DE69413033T2

DE69413033T2 - Aerosolventil zur dosierten abgabe

Info

Publication number: DE69413033T2
Application number: DE69413033T
Authority: DE
Inventors: Philip Loughborough Leicestershire Le11 1Ep Bolton; Trevor James Loughborough Leicestershire Le11 1Ep Wilde
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1993-06-14
Filing date: 1994-06-13
Publication date: 1999-01-21
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: DE69413033D1; GB9312196D0; WO1994029192A1; EP0702652B1; EP0702652A1; US5697532A

Description

Die Erfindung betrifft Dosier- und Abgabeventile und insbesondere Ventile zur Abgabe eines Medikaments aus Aerosoldruckbehältern.
Bekannte Dosierventile für Abgabedruckbehälter weisen gewöhnlich eine Dosierkammer innerhalb des Ventils auf, wobei die Dosierkammer an ihrem oberen und unteren Ende Dichtungen aufweist und unmittelbar nach Abgabe der vorhergehenden Dosis mit einer frischen Dosis des abzugebenden Produkts gefüllt wird. Ein Ventilstößel gleitet durch die Dichtungen und ist zwischen einer Ruheposition, in der die Dosierkammer mit dem abzugebenden Produkt gefüllt wird, und einer Arbeitsposition beweglich, in der die abgemessene Produktdosis durch den Ventilstößel abgegeben wird. Der Ventilstößel wird durch Federkraft in seine Ruheposition gedrückt.
Manche Dosierventile sind mit einem Druckfüllventil ausgestattet, welches das Füllen des Aerosolbehälters durch das Abgabeventil ermöglicht. Das Druckfüllventil weist im allgemeinen ein Rückschlagklappenventil auf der Dosierkammerseite auf, und der Aerosolbehälter wird gefüllt, indem der Ventilstößel in seine Arbeitsposition gebracht und die Aerosol- Treibgas-Zusammensetzung durch den Ventilstößel in die Dosierkammer und von dort durch das Druckfüllventil in den Aerosolbehälter geleitet wird.
Viele Dosierventile weisen außerdem Einrichtungen zur Unterstützung der Abgabe des gesamten Inhalts aus dem Behälter auf. Solche Einrichtungen können einen Flaschenentleerer aufweisen, der die Dosierkammer umschließt und einen Kapillardurchlaß für den Durchgang der Aerosolzusammensetzung zwischen dem Flaschenentleerer und der Dosierkammer bildet. Der Eintritt zu dem Durchlaß ist so angeordnet, daß er mit dem letzten zurückbleibenden Teil der Aerosolzusammensetzung in Kontakt kommt. Als Alternative kann das Ventil mit einem Einsatz ausgestattet werden, der ein etwaiges Totvolumen ausfüllt, so daß sich der letzte zurückbleibende Teil der Aerosolzusammensetzung in der Nähe des Dosierkammereinlasses befindet.
Die EP-A-0 125 865 offenbart eine Ventilanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, welche die Druckfüllung eines Aerosolbehälters und die Abgabe dosierter Materialvolumina aus dem Behälter gestattet, wobei die Ventilanordnung aufweist:
ein Gehäuseelement, das so angepaßt ist, daß es mindestens den oberen Abschnitt des Aerosolbehälters bildet,
einen ersten Hohlkörper innerhalb des Gehäuseelements, der einen Dosierbehälter bildet, wobei der Dosierbehälter ein Druckfüllventil mit einer Öffnung im Dosierbehälter aufweist, die mit dem Aerosolbehälter in Verbindung steht, welche Öffnung an das Gehäuseelement angrenzt und durch ein Dichtungselement abgedeckt wird, das den Materialdurchfluß aus dem Aerosolbehälter in den Dosierbehälter verhindert, aber den Materialdurchfluß aus dem Dosierbehälter in den Aerosolbehälter gestattet, wenn zwischen dem Dosierbehälter und dem Aerosolbehälter eine ausreichende Druckdifferenz besteht, ein langgestrecktes Ventilelement, das sich dicht schließend durch entsprechende Öffnungen in dem Gehäuseelement und im Dosierbehälter erstreckt und in Längsrichtung zwischen einer geschlossenen und einer Abgabeposition beweglich ist, so daß in der Abgabeposition ein offener Kanal durch das langgestreckte Ventilelement besteht, der den Dosierbehälter mit der äußeren Umgebung verbindet, und der Dosierbehälter gegen Materialdurchfluß aus dem Aerosolbehälter in den Dosierbehälter verschlossen ist, und daß in der geschlossenen Position das langgestreckte Ventilelement einen Materialdurchfluß aus dem Aerosolbehälter in den Dosierbehälter gestattet und einen Materialdurchfluß aus dem Dosierbehälter in die äußere Umgebung verhindert,
