DE69407046T2

DE69407046T2 - Aerosol-dosierventil zum abfüllen unter druck

Info

Publication number: DE69407046T2
Application number: DE69407046T
Authority: DE
Inventors: James Barnhardt
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1993-07-29
Filing date: 1994-06-17
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2014-06-18
Also published as: US5400920A; WO1995003985A1; JPH09500854A; AU7209694A; EP0710210A1; AU682048B2; EP0710210B1; DE69407046D1; CA2167817A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Ventile zum Abgeben zugemessener bzw. abgemessener Dosen von Aerosolformulierungen sowie solche Ventile, die eine Dosierkammer mit Zwangsfüllung haben. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung Verfahren zum Füllen eines Aerosolkanisters. In noch einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung Verfahren zum Abgeben einer zugemessenen bzw. abgemessenen Dosis einer Aerosolformulierung.

Beschreibung der verwandten Technik

Allgemein enthalten herkömmliche medizinische Aerosolformulierungen auf Fluorchlorkohlenwasserstoffbasis eine relativ nichtflüchtige Komponente (z. B. Trichlorfluormethan, Treibmittel 11), ein oberflächenaktives Mittel, ein Arzneimittel und ein flüchtiges Treibmittelsystem (z. B. eine Kombination aus Dichlordifluormethan, Treibmittel 12, sowie Dichlortetrafluorethan, Treibmittel 114). Gleichenmaßen können bestimmte Formulierungen auf der Grundlage von alternativen FCKW-freien Treibmitteln, z. B. 1,1,1,2-Tetrafluorethan oder 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluorethan, nichtflüchtige Komponenten als oberflächenaktive Mittel und Hilfslösungsmittel (z. B. einen Alkohol wie Ethanol) enthalten. Solche Formulierungen können in einzelne Aerosolkanister durch eines von zwei herkömmlichen Verfahren gefüllt werden: Druckfüllung oder Kaltfüllung. Allgemein beinhaltet die Kaltfüllung die Herstellung einer Mischung aus den nichtflüchtigen Komponenten bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck, um ein Konzentrat zu bilden. Anschließend wird dieses Konzentrat auf eine Temperatur abgekühlt, bei der die übrigen Komponenten bei Umgebungsdruck flüssig sind. Auch die flüchtigen Komponenten werden abgekühlt und zum Konzentrat zugegeben, um eine flüssige Formulierung zu erhalten, die ebenfalls bei verringerter Temperatur in einzelne Kanister gefüllt wird. Ein Ventil wird an seine Verwendungsstelle am Kanister angepreßt, und das fertige Erzeugnis kann sich auf Umgebungstemperatur erwärmen.
Die Druckfüllung ist im allgemeinen ein Verfahren in zwei Schritten, das genauso die Herstellung eines nichtflüchtige Komponenten enthaltenden Konzentrats beinhaltet. Eine geeignete Menge des Konzentrats wird bei Umgebungstemperatur und -druck in einen einzelnen Kanister dosiert. Danach wird ein Ventil an seine Verwendungsstelle angepreßt. Anschließend werden die flüchtigen Komponenten zum Kanister über das Ventil unter Druck zugegeben, der zum Verflüssigen der flüchtigen Komponenten ausreicht.
Herkömmliche Verfahren zur Druckfüllung sind mit mehreren Mängeln behaftet. Beispielsweise gehört zu herkömmlichen Druckfüllventilen allgemein eine Abdichtung bzw. Sperre oder ähnliche Dichtung, an der das Treibmittel unter Druck vorbeigepreßt wird, der hoch genug ist, um die Sperre oder Dichtung zu verschieben oder zu verformen. Die Sperre oder Dichtung funktioniert als Einwegventil. Sobald eine Vorrichtung, zu der eine solche Sperre oder Dichtung gehört, gefüllt ist, reicht der Druck des Treibmittels auf die Sperre oder Dichtung aus, eine Freisetzung des Treibmittels zu verhindern. Allerdings ergibt sich aus der Tatsache, daß die Sperre oder Dichtung verschoben oder verformt werden muß, daß die Formulierung durch einen kleinen Durchgang geführt wird, was relativ hohe Gegendrücke erzeugt, die ihrerseits die Geschwindigkeit begrenzen, mit der gefüllt werden kann. Da Gegendrücke relativ hoch sind, ist es zudem problematisch, relativ viskose Formulierungen abzufüllen. Daher ist es notwendig, bestimmte Formulierungen auf die zuvor beschriebene Weise in zwei Schritten abzufüllen, um zu vermeiden, daß viskose Materialien durch einen kleinen Durchgang gepreßt werden. Ein sich daraus ergebender Nachteil beim herkömmlichen Druckfüllen ist die Tatsache, daß es zwei Bearbeitungsschritte beinhaltet.
Bestimmte Dosierventile zur Verwendung im Zusammenhang mit pharmazeutischen Aerosolformulierungen haben Mängel infolge der Tatsache, daß der Dosiertank wieder mit einer Formulierung aufgefüllt werden muß, bevor der Ventilschaft zum Abgeben einer Dosis heruntergedrückt wird. In manchen Fällen enthält der Dosiertank lange Zeit eine Formulierungsdosis, bevor die Dosis abgegeben wird. Diesen Mängeln widmeten sich die US-A- 4819834 und EP-A-0260067, auf denen der Oberbegriff von Anspruch 1 beruht, durch eine Ventilgestaltung, bei der eine Dosierkammer beim Drücken auf den Ventilschaft gleichzeitig geschaffen und gefüllt wird. Solche Ventile werden als "Ventile mit Zwangsfüllung" bezeichnet. Allerdings erfordern solche Ventile immer noch, daß eine Sperre oder Dichtung bei Füllung verschoben wird.
Erkennbar ist, daß ein Ventil, das die mehreren zuvor erwähnten Nachteile im Zusammenhang mit der Druckfüllung überwindet, dabei aber die bekannten Vorteile einer Dosierkammer mit Zwangsfüllung beibehält, von großem Nutzen wäre.
