößels dichtend befestigt und an diesem Ende mit einem Einlaßkanal versehen, der in der Ruhelage des Ventils die zwischen Ventilstößel und dem Ventilgehäuse befindlichen und durch zwei am Ventilstößel anliegende Ringe abgedichtete Kammer über den kapillaren Zwischenraum mit dem Innenraum des Behälters verbindet

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird so der Hohlkörper an seinem dem Behälterraum zugewandten Ende mit einem verkleinerten Durchmesser versehen, in dem das entsprechende Ende des Ventilstößels eingepaßt ist. Auf diese Weise nimmt der Stößel während eines Entleerungsvorganges den Hohlkörper mit, wodurch das Volumen des Raumes zwischen dem Ventilgehäuse und dem Hohlkörper infolge der Einwärtsbewegung des Hohlkörpers zunimmt. Hierdurch wird der flüssige Inhalt des Behälters, soweit letzterer umgekehrt ist, durch den kapillaren fao Zwischenraum in den vorerwähnten vergrößerten Raum gesaugt Während der Rückwärtsbewegung des Ventilstößels, die sowohl von Hand als auch unter Wirkung einer Feder erfolgen kann, wird die in dem letzterwähnten Raum befindliche Flüssigkeit durch den i>> Einlaßkanal in die zwischen Ventilstößel und Ventilgehäuse befindliche Kammer gepumpt Um diese Kammer gleichbleibend zu füllen, werden vorteilhaft die Länge der Hubbewegung während eines Abführvorganges und der Innenraum des Hohlkörpers so bemessen, daß der vergrößerte Raum zwischen dem Ventilgehäuse und dem Hohlkörper mindestens das Volumen der Kammer aufweist Hierdurch wird die über den kapillaren Zwischenraum in den vergröberten Raum zwischen dem Ventilgehäuse und dem Hohlkörper gesaugte Flüssigkeit während der Einwärtsbewegung des Hohlkörpers in die Kammer des Ventilgehäuses gepumpt diese zum größtmöglichen Teil gefüllt während der Oberschuß an Flüssigkeit über den Einlaßkanal und den kapillaren Zwischenraum in den Innenraum des Behälters zurückgedrückt wird.

Auch bewirken die ständigen Hubbewegungen des Hohlkörpers während der Abführungsvorgänge eine größere Bewegung bzw. Turbulenz des Behälterinhaltets, als wenn der Hohlkörper nicht vorgesehen wäre. Dies ist insofern erwünscht wie die Inhalte der Behälter oft aus medizinischen, in einem Treibmittel gelösten Präparaten bestehen und somit eine genaue Konzentration der gesprühten Dosis sichergestellt wird.

Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt Dabei zeigt

F i g. 1: einen Längsschnitt durch ein in einem Aerosol-Behälter eingesetztes Ventil in der Ruhelage und

Fig.2: die Ansicht von Fig. 1 mit dem Ventil in Betriebslage während eines Abgabevorganges.

Der dargestellte Aerosol-Behälter umfaßt eine Kappe 10 mit einem heruntergezogenen Flanschteil 11, welches beispielsweise durch Tiefziehen oder Einwalzen gefertigt werden kann und auf dem Hauptteil 12 des Behälters angebracht ist. Ein dichter Verschluß zwischen der Kappe 10 und dem Behälterkörper 12 wird durch die Anordnung eines Dichtringes 13 sichergestellt, der zwischen der Kappe 10 und dem Körper 12 festgeklemmt ist.

Ein länglicher, nach außen gewölbter Dom 14 der Kappe 10 von kleinerem Ausmaß als der Rest der Kappe ist in seiner Mitte mit einer öffnung 15 versehen. Das zylindrische Ventilgehäuse 16 wird innerhalb des Domes 14 durch einen das äußere Ende des Ventilgehäuses 16 übergreifenden Flansch 17 gesichert und durch einen nach innen gezogenen Teil 18 des Domes 14 sowie durch einen elastischen Dichtring 19 gehalten, der zwischen dem Ventilgehäuse 16 und einer ringförmigen, eingedrückten Sicke 20 am Dom 14 der Kappe 10 eingespannt ist.

