DE3740469A1 - Ventilanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für einen Aero­ solbehälter, mit dessen Hilfe eine abgemessene Dosis des Inhalts eines Aerosolbehälters ausgegeben werden kann. Die Erfindung betrifft insbesondere die Verwendung bei der Ab­ gabe von Medikamenten, obwohl sie auf die Abgabe von Aeroso­ len im allgemeinen anwendbar ist.

Bei der Abgabe bestimmter Produkte, insbesondere Medikamen­ ten, ist es besonders wünschenswert, daß die bei jeder Ge­ legenheit abgegebene Dosis einem vorbestimmten Wert mög­ lichst nahekommt. Mit vielen bekannten Ventilen für Aerosol­ behälter gibt es ein beachtliches Risiko, daß bei manchen Gelegenheiten die erforderliche Dosis nicht abgegeben werden kann. Dies kann zum Beispiel dann vorkommen, wenn der Aero­ solbehälter vor der Abgabe kräftig geschüttelt wurde. Um dieses Problem zu lösen, beschreibt GB-A-20 04 526 Ventile eines Typs, bei dem eine Dosierkammer mit dem Inneren des Aerosolbehälters durch eine Öffnung einer derartigen Größe in Verbindung steht, daß bei mit dem Ventil nach oben orien­ tiertem Behälter die Dosierkammer sich schnell und vollstän­ dig leert, und bei umgedrehtem, mit dem Ventil nach unten gerichteten Behälter sich die Dosierkammer schnell und voll­ ständig füllt. Obwohl die darin beschriebenen Ventile im Grundsatz das Problem der Abgabe veränderlicher Dosen lösen sollten, wurde herausgefunden, daß es in der Praxis nicht möglich ist, wirtschaftlich Ventile der beschriebenen Art herzustellen, die zufriedenstellend sind. Die beschriebenen Ventile sind speziell dazu bestimmt, aus Kunststoff herge­ stellt zu werden, und es wurde herausgefunden, daß die Tole­ ranzen so eng sein müssen, wenn die Dosierkammer die ge­ wünschte Größe aufweisen soll, daß herkömmliche Gieß- und Formtechniken nicht mit den auf diese Weise auferlegten Pro­ duktionserfordernissen fertig werden können. Selbst wenn das Ventil ursprünglich mit dem geforderten Grad an Präzision hergestellt wurde, besteht durchaus die Möglichkeit, daß es diese Präzision während der Lebensdauer des Ventils nicht beibehält, aufgrund von Kriechvorgängen. Es besteht weiter­ hin ein Risiko mit Kunststoffkomponenten, da sie auf irgend­ eine Weise mit dem Inhalt des Behälters in Wechselwirkung treten können. Dies ist insbesondere kritisch, wenn die Ab­ gabe eines Medikaments betroffen ist. Es ist möglich, daß entweder das Treibmittel oder die Droge selbst mit dem Kunststoff in Wechselwirkung treten können, und wenn dies auftritt, können die Konsequenzen ernst sein.

