DE102010047655A1

DE102010047655A1 - Applikator für ein fließfähiges Auftragsmedium

Info

Publication number: DE102010047655A1
Application number: DE201010047655
Authority: DE
Inventors: Otto Katz
Original assignee: Heyer M GmbH; M HEYER GmbH; RATIOPLAST GmbH
Current assignee: Heyer M GmbH; M HEYER GmbH; RATIOPLAST GmbH
Priority date: 2010-10-06
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2012-04-12

Abstract

Es wird ein Applikator für ein fließfähiges Auftragsmedium, insbesondere einen Nagellack, beschrieben, mit einem beweglichen Dosierelement, das wenigstens im Bereich eines Zuführraumes des Applikators eine Oberflächengestaltung aufweist, die einen erhöhten Strömungswiderstand zum umgebenden Auftragsmedium aufweist, wobei die Dosierung des Auftragsmediums durch den Vorschub des Dosierelementes (24) erfolgt, um eine bestimmte Menge des Auftragsmediums in einen Dosierraum (32) des Applikators zu transportieren, und wobei beim Zurückbewegen des Dosierelementes einerseits ein Druckausgleich ermöglicht und andererseits durch Kapillarkräfte das Auftragsmedium im Dosierraum gehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Applikator für ein fließfähiges Auftragsmedium, insbesondere für einen Nagellack.
Derartige Applikatoren sind bspw. in der DE 198 47 126 A1 , der DE 198 02 770 A1 oder der DE 88 07 796 U1 beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Applikator der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach ausgebildet ist und mit dem das fließfähige Auftragsmedium, bei dem es sich insbesondere um einen Nagellack handelt, gut dosierbar und ohne die Mängel der bekannten Applikatoren applizierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Applikators sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Bei dem erfindungsgemäßen Applikator wird die Förderung des fließfähigen Auftragsmediums über strömungstechnisch günstige Gestaltungsmerkmale erreicht. Die vorhandenen Dichtspalte können in vorteilhafter Weise größer sein, wodurch der Luftausgleich erleichtert und ein Klemmen bzw. Verkrusten bei sachgerechter Anwendung verhindert wird.
In einer weitergehenden Ausgestaltung erfolgt die Dosierung des Auftragsmediums über zwei zumindest zeitweise durch das Dosierelement getrennte Räume, nämlich einen Zuführraum und einen Dosierungsraum. Die Benetzung des Auftragorganes erfolgt überwiegend in einem zweiten Betätigungsschritt.
Beim ersten Ausfahren wird mittels des Dosierelementes das fließfähige Auftragsmedium vom Zuführraum in den Dosierungsraum gefördert. Erst beim erneuten Zurückziehen des Auftragsorgans wird dieses mit dem im Dosierungsraum befindlichen fließfähigen Auftragsmedium benetzt.
Beim erneuten Ausfahren des Auftragorganes wird über das Auftragsorgan das fließfähige Auftragmedium aus dem Dosierungsraum mitgenommen und kann dann appliziert werden. Gleichzeitig wird aus dem Zuführraum erneut fließfähiges Auftragsmedium in den Dosierungsraum gefördert. Im Applikationsfall könnender Dosierungsraum und der Zuführraum abgedichtet sein, um ein unkontrolliertes Nachlaufen des fließfähigen Auftragsmediums zu verhindern.
Hierfür können speziell gestaltete Dichtwulste vorgesehen sein, die in Verbindung mit der Spitzenbohrung des Applikators eine im Wesentlichen statische Abdichtung ermöglichen.