Ein länglicher Ventilstößel 22 durchsetzt die öffnung 15 im Dom 14 und die öffnung 23 in dem dem Behälterraum zugewandten Ende des Ventilgehäuses 16. Die Dichtringe 19 und 24 dichten den Durchtritt des Ventilstößels 22 durch die öffnungen 15 und 23 ab, wobei der Dichtring 24 nur dann die volle Durchtrittsöffnung des Stößels 22 abdichtet, wenn letzterer gemäß der F i g. 2 soweit eingefahren ist, daß die axiale Nut 32 sich unterhalb des Dichtringes 24 befindet. Eine zylindrische Schraubenfeder 25 stützt sich mit ihrem einen Ende gegen eine Schulter 26 des Ventilstößels 22 und mit ihrem anderen Ende gegen den Dichtring 24 ab. Diese zylindrische Schraubenfeder besitzt eine solche Vorspannung, daß sie den Ventilstößel 22 gewöhnlich in seiner äußeren Lage gemäß F i g. 1 hält. Zugleich dient diese zylindrische Schraubenfeder 25 dazu, den Dichtring 24 in seiner eingezeichneten Lage zu halten. Der Ventilstößel 22 ist am äußeren Ende mit einem

Auslaßkanal 28 versehen, um die Kammer 29, die zwischen dem Ventilgehäuse 16 und dem Ventilstößel 22 gebildet wird, mit der Umgebung des Behälters zu verbinden. Der Auslaßkanal 28 besteht aus einem axialen Teil 30 und einem damit verbundenen radialen Teil 31. Der Ventilstößel 22 ist ferner an dem dem Behälterraum zugewandten Ende mit einem Einlaßkanal versehen, der aus einer Nut 32 in der Oberfläche des Ventilstößels 22 besteht. An seinem aus dem Behälter lierausragenden Ende ist der Ventilstößel 22 mit einem Bedienungsknopf 33 versehen. Der Bedienungsknopf 33 besitzt einen Kanal 34, der mit dem Auslaßkanal 28 in dem Stößel 22 verbunden ist, wodurch der abgeführte Inhalt des Behälters auf das gewünschte Ziel gerichtet werden kann.

Der Hohlkörper 36 ist an dem dem Behälterraum zugewandten Ende des Ventilstößels 22 mit einem geringeren Durchmesser 37 versehen und mittels einer Preßpassung an dem Ventilstößel 22 befestigt. Die Innenseite des Hohlkörpers 36 weist die gleiche Form auf wie die Außenseite des Ventilgehäuses 16, wodurch ein kapillarer Zwischenraum zwischen beiden gebildet wird, der sich von dem Flansch 38 am äußeren Ende des Hohlkörpers 36 bis zur öffnung 23 am dichten Ende des Ventilgehäuses 16 erstreckt. In der Ruhelage gemäß der F i g. 1 liegt der Flansch 38 ein wenig über dem radialen Flanschteil 39 des Ventilgehäuses 16, der den zylindrischen Teil des Ventilgehäuses mit dem äußeren axial verlaufenden Flansch 17 verbindet.