und einen zweiten Hohlkörper, der auf dem Dosierbehälter festgehalten wird und eine Verkleidung bzw. Ummantelung um diesen herum bildet, wobei die Ummantelung sich im wesentlichen bis zum Gehäuseelement erstreckt und das Dichtungselement des Dosierbehälters bedeckt und nur eine begrenzte Bewegung des Dichtungselements zuläßt, wobei die Ummantelung und der Dosierbehälter mindestens einen Durchlaß bilden, durch den Material aus dem Aerosolbehälter in den Dosierbehälter gelangen kann, wenn sich das langgestreckte Ventilelement in der geschlossenen Position befindet.
Ein mit bekannten Dosierventilen verbundenes Problem ist, daß sie viele Bauteile aufweisen, die eine Präzisionsfertigung und eine komplizierte, genaue Montage erfordern. Es besteht der Wunsch, die Anzahl der Bauteile zu verringern, ohne die Leistung des Ventils zu beeinträchtigen.
Die US-A-3 176 890 offenbart einen Druckbehälter, der aufweist:
einen Behälter mit einem Halsabschnitt;
eine Ventilanordnung, die an dem Halsabschnitt befestigt ist und ein Gehäuseelement aufweist;
einen Durchlaß durch das Gehäuseelement mit einem oberen Ende, wobei der Durchlaß so angepaßt ist, daß er mit dem Inneren des Behälters in Verbindung steht;
vertikal beabstandete mittlere und untere durchgehende Flanschelemente mit inneren Lippenabschnitten, die in dem Durchlaß angebracht sind,
wobei das mittlere Flanschelement und das obere Ende des Durchlasses zum Teil eine Durchgangskammer bilden, während das mittlere und das untere Flanschelement zum Teil eine Meßkammer bilden;
ein langgestrecktes Stößelelement, das in dem Durchlaß so angebracht ist, daß es sich relativ zu dem Gehäuseelement zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position axial bewegen kann,
wobei das Stößelelement einer obere Wandfläche, die so angepaßt ist, daß sie mit dem Lippenabschnitt des mittleren Flanschelements in Dichtungseingriff kommt, sowie eine untere Wandfläche aufweist, die so angepaßt ist, daß sie mit dem Lippenabschnitt des unteren Flanschelements in Dichtungseingriff kommt;
eine Einrichtung, die eine Verbindung zwischen der Meßkammer und der Durchgangskammer herstellt, wenn das Stößelelement in der geschlossenen Position steht, wobei in der geschlossenen Position des Stößelelements der Lippenabschnitt des unteren Flanschelements sich im Dichtungseingriff mit der unteren Wandfläche befindet;
wobei sich der Lippenabschnitt des mittleren Flanschelements und die obere Wandfläche im Dichtungseingriff befinden und der Lippenabschnitt des unteren Flanschelements und die untere Wandfläche axial voneinander beabstandet sind, um eine Verbindung zwischen dem Inneren des Behälters und der Meßkammer herzustellen, wenn sich das Stößelelement in der offenen Position befindet; und
eine Durchlaßeinrichtung zwischen dem Äußeren des Behälters und der Durchgangskammer. Die Ventilanordnung kann im wesentlichen aus zwei Teilen bestehen, die aus herkömmlichen Kunststoffen geformt werden können.
Die vorliegende Erfindung stellt alternative Konstruktionen von Aerosolventilen bereit.
Die Erfindung stellt ein Dosier- und Abgabeventil bereit, das aufweist:
einen Ventilbeschlag mit einem Rand und einer dazugehörigen Randdichtung für den Eingriff mit einem Aerosolbehälter sowie einer durchgehenden Öffnung;
einen Dosierbehälter mit Wänden, die einen äußeren Raum, eine innere Dosierkammer, eine Einlaßöffnung, ein Einlaßende und ein Auslaßende bilden;
einen langgestreckten Ventilstößel mit einem Einfüllkanal, einem Einfüllende, einem Auslaßende und einer Auslaßöffnung;
wobei sich das Auslaßende des Dosierbehälters im Dichtungseingriff mit dem Ventilbeschlag befindet, wobei das Auslaßende des Ventilstößels sowohl durch die Ventilbeschlagöffnung als auch durch das Auslaßende des Dosierbehälters hindurchgeht und sich in gleitendem Dichtungseingriff mit dem Ventilbeschlag befindet;
wobei das Einfüllende des Ventilstößels durch die Einlaßöffnung des Dosierbehälters hindurchgeht und sich mit dieser in gleitendem Eingriff befindet; und