Es ist seit vielen Jahren bekannt, Ventile für Aerosolbehäl­ ter aus Metallkomponenten herzustellen. Die Verwendung eines geeigneten Metalls, beispielsweise nichtrostenden Stahls, hat beachtliche Vorteile gegenüber Kunststoff in verschiede­ ner Hinsicht. Wenn sie mit einer geeigneten Technik geformt wird, beispielsweise durch Tiefziehen, läßt sich ein größe­ rer Präzisionsgrad mit einer Metallkomponente erhalten, und das Metall unterliegt viel weniger der Gefahr, durch Kriech­ vorgänge zu leiden, als eine entsprechende Kunststoffkompo­ nente. Weiterhin wurden Metalle, wie beispielsweise nicht­ rostender Stahl, für viele Jahre bei medizinischen Anwendun­ gen verwendet, und ihre Inertanz ist in vielen Situationen ausreichend bewiesen. Daher kann man im allgemeinen mit Ver­ trauen sagen, daß ein derartiges Metall nicht mit dem Inhalt des Behälters in Wechselwirkung treten wird. Ungeachtet der Tatsache, daß Metallventile für manche Typen von Aerosolbe­ hältern für viele Jahre bekannt gewesen sind, wurde bis jetzt nicht realisiert, daß sich ein Ventil, das das Prinzip des schnellen Füllens und schnellen Leerens verwirklicht, wie dies ein Merkmal der in GB-A-20 04 526 beschriebenen Ventile ist, unter Verwendung von metallischen Komponenten herstellen läßt. Die vorliegende Erfindung ist aufgrund der Erkenntnis entstanden, daß ein derartiges Metallventil sich tatsächlich herstellen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanord­ nung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem es mög­ lich ist, exakt abgemessene Dosen abzugeben, ohne daß sich die Dosen während der Lebensdauer des Ventils ändern.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Ventil zum Abgeben abgemessener Dosen aus einem eine Flüssigkeit enthaltenden Aerosolbehälter vor, das einen an seinem oberen Ende offenen und eine Öffnung an seinem unteren Ende aufwei­ senden Metallbecher, der darin einen Hohlraum bildet, eine erste und eine zweite Ventildichtung an gegenüberliegenden Enden des Metallbechers und einen metallischen Ventilschaft aufweist, der mindestens teilweise als hohles Rohr gebildet ist und einen Auslaß aufweist, durch den eine Dosis von dem Behälter abgegeben werden kann, sowie eine Übergabeöffnung, die sich von dem Außeren des Ventilschaftes zu dessen Aus­ laßdurchgang erstreckt, wobei der Ventilschaft in gleitendem und dichtendem Kontakt durch eine Öffnung in der ersten Ven­ tildichtung sich in den Hohlraum erstreckt und eine Dosier­ kammer von dem Becher, der ersten und zweiten Ventildichtung und dem Abschnitt des Ventilschaftes innerhalb des Hohlrau­ mes gebildet ist. Es sind Einrichtungen vorgesehen, um den Ventilschaft in eine erste Position zu beaufschlagen, in der bei derart umgedrehtem Behälter, daß das Ventil unten ist, Flüssigkeit in die Dosierkammer durch mindestens eine Öff­ nung einer Größe eintreten kann, die ausreicht, um es zu ermöglichen, daß die Flüssigkeit schnell eintreten kann, und bei nicht umgedrehtem Behälter die Flüssigkeit die Dosier­ kammer durch die mindestens eine Öffnung schnell verlassen kann, wobei der Ventilschaft gegen die Kraft der Vorbeauf­ schlagungsmittel in eine zweite Position bewegbar ist, in der der Ventilschaft die Öffnung in der zweiten Ventildich­ tung abschließt, um das weitere Eindringen von Flüssigkeit in die Dosierkammer zu verhindern, und in der die Übergabe­ öffnung in Verbindung mit der Dosierkammer ist, um Flüssig­ keit von der Dosierkammer in den Auslaß des Ventilschaftes eintreten zu lassen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch den oberen Abschnitt eines Aerosolbehälters mit einem darin angeordneten erfindungsgemäßen Ventil; und

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht einer zweiten Ausfüh­ rungsform des Ventils ohne den Behälter.

In der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ist das Dosierven­ til in eine Kappe 1 bzw. einen Ring eines Aerosolbehälters 2 eingepaßt. Der Behälter enthält ein in einem flüchtigen flüssigen Treibmittel suspendiertes auszugebendes Material. Wenn das Gerät nicht verwendet wird, kann der Behälter mit dem Ventil nach oben abgestellt werden. Dies ist die in der Zeichnung dargestellte Position. Wenn das Gerät zur Abgabe einer Dosis eines Materials im Gebrauch ist, wird der Behäl­ ter aus dieser Position umgedreht.

Das Ventil enthält einen Ventilkörper 3, der in der Form eines hohlen Metallrohres ist und an seiner Oberseite einen größeren Durchmesser als an seiner Unterseite aufweist. An seinem oberen Ende enthält der Ventilkörper 3 einen Flansch­ abschnitt 4, mit dessen Hilfe der Ventilkörper 3 in Position in der Kappe 1 durch eine Sicke 5 gehalten wird. Ein zylind­ rischer Abschnitt 6 erstreckt sich nach unten von dem Flanschabschnitt 4 und ist über eine Schulter 7 mit einem weiteren zylindrischen Abschnitt 8 verbunden. Dieser führt seinerseits zu einem trichterartigen Abschnitt 9, der in einem nach innen gerichteten Flansch 10 endet. Eine Öffnung 11 ist an dem unteren Ende des Ventilkörpers 3 gebildet.