In dem Flansch 39 befinden sich drei gleichmäßig angeordnete öffnungen 40, von denen zwei aus der Zeichnung ersichtlich sind. Diese Öffnungen 40, die für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich sind, werden zur Druckfüllung des Behälters vorgesehen. Dieses Füllen geschieht dadurch, daß der Ventilstößel 22 in die Betriebslage gemäß F i g. 2 geschoben wird und der Füllinhalt unter Druck durch die Auslaßöffnung 28 gepreßt wird. Hierdurch legt sich der Dichtring 19 an die Auswölbung am Oberteil 14 der Kappe 10 an, um somit den Durchtritt der Flüssigkeit von außen durch den radialen Kanal 31 des Austrittskanals und durch die Öffnungen 40 in den Behälter 12 zu ermöglichen. Dabei versteht es sich, daß die Vorspannung des Dichtringes 19 am Ende des Einfüllvorganges größer als der im Inneren des Behälters herrschende Druck ist

Der dargestellte Behälter ist sodann betriebsbereit, um exakt abgemessene Schußdosierungen seines Inhaltes abzuführen, wobei jede Schußdosierung ein vorherbestimmtes Volumen des in der Kammer 29 gespeicherten Flüssigkeitsinhaltes aufweist. Ausgehend von der Ruhelage gemäß F i g. 1 und unter Annahme, daß die Kammer 29 voll ist, wird der Behälter in seine Handhabungslage gedreht und der Bedienungsknopf 33 eingedrückt, wodurch verschiedene Teile der Ventilvorrichtung die Abgabelage gemäß Fig.2 einnehmen. Infolge einer solchen Bewegung verbindet der Auslaßkanal 28 im Ventilstößel 22, der vorher nur von Atmosphäre zu Atmosphäre verbunden war, die Kammer 29 über die Leitung 34 mit der Umgebung des Behälters. Zugleich wird der Einlaßkanal 32, der vorher über den kapillaren Zwischenraum den Behälter mit dei Kammer 29 verband, von der Kammer 29 getrennt Folglich siedet die Flüssigkeit in der Kammer 29 unc wird als ein Aerosol-Sprühnebel über die Leitung 3< ■> abgeführt. Sobald der Inhalt der Kammer 29 abgefühn worden ist, kann kein weiterer Aerosol-Spriihnebel au; dem Behälter entweichen. Der Knopf 33 wird danr losgelassen und unter Wirkung der Feder 25 kehrt dei Ventilstößel 22 in die in Fig. 1 dargestellte Ruhelage

id zurück.

Da der Behälter während des Entleerungsvorganges umgedreht ist. wird der flüssige Behälterinhalt durch den kapillaren Zwischenraum zwischen dem Ventilgehäuse 16 und dem Hohlkörper 36 in den zwischen ihner

ii gebildeten Raum 42 gesaugt, was auf dem Pumpvorgang beruht, der durch die Bildung dieses Raumes 42 während der Einwärtsbewegung des Ventilstößels 22 von dei Ruhelage der F i g. 1 zur Abgabelage der F i g. 2 verursacht wird. Der Knopf 33 ist so angeordnet, daß die

2ii Hubbewegung des Ventilstößels 22 in Verbindung mil den Innenabmessungen des Hohlkörpers 36 einen solchen Raum 42 bilden, dessen Volumen mindestens gleich dem Volumen der Kammer 29 ist. Wenn der Knopf 33 losgelassen wird, nehmen die verschiedenen

r> Teile der Ventilvorrichtung wiederum ihre Ruhelage gemäß F i g. 1 ein. In dieser Lage verbindet die Nut 32 den Raum 42 mit der Kammer 29, so daß die im Raum 42 gespeicherte Flüssigkeit in die Kammer 29 strömt und diese füllt.

Falls die Kammer 29 nicht in der vorbeschriebenen Weise während des Abgabevorganges gefüllt wurde kann sie auf einfache Weise dadurch gefüllt werden, daß der Behälter in der umgedrehten Lage belassen wird worauf die kapillaren Anzeihungskräfte den Flüssigkeitsinhalt durch den kapillaren Zwischenraum und durch die Nut 32 in die Kammer 29 saugen, bis die Kammer 29 gefüllt isL Somit wird deutlich, daß der Eintritt des kapillaren Zwischenraumes sich an dem tatsächlichen »Boden« des Behälters befindet, wenn dieser umgedreht ist. Auf diese Weise kann der letzte Tropfen des Behälterinhaltes aufgebraucht werden und der einzige Verlust beruht lediglich noch in dem kleinen Flüssigkeitsmaß, welches in dem kapillaren Zwischenraum verbleibt, nach dem die letzte Dosis versprüht worden ist.