Die Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Abgeben einer zugemessenen bzw. abgemessenen Dosis einer Aerosolformulierung bereit, die aufweist:
eine Ventilhülse; eine Formulierungskammer; und einen Ventilschaft, der in der Ventilhülse angeordnet ist und einen ersten Abschnitt mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser hat, der größer als der erste Durchmesser ist, wobei der Ventilschaft zwischen einem ersten Füllzustand, einem zweiten gefüllten Zustand, einem dritten Dosierzustand und einem vierten Abgabezustand beweglich ist;
eine Einrichtung zum Bilden einer Dosierkammer mit einem vorbestimmten Volumen, wenn sich die Vorrichtung im dritten Dosierzustand befindet; eine Einrichtung zum Zuführen von Formulierung zur Dosierkammer aus der Formulierungskammer, wenn eine solche Kammer gebildet wird; und eine Einrichtung zum Herstellen einer offenen Verbindung über den Ventilschaft zwischen der Dosierkammer und dem Äußeren der Vorrichtung, wenn sich die Vorrichtung im vierten Abgabezustand befindet, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Füllzustand eine offene Verbindung zwischen dem Äußeren der Vorrichtung und der Formulierungskammer ohne eine störende Abdichtung bzw. Sperre oder Dichtung vorliegt, die als Eingwegventil funktioniert, und die Vorrichtung eine Einrichtung zum Verhindern der Rückkehr der Vorrichtung in den ersten Füllzustand aus dem zweiten gefüllten Zustand aufweist, die einen Dehner und einen Dehnring aufweist, die so zusammenwirken, daß bei Bewegung des Ventilschafts in den ersten Füllzustand der Dehner den Dehnring veranlaßt, sich zu dehnen, wodurch der Ventilschaft durch den Dehnring hindurch in den ersten Füllzustand verschoben werden kann, und im zweiten gefüllten Zustand der Dehnring durch den Dehner gehalten und verhindert wird, daß der Ventilschaft durch den Dehnring hindurch verschoben wird.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung der Erfindung:
befindet sich im ersten Füllzustand mindestens ein Teil des ersten Abschnitts des Ventilschafts innerhalb der Ventilhülse, und die Formulierungskammer und das Äußere der Vorrichtung stehen in offener Verbindung,
befindet sich im zweiten gefüllten Zustand der erste Abschnitt des Ventilschafts außerhalb der Ventilhülse, und der zweite Abschnitt des Ventilschafts befindet sich innerhalb der Ventilhülse und belegt im wesentlichen die gesamte Dosierkammer,
befindet sich im dritten Dosierzustand mindestens ein Teil des ersten Abschnitts des Ventilschafts innerhalb der Ventilhülse, wobei eine durch den Ventilschaft und die Ventilhülse begrenzte Dosierkainmer gebildet wird, und die Dosierkammer steht mit der Formulierungskammer in Verbindung, befindet sich im vierten Abgabezustand mindestens ein Teil des ersten Abschnitts des Ventilschafts innerhalb der Ventilhülse, und die Dosierkammer ist von der Formulierungskammer abgedichtet und steht mit dem Äußeren der Vorrichtung über die Ventilschaftöffnung in Verbindung.
Die Vorrichtung der Erfindung stellt eine offene Verbindung zwischen dem Äußeren der Vorrichtung und der Formulierungskammer bereit, wenn die Vorrichtung in der Füllposition ist, ohne eine störende Sperre oder Dichtung, die als Einwegventil wirkt und durch die Formulierung verformt oder verschoben werden muß, damit die Vorrichtung gefüllt werden kann. Dies erlaubt höhere Füllgeschwindigkeiten und verhindert die zuvor diskutierten Probleme, die mit den Vorrichtungen des Stands der Technik zusammenhängen, bei denen Sperren oder Dichtungen im Füllverfahren verformt oder verschoben werden. Durch eine solche offene Verbindung können aber Formulierungskomponenten nicht aus der gefüllten Vorrichtung entweichen, da die Vorrichtung, sobald sie gefüllt ist, nicht wieder in den Füllzustand versetzt werden kann. Durch die offene Verbindung im Füllzustand können auch Suspensionen und relativ viskose Flüssigkeiten (z. B. solche, die nichtflüchtige Vormischungen von Aerosolformulierungen enthalten) in einem Schritt abgefüllt werden, die ansonsten in einem Verfahren in zwei Schritten durch Ventile mit verformten oder verschobenen Dichtungen abgefüllt werden müssen.
Außerdem stellt die Erfindung ein Verfahren zum Abgeben einer zugemessenen bzw. abgemessenen Dosis einer Aerosolformulierung nach dem beigefügten Anspruch 6 bereit.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Querschnittansicht einer Ausführungsform der Erfindung vor dem Füllen.
Fig. 2 ist eine Querschnittansicht der Ausführungsform von Fig. 1 im Füllzustand.
Fig. 3 ist eine Querschnittansicht der Ausführungsform von Fig. 1 im gefüllten Zustand.
Fig. 4 ist eine Querschnittansicht der Ausführungsform von Fig. 1 im Dosierzustand.
Fig. 5 ist eine Querschnittansicht der Ausführungsform von Fig. 1, wobei eine volle zugemessene Dosis in der Dosierkammer isoliert ist.
Fig. 6 ist eine Querschnittansicht der Ausführungsform von Fig. 1 im Abgabezustand in Kombination mit einem Betätigungselement.
