DE2901507A1

DE2901507A1 - Ventil

Info

Publication number: DE2901507A1
Application number: DE19792901507
Authority: DE
Inventors: Peter Colin Weston Burt; Anthony Barry Rood; William Edward Warren
Original assignee: Bespak Industries Ltd
Current assignee: Consort Medical PLC
Priority date: 1978-01-16
Filing date: 1979-01-16
Publication date: 1979-07-19
Also published as: IT7947649A0; FR2414671A1; IT1113460B

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. R.Weickmann, Dipl.-Fhys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A. Ve ι ckmann, Dipl.-Chem. B. Huber

Dr.-Ing. H. Liska .

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MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

BESPAK INDUSTRIES LIMITED

Bergen Way

North Lynn Industrial Estate

King's Lynn

Norfolk, PE30 2JJ, England

Ventil

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ORIGINAL INSPECTED

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem Ventilkörper aus polymeren: Material, einem Durchflußkanal mit einer einen Ven-

die tilsitz bildenden Verengung, durch/ein Ventilkern aus polymerem Material hindurchgeführt ist, der auf einer Seite der Verengung einen Ventilkopf und auf der anderen Seite der Verengung einen Pedersitz aufweist, und mit einer Federanordnung, die den Ventilkopf an den Ventilsitz abdichtend andrückt.

Ein derartiges Ventil ist erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß der Ventilkörper eine erste Rotationsfläche,, die in Richtung zur Verengung ihren Durchmesser verringert,, auf der anderen Seite der Verengung und eine zweite* den Ventilsitz bildende Rotationsfläche, die ausgehend von der Verengung ihren Durchmesser erweitert, auf der einen Seite der Verengung aufweist, daß der Ventilkopf eine dritte Rotationsfläche, deren maximaler Durchmesser größer als derjenige der Verengung ist / und die ihren Durchmesser zu dem dem Federsitz abgewandten Ende [ des Ventilkopfes verringert, an seinem der Verengung abgewandten Ende aufweist, die ausgehend von dem maximalen Durchmesser ihren Durchmesser bis zu einem gegenüber dem Durchmesser der Verengung kleineren Wert verringert und dem Ventilsitz gegenübersteht, daß die Schrägungswinkel der zweiten, dritten und vierten Rotationsfläche größer als der Schrägungswinkel der ersten Rotationsfläche sind, daß die zweite und die vierte Rotationsfläche nicht parallel zueinander liegen, so daß sich zwischen ihnen eine Liniendichtung ergibt, daß alle Rotationsflächen koaxial sind, daß der ^entilkern i_n den Ventilkörper unter Deformation des Ventilkopfes durch Eindrücken einsetzbar ist und daß im ein-" gesetzten Zustand der Kontakt zwischen der zweiten und der vierten Rotationsfläche eine Langzeitdichtung bildet und den Ventilkörper und den Ventilkern zusammenhält»

Vorzugsweise sind die erste und die dritte Rotationsfläche kegelst umpfförmig ausgebildet, und vorzugsweise ist der Schrägungs-

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ORIGINAL INSPECTED

winkel der dritten Rotationsfläche um 1 bis 10° größer als derjenige der ersten Rotationsfläche.

Vorzugsweise sind der Ventilkörper und/oder der Ventilkern aus einem polymeren Kunststoffmaterial gefertigt, beispielsweise aus Polypropylen. Vorzugsweise ist ein Schaft mit gegenüber demjenigen der Verengung kleinerem Durchmesser zur Verbindung des Ventilkopfes mit dem Federsitz vorgesehen. Der Pedersitz kann eine ringförmige Verbreiterung des Schaftes und mit diesem sowie mit dem .Ventilkopf einstückig verbunden sein. Der Ventilkopf kann ein hohler, eine Kammer bildender Abschnitt des Ventilkerns sein.

Vorzugsweise sind die erste und die zweite Rotationsfläche über eine Zwischenfläche miteinander verbunden, die zylindrisch sein kann und die Verengung bildet. Vorzugsweise sind die dritte und die vierte Rotationsfläche über eine zweite Zwischenfläche miteinander verbunden, die zylindrisch sein kann und deren Durchmesser der genannte maximale Durchmesser der dritten Rotationsfläche ist.