Während des Dosierungsvorganges wird eine konstante Dosierungsmenge des fließfähigen Auftragsmediums durch eine entsprechend ausgebildete Spaltdichtung zwischen dem Dosierelement und dem Zuführbereich der Spitze des Applikators gewährleistet.
Je nach der angewandten Fertigungsmethode können zum Erreichen der strömungsgesteuerten Förderung bspw. Rillen und/oder Wulstformen verwendet werden. Durch zum Beispiel sägezahnähnliche Querschnitte der Wulste oder Rillen ist es möglich, das der Strömungswiderstand für das durch die Bewegung nach vorne gezogene Auftragsmedium am Dosierelement entsprechend hoch ist, wogegen er bei dieser Bewegungsrichtung an der Bohrungswand der Spitze niedrig ist. Das fließfähige Auftragsmedium wird so nach vorne gefördert.
Bei der Bewegung des Dosierelementes nach rückwärts, d. h. nach innen, ist der Strömungswiderstand in der Bohrung höher als am Dosierungselement. Das fließfähige Auftragsmedium verbleibt also im Dosierungsraum und kann das Auftragsorgan benetzten. Dieser Vorgang kann durch eine entsprechend gestaltete Oberfläche, die Adhäsions- bzw. Kapillarkräfte auf das fließfähige Auftragsmedium bedingt, noch erhöht werden. Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird die Dosierung nahezu ausschließlich durch Adhäsions- und Kapillarkräfte einer entsprechenden Ausgestaltung der Oberflächen erreicht.
Als eine weitere Ausführungsform kommen wendelförmige Rillen oder Wulste zur Anwendung, die sich bei bestimmten Fertigungsverfahren empfehlen. Bevorzugt können runde Querschnitte sein. Für eine gute Führung des Dosierelementes können auch andere Querschnitts-Formen vorteilhaft sein. Z. B. weist ein rechteckiger Querschnitt in einer runden Bohrung vier Führungskanten auf.
Mit dem erfindungsgemäßen Applikator ergeben sich die folgenden Vorteile:
Es können größere Spaltweiten eingesetzt werden. Das bedingt geringere Reibungskräfte und damit verbunden geringere Betätigungskräfte. Weiterhin wird gegenüber unterschiedlichen Viskositäten des zu dosierenden flüssigen Auftragsmediums eine größere Unabhängigkeit erreicht und damit die Breite des Anwendungsbereichs signifikant vergrößert. Des Weiteren wird eine Klemmwirkung verhindert, aber der erforderliche Luftaustausch zwischen Vorratsbehälter und der Außenumgebung wird erleichtert. Das hat weiter als Vorteil zur Folge, dass eine lästige Blasenbildung vermieden wird.
Insbesondere bei der Ausführung mit zwei statischen Dichtstellen wird eine gute gleichbleibende Dosierung erreicht. Ein Nachtropfen kann dadurch verhindert werden.
Durch den Wegfall aufwendiger Dichtungsstellen für bewegliche Elemente wird eine deutlich einfachere Ausführung des Applikators mit vergleichsweise weniger Teilen als bei den bekannten Applikatoren erreicht.
Durch unterschiedliche Raumquerschnitte kann die Förderwirkung für das fließfähige Auftragsmedium noch vergrößert werden.
Durch die Kombination verschiedener Rillen und/oder Wulste kann die Förderwirkung ebenfalls noch eingestellt werden, insbesondere wenn das Dosierelement bei der Vorschubbewegung eine Drehbewegung durchführt, wie das z. B. mittels bestimmter Kugelschreiber-Druckmechaniken möglich ist.
Der weiteren Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Applikators dient die nachfolgende Funktionsbeschreibung:
Der Applikator besteht aus einem im hinteren Teil befindlichen Vorratsraum oder Behälter, in dem sich das dosiert zu applizierende Auftragsmedium befindet. Zur Abgabeöffnung hin kommt ein Zuführraum und vor der Auslassöffnung ein weiterer Raum. In diesem befindet sich das Auftragselement im Lagerzustand, er ist zur Aufnahme einer weiteren Quantität des Auftragsmediums vorgesehen. Das Auftragselement wird also in diesem Raum mit Auftragsmedium benetzt. Die erfindungsgemäße Aufteilung in zwei Räume ist insbesondere bei der Ausführung mit statischen Dichtsystemen in bestimmten Funktionsstellungen des Applikators vorteilhaft.
Im jeweils ersten Betätigungsschritt wird das Auftragselement nach vorne aus der Auslassöffnung bewegt. Weiterhin wird Auftragsmedium aus dem Vorratsbehälter durch das Dosierelement in den Dosierungsraum gefördert. Das geschieht durch die Bewegung und eine entsprechende Gestaltung dieses Teiles und/oder durch eine entsprechend ausgebildete Oberfläche. Dabei werden strömungstechnisch unterschiedliche Widerstände bei der Bewegung des Dosierelementes ausgenutzt und so eine Förderung zum Auftragselement erreicht. Durch Oberflächen mit unterschiedlicher Kapillar- bzw. Adhäsionswirkung auf das flüssige Auftragsmedium kann dieser Transportvorgang unterstützt werden.
Beim Zurückbewegen des Dosierelementes wird der Förderbereich des Dosierelementes wieder in den Zuführraum verbracht und dort wieder benetzt.
Beim Zurückziehen des Dosierelementes wird durch die Gestaltung nur eine geringe Teilmenge des Auftragsmediums zurückbefördert. Schwerkraft und Kapillarwirkung des vorzugsweise von einem Pinsel gebildeten Auftragorganes und ggf. zusätzlicher Mittel im Dosierungsraum verhindern einen Transport nach hinten. Gleichzeitig wird der Luftaustausch unterstützt.
Sowohl im Applikationsmodus mit ausgefahrenem Auftragsorgan als auch in der Ruhestellung kann Dichtheit zur Abgabeöffnung hin bestehen. Im Förderbetrieb besteht nur eine bedingte Dichtheit über den Spalt des hinteren Förderabschnittes der Dosierungsstange zur Außenfläche des Zuführraumes, die aber andererseits auch gewünscht ist und dem System eine gewisse „Elastizität” verleiht. Auf diese Weise wird z. B. ein sogenanntes „Spucken” verhindert.
Die Förderung des Auftragsmediums erfolgt im Wesentlichen durch entsprechende Gestaltung der Teile bzw. der Oberfläche derselben.
Für gewisse fließfähige Auftragsmedien genügt eine entsprechende Rauhigkeit der Oberfläche. Strukturen wie Rillen oder Muster sind ebenfalls Möglichkeiten, den Transporteffekt zu gestalten.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus den nachfolgenden Zeichnungen zur Verdeutlichung von Ausbildungen des erfindungsgemäßen Applikators, wobei es sich versteht, dass die Erfindung nicht durch die Zeichnungen sondern durch die Ansprüche definiert ist.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine erst Ausführungsform des erfindungsgemäßen Applikators mit „eingefahrenem” Auftragsorgan,
2 die Einzelheit D gemäß 1 der Dosierungsspitze mit dem Dosierungselement,
3 einen Längsschnitt des Applikators gemäß 1 im Betriebszustand mit ausgefahrenem Auftragsorgan,
4 die Einzelheit G der Dosierungsspitze mit dem Dosierungselement im Applizier-Betriebszustand,
5 den vorderen Teil des Dosierungselementes mit dem Auftragsorgan,
6 die Spitze des Applikators als Einzelteil mit möglichen Ausgestaltungen,
7 eine Ausgestaltungsmöglichkeit des Auftragorganes für eine Kapillarwirkung zur Auftragsseite hin, und
8 eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit des Auftragorganes zur Förderung des Auftragsmediums an eine Auftragstelle.
Bezugszeichenliste