Dabei ist es möglich, wenigstens den Hohlkörper 36 aus Kunststoff zu fertigen, obgleich mit Ausnahme der Feder 25 und der verschiedenen Dichtelemente die einzelnen Ventilteile normalerweise aus rostfreiem Stahl gefertigt werden können.

Ferner brauchen die Kanäle im Ventilstößel 22 nicht exakt die dargestellte Form besitzen. Beispielsweise kann die Nut 32, die den Einlaßkanal bildet, durch eine Reihe von um den Ventilstößel angeordneten Nuten oder gar durch eine Verringerung des innen gelegenen Enddurchmessers des Ventilstößels ersetzt werden, um so einen ringförmigen Durchtritt zu bilden. Im letzteren Fall allerdings sollten Mittel zur Führung des Ventilstößels 22 während seiner Arbeitsbewegung vorgesehen

bo werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Ventil zum Einsatz in einen Behälter — insbesondere in einen Aerosol-Behälter — mit einem an der Behälterwand gehaltenen, einen Hohlkörper bildenden Ventilgehäuse, mit einem das Ventilgehäuse durchsetzenden Ventilstößel, mit im Ventilstößel angeordneten Einlaß- und Auslaßkanälen, durch die je nach Lage des Ventilstößels der zwischen Ventilgehäuse und Ventilstößel befindliche Raum wahlweise mit dem Innenraum des Behälters oder mit der Umgebung des Behälters 7\i verbinden ist und mit einem Hohlkörper, der das Ventilgehäuse unter Freilassung eines sehr schmalen Zwischenraumes umgreift sowie an seinem dem Behälterraum zugewandten Ende geschlossen und an seinem der Behälterwand zugekehrten Ende geöffnet ist d a durch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (36) durch den Ventilstößel (22) zu verschieben ist und daß der Zwischenraum kapillar ist

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (36) am innenliegenden Ende des Ventilstößels (22) dichtend befestigt und an diesem Ende mit einem Einlaßkanal (32) versehen ist, der in der Ruhelage des Ventils die zwischen Ventilstößel (22) und dem Ventilgehäuse (16) befindlichen und durch zwei am Ventilstößel (22) anliegenden Ringe (19, 24) abgedichtete Kammer (29) über den kapillaren Zwischenraum mit dem Innenraum des Behälters (12) verbindet.

3. Ventil nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgabelage des Ventils die Kammer (29) von dem kapillaren Zwischenraum zu trennen und über die Auslaßkanäle (30,3U₁34) mit der Umgebung des Behälters (!12) zu verbinden ist.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (16) und der Hohlkörper (36) ebenso wie der von ihnen gebildete kapillare Zwischenraum eine zylindrische Form aufweisen.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (22) koaxial zum Ventilgehäuse (16) und zum Hohlkörper (36) angeordnet ist und die öffnung (23) des Ventilgehäuses (16) zentral durchsetzt.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (36) an seinem dem Behälterraum zugewandten Ende mit einem verkleinerten Durchmesser versehen ist, in den das entsprechende Ende des Ventilstößels (22) eingepaßt ist.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Hubbewegung während eines Abgabevorganges und der Innenraum des Hohlkörpers (36) so bemessen sind, daß der vergrößerte Raum (42) zwischen dem Ventilgehäuse (16) und dem Hohlkörper (36) mindestens das Volumen der Kammer (29) aufweist.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (16) an einem nach außen ragenden Dom (14) eines Behälterteiles (10) gesichert ist, und daß der Dom (14) von geringerer Größe als der Rest des Behälterteiles(lO) ist.