Die zweite und die vierte Rotationsfläche können kegelstumpfförmig oder ringförmig ausgebildet sein. Ferner können sie trotz einer Kegelstumpfform konvex oder konkav gekrümmt sein. In diesem letzteren Fall wird die Rotationsfläche durch einen Kreisbogen erzeugt, und der Schrägungswinkel der Fläche wird durch den Winkel zwischen der Ventilachse und einer Tangente an dem Kreisbogen an der Berührungslinie zwischen der zweiten und der vierten Rotationsfläche bestimmt.

Ausführungsbeispieie von Ventilen nach der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 bis 25 schematische Darstellungen des Dichtungsabschnitts des Ventils nach Fig. 1 für unterschiedliche Konfigurationen der Dichtungsflächen,

Fig. 2.6 den Längsschnitt eines nach der Erfindung aufgebauten Katheterventils,

Fig. 27 den Schnitt 27-27 nach Fig. 26 und

Fig. 28 den Längsschnitt durch ein nach der Erfindung aufgebautes Aerosolventil.

In Fig. 1 ist ein Ventil 10 dargestellt, das aus nur drei Teilen besteht, nämlich aus einem Ventilkörper 11, einem Ventilkern 12 und einer Druckfeder 13. Der Ventilkörper 11 und der Ventilkern 12 sind Spritzgußstücke aus polymerem Material, vorzugsweise aus einem Kunststoff wie z.B. Polypropylen.

Der Ventilkörper 11 bildet ein etwa zylindrisches, rohrförmiges Gehäuse mit einem Durchflußkanal 15 in seiner Längsrichtung. Die Außenfläche 16 des Körpers kann gemäß Fig. 1 zylindrisch oder so ausgebildet sein, daß das Ventil 10 an einer gewünschten Stelle montiert werden kann.

Die Innenfläche 17 des Ventilkörpers 11 ist etwa zylindrisch, hat jedoch eine ringförmige Kante 18 und eine Verengung, die durch einen zylindrischen Flächenteil 19 bestimmt ist. Die Verengung 19 ist mit der ringförmigen Kante 18 über einen Einführungsabschnitt 20 verbunden, der eine erste Rotationsfläche bezüglich der Längsachse 21 des Ventils bildet. Die Rotations-

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fläche 20 ist kegelstumpfförmig und nach innen zur Verengung hin schräg zulaufend ausgebildet. Der vertikale Schrägungswinkel der Rotationsfläche 20 ist in Fig. 1 mit A bezeichnet.

Auf der der Rotationsfläche 20 abgewandten Seite der Verengung enthält die Innenfläche 17 eine zweite Rotationsfläche 23 bezüglich der Längsachse 21, die kegelstumpfförmig ausgebildet ist und ausgehend von der Verengung 19 nach außen divergiert. Der Schrägungswinkel der zweiten Rotationsfläche 23 ist in Fig. 1 mit B bezeichnet.

Der Ventilkern 12 ist ein einstückiges Spritzgußstück aus Kunststoff material, das ein verbreitertes Ende 25, einen zylindrischen Schaft 2.6 und einen Ventilkopf 27 aufweist. Das verbreiterte Ende 25 hat eine ringförmige Kante 28.

Der Ventilkopf 27 des Ventilkerns 12 bildet einen hohlen, eine Kammer 35 enthaltenden Abschnitt, dessen Außenfläche aus zwei schrägen Rotationsflächen besteht, die über eine zylindrische Zwischenfläche 30 miteinander verbunden sind. Die schrägen Flächen sind eine dritte und eine vierte Rotationsfläche 31 bzw. 32 zur Längsachse 21. Die Rotationsfläche 31 konvergiert zum Ende des Ventilkopfes 27, das dem Schaft 2.6 abgewandt ist. Der Schrägungswinkel der Rotationsfläche 31 ist in Fig. 1 mit C bezeichnet.

Die vierte Rotationsfläche 32 ist gleichfalls kegelstumpfförmig ausgebildet und konvergiert nach innen ausgehend von der zylindrischen Fläche 30, die der Abschnitt größten Durchmessers des Ventilkopfes 27 ist. Sie verläuft bis zum Schaft 26, dessen Durchmesser kleiner als derjenige der Verengung 19 ist. Der Schrägungswinkel der Rotationsfläche 32 ist in Fig. 1 mit D bezeichnet.