10: Applikator
12: Vorratsbehälter (von 10)
14: Spitzenteil (von 10 an 12)
16: zentrale Durchgangsöffnung (in 14)
18: Auftragsorgan
20: Auftragsseite des Auftragsorgans (von 18)
22: Befestigungsseite des Auftragsorgans (von 18)
24: Dosierungselement (wird betätigt)
26: statische Dichtungsfläche vorn (von 24)
28: Dichtungsfläche hinten (von 14)
30: Zuführraum
32: Dosierungsraum
34: Wulst (in 14)
36: Rille (in 14)
38: Wulst (in 24)
40: Rille (in 24)
44: Dichtstufe (in 14)
46: Abstreifwulst (in 14)
48: Federelement
50: Öffnung für Auftragsorgan
52: hintere Förderwulste
54: Schlitz (in 14)
56: Schlitz (in 24)
58: Pinselteilung (Oberflächenvergrößerung zur Auftragsseite hin)
60: großer Pinselhaarquerschnitt (Oberflächenvergrößerung zur Auftragsseite hin)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19847126 A1 [0002]
DE 19802770 A1 [0002]
DE 8807796 U1 [0002]

Claims

Applikator für ein fließfähiges Auftragsmedium, insbesondere einen Nagellack, mit einem beweglichen Dosierelement, das wenigstens im Bereich eines Zuführraumes des Applikators eine Oberflächengestaltung aufweist, die einen erhöhten Strömungswiderstand zum umgebenden Auftragsmedium aufweist, wobei die Dosierung des Auftragsmediums durch den Vorschub des Dosierelementes (24) erfolgt, um eine bestimmte Menge des Auftragsmediums in einen Dosierraum (32) des Applikators zu transportieren, und wobei beim Zurückbewegen des Dosierelementes einerseits ein Druckausgleich ermöglicht und andererseits durch Kapillarkräfte das Auftragsmedium im Dosierraum gehalten wird.
Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarwirkung eines Pinselhaare aufweisenden Auftragorganes es ermöglicht, dass das Auftragsmedium im Dosierungsraum verbleibt, was durch eine strömungsgünstige Gestaltung der Dosierelements unterstützt wird.
Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestaltung der Oberfläche derartig ausgeführt ist, dass eine gute Adhäsion des Auftragsmediums stattfindet, die in Verbindung mit der Schwerkraft ausreicht, das Auftragsmedium zum Dosierungsbereich zu transportieren, wobei durch in diesem Raum zusätzlich auftretende Adhäsionskräfte und die in gleicher Richtung wirkende Schwerkraft wenigstens ein Teil der Flüssigkeit im Dosierungsraum verbleibt und dann das Auftragselement benetzen kann.
Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser im Dosierungsraum kleiner sein kann als im Bereich des Zuführraumes.
Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Dosierungselements so gestaltet ist, dass der Strömungswiderstand bei der Bewegung zu einer Dosier-Öffnung hin größer ist als bei der Bewegung in entgegen gesetzter Richtung nach rückwärts.
Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ausgefahrenen Zustand des von einer Dosier-Stange gebildeten Dosierelementes diese mit dem Auftragselement so gestaltet ist, dass eine Abdichtung zum Speicherraum des Applikators erfolgt, so dass kein Medium mehr nach fließen kann.
Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierelement im eingefahrenen Zustand so gestaltet sein kann, dass ebenfalls eine Abdichtung in der Art erfolgt, dass kein Auftragsmedium nach vorne über die Auftragsspitze nach außen gelangt.
Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung im Applikationsbetrieb durch einen etwas kleineren Querschnitt als dem Querschnitt im Zuführraum realisiert werden kann, der über eine gewisse Bewegung der Dosierungsstange im ausgefahrenen Zustand eine sichere Abdichtung erzeugt, wobei diese Bewegung beispielsweise durch die Funktion einer Umschaltmechanik bedingt ist.
Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche im Dosierungsraum so ausgeführt ist, dass eine erhöhte Kapillarwirkung besteht, um das Auftragsmedium im Dosierungsraum zurück zu halten.
Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Dosierungsraum zusätzliche Mittel oder Elemente befinden, die eine Kapillarwirkung auf das Auftragsmedium besitzen.
Applikator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel oder Elemente fest oder lösbar und/oder beweglich im Dosierungsraum angebracht sein können.
Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsorgan mit variabler z. B. zur Spitze hin verstärkter Kapillarwirkung versehen ist.
Applikator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die variable Kapillarwirkung beispielsweise durch dünner werdende Pinselhaare und/oder durch sich teilende Pinselhaare realisiert ist.
Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Dichtelement so ausgebildet ist, dass es bei der Ausfahrbewegung auch das Auftragselement führt.
Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung des flüssigen Auftragsmediums durch wendelartige Rillen und/oder Erhebungen an Oberflächenabschnitten wenigstens am Dosierungselement und/oder in der Bohrung der Dosierspitze unterstützt werden kann.
Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Oberflächenbereiche in den Räumen des Applikators unterschiedliche Oberflächen-Rauhigkeiten aufweisen können, so dass eine Förderwirkung durch Kapillarkräfte einerseits und durch Reibungskräfte andererseits entsteht.