DE2223471C3 - Ventil zum Einsatz in einen Behälter, insbesondere in einen Aerosol-Behälter - Google Patents
Ventil zum Einsatz in einen Behälter, insbesondere in einen Aerosol-BehälterInfo
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Description
gegenläufigen Wirkungen zueinander. So werden beispielsweise Herunterdrücken der Membran infolge
der dann entstehenden Zugspannungen in dem Ringwulst die für die Dichtfunktion zwischen der Membran
und dem Ventilstößel verantwortlichen EJastizitätskräfte
zwangsläufig herabgesetzt, wodurch Leckagen entstehen können. Und schließlich wird die Membran
bei jedem Abgabevorgang Zugspamungen ausgesetzt,
was ihre Haltbarkeit auf Dauer beeinträchtigt
Hiervon ausgehend Kegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Gattung zu
schaffen, welches unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine optimal vollständige Entleerung des
Behälterinhaltes ermöglicht und auf diese Weise den Verlust auf das größtmögliche Minimum herabsetzt
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hohlkörper durch den Ventilstößel zu
verschieben ist und daß der Zwischenraum kapillar ist Auf diese Weise kann ein mit einem solchen Ventil
versehener Behälter in nahezu entleertem Zustand umgedreht werden, d. h. in seine normale Entleerungslage
gebracht werden, wobei der flüssige Inhalt über den kapillaren Zwischenraum und die Einlaßkanäle in die
vom Ventilstößel und dem Ventilgehäuse gebildete Kammer gelangt, um von dort abgeführt zu werden. Da
sich der kapillare Zwischenraum vorteilhaft möglichst nahe von der Behälterwand an erstreckt, d. h. von der
Stelle aus, die bei der Umkehrung des Behälters den »Boden« bildet, kann nahezu der gesamte Inhalt des
Behälters durch Kapiliarkräfte in dem Zwischenraum heraufgesaugt werden, wodurch der bisherige Verlust
am Behälterinhalt auf das größtmögliche Minimum herabgesetzt wird Diese vorteilhafte Weise kann noch
dadurch verstärkt werden, daß der vorerwähnte »Boden« des Behälters möglichst klein gestaltet wird.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß das Ventilgehäuse an einem nach außen ragenden Teil
eines Behälterteiles gesichert ist, das von geringerer Größe als der Rest des Behälterteiles ist
Zur Erzielung einer exakten Dosierung des Behälterinhaltes sowie eines einfachen Aufbaues von großer
Betriebssicherheit ist der Hohlkörper am innen liegenden Ende des Ventilstößels dichtend befestigt und
an diesem Ende mit einem Einlaßkanal versehen, der in der Ruhelage des Ventils die zwischen Ventilstößel und
dem Ventilgehäuse befindlichen und durch zwei am Ventilstößel anliegende Ringe abgedichtete Kammer
über den kapillaren Zwischenraum mit dem Innenraum des Behälters verbindet
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird so der Hohlkörper an seinem dem Behälterraum zugewandten
Ende mit einem verkleinerten Durchmesser versehen, in dem das entsprechende Ende des
Ventilstößels eingepaßt ist. Auf diese Weise nimmt der Stößel während eines Entleerungsvorganges den
Hohlkörper mit, wodurch das Volumen des Raumes zwischen dem Ventilgehäuse und dem Hohlkörper
infolge der Einwärtsbewegung des Hohlkörpers zunimmt. Hierdurch wird der flüssige Inhalt des Behälters,
soweit letzterer umgekehrt ist, durch den kapillaren fao
Zwischenraum in den vorerwähnten vergrößerten Raum gesaugt Während der Rückwärtsbewegung des
Ventilstößels, die sowohl von Hand als auch unter Wirkung einer Feder erfolgen kann, wird die in dem
letzterwähnten Raum befindliche Flüssigkeit durch den i>>
Einlaßkanal in die zwischen Ventilstößel und Ventilgehäuse befindliche Kammer gepumpt Um diese Kammer
gleichbleibend zu füllen, werden vorteilhaft die Länge der Hubbewegung während eines Abführvorganges und
der Innenraum des Hohlkörpers so bemessen, daß der vergrößerte Raum zwischen dem Ventilgehäuse und
dem Hohlkörper mindestens das Volumen der Kammer aufweist Hierdurch wird die über den kapillaren
Zwischenraum in den vergröberten Raum zwischen dem Ventilgehäuse und dem Hohlkörper gesaugte
Flüssigkeit während der Einwärtsbewegung des Hohlkörpers in die Kammer des Ventilgehäuses gepumpt
diese zum größtmöglichen Teil gefüllt während der Oberschuß an Flüssigkeit über den Einlaßkanal und den
kapillaren Zwischenraum in den Innenraum des Behälters zurückgedrückt wird.