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Wenn das Ventil zusammengebaut ist, umgibt die Feder 13 den Schaft 26 zwischen zwei Federsitzen, die durch die ringförmigen Kanten 28 und 18 gebildet sind. Sie drückt den Ventilkern 12 in die in Fig. 1 gezeigte Position, in der die Rotationsflächen 32 und 23 einander berühren und eine Dichtung bilden. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind die beiden Rotationsflächen 23 und 32 nicht parallel zueinander, so daß der Kontakt zwischen ihnen lediglich längs einer Linie erfolgt, die in Fig. 1 mit 3^ bezeichnet ist. Diese Linienberührung erzeugt eine besonders gute Dichtung, wie im folgenden noch erläutert wird.

Das Ventil 10 wird zusammengebaut, indem der Vei tilkopf 27 durch die Verengung 19 von oben her hindurchgedrückt wird. Die Feder 13 umgibt den Schaft 26 des Ventilkerns 12 locker, bevor der Ventilkern 12 in dem Ventilkörper 11 eingesetzt wird, so daß nach dem Hindurchdrücken durch die Verengung 19 die Feder 13 zwischen den ringförmigen Kanten 28 und 18 angeordnet ist, wie in Fig. 1 gezeigt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Rotationsflächen 23 und 32 die einzigen Elemente sind, die die Ventilteile nach dem Zusammenbau des Ventils zusammenhalten und die Dichtungswirkung hervorrufen.

Wie bereits erläutert, besteht eine Liniendichtung zwischen den Teilen der Rotationsflächen 23 und 32, wenn diese durch die Feder -13 in gegenseitige Berührung gebracht werden. Diese Liniendichtung hat eine sehr kleine Kontaktflächen weshalb der Dichtungsdruck sehr hoch ist, denn die Federkraft wird auf diese kleine Kontaktfläche konzentriert. Dieser hohe Dichtungsdruck gewährleistete daß Jegliche Unregelmäßigkeiten der Kontaktflächen im Bereich der Kontaktlinie weggedrückt werden, so daß die Dichtungsfunktion sehr gut ist. Wegen des hohen Dichtungsdrueks neigt das Material des Ventilkörpers 11 und des Ventilkerns 12 zunächst zur Verformung. Wenn das Material

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sich verformt, so vergrößert sich jedoch die Dichtungsflache, wodurch wiederum der Dichtungsdruck abnimmt, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist, in dem die Verformung vernachlässigbar ist.

Um einen leichten Zusammenbau des Ventils durch Drücken des Ventilkopfes 27 durch die Verengung 19 hindurch zu erreichen, und zu gewährleisten, daß die Federkraft den Ventilkopf 27 nicht durch die Verengung 19 hindurchdrückt, ist der Zusammenhang zwischen den Schragungswinkeln A, B, C und D besonders wichtig.

Zunächst muß der Winkel C größer als der Winkel A sein, so daß beim Drücken des Ventilkopfes 27 in den Ventilkörper 11 zur Verengung 19 hin der erste Kontakt zwischen den Rotationsflächen 31 und 20 zwischen der Hinterkante 37 der Rotationsfläche 31 und einem Teil der Rotationsfläche 20 erfolgt. Diese Anordnung gewährleistet die Deformation des Ventilkopfes 27* so daß er durch die Verengung 19 in gewünschter Weise hindurchgedrückt werden kann. Bei dem in Pig. I gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Ventilkopf 27 eine Kammer 35, die die Verformung des Ventilkopfes 27 begünstigt. Diese Verformung beim Hindurchführen durch die Verengung 19 ist derart, daß der Ventilkopf nach dem Hindurchführen seine Ausgangsform wieder annimmt. Dies erfolgt ohne Kontakt zwischen den Rotationsflächen 23 und 32, wodurch sichergestellt ist, daß diese Dichtungsflächen beim Zusammenbau des Ventils nicht beschädigt werden. Der Kontakt zwischen den Rotationsflächen 23 und 32 wird hergestellt, wenn die Feder 13 diese Flächen zusammenbringt, sobald der Ventilkern 12 nach dem Zusammenbau freigegeben wird.

Die zweite wichtige Forderung für die Schrägungswinkel besteht darin, daß die Winkel B und D größer als der Winkel A sein

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müssen. Dies gewährleistet, daß das Ventil bei normalem Gebrauch zusammengesetzt bleibt und die Dichtung wirksam ist. Schließlich ist wichtig, daß die Rotationsflächen 23 und 32 nicht parallel zueinander sind.