Fig. 7 bis 9 sind Querschnittansichten einer alternativen Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 10 bis 12 sind Querschnittansichten noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Nähere Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine Vorrichtung 10 der Erfindung mit einer Ventilhülse 12, die auf einen Aerosolfläschchenkörper 14 aufgepreßt ist. In der Hülse 12 sind bestimmte Komponenten der Vorrichtung untergebracht, z. B. Dichtungen, Sperren, Federn u. a., und die verschiedenen Einrichtungen werden im folgenden näher beschrieben. In der Ventilhülse ist auch ein Ventilschaft 16 untergebracht. Der Ventilschaft hat einen ersten Abschnitt 18, der sich allgemein außerhalb der Hülse befindet, und einen zweiten Abschnitt 20, der sich allgemein innerhalb der Hülse befindet. Der erste Abschnitt 18 hat einen Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser des zweiten Abschnitts 20 ist. Außerdem hat der Ventilschaft 16 einen Abgabekanal 22, der durch Wände 24 des ersten Abschnitts des Ventilschafts gebildet ist, und eine Austrittöffnung 26, die mit dem Abgabekanal 22 des Ventilschafts in Verbindung steht. Die Austrittöffnung 26 liegt außerhalb der Ventilhülse 12, wenn sich die Vorrichtung im Zustand von Fig. 1 befindet (vor Füllung) und auch wenn sich die Vorrichtung im später näher beschriebenen gefüllten Zustand befindet.
Der zweite Abschnitt 20 des Ventilschafts weist Wände 28 auf, die im wesentlichen die gleiche Konfiguration wie benachbarte Wände 30 einer Anordnung 32 haben. Außerdem hat der zweite Abschnitt 20 einen Durchgang 34, der mit einer Innenkammer 36 in Verbindung steht. Vorhanden ist eine ringförmige Lücke 37 zwischen der Anordnung 32 und den Wänden des zweiten Abschnitts des Ventilschafts. In der Darstellung ist die Lücke 37 zur Veranschaulichung in der Größe übertrieben gezeigt, hat aber allgemein eine ausreichende Größe, damit Aerosolformulierung eintreten kann. Außerdem weist der zweite Abschnitt des Ventilschafts einen Vorsprung 38 und einen Anschlag 40 auf.
Ferner weist die Vorrichtung 10 eine Feder 42 auf, die den Ventilschaft 16 in eine ausgefahrene Schließposition gemäß Fig. 1 vorspannt. Die Feder 42 stellt einen Eingriff mit dem Ventilschaft an einer Schulter 44 her, und sie stellt einen Eingriff mit der Ventilhülse an einem Kanal 46 eines Dehners 48 her. Der Dehner 48 weist eine abgeschrägte Kante 50 mit einem Außendurchmesser auf, der längs der Achse des Dehners in die vom Kanal 46 wegführende Richtung zunehmend größer wird. Die abgeschrägte Kante 50 endet an einer Hemmung 52, und der Durchmesser des Dehners verringert sich abrupt, um einen Bereich 53 mit verringertem Durchmesser zu bilden.
Ein Dehnring 54 umgibt einen Kern 56 des Ventilschafts und liegt zwischen dem Vorsprung 38 und dem Dehner 48. Der Dehnring 54 weist auf: einen Haken 58, der allgemein komplementär und proximal zur Hemmung 52 ist, eine Leiste 60, die proximal zum Vorsprung 38 ist, und Wände 62, die den Haken 58 und die Leiste 60 überspannen. Der Haken 58 und die Leiste 60 verlaufen von den Wänden 62 radial nach innen. Wie aus der späteren Beschreibung deutlich wird, wirkt der Dehnring als Verriegelungsfeder, durch die in Kombination mit dem Dehner 48, Vorsprung 38 und Anschlag 40 die Vorrichtung der Erfindung die mehreren Hauptzustände einnehmen kann, die hierin beschrieben und in den Zeichnungen veranschaulicht sind.
In Fig. 2 ist eine Vorrichtung der Erfindung im Füllzustand veranschaulicht. Der Ventilschaft 16 ist vollständig nach innen gegenüber der Ventilhülse verschoben. Der Anschlag 40 des Ventilschafts stellt einen Eingriff mit der Leiste 60 des Dehnrings 54 her, der durch den Vorsprung 38 an der abgeschrägten Kante 50 entlang verschoben wurde. Die Verschiebung an der abgeschrägten Kante entlang bewirkt, daß sich der Dehnring auf einen ausreichenden Durchmesser dehnt, damit der Vorsprung 38 in den Dehnring gleiten kann. In manchen Fällen ist es möglich, daß die abgeschrägte Kante des Dehners das gegenüberliegende Ende des Dehnrings nicht ausreichend dehnt, damit der Vorsprung 38 bei Verschiebung des Ventilschafts in den Dehnring gleiten kann. Daher ist bei der Herstellung einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 bevorzugt, den Ventilschaft und den Dehnring so vorzumontieren, daß der Vorsprung 38 mindestens teilweise in den Dehnring eingesetzt ist. Die Leiste 60, der Dehnring 54, der Vorsprung 38 und der Kern 56 sind so dimensioniert, daß durch Verschiebung des Ventilschafts der Haken 58 über die abgeschrägte Kante 50 hinaus zum Bereich 53 mit verringertem Durchmesser verschoben werden kann.
Eine Membran 64 steht in abdichtendem Eingriff mit dem ersten Abschnitt 18 des Ventilschafts. Die Öffnung 26 liegt innerhalb der Ventilhülse 12, wodurch eine offene Verbindung zwischen dem Inneren und Äußeren der Ventilhülse bestehen kann. Ferner ist der zweite Abschnitt 20 des Ventilschafts über eine Ringdichtung 66 hinaus verschoben, wodurch eine offene Verbindung zu einer Formulierungskammer 67 hergestellt ist. Im Prinzip könnte durch eine solche offene Verbindung eine Formulierung in jede Richtung zwischen der Formulierungskammer und dem Äußeren der Vorrichtung durchlaufen. Außerdem wird sie lediglich durch Drücken auf den Ventilschaft hergestellt und erfordert nicht, daß die Vorrichtung beim Füllen unter Druck gesetzt wird, z. B. um ein Einwegventil mit einer verschiebbaren oder verformbaren Dichtung oder Sperre zu betätigen. Eine Formulierung 68 kann in die Vorrichtung durch den Ventilschaft unter Verwendung einer herkömmlichen Druckfüllausrüstung eingefüllt werden.