Auch bewirken die ständigen Hubbewegungen des Hohlkörpers während der Abführungsvorgänge eine
größere Bewegung bzw. Turbulenz des Behälterinhaltets,
als wenn der Hohlkörper nicht vorgesehen wäre. Dies ist insofern erwünscht wie die Inhalte der Behälter
oft aus medizinischen, in einem Treibmittel gelösten Präparaten bestehen und somit eine genaue Konzentration
der gesprühten Dosis sichergestellt wird.
Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt Dabei zeigt
F i g. 1: einen Längsschnitt durch ein in einem Aerosol-Behälter eingesetztes Ventil in der Ruhelage
und
Fig.2: die Ansicht von Fig. 1 mit dem Ventil in
Betriebslage während eines Abgabevorganges.
Der dargestellte Aerosol-Behälter umfaßt eine Kappe 10 mit einem heruntergezogenen Flanschteil 11,
welches beispielsweise durch Tiefziehen oder Einwalzen gefertigt werden kann und auf dem Hauptteil 12 des
Behälters angebracht ist. Ein dichter Verschluß zwischen der Kappe 10 und dem Behälterkörper 12 wird
durch die Anordnung eines Dichtringes 13 sichergestellt, der zwischen der Kappe 10 und dem Körper 12
festgeklemmt ist.
Ein länglicher, nach außen gewölbter Dom 14 der Kappe 10 von kleinerem Ausmaß als der Rest der
Kappe ist in seiner Mitte mit einer öffnung 15 versehen. Das zylindrische Ventilgehäuse 16 wird innerhalb des
Domes 14 durch einen das äußere Ende des Ventilgehäuses 16 übergreifenden Flansch 17 gesichert und
durch einen nach innen gezogenen Teil 18 des Domes 14 sowie durch einen elastischen Dichtring 19 gehalten, der
zwischen dem Ventilgehäuse 16 und einer ringförmigen, eingedrückten Sicke 20 am Dom 14 der Kappe 10
eingespannt ist.
Ein länglicher Ventilstößel 22 durchsetzt die öffnung
15 im Dom 14 und die öffnung 23 in dem dem Behälterraum zugewandten Ende des Ventilgehäuses
16. Die Dichtringe 19 und 24 dichten den Durchtritt des Ventilstößels 22 durch die öffnungen 15 und 23 ab,
wobei der Dichtring 24 nur dann die volle Durchtrittsöffnung des Stößels 22 abdichtet, wenn letzterer gemäß
der F i g. 2 soweit eingefahren ist, daß die axiale Nut 32 sich unterhalb des Dichtringes 24 befindet. Eine
zylindrische Schraubenfeder 25 stützt sich mit ihrem einen Ende gegen eine Schulter 26 des Ventilstößels 22
und mit ihrem anderen Ende gegen den Dichtring 24 ab. Diese zylindrische Schraubenfeder besitzt eine solche
Vorspannung, daß sie den Ventilstößel 22 gewöhnlich in seiner äußeren Lage gemäß F i g. 1 hält. Zugleich dient
diese zylindrische Schraubenfeder 25 dazu, den Dichtring 24 in seiner eingezeichneten Lage zu halten. Der
Ventilstößel 22 ist am äußeren Ende mit einem
Auslaßkanal 28 versehen, um die Kammer 29, die zwischen dem Ventilgehäuse 16 und dem Ventilstößel
22 gebildet wird, mit der Umgebung des Behälters zu verbinden. Der Auslaßkanal 28 besteht aus einem
axialen Teil 30 und einem damit verbundenen radialen Teil 31. Der Ventilstößel 22 ist ferner an dem dem
Behälterraum zugewandten Ende mit einem Einlaßkanal versehen, der aus einer Nut 32 in der Oberfläche des
Ventilstößels 22 besteht. An seinem aus dem Behälter lierausragenden Ende ist der Ventilstößel 22 mit einem
Bedienungsknopf 33 versehen. Der Bedienungsknopf 33 besitzt einen Kanal 34, der mit dem Auslaßkanal 28 in
dem Stößel 22 verbunden ist, wodurch der abgeführte Inhalt des Behälters auf das gewünschte Ziel gerichtet
werden kann.