Verschiedene Konfigurationen der Dichtungsflächen, die die vorstehend aufgezeigten Forderungen erfüllen* sind in Fig. bis 25 dargestellt. Es ist zu erkennen, daß die Rotationsfläche 23 kegelstumpfförmig oder ringförmig oder etwa kegelstumpfföriiiig sein kann, indem sie durch Rotation eines Kreisbogens um die Längsachse 21 erzeugt wird. In diesem Falle kann sie entweder konvex oder konkav relativ zum Ventilkern 12 gekrümmt sein. Der Schrägungswinkel B der Rotationsfläche ist dann zwischen der Längsachse 21 und einer Tangente an der Berührungsstelle mit der Rotationsfläche 32 gebildet. Dies ist in Fig. 19 gezeigt. Wie aus den Figuren hervorgeht* kann der Schrägungswinkel B spitz oder stumpf sein. Bei ringförmiger Rotationsfläche 23 beträgt er 90°.

Aus Fig. 2 bis 25 geht ferner hervor, daß die Rotationsfläche wie die Rotationsfläche 23 geändert werden kann. Dies bedeutet, daß die Rotationsfläche 32 kegelstumpfförmig, ringförmig oder etwa kegelstumpfförmig sein kann, wobei sie im letzteren Falle konvex oder konkav gekrümmt ist. Der Schrägungswinkel D kann spitz,- stumpf oder rechtwinklig sein. Wenn die Rotationsfläche 32 durch einen Bogen gebildet wird, ist der Schrägungswinkel D durch die Längsachse 21 und die Tangente am Berührungspunkt der Rotationsfläche 32 mit der Rotationsfläche 23 gebildet. Dies ist in Fig. 25 gezeigt.

Wie vorstehend ausgeführt, sind die Rotationsflächen 23 und in allen Fällen nicht parallel zueinander. Bei einigen Ausführungsbeispielen, beispielsweise bei denen nach Fig. 2, 5,

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7 und 12, die kegelstumpfförmige oder ringförmige Rotationsflächen aufweisen, ist die Winkelabwefchung zwischen diesen Rotationsflächen sehr klein. Der Unterschied zwischen den Schrägungs'winkeln B und D kann beispielsweise nur 1° betragen.

Die Unterschiede zwischen den Schrägungswinkeln B, C, D und dem Schrägungswinkel A sind durch das Material bestimmt, aus dem der Ventilkern 12 und der Ventilkörper 11 hergestellt sind. Ferner werden sie durch die Kraft der Feder 13 bestimmt. Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem der Ventilkörper und der Ventilkern aus Polypropylen nach einem Spritzgußverfahren hergestellt waren und die Federkraft in der Größenordnung von 5β0 bis 800 g lag, betrug der Schrägungswinkel A 12,5°, der Schrägungswinkel B J>1°, der Schrägungswinkel C 15° und der Schrägungswinkel D 29°. Bei diesem Ausführungsbeispiel betrug die zum Eindrücken des Ventilkerns 12 in den Ventilkörper 11 erforderliche Kraft etwa 3>6 kg.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es können auch zahlreiche Abänderungen vorgenommen werden. Obwohl der Ventilkopf 27 als ein hohler Abschnitt beschrieben wurde, kann er auch massiv ausgeführt sein. Hierbei wird er dann in den Ventilkörper eingesetzt, indem die Verengung und nicht der Ventilkopf verformt wird. Derartige massive Ventilköpfe werden besonders dann eingesetzt, wenn die Rotationsflächen 23 und 32 beispielsweise gemäß Fig. 12 gegenseitig hintergreifend ausgeführt sind.

Das vorstehend beschriebene Ventil kann vielseitig eingesetzt werden und eignet sich besonders für Langzeitdichtungen mit einem hohen Flüssigkeitsdichtungsgrad.