wobei der Ventilstößel zwischen einer ausgefahrenen, geschlossenen Position, in welcher der Einfüllkanal des Ventilstößels über die Einlaßöffnung eine offene Verbindung zwi schen dem Inneren und dem Äußeren der Dosierkammer ermöglicht und das Auslaßende des Dosierbehälters geschlossen ist, und einer zusammengedrückten, offenen Position beweglich ist, in der sich die Einlaßöffnung des Dosierbehälters im Dichtungseingriff mit dem Einfüllende des Ventilstößels befindet und die Auslaßöffnung des Ventilstößels eine offene Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Dosierkammer ermöglicht;
ein Druckeinfüllventil mit einer Öffnung in einer Wand der Dosierkammer, die durch eine bewegliche Druckeinfüllklappe abgedichtet wird; gekennzeichnet durch einen Einsatz, der innerhalb des Ventilbeschlags und rund um die Dosierkammer angeordnet ist, um das Totvolumen des Ventils auszufüllen, wobei der Einsatz vorzugsweise so geformt ist, daß er eine Aerosolzusammensetzung zur Einlaßöffnung des Dosierbehälters lenkt;
wobei die Randdichtung, die bewegliche Druckeinfüllklappe und der Einsatz als ein einstückiges Bauteil ausgebildet sind und das eine einstückige Bauteil außerdem einen Kanal für den Durchfluß einer Aerosolformulierung aufweist, der durch das Bauteil hindurchgeht, um zu verhindern, daß die Aerosolformulierung zwischen dem einstückigen Bauteil und dem Ventilbeschlag eingeschlossen wird.
Die Erfindung vereinigt drei Bauteile zu einem einfachen Bauteil und erzielt Einsparungen sowohl an Fertigungszeit für die Bauteile als auch an Montagezeit. Da außerdem die Dichtungsklappe und der Einsatz einstückig mit der Dichtung ausgeführt sind, sind sie gegen Verschiebung gesichert, die sonst zum Versagen des Ventils führen könnte.
Das "Totvolumen" eines Ventils ist der durch Aerosolformulierung ausgefüllte Raum, aus dem diese nicht vom Ventil abgegeben werden kann, wenn der Behälter sonst leer ist. Das Totvolumen erstreckt sich rund um die Dosierkammer des Ventils und zwischen dem Ventilbeschlag und/oder dem Hals des Aerosolbehälters bis zur Höhe des Einlasses zur Dosierkammer.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein kombiniertes Bauteil aus Dichtung, Klappe und Einsatz den Ventilstößel, der sich durch das Einlaßende der Dosierkammer erstreckt, vollständig umhüllen, wobei angrenzend an den Einlaß der Dosierkammer eine oder mehrere Öffnungen vorgesehen sind, um den Durchfluß des Inhalts der Dosierkammer zu erleichtern. Durch diese Anordnung werden mögliche Medikamentenwanderungsprobleme verringert.
Das aus Dichtung, Klappe und Einsatz bestehende Bauteil kann aus irgendeinem geeigneten Material geformt werden, das ausreichend elastisch ist und durch den Inhalt des Behälters nicht geschädigt wird. Geeignete Materialien sind unter anderem thermoplastische Elastomere und Kautschuke, wie sie z. B. in der WO92/11190 offenbart werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Dosier- und Abgabeventil;
Fig. 2 einen Schnitt durch ein zweites Dosier- und Abgabeventil; und
Fig. 3 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Dosier- und Abgabeventil.
In den Zeichnungen werden gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.
Das in Fig. 1 dargestellte Ventil weist einen Ventilbeschlag (2) mit einer Öffnung (4) und einem Seitenabschnitt (6) auf, der über dem Hals eines Aerosolbehälters (nicht dargestellt) angequetscht werden soll. Eine Dosierkammer (7) wird durch eine innerhalb des Ventilbeschlags angeordnete Wand (8) gebildet und weist ein Einlaßende (10) und ein Auslaßende (12) sowie eine Druckeinfüllöffnung (13) auf. Ein Ventilstößel (14) mit einem Einfüllkanal (16), einem Einfüllende (18), einem Auslaßende (20) und einer Auslaßöffnung (22) erstreckt sich durch das Einlaßende (10) und das Auslaßende (12) der Dosierkammer (7) und durch die Öffnung (4) des Ventilbeschlags. Das Einlaßende (10) und das Auslaßende (12) der Dosierkammer (7) sind jeweils mit Dichtungen (24, 26) versehen, so daß sich der Ventilstößel in gleitendem Dichtungseingriff befindet. Eine Vorspannfeder (28) ist innerhalb der Dosierkammer angeordnet und spannt den Ventilstößel zu seiner Ruheposition hin vor, wie in Fig. 1 dargestellt.