Der Hohlkörper 36 ist an dem dem Behälterraum zugewandten Ende des Ventilstößels 22 mit einem
geringeren Durchmesser 37 versehen und mittels einer Preßpassung an dem Ventilstößel 22 befestigt. Die
Innenseite des Hohlkörpers 36 weist die gleiche Form auf wie die Außenseite des Ventilgehäuses 16, wodurch
ein kapillarer Zwischenraum zwischen beiden gebildet wird, der sich von dem Flansch 38 am äußeren Ende des
Hohlkörpers 36 bis zur öffnung 23 am dichten Ende des Ventilgehäuses 16 erstreckt. In der Ruhelage gemäß der
F i g. 1 liegt der Flansch 38 ein wenig über dem radialen Flanschteil 39 des Ventilgehäuses 16, der den zylindrischen
Teil des Ventilgehäuses mit dem äußeren axial verlaufenden Flansch 17 verbindet.
In dem Flansch 39 befinden sich drei gleichmäßig angeordnete öffnungen 40, von denen zwei aus der
Zeichnung ersichtlich sind. Diese Öffnungen 40, die für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich sind, werden
zur Druckfüllung des Behälters vorgesehen. Dieses Füllen geschieht dadurch, daß der Ventilstößel 22 in die
Betriebslage gemäß F i g. 2 geschoben wird und der Füllinhalt unter Druck durch die Auslaßöffnung 28
gepreßt wird. Hierdurch legt sich der Dichtring 19 an die Auswölbung am Oberteil 14 der Kappe 10 an, um somit
den Durchtritt der Flüssigkeit von außen durch den radialen Kanal 31 des Austrittskanals und durch die
Öffnungen 40 in den Behälter 12 zu ermöglichen. Dabei versteht es sich, daß die Vorspannung des Dichtringes
19 am Ende des Einfüllvorganges größer als der im Inneren des Behälters herrschende Druck ist
Der dargestellte Behälter ist sodann betriebsbereit, um exakt abgemessene Schußdosierungen seines
Inhaltes abzuführen, wobei jede Schußdosierung ein vorherbestimmtes Volumen des in der Kammer 29
gespeicherten Flüssigkeitsinhaltes aufweist. Ausgehend von der Ruhelage gemäß F i g. 1 und unter Annahme,
daß die Kammer 29 voll ist, wird der Behälter in seine Handhabungslage gedreht und der Bedienungsknopf 33
eingedrückt, wodurch verschiedene Teile der Ventilvorrichtung
die Abgabelage gemäß Fig.2 einnehmen. Infolge einer solchen Bewegung verbindet der Auslaßkanal
28 im Ventilstößel 22, der vorher nur von Atmosphäre zu Atmosphäre verbunden war, die
Kammer 29 über die Leitung 34 mit der Umgebung des Behälters. Zugleich wird der Einlaßkanal 32, der vorher
über den kapillaren Zwischenraum den Behälter mit dei Kammer 29 verband, von der Kammer 29 getrennt
Folglich siedet die Flüssigkeit in der Kammer 29 unc wird als ein Aerosol-Sprühnebel über die Leitung 3<
■> abgeführt. Sobald der Inhalt der Kammer 29 abgefühn worden ist, kann kein weiterer Aerosol-Spriihnebel au;
dem Behälter entweichen. Der Knopf 33 wird danr losgelassen und unter Wirkung der Feder 25 kehrt dei
Ventilstößel 22 in die in Fig. 1 dargestellte Ruhelage
id zurück.
Da der Behälter während des Entleerungsvorganges umgedreht ist. wird der flüssige Behälterinhalt durch
den kapillaren Zwischenraum zwischen dem Ventilgehäuse 16 und dem Hohlkörper 36 in den zwischen ihner
ii gebildeten Raum 42 gesaugt, was auf dem Pumpvorgang
beruht, der durch die Bildung dieses Raumes 42 während der Einwärtsbewegung des Ventilstößels 22 von dei
Ruhelage der F i g. 1 zur Abgabelage der F i g. 2 verursacht wird. Der Knopf 33 ist so angeordnet, daß die
2ii Hubbewegung des Ventilstößels 22 in Verbindung mil
den Innenabmessungen des Hohlkörpers 36 einen solchen Raum 42 bilden, dessen Volumen mindestens
gleich dem Volumen der Kammer 29 ist. Wenn der Knopf 33 losgelassen wird, nehmen die verschiedenen
r> Teile der Ventilvorrichtung wiederum ihre Ruhelage gemäß F i g. 1 ein. In dieser Lage verbindet die Nut 32
den Raum 42 mit der Kammer 29, so daß die im Raum 42 gespeicherte Flüssigkeit in die Kammer 29 strömt und
diese füllt.