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Beispiele eines Katheterventils und eines Aerosolventils werden im folgenden anhand der Figuren 2β bis 28 beschrieben»

In Fig» 26 und 27 ist ein Katheterventil 110 gezeigt, das aus drei Teilen besteht., nämlich aus einem Ventilkörper 111, einem Ventilkern 112 und einer Druckfeder II3« Der Ventilkörper und der Ventilkern 112 sind einstückige Spritzgußstüeke aus Kunststoff^ vorzugsweise aus einem Polypropylen^ das bestrahlt werden kann» Der Ventilkörper 111 ist einstückig als zylindrisches, rohrförmiges Gehäuse ausgebildet* das einen in Längsrichtung verlaufenden Strömungskanal aufweist und einen abgeschrägten Endteil II5» einem mittleren Teil II6 und einen eine Injektionsspritze aufnehmenden Teil II7 hat« Die Außenfläche des Endteils II5 hat eine LUER-Abschrägungo

Der Außendurchmesser des mittleren Teils II6 ist größer als derjenige des Endteils 115 und ist mit diesem über eine abgeschrägte Außenfläche 122 verbunden. Ein Ringflansch 123 trennt den mittleren Teil II6 von dem die Injektionsspritze aufnehmenden Teil 117·

Die Bohrung des mittleren Teils 116 des Ventilkörpers zwischen den beiden Abschrägungen 115 und II7 hat die in Fig» 2β gezeigte Form. Der größere Teil der Länge des Teils II6 hat eine zylindrische Bohrung 118_S in der die Feder II3 angeordnet ist und die an einem Ende eine ringförmige Kante enthält, die einen Sitz 121 für ein Ende der Feder 113 bildet» Eine Verengung in Form einer zylindrischen Fläche II9 der Bohrung ist unter dem Federsitz 121 vorgesehen und mit dem Federsitz 121 über eine kegelstumpfförmige Fläche 120 verbunden* die zur Verengung II9 hin nach innen konvergiert« Auf der dem Federsitz 121 abgewandten Seite der Verengung 119 ist eine zweite kegelstumpfförmige Fläche 124 vorgesehen,, die ausgehend

d, & ff U Θ <2l Q

von der Verengung 119 nach außen konvergiert und einen Ventilsitz bildet.

Der Aufnähmeteil 117 für die Injektionsspritze hat eine Schrägbohrung 126, die gleichfalls eine LUER-Schrägung aufweist und so ausgebildet ist, daß die Düse einer normalen Injektionsspritze (nicht dargestellt) aufgenommen werden kann, mit der gemeinsam das Katheterventil verwendet wird.

Der Ventilkern 112 ist ein einstückiges Spritzgußstück mit einem Ventilkopf 130, einem Schaft 131 und einem verbreiterten Endabschnitt 132. Der Ventilkopf I30 ist hohl und hat eine etwa zylindrische Außenfläche 134 im Mittelabschnitt sowie einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 135, der nach innen zum offenen Ende des Ventils hin konvergiert. Ferner ist ein kegelstumpfförmiger Abschnitt 136 vorgesehen, der zum Schaft I3I hin konvergiert. Der Abschnitt I36 bildet mit dem Ventilsitz 124 die Dichtung und verschließt den Strömungskanal durch das Ventil hindurch.

Der Schaft I31 hat einen Abschnitt 137 mit kreisrundem Querschnitt, der in den Ventilkopf 13O übergeht. Das andere Ende des Abschnitts 137 ist mit einem Teil I38 größeren Durchmessers über einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 139 verbunden. Der Teil 138 geht an seinem oberen Ende in das verbreiterte Ende 132 über, und die ringförmige Kante 140, die an der Verbindungsstelle der beiden Teile 132 und 138 ausgebildet ist, dient als Sitz für das obere Ende der Feder 113»

Der Endteil 132 des Ventilkerns 112 ist etwa zylindrische hat jedoch zwei diametral einander gegenüberliegende Längsschlitze 141 (Fig. 27)s die durch den Endteil 132 und den Teil I38 des Schaftes verlaufen und Durchflußkanäle sindc Ein Querschlitz

g / ο a ι ti

verbindet die Längsschlitze l4l an ihren oberen Enden«

Die Feder 113 liegt zwischen der Kante 121 und der Kante l40 und drückt den Ventilkern 112 in eine Position, in der der Durchflußkanal des Ventils geschlossen ist.

Das Ventil wird zusammengebaut, indem der Ventilkern 112 in den Ventilkörper 111 von oben her hineingedrückt wird, so daß der Ventilkopf 130 durch die Verengung 119 geführt wird. Die hohle Ausbildung des Ventilkopfes 130 macht ihn ausreichend elastisch, damit er durch die Verengung 119 hindurchgedrückt werden kann, und die Feder 113 ist so stark, daß der Ventilkopf 130 fest an den Ventilsitz 124 angedrückt wird, nachdem das Ventil zusammengebaut wurde. Dadurch werden jegliche Oberflächenunregelmäßigkeiten an den Flächen 124 und 126 weggedrückt, so daß die erhaltene Dichtung flüssigkeitsdicht ist.