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Einsatz in einen Behälter — insbesondere in einem Aerosol-Behälter — mit einem an der Behälterwand gehaltenen, einen Hohlkörper bildenden Ventilgehäuse, mit einem das "> Ventilgehäuse durchsetzenden Ventilstößel, mit im Ventilstößel angeordneten Einlaß- und Auslaßkanälen, durch die je nach Lage des Ventilstößels der zwischen Ventilgehäuse und Ventilstößel befindliche Raum wahlweise mit dem Innenraum des Behälters oder mit

ίο der Umgebung des Behälters zu verbinden ist und mit einem Hohlkörper, der das Ventilgehäuse unter Freilassung eines sehr schmalen Zwischenraumes umgreift sowie an seinem dem Behälterraum zugewandten Ende geschlossen und an seinem der Behälterwand zugekehrten Ende geöffnet ist

Ein Nachteil von zahlreichen Aerosol-Behältern beruht darin, daß es oft schwierig oder unmöglich ist die Behälter während dss Gebrauchs vollständig zu entleeren, was stets zu einem Verlust eines gewissen Teiles des Behälterinhaltes führt. Behälter der hier interessierenden Art werden gewöhnlich dazu benutzt um kostspielige Substanzen kosmetischer oder medizinischer Art zuzubereiten, wobei das Problem einer Vergeudung insofern teilweise schwerwiegend ist, wie der Verlust auch eines sehr kleinen Teiles des Behälterinhaltes äußerst kostspielig sein kann, insbesondere im Fall von gewissen medizinischen und medizinisch-chirurgischen Präparaten.

Bei einesn bekannten Aerosol-Behälter der eingangs genannten Art (nach der US-PS 28 86 217) ist eine Entleerung des Behälterinhaltes allenfalls nur bis zur Oberkante des Ventilgehäuses möglich, wohingegen das gesamte Flüssigkeitsvolumen zwischen der Außenwandung des Ventilgehäuses und der Innenwandung des

J5 Behälters darin verbleiben muß. Der tatsächliche Verlust an Behälterinhalt ist jedoch größer, da in der Nähe der Oberkante der Einlaßkanal des Ventilstößeis durch eine Ringdichtung abgedichtet ist und zu seiner Freigabe und damit zu seiner Aufnahmefähigkeit vom Behälterinhalt zunächst in Richtung auf den Behälterboden bewegt werden muß. Damit ist zwangsläufig eine Erhöhung des Flüssigkeitspegels des im Behälterinnern verbleibenden Inhaltes verbunden. Außerdem kann sich das Ventilgehäuse von selbst nie mit Behälterinhalt füllen, sondern zu diesem Zweck muß in jedem Fall zunächst der Ventilstößel in Richtung auf den Behälterboden so weit und so lange angehoben werden, bis sich das Ventilgehäuse gefüllt hat und nach nochmaligem Loslassen des Ventilstößels und nochmali-

■50 gern Anheben bzw. Niederdrücken des Ventilstößels je nach Handhabungslage der Entleerungsvorgang durchgeführt werden kann.

Bei einem Aerosol-Behälter anderer Art (nach der DE-OS 14 73 169) wird das Ventilgehäuse durch eine Aussparung im Ventilstößel und einer diesen konzentrisch umgreifenden hohlzylindrischen Hülse gebildet, die wiederum in relativ weitem Abstand von einem kegelstumpfförmigen Hohlkörper umgeben ist. Nach einer ersten Alternative ist der zylindrische Hohlkörper

bo mit einer Dichtungsfunktion erfüllenden Membran versehen und nach einer anderen Alternative mit einer von ihm getrennten, in ihn eingreifenden Membran behaftet. Auch bei diesem Aerosol-Behälter ist eine Entleerung seines Behälterinhaltes nur bezüglich eines

h5 solchen Flüssigkeitspegels möglich, der über die Oberkante des Einlaßkanals im Ventilstößel hinausragt. Weiterhin stehen die Dichtfunktion und die Federfunktion der Membran bei jeder Ausführungsalternative in