Falls die Kammer 29 nicht in der vorbeschriebenen Weise während des Abgabevorganges gefüllt wurde
kann sie auf einfache Weise dadurch gefüllt werden, daß der Behälter in der umgedrehten Lage belassen wird
worauf die kapillaren Anzeihungskräfte den Flüssigkeitsinhalt
durch den kapillaren Zwischenraum und durch die Nut 32 in die Kammer 29 saugen, bis die
Kammer 29 gefüllt isL Somit wird deutlich, daß der Eintritt des kapillaren Zwischenraumes sich an dem
tatsächlichen »Boden« des Behälters befindet, wenn dieser umgedreht ist. Auf diese Weise kann der letzte
Tropfen des Behälterinhaltes aufgebraucht werden und der einzige Verlust beruht lediglich noch in dem kleinen
Flüssigkeitsmaß, welches in dem kapillaren Zwischenraum verbleibt, nach dem die letzte Dosis versprüht
worden ist.
Dabei ist es möglich, wenigstens den Hohlkörper 36 aus Kunststoff zu fertigen, obgleich mit Ausnahme der
Feder 25 und der verschiedenen Dichtelemente die einzelnen Ventilteile normalerweise aus rostfreiem
Stahl gefertigt werden können.
Ferner brauchen die Kanäle im Ventilstößel 22 nicht exakt die dargestellte Form besitzen. Beispielsweise
kann die Nut 32, die den Einlaßkanal bildet, durch eine Reihe von um den Ventilstößel angeordneten Nuten
oder gar durch eine Verringerung des innen gelegenen Enddurchmessers des Ventilstößels ersetzt werden, um
so einen ringförmigen Durchtritt zu bilden. Im letzteren Fall allerdings sollten Mittel zur Führung des Ventilstößels
22 während seiner Arbeitsbewegung vorgesehen
bo werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Ventil zum Einsatz in einen Behälter — insbesondere in einen Aerosol-Behälter — mit
einem an der Behälterwand gehaltenen, einen Hohlkörper bildenden Ventilgehäuse, mit einem das
Ventilgehäuse durchsetzenden Ventilstößel, mit im Ventilstößel angeordneten Einlaß- und Auslaßkanälen,
durch die je nach Lage des Ventilstößels der zwischen Ventilgehäuse und Ventilstößel befindliche
Raum wahlweise mit dem Innenraum des Behälters oder mit der Umgebung des Behälters 7\i verbinden
ist und mit einem Hohlkörper, der das Ventilgehäuse unter Freilassung eines sehr schmalen Zwischenraumes
umgreift sowie an seinem dem Behälterraum zugewandten Ende geschlossen und an seinem der
Behälterwand zugekehrten Ende geöffnet ist d a durch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper
(36) durch den Ventilstößel (22) zu verschieben ist und daß der Zwischenraum kapillar ist
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (36) am innenliegenden
Ende des Ventilstößels (22) dichtend befestigt und an
diesem Ende mit einem Einlaßkanal (32) versehen ist, der in der Ruhelage des Ventils die zwischen
Ventilstößel (22) und dem Ventilgehäuse (16) befindlichen und durch zwei am Ventilstößel (22)
anliegenden Ringe (19, 24) abgedichtete Kammer (29) über den kapillaren Zwischenraum mit dem
Innenraum des Behälters (12) verbindet.
3. Ventil nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgabelage des Ventils
die Kammer (29) von dem kapillaren Zwischenraum zu trennen und über die Auslaßkanäle (30,3U134) mit
der Umgebung des Behälters (!12) zu verbinden ist.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (16)
und der Hohlkörper (36) ebenso wie der von ihnen gebildete kapillare Zwischenraum eine zylindrische
Form aufweisen.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (22)
koaxial zum Ventilgehäuse (16) und zum Hohlkörper (36) angeordnet ist und die öffnung (23) des
Ventilgehäuses (16) zentral durchsetzt.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (36) an
seinem dem Behälterraum zugewandten Ende mit einem verkleinerten Durchmesser versehen ist, in
den das entsprechende Ende des Ventilstößels (22) eingepaßt ist.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der
Hubbewegung während eines Abgabevorganges und der Innenraum des Hohlkörpers (36) so
bemessen sind, daß der vergrößerte Raum (42) zwischen dem Ventilgehäuse (16) und dem Hohlkörper
(36) mindestens das Volumen der Kammer (29) aufweist.