Ein Metallbecher 12 ist in dem zylindrischen Abschnitt 6 des Ventilkörpers 3 aufgenommen. An seinem oberen Ende weist der Becher 12 einen Flanschabschnitt 13 auf, der auf dem Flanschabschnitt 4 des Ventilkörpers 3 aufsitzt. An seinem unteren Ende hat der Becher 12 einen nach innen gerichteten Flansch 14, der eine Öffnung 15 bildet. Eine obere Ventil­ dichtung 16 ist zwischen dem oberen Abschnitt der Kappe 1 und dem Flanschabschnitt 13 des Bechers 12 gehalten. Eine untere Ventildichtung 17 ist zwischen dem Flanschabschnitt 14 des Bechers 12 und einer metallischen Unterlegscheibe 18 gehalten, die auf der Schulter 7 ruht. Es ist ebenfalls eine Dichtung 19 vorhanden, die einen festen Dichteingriff zwi­ schen der Kappe 1 und dem Behälter 2 herzustellen mithilft. Es ist zu beachten, daß der Behälter an seinem oberen Ende offen ist und eine Öffnung 20 aufweist.

Ein Ventilschaft 21 ist mit seinem unteren Ende innerhalb des Ventilkörpers 3 angeordnet, wobei er durch eine Öffnung in der Dichtung 16 und eine Öffnung in der Oberseite der Kappe 1 hindurchgeht, so daß sein oberes Ende außerhalb des Behälters liegt. Der Ventilschaft ist aus drei metallischen Komponenten gebildet, nämlich einem oberen Rohr 22, einem Zwischenabschnitt 23 und einem unteren Becher 24. Die drei Komponenten sind durch Preßpassung aneinander befestigt. Das Rohr 22 weist eine Auslaßöffnung 28 an seinem oberen Ende und eine Übergabeöffnung 29 auf, die sich durch seine zy­ lindrische Wand erstreckt. Das Rohr ist an seinem unteren Ende geschlossen. Der Zwischenabschnitt 23 weist einen Flansch 25 an seinem oberen Ende auf, der an der Unterseite der Ventildichtung 16 anliegt, wenn der Ventilschaft in der in der Zeichnung dargestellten Position ist. Der Zwischenab­ schnitt 23 enthält weiterhin einen oberen und einen unteren zylindrischen Abschnitt 26 bzw. 27, wobei der Abschnitt 26 im Preßsitz auf dem unteren Ende des Rohres 22 befestigt ist und der Abschnitt 27 einen kleineren Durchmesser als der Abschnitt 26 aufweist. Das untere Ende des Abschnittes 27 ist geschlossen. Der Becher 24 ist auf den Abschnitt 27 auf­ gepreßt und weist einen oberen, sich nach außen erstrecken­ den Flansch 30 auf. Eine Druckfeder 31 erstreckt sich zwi­ schen den Flanschen 10 und 30, um den Ventilschaft in die in den Zeichnungen dargestellte Position zu beaufschlagen.

Der Ventilkörper 3, der Becher 12 und die drei Abschnitte, aus denen der Ventilschaft hergestellt ist, lassen sich alle durch Tiefziehen herstellen. Vorzugsweise besteht jede die­ ser Komponenten aus nichtrostendem Stahl.