Fig. 3 zeigt die Vorrichtung 10 im gefüllten Zustand. Die Feder 42 spannt den Ventilschaft 16 in eine ausgefahrene Schließposition vor, in der sich die Öffnung 26 außerhalb der Ventilhülse 12 befindet. Der zweite Abschnitt 20 des Ventilschafts und die Anordnung 32 sind wie vorstehend beschrieben eng komplementär mit der Lücke 37 dazwischen angeordnet. Der Vorsprung 38 wurde unter der Vorspannung der Feder 42 aus dem Inneren des Dehnrings 54 herausgezogen, und der Haken 58 greift in die Hemmung 52 ein, wodurch er den Dehnring 54 an seiner Stelle hält. Wie später beschrieben wird, verhindern die Position und der Durchmesser des Dehnrings, daß die Vorrichtung wieder in den Füllzustand versetzt wird.
Fig. 4 zeigt die Vorrichtung 10 im Dosierzustand. Der Ventilschaft 16 ist teilweise gegen die Vorspannung der Feder 42 heruntergedrückt. Ein Teil des ersten Abschnitts 18 liegt innerhalb der Ventilhülse, und ein entsprechender Teil des zweiten Abschnitts 20 des Ventilschafts ist von der Anordnung 32 verschoben. Eine Dosierkammer 70 wird durch die Verschiebung des zweiten Abschnitts durch den ersten Abschnitt mit kleinerem Durchmesser gebildet. Über den Durchgang 34 kann eine Verbindung zwischen der Innenkammer 36 und der Dosierkammer bestehen. Ihrerseits steht die Innenkammer 36 mit der Formulierungskammer 67 in Verbindung. Beim Bilden der Dosierkammer füllt diese sich über die Lücke 37 mit Formulierung.
Fig. 5 zeigt die Vorrichtung 10 in dem Zustand, in dem eine volle zugemessene Dosis in der Dosierkammer 70 isoliert ist. Der Ventilschaft 16 ist teilweise gegen die Vorspannung der Feder 42 so heruntergedrückt, daß der Durchgang 34 in abdichtendem Eingriff mit der Ringdichtung 66 steht, wodurch die Verbindung zwischen der Dosierkammer und der Formulierungskammer unterbrochen ist. Die Öffnung 26 steht nicht mit der Dosierkammer in Verbindung, und die Membran 64 bleibt in abdichtendem Eingriff mit dem Ventilschaft 16.
Fig. 6 zeigt die Vorrichtung 10 im Abgabezustand und in Kombination mit einem Betätigungselement. Der Ventilschaft 16 ist vollständig gegen die Vorspannung der Feder 42 bis zu dem Punkt heruntergedrückt, an dem der Vorsprung 38 in die Leiste 60 des Dehnrings 54 eingreift. Der Ventilschaft läßt sich nicht weiter herunterdrücken, denn der Dehnring ist in seiner Position durch den Eingriff mit der Hemmung 52 und einer Basis 76 fixiert. Die Ringdichtung 66 isoliert die Dosierkammer von der Innenkammer 36 und der Formulierungskammer 67. Allerdings befindet sich die Öffnung 26 innerhalb der Ventilhülse 12 und steht mit der Dosierkammer 70 in Verbindung, wodurch der Inhalt der Dosierkammer über die Öffnung und den Abgabekanal 22 entweichen kann.
Das Betätigungselement 80 weist ein Gehäuse 82 auf, das geeignet ist, die Vorrichtung 10 aufzunehmen und zu stützen. Der Ventilschaft 16 ist reibschlüssig in eine Bohrung 84 in einem Düsenblock 85 eingepaßt Die Bohrung 84 stellt eine Verbindung zwischen dem Ventilschaft 16 und einer Inhalationskammer 84 im Mundstück 87 des Betätigungselements her. Die Bohrung 84 hat eine Austrittöffnung 88 mit einem kegelstumpfförmigen Abschnitt 90. Die zugemessene Dosis wird aus der Dosierkammer 70 über den Ventilschaft 16 in die Bohrung 84 und nach außen in die Inhalationskammer allgemein längs einer Achse 92 der Austrittöffnung 88 abgegeben.
Obgleich die Vorrichtung 10 in Kombination mit dem relativ einfachen Betätigungselement 80 zum Drücken und Atmen gezeigt ist, ist leicht erkennbar, daß eine Vorrichtung der Erfindung in Kombination mit jedem Betätigungselement verwendet werden kann, das zum Aufnehmen eines Ventilschafts gestaltet ist, wozu u. a. atemaktivierte Vorrichtungen gehören, z. B. die gemäß der Offenbarung in der US-A-4664107 (Wass).
Mit Bezug auf eine weitere, in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform zeigt Fig&sub0; 7 eine Vorrichtung 210 der Erfindung mit einer Ventilhülse 212, die auf einen Körper 214 eines Aerosolfläschchens aufgepreßt ist. In der Hülse 212 sind bestimmte Komponenten der Vorrichtung untergebracht, z. B. Dichtungen, Sperren, Federn u. ä., und die verschiedenen Einrichtungen werden im folgenden näher beschrieben. In der Ventilhülse ist auch ein Ventilschaft 216 untergebracht. Der Ventilschaft hat einen ersten Abschnitt 218, der sich allgemein außerhalb der Hülse befindet, und einen zweiten Abschnitt 220, der sich allgemein innerhalb der Hülse befindet. Der erste Abschnitt 218 hat einen Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser des zweiten Abschnitts 220 ist. Außerdem hat der Ventilschaft 216 einen Abgabekanal 222, der durch Wände 224 des ersten Abschnitts des Ventilschafts gebildet ist, und eine Austrittöffnung 226, die mit dem Abgabekanal 222 des Ventilschafts in Verbindung steht. Die Austrittöffnung 226 liegt außerhalb der Ventilhülse 212, wenn sich die Vorrichtung im Zustand von Fig. 7 befindet (vor dem Füllen) und auch wenn sich die Vorrichtung im später näher beschriebenen gefüllten Zustand befindet.