In der Ruheposition kann der Inhalt des Aerosolbehälters (nicht dargestellt) über den Einfüllkanal (16) frei in die Dosierkammer (7) eintreten. Wenn der Ventilstößel (14) in seine Arbeitsposition niedergedrückt wird, bewegt sich der Einfüllkanal (16) durch die Dichtung (24) am Einlaßende (10) der Dosierkammer, und das Einlaßende wird verschlossen. Die Auslaßöffnung (22) des Ventilstößels bewegt sich durch die Dichtung (26) hindurch in die Dosierkammer (7) und läßt den Inhalt durch den Ventilstößel über die Auslaßöffnung (22) ausströmen.
Erfindungsgemäß weist das Ventil als ein einziges, einstückiges Bauteil (30) eine Randdichtung (32) zum Abdichten des Ventils an einem Aerosolbehälter, eine Klappe oder einen Schieber (34), welche(r) die Druckeinfüllöffnung (13) abdichtet, und einen Einsatz (36) auf, der den Totraum innerhalb des Ventils ausfüllt, so daß der Inhalt des Behälters zum Einlaß (10) der Dosierkammer gelenkt wird. Das Bauteil (30) kann ohne weiteres durch Präzisionsformen aus geeigneten elastomeren Materialien hergestellt werden.
Im Gebrauch wird der Hals eines Aerosolbehälters in den Beschlag (2) eingeführt, bis das Halsende an die Dichtung (32) des Bauteils (30) anstößt. Der Seitenabschnitt (6) wird zur Befestigung des Ventils über dem Hals angequetscht und bildet durch Zusammendrücken der Dichtung (32) zwischen dem Beschlag (2) und dem Hals des Aerosolbehälters eine gasdichte Abdichtung.
Der Aerosolbehälter kann unter Druck gefüllt werden, indem der Ventilstößel (14) niedergedrückt und die Aerosolformulierung unter Druck durch das Auslaßende (20) eingeleitet wird. Die Formulierung fließt durch den Ventilstößel (14) und tritt durch die Auslaßöffnung (22) in die Dosierkammer (7) ein. Der Druck der Formulierung ist ausreichend, um den Schieber (34) von der Druckeinfüllöffnung (13) wegzudrücken und dadurch die Aerosolformulierung in den Aerosolbehälter eintreten zu lassen.
Der Einsatz (36) füllt das Totvolumen innerhalb des Beschlags (2) aus. Bei fehlendem Einsatz (36) müßte dieser Raum durch Aerosolformulierung ausgefüllt werden, die vergeudet wä re, da sich die Formulierung, wenn das Ventil auf Abgabe umgestellt wird, unterhalb der Höhe des Einlaßendes (10) der Dosierkammer (7) befände und nicht zur Abgabe in die Dosierkammer eintreten könnte. Im allgemeinen füllt der Einsatz mindestens 50% des Totvolumens aus, vorzugsweise 75%, stärker bevorzugt mindestens 95% des Totvolumens.
In einer Ausführungsform kann der Einsatz (36) so geformt sein, wie durch die gestrichelte Umrißlinie (37) dargestellt, um die Formulierung zum Einlaßende (10) der Dosierkammer zu lenken, wenn der Aerosolbehälter weitgehend leer ist.
Fig. 2 zeigt eine Modifikation des Ventils von Fig. 1, bei der das Bauteil (30) mit einem Abschnitt (38) versehen ist, der das Einfüllende (18) des Ventilstößels umhüllt. Es sind Öffnungen (40) vorgesehen, um den Inhalt des Aerosolbehälters zum Einlaß (10) der Dosierkammer durchfließen zu lassen und um bei der Druckfüllung des Aerosolbehälters die Zusammensetzung über die Einfüllöffnung (13) in den Aerosolbehälter durchfließen zu lassen. Diese Anordnung vermindert mögliche Medikamentenwanderungsprobleme.
Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Ventil, das dem von Fig. 1 ähnlich ist und außerdem einen Kanal (50) aufweist, der sich durch das Bauteil (30) erstreckt. Der Zweck des Kanals (50) besteht darin, einen Austrittsweg für eine Aerosolformulierung bereitzustellen, die beim Druckfüllbetrieb möglicherweise zwischen der Wand (8) der Dosierkammer und dem Bauteil (30) zum Bereich (52) gelangt. Eine Aerosolformulierung, die in den Bereich (52) gepreßt worden ist, gelangt durch den Kanal (SO) in den Hauptkörper des Aerosolbehälters.
Man wird erkennen, daß das erfindungsgemäße Bauteil (30) leicht an dem Ventil montiert werden kann, und wenn das Ventil am Aerosolbehälter angequetscht worden ist, werden der Einsatzabschnitt und die Füllklappe des Druckeinfüllventils gegen zufällige Verschiebung gesichert, wodurch die Gefahr einer Ventilstörung vermindert wird.