Damit der Zusammenbau des Ventilkörpers 111 und des Ventilkerns 112 ohne Verformung des Ventilkopfes 130 erfolgt und sichergestellt ist, daß im zusammengebauten Zustand des Ventils (Fig. 36) die erhaltene Dichtung zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilkern 112 für eine Langzeitdichtung bei Anwendung als Katheterventil ausreichend flüssigkeitsdicht ist, ist der Zusammenhang zwischen den Schrägungswinkeln der konischen Flächen 120, 124, 135 und I36 von großer Wichtigkeit. Einzelheiten der Konfigurationen dieser Flächen wurden bereits in Verbindung mit dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel erläutert.

Die schräge Düse einer hypodermischen Spritze wird in die Bohrung I26 eingesetzt, bis sie fest sitzt. In dieser Position drückt die Spitze der Spritzendüse gegen die obere Fläche des Endteils 132 und bewegt den Ventilkern 112 so weit, daß das

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Ventil geöffnet wird. Es kann dann Flüssigkeit in das Ventil eingegeben oder aus ihm entnommen werden, und'die Flüssigkeit strömt durch die Schlitze 142 und 141. Wird die Spritze entfernt , so verschließt sich das Ventil sofort durch die V/irkung der Feder 113·

Das vorstehend beschriebene Katheterventil hat einige Vorteile gegenüber bekannten Ventilen. Ein besonderer Vorteil ist der sehr einfache, kleine und kompakte Aufbau. Ferner ist die Zuverlässigkeit erhöht, da das Ventil aus nur wenigen Teilen besteht und leicht zusammengebaut werden kann.

In Fig. 28 ist ein Aerosolventil 210 gezeigt, das einen Ventilkörper 211, einen Ventilkörper 212, eine Druckfeder 213 und einen Sprühkopf 214 hat. Der Ventilkörper 211, der Ventilkern 212 und der Sprühkopf 214 sind aus polymeren) Material hergestellt, vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff wie z.B. Polypropylen.

Der Ventilkörper 211 ist ein etwa zylindrisches, rohrförmiges Gehäuse mit einem Durchflußkanal 216. Einstückig mit dem Ventilkörper 211 ist eine Befestigungskappe 217 vorgesehen, die durch den umgebogenen Rand eines Ringflansches 218 gebildet ist. Die Befestigungskappe 217 dient zur Befestigung des Ventilkörpers 211 auf dem Hals eines unter Druck stehenden, nicht dargestellten Behälters. Zu diesem Zweck sind an der Innenfläche der Kappe und des Flansches 218 Vorsprünge 219 vorgesehen.

Die Bohrung des Durchflußkanals 216 enthält eine Verengung 220. Diese Verengung 220 ist über eine kegelstumpfförmige· Fläche mit dem oberen offenen Ende des Durchflußkanals 216 verbunden. Die kegelstumpfförmige Fläche 221 erweitert sich dabei nach außen. Ein Ringflansch 223 des Ventilkörpers 211 umgibt das

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obere offene Ende des Durchflußkanals 216 und bildet einen Sitz für die Feder 213.

Auf der der Fläche 221 abgewandten Seite der Verengung 220 ist eine kegelstumpfförmige Eintrittsfläche 224 vorgesehen, die ausgehend von der Verengung 220 nach außen divergiert und einen Ventilsitz bildet. Am unteren Ende des Durchflußkanals 216 enthält ein verbreiterter Abschnitt 226 einen ringförmigen Vorsprung 227 zur Befestigung eines nicht dargestellten Eintauchrohrs.

Der Ventilkern 212 hat einen Ventilkopf 23Oj, einen Schaft 231, der durch die Verengung 220 geführt ist, und an dem dem Ventilkopf 230 abgewandten Ende des Schaftes 231 einen Abschnitt 232 verringerten Durchmessers, welcher mit Vorsprüngen 233 versehen ist, mit denen der Schaft 231 an dem Sprühkopf 214 in noch zu beschreibender Weise befestigt ist.

Der Ventilkopf 230 hat einen zylindrischen mittleren Abschnitt 235 mit einem Durchmesser, der größer als derjenige des Schaftes 231 und der Verengung 220 ist. Die Außenfläche des Abschnitts ist mit dem Schaft 231 über eine kegelstumpfförmige Hintergreifungsfläche 236 verbunden, die an dem gegengleich ausgebildeten Ventilsitz 224 anliegt, um die Dichtung zu bilden. Auf der der Dichtungsfläche 236 abgewandten Seite des mittleren Abschnitts 235 hat der Ventilkopf 230 einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 238, der ausgehend von dem Abschnitt 235 nach innen konvergiert und in ein zylindrisches, rohrförmiges Ende 239 des Ventilkerns 212 übergeht.

Der Sprühkopf 24l kann von Hand betätigt werden und ..st als zylindrischer Druckknopf ausgebildet. Er hat eine Bohrung 241, in die der Abschnitt 232 des Ventilkerns 212 eingesetzt ist.

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Ein vergrößerter Abschnitt 242 der Bohrung bildet einen Ringkanal 243 um den Schaft 2J51 herum, der mit dem Durchflußkanal 216 in Verbindung steht. Das obere Ende des Kanals 24-3 ist über einen Radialkanal 244 mit einem mechanischen Verschluß (nicht dargestellt) verbunden, der bei 245 angeordnet sein kann. Ein abgeschrägter Wandteil 247 der Bohrung 242 bringt beim Niederdrücken des Sprühkopfes zusammen mit dem Flächenabschnitt 221 die Kanäle 216 und 243 in Verbindung und verhindert einen Austritt des auszugebenden Produkts.

Die Feder 213» die zwischen der Fläche 223 und einer ringförmigen unteren Fläche 249 des Sprühkopfes angeordnet ist, ist eine elastische Wellenscheibe und drückt den Ventilkern 212 in die in Fig. 28 gezeigte Stellung.

Obwohl der Sprühkopf 214 in Fig. 28 mit einem Durchmesser dargestellt ist, der etwa dem halben Durchmesser der Kappe 217 entspricht, kann er auch denselben Durchmesser haben, wie es in Fig. 28 strichpunktiert gezeigt ist.

Die vier Teile des Aerosolventils 210 werden folgendermaßen zusammengesetzt. Der Ventilkern 212 wird zunächst in den Sprühkopf 214 eingedrückt, so daß die Vorsprünge 233 in der Bohrung 24l sitzen und eine starre Verbindung bilden. Die Feder 213 wird dann um den Ventilkern 212 herumgelegt und dieser mit dem Ventilkörper 211 zusammengebaut, indem der Ventilkopf durch die Verengung 220 hindurchgedrückt wird. Während der Kopf 230 durch die Verengung 220 hindurchgedrückt wird, verbiegt sich die Verengung 220 und kehrt dann in die in Fig. gezeigte Form zurück. Gleichzeitig v:irkt die Feder 213 auf die Flächen 222 und 249 ein, so daß bei Freigabe des Sprühkopfes 214 der Druck der Feder 213 die Flächen 224 und 236 in abdichtende Berührung bringt. Der Federdruck auf die Dichtung ist

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so groß, daß Oberflächenunregelmäßigkeiten im Bereich der Berührungslinie der Flächen 224 und 236 weggedrückt werden und eine langzeitige Flüssigkeitsdichtung entsteht. Nach dem Zusammenbau hält die Wechselwirkung der Flächen 224 und 236 auch die Ventilteile im zusammengebauten Zustand fest.

Um zu gewährleisten, daß das Ventil ohne unzweckmäßige Verformung des Ventilkopfes oder der Verengung zusammengebaut wird und daß nach dem Zusammenbau die Dichtung die an ein Aerosolventil zu stellenden Anforderungen erfüllt* ist die Konfiguration der Flächen 221, 224, 236 und 238 sehr wichtig. Einzelheiten dieser Formen wurden vorstehend anhand der Fig. 1 bis erläu tert.

Im Betrieb wird das Ventil 210 am Hals eines unter Druck stehenden Behälters befestigt, der mit dem auszugebenden Produkt und dem Treibgas in bekannter Weise gefüllt ist. Durch Betätigung des Sprühkopfes 2l4 strömt das Produkt dann über die Kanäle 216, 243 und 244 zum Verschluß 245, wo es nebelartig zerstäubt ausgegeben wird. Hier ist zweckmäßig auch ein Zerstäubungselement vorgesehen.