Der zweite Abschnitt 220 des Ventilschafts weist Wände 228 auf, die im wesentlichen die gleiche Konfiguration wie benachbarte Wände 230 einer Anordnung 232 haben. Außerdem hat der zweite Abschnitt 220 einen Durchgang 234, der mit einer Innenkammer 236 in Verbindung steht. Vorhanden ist eine ringförmige Lücke 237 zwischen der Anordnung 232 und den Wänden des zweiten Abschnitts des Ventilschafts. Die Lücke 237 hat eine ausreichende Größe, damit Aerosolformulierung eintreten kann. Außerdem weist der zweite Abschnitt des Ventilschafts einen Vorsprung 238 auf.
Ferner weist die Vorrichtung 210 eine Feder 242 auf, die den Ventilschaft 216 in eine ausgefahrene Schließposition vorspannt. Die Feder 242 stellt einen Eingriff mit dem Ventilschaft an einer Schulter 244 her, und sie stellt einen Eingriff mit der Ventilhülse an einem Kanal 246 eines Dehners 248 her. Der Dehner 248 weist eine abgeschrägte Kante 250 mit einem Außendurchmesser auf, der längs der Achse des Dehners in die vom Kanal 246 wegführende Richtung zunehmend größer wird. Die abgeschrägte Kante 250 endet an einer Hemmung 252, und der Durchmesser des Dehners verringert sich abrupt, um einen Bereich 253 mit verringertem Durchmesser zu bilden.
Ein Dehnring 254 umgibt einen Kern 256 des Ventilschafts und liegt zwischen dem Vorsprung 238 und dem Dehner 248. Der Dehnring 254 weist auf: einen Haken 258, der allgemein komplementär und proximal zur Hemmung 252 ist, eine Leiste 260, die proximal zum Vorsprung 238 ist, und Wände 262, die den Haken 258 und die Leiste 260 überspannen. Außerdem weist der Dehnring 254 einen Anschlag 261 zwischen dem Haken und der Leiste auf. Der Haken 258, die Leiste 260 und der Anschlag 261 verlaufen von den Wänden 262 radial nach innen. Wie aus der späteren Beschreibung deutlich wird, wirkt der Dehnring als Verriegelungsfeder, durch die in Kombination mit dem Dehner 248 und dem Vorsprung 238 die Vorrichtung der Erfindung die mehreren Hauptzustände einnehmen kann, die hierin beschrieben und in den Zeichnungen veranschaulicht sind.
In Fig. 8 ist die Vorrichtung 210 im Füllzustand gezeigt. Der Ventilschaft 216 ist ganz nach innen gegenüber der Ventilhülse verschoben. Der Vorsprung 238 des Ventilschafts stellt einen Eingriff mit dem Anschlag 261 des Dehnrings 254 her. Der Vorsprung 238 hat den Dehnring 254 längs der abgeschrägten Kante 250 durch Eingriff mit der Leiste 260 verschoben, während der Ventilschaft heruntergedrückt wurde. Die Verschiebung längs der abgeschrägten Kante bewirkt, daß sich der Dehnring auf einen ausreichenden Durchmesser dehnt, damit der Vorsprung 238 in den Dehnring gleiten und einen Eingriff mit dem Anschlag 261 herstellen kann. Die Leiste 260, der Dehnring 254, Vorsprung 238 und Kern 256 sind so dimensioniert, daß durch Verschiebung des Ventilschafts der Haken 258 über die abgeschrägte Kante 250 hinaus zum Bereich 253 mit verringertem Durchmesser verschoben werden kann.
Eine Membran 264 steht in abdichtendem Eingriff mit dem ersten Abschnitt 218 des Ventilschafts. Die Öffnung 226 liegt innerhalb der Ventilhülse 212, wodurch eine offene Verbindung zwischen dem Inneren und Äußeren der Ventilhülse bestehen kann. Ferner ist der zweite Abschnitt 220 des Ventilschafts über eine Ringdichtung 266 hinaus verschoben, wodurch eine offene Verbindung zu einer Formulierungskammer 267 hergestellt ist, ohne Dichtungen oder Sperren zu verschieben oder zu verformen. Eine Formulierung 268 kann in die Vorrichtung durch den Ventilschaft unter Verwendung einer herkömmlichen Druckfüllausrüstung eingefüllt werden.
Fig. 9 zeigt die Vorrichtung 210 im gefüllten Zustand. Die Feder 242 spannt den Ventilschaft 216 in eine ausgefahrene Schließposition vor, in der sich die Öffnung 226 außerhalb der Ventilhülse 212 befindet. Der zweite Abschnitt 220 des Ventilschafts und die Anordnung 232 sind wie vorstehend beschrieben eng komplementär mit der Lücke 237 dazwischen angeordnet. Der Vorsprung 238 wurde aus dem Inneren des Dehnrings 254 herausgezogen. Der Haken 258 greift in die Hemmung 252 ein, und der Anschlag 261 stellt einen Eingriff mit dem Kanal 246 her, wodurch der Dehnring 254 an seiner Stelle gehalten wird. Wie zuvor im Zusammenhang mit der Vorrichtung 10 beschrieben wurde, verhindern die Position und der Durchmesser des Dehnrings, daß die Vorrichtung wieder in den Füllzustand versetzt wird. Der Betrieb der Vorrichtung 210 entspricht im wesentlichen dem, der zuvor beschrieben und im Zusammenhang mit der Vorrichtung 10 veranschaulicht wurde.
In Fig. 10 ist eine Vorrichtung 310 der Erfindung im Füllzustand veranschaulicht. Ein Ventilschaft 316 ist ganz nach innen gegenüber der Ventilhülse verschoben. Ein Anschlag 340 des Ventilschafts stellt einen Eingriff mit einem Stoß 360 eines Dehnrings 354 her, der durch einen Vorsprung 338 längs einer abgeschrägten Kante 350 verschoben wurde. Die Verschiebung längs der abgeschrägten Kante bewirkt, daß sich der Dehnring auf einen ausreichenden Durchmesser dehnt, damit der Vorsprung 338 in den Dehnringegleiten kann. Der Stoß 360, Dehnring 354, Vorsprung 338, Anschlag 340 und ein Kern 356 sind so dimensioniert, daß durch Verschiebung des Ventilschafts ein Haken 358 über die abgeschrägte Kante 350 hinaus zu einem Bereich 353 mit verringertem Durchmesser verschoben werden kann.