Claims

1. Dosier- und Abgabeventil, welches aufweist:

einen Ventilbeschlag (2) mit einem Rand und einer dazugehörigen Randdichtung (32) für den Eingriff mit einem Aerosolbehälter sowie einer durchgehenden Öffnung;

einen Dosierbehälter mit Wänden (8), die einen äußeren Raum, eine innere Dosierkammer (7), eine Einlaßöffnung, ein Einlaßende (10) und ein Auslaßende (12) bilden;

einen langgestreckten Ventilstößel (14) mit einem Einfüllkanal (16), einem Einfüllende (18), einem Auslaßende (20) und einer Auslaßöffnung (22);

wobei sich das Auslaßende des Dosierbehälters im Dichtungseingriff mit dem Ventilbeschlag befindet, wobei das Auslaßende des Ventilstößels sowohl durch die Ventilbeschlagöffnung als auch durch das Auslaßende des Dosierbehälters hindurchgeht und sich in gleitendem Dichtungseingriff mit dem Ventilbeschlag befindet;

wobei das Einfüllende des Ventilstößels durch die Einlaßöffnung des Dosierbehälters hindurchgeht und sich mit dieser in gleitendem Eingriff befindet, und

wobei der Ventilstößel (14) zwischen einer ausgefahrenen, geschlossenen Position, in welcher der Einfüllkanal (16) des Ventilstößels über die Einlaßöffnung eine offene Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Dosierkammer ermöglicht und das Auslaßende des Dosierbehälters geschlossen ist, und einer zusammengedrückten, offenen Position beweglich ist, in der sich die Einlaßöffnung des Dosierbehälters im Dichtungseingriff mit dem Einfüllende (18) des Ventilstößels befindet und die Auslaßöffnung des Ventilstößels (22) eine offene Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Dosierkammer (7) ermöglicht;

ein Druckeinfüllventil mit einer Öffnung (13) in einer Wand der Dosierkammer, die durch eine bewegliche Druckeinfüllklappe (34) abgedichtet wird, und

gekennzeichnet durch einen Einsatz (36), der innerhalb des Ventilbeschlags und rund um die Dosierkammer angeordnet ist, um das Totvolumen des Ventils auszufüllen, wobei der Einsatz so geformt ist, daß er eine Aerosolzusammensetzung zur Einlaßöffnung des Dosierbehälters lenkt;

wobei die Randdichtung (32), die bewegliche Druckeinfüllklappe (34) und der Einsatz (36) als ein einstückiges Bauteil (30) ausgebildet sind und das eine einstückige Bauteil außerdem einen Kanal (50) für den Durchfluß einer Aerosolformulierung aufweist, der durch das Bauteil hindurchgeht, um zu verhindern, daß die Aerosolformulierung zwischen dem einstückigen Bauteil und dem Ventilbeschlag eingeschlossen wird.

2. Dosier- und Abgabeventil nach Anspruch 1, wobei das einstückige Bauteil einen Abschnitt aufweist der das aus der Dosierkammer austretende Ende des Ventilstößels einschließt, wobei eine oder mehrere Öffnungen durch den Abschnitt hindurchgehen, um den Materialdurchfluß zum Einlaß der Dosierkammer zu ermöglichen.

3. Dosier- und Abgabeventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Einsatz mindestens 50% des Totvolumens des Ventils ausfüllt.

4. Dosier- und Abgabeventil nach Anspruch 3, wobei der Einsatz mindestens 75% des Totvolumens des Ventils ausfüllt.

5. Dosier- und Abgabeventil nach Anspruch 3, wobei der Einsatz mindestens 90% des Totvolumens des Ventils ausfüllt.

6. Aerosolbehälter, der mit einem Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgestattet ist.