Bei der Verwendung wird der Behälter umgedreht und Flüssig­ keit fließt durch die Öffnung 11 an dem Becher 24 vorbei durch die Öffnung 15 und von dort in die Dosierkammer 32. Um zu gewährleisten, daß diese Strömung ausreichend schnell stattfinden kann, wird der Querschnitt des Weges, längs des­ sen die Flüssigkeit zu fließen hat, um die Dosierkammer zu erreichen, so gewählt, daß er an keinem Punkt kleiner als ein ausgewählter Minimalwert ist, der von der Viskosität der betroffenen Flüssigkeit abhängt. Typischerweise sollte der Querschnitt nicht kleiner als etwa 6 oder 7 mm² sein, abhän­ gig von der Viskosität der Flüssigkeit. Der Benutzer drückt dann den Ventilschaft 21 gegen die Wirkung der Feder 31 nie­ der. Dies bringt die äußere Oberfläche des Abschnittes 26 des Zwischenabschnittes 23 des Ventilschaftes in abdichten­ den Kontakt mit der radial inneren Oberfläche der unteren Ventildichtung 17 und isoliert so die Dosierkammer 32 von dem Rest des Inneren des Behälters. Ein weiteres Nieder­ drücken des Ventilschaftes bringt die Übergabeöffnung 29 in Verbindung mit der Dosierkammer, so daß Flüssigkeit von der Dosierkammer durch die Übergabeöffnung 29 in das Innere des Rohrs 22 des Ventilschaftes 21 und von dort durch die Aus­ laßöffnung 28 nach außen fließen kann.

Die Ausführungsform der Fig. 2 ist in vieler Hinsicht der in Fig. 1 dargestellten ähnlich. Teile in der Fig. 2, die Tei­ len in Fig. 1 entsprechen, sind mit dem gleichen um 100 ver­ mehrten Bezugszeichen bezeichnet. Aufgrund der Ähnlichkeiten wird die Ausführungsform der Fig. 2 nicht im einzelnen be­ schrieben, jedoch wird auf eine Anzahl von Unterschiede hin­ gewiesen.

Die untere Ventildichtung 17 der Fig. 1 wird durch eine län­ gere und daher flexiblere Dichtung 117 ersetzt. Die Dichtung 117 weist eine etwa zylindrische Form auf, wobei ihre oberen und unteren Abschnitte eine größere Dicke als ihr Zwischen­ abschnitt aufweist. Die Konstruktion der Dichtung 117 hat eine geringere Wahrscheinlichkeit, den Ventilschaft in sei­ ner Betriebsposition zu verklemmen als die Konstruktion der Dichtung 17. Die Unterlegscheibe der Fig. 1, auf der die Ventildichtung 17 ruht, wird durch einen äußeren Becher 118 ersetzt, der den die Dosierkammer bildenden Becher 112 um­ gibt und an seinem oberen Ende zwischen dem Becher 112 und dem Ventilkörper 103 gehalten wird. Dies macht es möglich, die Form des Ventilkörpers dadurch zu vereinfachen, daß die Schulter 7 weggelassen wird. Es sollte weiter beachtet wer­ den, daß es zusätzlich zu einer Öffnung 111 in dem unteren Ende des Ventilkörpers seitliche Öffnungen 111 a gibt.

Die Konstruktion des Ventilschafts 121 unterscheidet sich von dem Ventilschaft 21 der Fig. 1 in einer Anzahl von Punk­ ten. Zunächst hat der Zwischenabschnitt 123 keinen Flansch an seinem oberen Ende und statt dessen ist ein ringförmiger Wulst 125 an der Außenseite des oberen Rohrs 122 gebildet, um gegen die obere Ventildichtung 116 anzuliegen. Weiterhin hat der untere Becher 124 eine abgestufte Form und sein obe­ res Ende erstreckt sich radial nach außen bis zu einer Stel­ le benachbart der Innenwand des Ventilkörpers 103. Dies schafft eine Führung für den Ventilschaft, wenn dieser sich auf und ab bewegt, um dadurch den Betrag zu reduzieren, um den der Ventilschaft kippen kann, und um die Gefahr einer Schädigung des Ventils oder eines Festklemmens zu verrin­ gern.