Das Aerosolventil hat einige Vorteile gegenüber bisherigen Ventilen. Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß es wesentlich weniger Einzelteile als bekannte Aerosolventile enthält.

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Claims

Patentansprüche

Θ Ventil mit einem Ventilkörper aus polymerem Material, einem Durchflußkanal mit einer einen Ventilsitz bildenden Verengung, durch die ein Ventilkern aus polymerem Material hindurchgeführt ist, der auf einer Seite der Verengung einen Ventilkopf und auf der anderen Seite der Verengung einen Pedersitz aufweist, und mit einer Federanordnung, die den Ventilkopf an den Ventilsitz abdichtend andrückt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (11) eine erste Rotationsfläche (20), die in Richtung der Verengung (19) ihren Durchmesser verringert, auf der anderen Seite der Verengung (19) und eine zweite, den Ventilsitz (34-) bildende Rotationsfläche (23), die ausgehend von der Verengung (19) ihren Durchmesser erweitert, auf der einen Seite der Verengung (19) aufweist, daß der Ventilkopf (27) eine dritte Rotationsfläche (31), deren maximaler Durchmesser größer als derjenige der Verengung (19) ist und die ihren Durchmesser zu dem dem Federsitz (28) abgewandten Ende des Ventilkopfes (27) verringert, an seinem der Verengung (19) abgewandten Ende und eine vierte Rotationsfläche (32) aufweist, die ausgehend von dem maximalen Durchmesser ihren Durchmesser bis zu einem gegenüber dem Durchmesser der Verengung (19) kleineren Wert verringert und dem Ventilsitz (3^·) gegenübersteht, daß die Schrägungswinkel (B, C, D) der zweiten, dritten und vierten Rotationsfläche (23, 31, 32) größer als der Schrägungswinkel (A) der ersten Rotationsfläche (20) sind, daß die zweite und die vierte Rotationsfläche (23, 32) nicht parallel zueinander liegen, so daß sich zwischen ihnen eine Liniendichtung ergibt, daß alle Rotationsflächen (20, 23, 31, 32) koaxial sind, daß der Ventilkern (12) in den Ventilkörper (11) unter Deformation des Ventilkopfes (27)

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durch Eindrücken einsetzbar ist und daß im eingesetzten Zustand der Kontakt zwischen der zweiten und der vierten Rotationsfläche (23, 32) eine Langzeitdichtung bildet und den Ventilkörper (11) und den Ventilkern (12) zusammenhalt.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die dritte Rotationsfläche (20, 31) kegelstumpfförmig sind.
3. Ventil nach. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrägungswinkel der dritten Rotationsfläche (31) 1 bis 10 größer als der Schrägungswinkel der ersten Rotationsfläche (20) ist.
4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (11) und/oder der Ventilkern (12) aus einem polymeren Kunststoffmaterial besteht.
5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkopf (27) mit dem Federsatz (28) über einen Schaft (26) verbunden ist, dessen Durchmesser kleiner als die Verengung (I9) ist, und daß der Pedersitz (28) durch eine einstückig mit dem Schaft (26) verbundene Verbreiterung (25) gebildet ist.
6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkopf (27) ein hohler, eine Kammer (35) bildender Abschnitt des Ventilkerns (12) ist.
7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Rotationsfläche (20, 23) über eine Zwischenfläche (19) miteinander verbunden sind, die die Verengung bestimmt.

909829/0884
8. Ventil nach Anspruch J₉ dadurch gekennzeichnet, daß die dritte und die vierte Rotationsfläche (31, 32) über eine zweite Zwischenfläche (30) miteinander verbunden sind, deren Durchmesser der genannte maximale Durchmesser der dritten Rotationsfläche (31) ist.
9· Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und die vierte Rotationsfläche (23* 32) kegelstumpfförmig ausgebildet sind.
10. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Katheterventil, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (117) des Ventils (110) als Aufnahme für das Düsenende einer Injektionsspritze ausgebildet ist und daß der Ventilkern (112) durch das Düsenende im eingesetzten Zustand der Injektionsspritze so verlagert ist, daß die Ventildichtung geöffnet ist.
11. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9* insbesondere ein Aerosolventil, gekennzeichntt durch eine Vorrichtung (217* 218, 219) zur Befestigung des Ventilkörpers (211) an einem unter Druck stehenden Behälter und durch einen mit dem Ventilkern (212) starr verbundenen, außerhalb des Ventils (210) angeordneten Betätigungskopf (214).