Eine Membran 364 steht in abdichtendern Eingriff mit einem ersten Abschnitt 318 des Ventilschafts. Eine Öffnung 326 liegt innerhalb einer Ventilhülse 312, wodurch eine offene Verbindung zwischen dem Inneren und Äußeren der Ventilhülse bestehen kann. Ferner ist ein zweiter Abschnitt 320 des Ventilschafts über eine Ringdichtung 366 hinaus verschoben, wodurch eine offene Verbindung zu einer Formulierungskammer 367 hergestellt ist, ohne Dichtungen oder Sperren zu verschieben oder zu verformen. Eine Formulierung 368 kann in die Vorrichtung durch den Ventilschaft unter Verwendung einer herkömmlichen Druckfüllausrüstung eingefüllt werden.
Fig. 11 zeigt die Vorrichtung 310 der Erfindung im gefüllten Zustand. Die Ventilhülse 312 ist auf einen Aerosolfläschchenkörper 314 auf gepreßt. In der Hülse 312 sind bestimmte Komponenten der Vorrichtung untergebracht, z. B. Dichtungen, Sperren, Federn u.ä., und die im folgenden näher beschriebenen verschiedenen Einrichtungen. In der Ventilhülse ist auch der Ventilschaft 316 untergebracht. Der Ventilschaft hat einen ersten Abschnitt 318, der sich allgemein außerhalb der Hülse befindet, und einen zweiten Abschnitt 320, der sich allgemein innerhalb der Hülse befindet. Der erste Abschnitt 318 hat einen Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser des zweiten Abschnitts 320 ist. Außerdem hat der Ventilschaft 316 einen Abgabekanal 322, der durch wände 324 des ersten Abschnitts des Ventilschafts gebildet ist, und eine Austrittöffnung 326, die mit dem Abgabekanal 322 des Ventilschafts in Verbindung steht. Die Austrittöffnung 326 liegt außerhalb der Ventilhülse 312.
Der zweite Abschnitt 320 des Ventilschafts weist Wände 328 auf, die im wesentlichen die gleiche Konfiguration wie benachbarte Wände 330 einer Anordnung 332 haben. Außerdem hat der zweite Abschnitt 320 einen Durchgang 334, der mit einer Innenkammer 336 in Verbindung steht. Vorhanden ist eine ringförmige Lücke 337 zwischen der Anordnung 332 und den Wänden des zweiten Abschnitts des Ventilschafts. Die Lücke 337 hat eine ausreichende Größe, damit Aerosolformulierung eintreten kann. Außerdem weist der zweite Abschnitt des Ventilschafts den Vorsprung 338 und den Anschlag 340 auf.
Ferner weist die Vorrichtung 310 eine Feder 342 auf, die den Ventilschaft 316 in eine ausgefahrene Schließposition vorspannt. Die Feder 342 stellt einen Eingriff mit dem Ventilschaft an einer Schulter 344 her, und sie stellt einen Eingriff mit der Ventilhülse an einem Kanal 346 eines Dehners 348 her. Der Dehner 348 weist die abgeschrägte Kante 350 mit einem Außendurchmesser auf, der längs der Achse des Dehners in die vom Kanal 346 wegführende Richtung zunehmend größer wird. Die abgeschrägte Kante 350 endet an einer Hemmung 352, und der Durchmesser des Dehners verringert sich abrupt, um den Bereich 353 mit verringertem Durchmesser zu bilden.
Der Dehnring 354 umgibt den Kern 356 des Ventilschafts und weist auf: den Haken 358, der allgemein komplementär und proximal zur Hemmung 352 ist, den Stoß 360 und Wände 362, die den Haken 358 und den Stoß 360 überspannen. Die Feder 342 spannt den Ventilschaft 316 in eine ausgefahrene Schließposition vor, in der sich die Öffnung 326 außerhalb der Ventilhülse 312 befindet. Der zweite Abschnitt 320 des Ventilschafts und die Anordnung 332 sind wie vorstehend beschrieben eng komplementär mit der Lücke 337 dazwischen angeordnet. Der Vorsprung 338 wurde aus dem Inneren des Dehnrings 354 herausgezogen, und der Haken 358 greift in die Hemmung 352 ein, wodurch er den Dehnring 354 an seiner Stelle hält.
Fig. 12 zeigt die Vorrichtung 310 im Abgabezustand. Der Ventilschaft 316 ist vollständig gegen die Vorspannung der Feder 342 bis zu dem Punkt heruntergedrückt, an dem der Vorsprung 338 einen Eingriff mit dem Stoß 360 des Dehnrings 354 herstellt. Der Ventilschaft läßt sich nicht weiter herunterdrücken, denn der Dehnring ist in seiner Position durch den Eingriff mit der Hemmung 352 und einer Basis 376 fixiert. Die Ringdichtung 366 isoliert die Dosierkammer von der Innenkammer 336 und der Formulierungskammer 367. Allerdings befindet sich die Öffnung 326 innerhalb der Ventilhülse 312 und steht mit der Dosierkammer 370 in Verbindung, wodurch der Inhalt der Dosierkammer über die Öffnung und den Abgabekanal 322 entweichen kann.
In der veranschaulichten Ausführungsform kann der Dehnring aus einem elastischen Kunststoff (z. B. Acetalharz Delrin ) oder Metall hergestellt sein. Vorzugsweise ist die Feder aus rostfreiem Stahl hergestellt. Der Ventilschaft ist vorzugsweise aus Acetalharz Delrin hergestellt, kann aber auch aus rostfreiem Stahl sein. Auswählen lassen sich geeignete Baumaterialien für die Vorrichtung der Erfindung vom Fachmann leicht unter gebührender Berücksichtigung der aus der Vorrichtung abzugebenden Formulierung, der Notwendigkeit einer wirksamen Dichtungseinrichtung zum Einschließen der Formulierung, die in die Vorrichtung gefüllt werden soll, der Notwendigkeit einer ordnungsgemäßen Vorspannung des Ventilschafts und ordnungsgemäßen Elastizität des Dehnrings sowie des speziellen Betätigungselements, das in Kombination mit der Vorrichtung zu verwenden ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Abgeben einer abgemessenen Dosis einer Aerosolformulierung mit:

einer Ventilhülse (2, 212, 312); einer Formulierungskammer (67, 267, 367); und einem Ventilschaft (16, 216, 316), der in der Ventilhülse (2, 212, 312) angeordnet ist und einen ersten Abschnitt (16, 216, 318) mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten Abschnitt (20, 220, 320) mit einem zweiten Durchmesser hat, der größer als der erste Durchmesser ist, wobei der Ventilschaft zwischen einem ersten Fullzustand, einem zweiten gefüllten Zustand, einem dritten Dosierzustand und einem vierten Abgabezustand beweglich ist;

einer Einrichtung zum Bilden einer Dosierkammer (70, 370) mit einem bestimmten Volumen, wenn sich die Vorrichtung in dem dritten Dosierzustand befindet; einer Einrichtung Zum Zuführen von Formulierung zu der Dosierkammer (70, 370) aus der Formulierungskammer (67, 267, 367), wenn eine solche Kammer gebildet wird; und einer Einrichtung zum Herstellen einer offenen Verbindung über den Ventilschaft zwischen der Dosierkammer und dem Äußeren der Vorrichtung, wenn sich die Vorrichtung in dem vierten Abgabezustand befindet, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Füllzustand eine offene Verbindung zwischen dem Äußeren der Vorrichtung und der Formulierungskammer ohne eine störende Abdichtung oder Dichtung vorliegt, die als Einwegventil funktioniert, und die Vorrichtung eine Einrichtung zum Verhindern der Rückkehr der Vorrichtung in den ersten Fullzustand aus dem zweiten gefullten Zustand aufweist, die einen Dehner (48, 248, 348) und einen Dehnring (54, 254, 354) aufweist, die so zusammenwirken, daß bei Bewegung des Ventilschafts in den ersten Füllzustand der Dehner den Dehnring veranlaßt, sich zu dehnen, wodurch der Ventilschaft durch den Dehnring in den ersten Füllzustand verschoben werden kann, und in dem zweiten gefüllten Zustand der Dehnring durch den Dehner gehalten und verhindert wird, daß der Ventilschaft durch den Dehnring verschoben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:

sich in dem ersten Fullzustand mindestens ein Teil des ersten Abschnitts (18, 218, 318) des Ventilschafts (16, 216, 316) innerhalb der Ventilhülse (12, 212, 312) befindet und die Formulierungskammer (67, 267, 367) und das Äußere der Vorrichtung in offener Verbindung stehen, sich in dem zweiten gefüllten Zustand der erste Abschnitt (18, 218, 318) des Ventilschafts (16, 216, 316) außerhalb der Ventilhülse befindet und sich der zweite Abschnitt (20, 220, 320) des Ventilschafts (16, 216, 316) innerhalb der Ventilhülse (12, 212, 312) befindet und im wesentlichen die gesamte Dosierkammer (70, 370) belegt,

sich in dem dritten Dosierzustand mindestens ein Teil des ersten Abschnitts (18, 216, 318) des Ventilschafte (16, 216, 316) innerhalb der Ventilhülse (12, 212, 312) befindet, wobei eine durch den Ventilschaft (16, 216, 316) und die Ventilhülse (12, 212, 312) begrenzte Dosierkammer (70, 370) gebildet wird, und die Dosierkammer (70, 370) mit der Formulierungskammer (67, 267, 367) in Verbindung steht,

sich in dem vierten Abgabezustand mindestens ein Teil des ersten Abschnitts (18, 218, 318) des Ventilschafts (16, 216, 316) innerhalb der Ventilhllse (12, 212, 312) befindet und die Dosierkammer (70, 370) von der Formulierungsk&mmer (67, 267, 367) abgedichtet ist und mit dem Äußeren der Vorrichtung über die Ventilschaftöffnung (26, 226, 326) in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehner (48, 248, 348) eine abgeschrägte Kante (50, 250, 350) mit einem Außendurchmesser aufweist, der sich zunehmend längs der Achse des Dehners erhöht und sich abrupt verringert, um eine Hemmung in einem Bereich (53, 253, 353) mit verringertem Durchmesser zu bilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnring (54, 254, 354) aufweist: einen Haken (58, 258, 358), der allgemein komplementär und proximal zu der Hemmung (52, 252, 352) ist, eine Leiste (60, 260, 360) und Wände (62, 262, 362), die den Haken (58, 258) und die Leiste (60, 260, 360) überspannen, wobei der Haken (58, 258, 358) und die Leiste (60, 260, 360) von den Wanden (62, 262, 362) radial nach innen verlaufen.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche in Kombination mit einem Betätigungselement (80) mit einem Gehäuse, das geeignet ist, die Vorrichtung aufzunehmen und zu stützen.

6. Verfahren zum Abgeben einer abgemessenen Dosis einer Aerosolformulierung aus einer Vorrichtung mit einer Ventilhülse (2, 212, 312), einer Formulierungskammer (67, 267, 367) und einem Ventilschaft (16, 216, 316), der in der Ventilhülse angeordnet und zwischen einem ersten Füllzustand, einem zweiten gefüllten Zustand, einem dritten Dosierzustand und einem vierten Abgabezustand beweglich ist; mit den folgenden Schritten:

Bilden einer Dosierkammer (70, 370) mit einem vorbestimmten Volumen, wenn sich die Vorrichtung in dem dritten Dosierzustand befindet;

Zuführen von Formulierung zu der Dosierkammer (70, 370) aus der Formulierungskammer (67, 267, 367), wenn eine solche Kammer gebildet wird; und

Herstellen einer offenen Verbindung tiber den Ventilschaft zwischen der Dosierkaituner und dem Äußeren der Vorrichtung, wenn sich die Vorrichtung in dem vierten Abgabezustand befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Herstellen einer offenen Verbindung zwischen dem Äußeren der Vorrichtung und der Formulierungskammer (67, 267, 367) ohne eine störende Abdichtung oder Dichtung, die als Einwegventil funktioniert, wenn sich die Vorrichtung in dem ersten Füllzustand befindet, und

Betätigen eines Mechanismus, der die Rückkehr der vorrichtung in den ersten Füllzustand aus dem zweiten gefüllten Zustand verhindert, wobei der Mechanismus einen Dehner (48, 248, 348) und einen Dehnring (54, 254, 354) aufweist, die so zusammenwirken, daß bei Bewegung des Ventilschafts in den ersten Füllzustand der Dehner den Dehnring veranlaßt, sich zu dehnen, wodurch der ventilschaft durch den Dehnring in den ersten Füllzustand verschoben werden kann, und in dem zweiten gefüllten Zustand der Dehnring durch den Dehner gehalten und verhindert wird, daß der Ventilschaft durch den Dehnring verschoben wird

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet ist.