8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (16)
an einem nach außen ragenden Dom (14) eines Behälterteiles (10) gesichert ist, und daß der Dom
(14) von geringerer Größe als der Rest des Behälterteiles(lO) ist.
Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Einsatz in einen Behälter — insbesondere in einem Aerosol-Behälter —
mit einem an der Behälterwand gehaltenen, einen Hohlkörper bildenden Ventilgehäuse, mit einem das
"> Ventilgehäuse durchsetzenden Ventilstößel, mit im
Ventilstößel angeordneten Einlaß- und Auslaßkanälen, durch die je nach Lage des Ventilstößels der zwischen
Ventilgehäuse und Ventilstößel befindliche Raum wahlweise mit dem Innenraum des Behälters oder mit
ίο der Umgebung des Behälters zu verbinden ist und mit
einem Hohlkörper, der das Ventilgehäuse unter Freilassung eines sehr schmalen Zwischenraumes
umgreift sowie an seinem dem Behälterraum zugewandten
Ende geschlossen und an seinem der Behälterwand zugekehrten Ende geöffnet ist
Ein Nachteil von zahlreichen Aerosol-Behältern beruht darin, daß es oft schwierig oder unmöglich ist die
Behälter während dss Gebrauchs vollständig zu entleeren, was stets zu einem Verlust eines gewissen
Teiles des Behälterinhaltes führt. Behälter der hier interessierenden Art werden gewöhnlich dazu benutzt
um kostspielige Substanzen kosmetischer oder medizinischer Art zuzubereiten, wobei das Problem einer
Vergeudung insofern teilweise schwerwiegend ist, wie der Verlust auch eines sehr kleinen Teiles des
Behälterinhaltes äußerst kostspielig sein kann, insbesondere im Fall von gewissen medizinischen und medizinisch-chirurgischen
Präparaten.
Bei einesn bekannten Aerosol-Behälter der eingangs genannten Art (nach der US-PS 28 86 217) ist eine
Entleerung des Behälterinhaltes allenfalls nur bis zur Oberkante des Ventilgehäuses möglich, wohingegen das
gesamte Flüssigkeitsvolumen zwischen der Außenwandung des Ventilgehäuses und der Innenwandung des
J5 Behälters darin verbleiben muß. Der tatsächliche
Verlust an Behälterinhalt ist jedoch größer, da in der Nähe der Oberkante der Einlaßkanal des Ventilstößeis
durch eine Ringdichtung abgedichtet ist und zu seiner Freigabe und damit zu seiner Aufnahmefähigkeit vom
Behälterinhalt zunächst in Richtung auf den Behälterboden bewegt werden muß. Damit ist zwangsläufig eine
Erhöhung des Flüssigkeitspegels des im Behälterinnern verbleibenden Inhaltes verbunden. Außerdem kann sich
das Ventilgehäuse von selbst nie mit Behälterinhalt füllen, sondern zu diesem Zweck muß in jedem Fall
zunächst der Ventilstößel in Richtung auf den Behälterboden so weit und so lange angehoben werden,
bis sich das Ventilgehäuse gefüllt hat und nach nochmaligem Loslassen des Ventilstößels und nochmali-
■50 gern Anheben bzw. Niederdrücken des Ventilstößels je
nach Handhabungslage der Entleerungsvorgang durchgeführt werden kann.
Bei einem Aerosol-Behälter anderer Art (nach der DE-OS 14 73 169) wird das Ventilgehäuse durch eine
Aussparung im Ventilstößel und einer diesen konzentrisch umgreifenden hohlzylindrischen Hülse gebildet,
die wiederum in relativ weitem Abstand von einem kegelstumpfförmigen Hohlkörper umgeben ist. Nach
einer ersten Alternative ist der zylindrische Hohlkörper
bo mit einer Dichtungsfunktion erfüllenden Membran
versehen und nach einer anderen Alternative mit einer von ihm getrennten, in ihn eingreifenden Membran
behaftet. Auch bei diesem Aerosol-Behälter ist eine Entleerung seines Behälterinhaltes nur bezüglich eines
h5 solchen Flüssigkeitspegels möglich, der über die
Oberkante des Einlaßkanals im Ventilstößel hinausragt. Weiterhin stehen die Dichtfunktion und die Federfunktion
der Membran bei jeder Ausführungsalternative in
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