Claims (11)

1. Ventil zum Abgeben abgemessener Dosen aus einem eine Flüssigkeit enthaltenden Aerosolbehälter (2), dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil einen an seinem oberen Ende offenen und eine Öffnung (15) an seinem unteren Ende aufweisenden und einen Hohlraum darin bildenden Metallbecher (12), an entgegengesetzten Enden des Bechers (12) eine erste und zweite Ventildichtung (16, 17), einen mindestens teilweise als hohles Rohr gebil­ deten und einen Auslaß (28), durch den eine Dosis aus dem Behälter (2) ausgegeben werden kann, und eine von dem Äußeren des Ventilschaftes (21) zu dessen Auslaß­ durchgang (28) verlaufende Übergabeöffnung (29) auf­ weisenden metallischen Ventilschaft (21), der in glei­ tendem und dichtendem Kontakt durch eine Öffnung in der ersten Ventildichtung (16) in den Hohlraum hindurch­ geht, wobei durch den Becher (12), die erste und zweite Ventildichtung (16, 17) und den Abschnitt des Ventil­ schaftes (21) innerhalb des Hohlraumes eine Dosierkam­ mer gebildet ist, sowie Mittel zum Beaufschlagen des Ventilschaftes (21) in eine erste Position aufweist, in der bei derart umgedrehtem Behälter, daß das Ventil unten ist, Flüssigkeit in die Dosierkammer durch minde­ stens eine Öffnung einer Größe eindringen kann, die ausreicht, daß die Flüssigkeit schnell eindringen kann, und bei nicht umgedrehtem Behälter (2) Flüssigkeit die Dosierkammer schnell durch die mindestens eine Öffnung verlassen kann, wobei der Ventilschaft (21) gegen die Wirkung der Beaufschlagungsmittel in eine zweite Posi­ tion bewegbar ist, in der der Ventilschaft (21) die Öffnung (15) in der zweiten Ventildichtung (17) ab­ schließt, um ein weiteres Eindringen der Flüssigkeit in die Dosierkammer oder Auslaufen der Flüssigkeit aus der Dosierkammer zu verhindern, und in der die Übergabeöff­ nung (29) in Verbindung mit der Dosierkammer steht, um Flüssigkeit aus der Dosierkammer in den Auslaß (28) des Ventilschaftes (21) gelangen zu lassen.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (21) einen oberen Abschnitt (22) in der Form des hohlen Rohres, einen an dem unteren Ende des oberen Abschnittes (22) befestigten mittleren Abschnitt (23) mit über mindestens einen Teil seiner Länge einem kleineren Querschnitt als die Öffnung (15) in der zwei­ ten Ventildichtung (17) und einen an dem unteren Ende des Zwischenabschnittes (23) befestigten unteren Ab­ schnitt (24) aufweist, der einen Sitz bildet, gegen den die Beaufschlagungseinrichtung anliegen kann.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt (24) des Ventilschaftes (21) ein Füh­ rungselement zur Führung des Ventilschaftes im Lauf seiner Bewegung zwischen der ersten und zweiten Posi­ tion bildet.

4. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des Zwischenabschnittes (23) des Ventilschaftes (21) einen daran gebildeten Flansch (25) aufweist, der dann, wenn der Ventilschaft (21) in der ersten Position ist, an der Unterseite der oberen Ven­ tildichtung (16) anliegt, um eine weitere Aufwärtsbewe­ gung des Ventilschaftes (21) zu verhindern.

5. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt (122) einen an seiner Außen­ seite gebildeten Vorsprung (125) aufweist, der dann, wenn der Ventilschaft (121) in der ersten Position ist, an der Unterseite der oberen Ventildichtung (116) an­ liegt, um eine weitere Aufwärtsbewegung des Ventil­ schaftes (121) zu verhindern.

6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Ventildichtung (17, 117) zwischen einem unteren Endabschnitt (14) des Bechers (12) und einem in einem umgebenden Ventilkörper (3) befestigten Halteelement (18) gehalten wird.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die untere Ventildichtung (117) zwi­ schen einem unteren Endabschnitt des Bechers (112) und einem unteren Endabschnitt eines zweiten Bechers gehal­ ten wird, der den ersten Becher (112) umgibt.

8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Ventildichtung (117) et­ wa zylindrische Form aufweist, wobei ihr oberer und/ oder unterer Abschnitt eine größere Dicke als ein Zwi­ schenabschnitt aufweist.

9. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Öffnung (11, 111) nicht kleiner als 6 mm² im Querschnitt ist.

10. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Öffnung nicht kleiner als 7 mm² im Querschnitt ist.

11. Aerosolbehälter mit einem Ventil nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche.