EP3626120A1 - Vorrichtung und verfahren zum speichern und dosierten auftragen einer flüssigkeit auf eine oberfläche - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum speichern und dosierten auftragen einer flüssigkeit auf eine oberfläche Download PDF

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EP3626120A1
EP3626120A1 EP19192922.3A EP19192922A EP3626120A1 EP 3626120 A1 EP3626120 A1 EP 3626120A1 EP 19192922 A EP19192922 A EP 19192922A EP 3626120 A1 EP3626120 A1 EP 3626120A1
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EP
European Patent Office
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liquid
pressure
outlet
outlet valve
application unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19192922.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Viktor Herzog-Lang
Lucian Heinemann-Grüder
Artjom Abele
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • A45D34/04—Appliances specially adapted for applying liquid, e.g. using roller or ball
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05C17/00516—Shape or geometry of the outlet orifice or the outlet element
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    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1002—Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves
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    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1047—Apparatus or installations for supplying liquid or other fluent material comprising a buffer container or an accumulator between the supply source and the applicator

Definitions

  • the invention relates to a hydropneumatic device for storing and metered application of a liquid to a surface, in particular the horn or skin surface of a human body, with a liquid store for storing the liquid, a pressure generator connected upstream of the liquid store for generating an overpressure acting on the liquid, and a downstream one of the liquid reservoir arranged outlet for discharging the liquid onto the surface, an application unit cooperating with the hydropneumatic device and a method according to the device.
  • the DE 10 2012 109 380 A1 proposes, for example, a device for storing and applying a flowable substance.
  • This has a first reservoir for storing a first quantity of substance and a second reservoir for storing and dispensing a second quantity of substance.
  • the second reservoir at least partially provides a flexible wall and can be filled or refilled by immersing a filling opening in the first quantity of substance in the first reservoir and sucking it up.
  • the second reservoir comprises a metering opening corresponding to the filling opening and an application means, wherein the application means is at least partially made of a flexible material and comprises a memory which forms a first part of the second reservoir and which opens into the metering opening.
  • A1 is an adhesive application apparatus with conveying the adhesive by means of compressed air via a riser pipe from an original adhesive container and via a delivery line to a valve, in particular a manually operated valve.
  • a hand-operated air pump with compressed air supply to the adhesive container is connected via the device to the interior of the original container fitted into a housing that is dimensionally stable with respect to the working pressure, through a sealing sleeve formed between the riser tube and a sealing sleeve that elastically encloses the riser tube and in the opposite direction for the adhesive barrier.
  • An Indian DE 10 2009 053 291 A1 disclosed paint pen includes a housing for receiving a liquid supply, an application element projecting from the housing and movable relative to the housing for applying paint to a surface, a liquid connection between the paint supply and the application element, and a valve which interrupts the liquid connection when the paint pen is not in use and opens when using the paint pen due to a relative movement between the application element and the housing when pressing the application element against a surface to be painted, the application element being designed as a squeegee.
  • the WO 2007/064095 A1 generally relates to an automatic, pen-shaped housing that allows a user to empty a liquid cosmetic by pressing the release button in a brush, in particular to an improved structure of an output unit that dispenses a liquid cosmetic product, thereby increasing productivity in the assembly process increase while reducing manufacturing costs.
  • the US 2009/0038545 A1 provides a liquid applicator that enables easy application of an application liquid even at high viscosity and that contains the application liquid from outside air before it is contaminated by microbes etc. and protect the environment, and includes a fluid pressure means for pressurizing an application fluid within a main body to supply the application fluid to an application member at the front end by pressing fluid pressure media, wherein the application member is made of an elastic material, has a valve assembly having a communication path to Communication is formed between the inside and the outside of the main body and can close the communication path in the normal state by elasticity and open the communication path by elastic deformation of the communication path when the application liquid is pressurized by liquid pressure medium, and an ejection opening of the communication path of the valve arrangement to the front the application section of the application element is directed. Accordingly, this configuration reliably closes the valve structure in the normal state even when the application liquid has a high viscosity.
  • the object of the invention is to improve the storage and metered application of a liquid to a surface, in particular to avoid overdosing during application and / or to enable safe storage of the liquid and / or to enable more economical use of the liquid and / or Prevent the liquid from drying out or volatilizing.
  • the object is in a hydropneumatic device for storing and metered application of a liquid to a surface, in particular the horn or skin surface of a human body, with a liquid store for storing the liquid, a pressure generator upstream of the liquid store for generating an overpressure acting on the liquid and a downstream one of the liquid generator arranged outlet for discharging the liquid onto the surface, with a manually operated outlet valve arranged downstream of the liquid store, by means of which the outlet can be opened either for applying the liquid to the surface or kept closed for storing the liquid, by an application unit for applying the Liquid dissolved on the surface, which can be released by manual forces from the rest of the device for maintenance and cleaning purposes.
  • the application unit is preferably detachable and / or repeatably detachable from the rest of the device and can be connected to it again. As a result, it can either be cleaned and / or exchanged for maintenance purposes, which enables a more precise metering over long periods of time Saving resources since the entire device does not have to be thrown away or exchanged if the application unit is closed or contaminated. Furthermore, a change to a liquid with a different color can be made more easily. Thanks to the manually operated outlet valve, better and more precise dosing of the liquid on the surface can be achieved. It is advantageous not to pressurize the liquid to open it itself. The excess pressure is therefore preferably only used for metering and expelling the liquid onto the surface. This ensures a more precise dosage.
  • the excess pressure can preferably be metered and / or preset by means of the pressure generator without the outlet valve opening as a result.
  • the preset excess pressure is then available for the precisely metered application when the outlet valve is open.
  • the outlet valve which is kept closed, securely stores the liquid when the device is not in use.
  • accidental leakage of the liquid can be avoided, since the outlet valve can only be opened manually during application. A separation of a possibly open liquid storage device and the application unit during application is not necessary, so that drying out or unwanted volatilization of the liquid as well as accidental knocking over and leakage of the liquid storage device cannot occur.
  • the pneumatic pressure generator can be a customary standard component, as is used, for example, in soap dispensers.
  • the outlet valve pre-metering chamber which can be filled with the liquid by actuating the pressure generator and which feeds the outlet in the filled state. This also prevents accidental overdosing of the liquid.
  • a pre-metering chamber which can be filled with the liquid by actuating the pressure generator and which feeds the outlet in the filled state. This also prevents accidental overdosing of the liquid.
  • temporarily stored liquid can be consumed without the actuation of the pressure generator again.
  • a hydraulic throttle is connected between the pre-metering chamber and the liquid reservoir.
  • the throttle can have a simple cross-sectional constriction, for example less than 2 mm 2 . Accidental escaping of the liquid and / or a solvent contained therein can thereby be avoided even better, the desired filling of the pre-metering chamber not being impaired, or at least not substantially.
  • an application unit with an elastically deformable material which has a wiper lip for spreading the liquid. Thanks to the elastic, deformable material and the wiper lip, the liquid can be applied precisely.
  • the elastic material can deform during application and, depending on a degree of deformation or a manually applied contact pressure, can react with a correspondingly adjustable restoring force, so that a thick film of liquid on the surface can be selected or adjusted very easily by means of manual actuation .
  • the application unit can be releasably connectable to the rest of the device.
  • the application unit can be solved for cleaning purposes, for example.
  • the liquid storage device can also be releasably connected to the other device or can be inserted into the latter. This combination makes it possible to adapt the device for different liquids, in particular different colors. For example, a liquid reservoir with a different color can be used, with the application unit advantageously being able to be cleaned beforehand.
  • a further embodiment of the device provides that the application unit has a shut-off membrane of the outlet valve mechanically connected to the wiper lip, a contact force that can be transmitted manually between the surface and the wiper lip opens the outlet valve and the outlet valve is closed without force.
  • the manually transferable contact pressure can be achieved, for example, by manually moving the wiper lip of the device to the surface and thereby bringing it into contact with the system. Depending on how hard the wiping lip of the device is pressed against the surface, a higher or lower contact force arises due to the elasticity of the application unit. As a result, the liquid can be dosed particularly easily on the surface. If the device is removed from the surface again, the elastically deformable material causes a restoring force which ensures the closing of the outlet valve.
  • the outlet valve is ineffective, that is, closed when the device is not in use.
  • the liquid is securely enclosed within the liquid store when not in use.
  • the shut-off membrane of the application unit has the elastically deformable material, which is biased to keep the outlet valve closed and is deformable by means of the contact pressure to open the outlet valve.
  • the shut-off membrane serves to close the outlet.
  • the shut-off membrane can be brought into system contact with the outlet, a sealing force for locking the outlet valve and thus for closing the outlet being able to be applied by means of a restoring force or the pretensioning of the elastically deformable material.
  • the fluid reservoir is followed by a downstream tapered fluid path, which opens into the outlet, the application unit for blocking the outlet and forming the outlet valve being attached to an outside of the fluid path.
  • the fluid path preferably has an opening which forms the outlet.
  • the outlet or breakthrough can be formed, for example, by a cutout on a tapered end of the fluid path.
  • the fluid path can be conical. However, other shapes are also conceivable, for example pyramid-shaped, step-shaped or the like.
  • the outlet or a circumferential contour of the outlet is adapted to a contour of the shut-off membrane and can therefore be brought into a sealing contact with the latter. This sealing system contact can be canceled by elastic deformation of the pressure membrane, whereby the outlet valve can be opened.
  • the pressure generator has a pneumatic metering pump, which is followed by a pneumatic pressure accumulator and the liquid accumulator.
  • the pneumatic pressure generated by the metering pump can be temporarily stored in the pressure accumulator.
  • the metering pump or the pressure generator does not have to be actuated continuously while the liquid is being applied.
  • the fact that the liquid reservoir is connected downstream of the metering pump means that the excess pressure acts on the liquid, which is automatically conducted into the pre-metering chamber when the outlet valve is open and is finally discharged through the outlet. This can advantageously be done in fine doses, namely by manually controlling the pressing force of the wiper lip on the surface.
  • the metering pump it is conceivable for the metering pump to have a ventilation device connected in parallel, which places the pressure accumulator and the liquid accumulator at an ambient pressure.
  • the venting device acts, in particular, with a time delay, so that the excess pressure in the pressure accumulator is maintained for a certain time and escapes, for example, if the device is not used for a long period.
  • This makes it possible to compensate for pressure differences between the internal pressure accumulator and the environment, which can occur, for example, due to compressed air fluctuations, temperature differences and immediately after use. This also enables a more secure storage or an undesirable leakage of the liquid when the device is not in use can be reliably avoided.
  • the design of the ventilation device can be varied, for example as a throttle, pressure relief valve and / or check valve.
  • venting device it is conceivable to design the venting device in such a way that it limits an overpressure acting in the pressure accumulator and thus on the liquid in such a way that an unwanted pressure-related opening of the outlet valve does not take place.
  • the liquid reservoir preferably has a hollow cylinder.
  • the liquid can be stored in the hollow cylinder.
  • the hollow cylinder is opened opposite to the outlet at an open end.
  • the open end can be closed by means of a piston which is longitudinally displaceable within the hollow cylinder, the open end being arranged downstream of the pressure generator.
  • the piston is preferably reduced in friction, but is mounted so as to be longitudinally displaceable within the hollow cylinder in a sealing manner against leakage of the liquid in the direction of the open end.
  • a pressure acting on the piston, which the metering pump provides can be transferred to the liquid with as little loss as possible.
  • the piston is therefore arranged pneumatically downstream of the metering pump and the pressure accumulator and is hydraulically connected to the liquid.
  • the hollow cylinder and the piston have cross sections which are matched to one another, for example circular, rectangular, square.
  • the piston is particularly preferably adapted to a shape of the outlet on a side opposite the open end, in particular conically shaped, in order to minimize a residual amount that cannot be emptied.
  • the pressure generator has a manually operable pneumatic piston-cylinder arrangement arranged opposite the outlet for generating the excess pressure.
  • the piston cylinder arrangement can in particular have a pump cylinder which engages in the open end of the hollow cylinder of the liquid reservoir. This allows a pneumatic overpressure to be built up directly between the pump piston and the longitudinally displaceable piston.
  • the liquid storage device it is possible for the liquid storage device to be accommodated in a pressure-tight housing, an overpressure acting in the housing being present at the open end of the liquid storage device.
  • An interior of the pressure-tight housing has or forms the pressure accumulator.
  • a longitudinally displaceable cylindrical cap which sits pressure-tight on one end of the housing, can be provided for generating the pneumatic excess pressure.
  • the piston-cylinder arrangement can have a standard component for generating an overpressure.
  • the housing can also be at least partially transparent or have a viewing window arranged adjacent to the liquid reservoir. In this way, it can be checked at any time how much liquid is still in the liquid store and whether it has to be replaced if necessary.
  • the liquid reservoir and / or the piston can have a material which is wetted as little as possible by the liquid. This makes it easier to read the level indicator.
  • the pressure generator has a lock to block the manual actuation. In this way, an inadvertent actuation and thus an accidental leakage of the liquid can be avoided during transport and / or storage.
  • the object is also in a method for storing and metered application of a liquid to a surface by generating a pneumatic excess pressure using a manually operated pressure generator, storing the pneumatic excess pressure using a pressure accumulator, storing the liquid using a liquid accumulator, and forwarding the pneumatic excess pressure to the liquid , Release of the liquid pressurized with the pneumatic excess pressure by means of a manually operable outlet valve, spreading of the discharged liquid onto the surface by means of a wiper lip and opening of the outlet valve by means of a contact force that can be transmitted manually from the surface to the wiper lip during the wiping.
  • the fluid can be safely stored in the fluid reservoir and manually operated fine dosed onto the surface.
  • the method is carried out in particular by means of a previously described hydropneumatic device. In this respect, there are also the advantages described above.
  • a preferred embodiment of the method provides for closing, opening and spreading the liquid by means of an elastic deformable material and / or pre-tensioning the elastic material to close the outlet valve and / or establishing a sealing contact between the elastic material and the outlet by means of the restoring force caused and / or deforming the elastic material by means of the contact pressure to open the outlet valve and / or temporarily storing the liquid in a pre-metering chamber downstream of the outlet valve.
  • the elastic material causes a restoring force and thus a tight contact to the outlet to close the outlet valve.
  • the pre-metering chamber can be delimited at least in regions from the elastic material.
  • the elastic material therefore has several functions, namely the closing, opening and metered spreading and / or the delimitation of the pre-metering chamber. This enables a comparatively simple structure of the hydropneumatic device and a simple and safe implementation of the method.
  • an application unit which interacts with a previously described hydropneumatic device and is releasably connectable to it.
  • This has a wiper lip for applying the liquid, a shut-off membrane mechanically connected to the wiper lip to form an outlet valve in the connected state and a fixing device for releasably connecting the device.
  • the shut-off membrane has an elastic material that can be prestressed in the connected state, whereby a contact pressure can be exerted on an outlet of the device and this can be sealed in a non-actuated state.
  • the contact pressure can act as a sealing force, an overpressure in particular being able to be stored inside the device when not in use and a particularly good sealing behavior can be achieved.
  • the application unit In the assembled state, the application unit enables the formation of a shut-off valve and the metered application of the liquid.
  • the application unit can be detachably connected to the hydropneumatic device in a simple manner and can be separated from it in a non-destructive and repeatable manner. This enables the application unit to be exchanged and / or cleaned, in particular for equipping the device for different liquids, in particular colors.
  • the fixing device has a fixing ring which is connected in one piece to the other application unit and which can be fitted to the device in a form-fitting and / or non-positive manner.
  • the fixing ring and the entire application unit are preferably made of an elastic material.
  • the fixing ring can be fixed on the hydropneumatic device with elastic deformation, similar to a rubber ring.
  • a corresponding contact pressure can ensure a positive and / or non-positive connection with the device.
  • the device may have a recess, in particular a circumferential groove, into which the fixing ring engages for the purpose of fixing.
  • the fixing ring can engage in the circumferential groove under a pretension and is therefore captively connected to the hydropneumatic device and yet can be easily detached from it again under elastic deformation, in particular by manual forces.
  • FIGS Figures 1 to 3 each show a side view of a device 1 for applying a liquid 5 to a surface 3.
  • the surface 3 is shown in FIGS Figures 1 bi 3 not shown in detail, only in Figure 12 shown schematically.
  • the following is the Figures 1 to 3 equally referenced and where appropriate pointed out differences.
  • the device 1 has a cylindrical liquid reservoir 7 which can be filled with the liquid 5.
  • the liquid 5 is only in Figure 3 shown schematically.
  • the liquid 5 can be a nail varnish, for example, which can be applied to a horn surface. Alternatively, it can also be another cosmetic liquid, for example a lipstick, a lip gloss and the like.
  • the liquid 5 can be stored in a hollow cylinder 39 of the liquid store 7.
  • a longitudinally displaceable piston 41 is arranged within the hollow cylinder 39.
  • the piston 41 can in particular be a polymer material and / or a highly viscous liquid which prevents the actual, significantly lower viscous liquid 5 from escaping.
  • the piston 41 can advantageously move up when the liquid level is reduced, so that the liquid 5 can always be stored without bubbles within the liquid reservoir 7.
  • the liquid reservoir 7 or the hollow cylinder 39 of the liquid reservoir 7 is arranged inside a housing 49.
  • the housing 49 is also designed as a hollow cylinder or has a further hollow cylinder with a larger diameter.
  • the housing 49 is at least partially transparent.
  • the hollow cylinder 39 of the liquid reservoir 7 is also at least partially transparent.
  • the piston 41 and the liquid 5 can be perceived by an outside of the device 1, as a result of which a level indicator is possible or is formed. If necessary, the piston 41 can have a conspicuous color in comparison to the liquid 5, so that it forms a display element for displaying the fill level.
  • the device 1 To generate a pneumatic overpressure between the hollow cylinder 39 and the further hollow cylinder of the housing 49, the device 1 only has one in Figure 1 shown pressure generator 9.
  • the pressure generator 9 has a piston-cylinder arrangement 43 with a hollow cylindrical cap 53.
  • the housing 49 engages in an interior of the cap 53.
  • an overpressure 11 can be generated inside the housing 49.
  • This is Figure 1 symbolized by a first arrow 51.
  • the overpressure 11 spreads evenly within the housing 49 and is therefore also in contact with the open end 37 of the hollow cylinder 39 of the liquid reservoir 7.
  • the overpressure 11 is therefore transferred into the interior of the hollow cylinder 39 and from there to the piston 41 and via this to the liquid 5.
  • the liquid 5 is also in comparison to an ambient pressure under the overpressure 11. This results in actuation of the pressure generator 9 the liquid 5 is pressed in the direction of the application unit 17.
  • the application unit 17 optionally has an outlet valve (not shown in more detail) which either blocks or releases an outlet, the liquid being able to be discharged through the outlet onto the surface 3.
  • the application unit 17 can in particular have a brush, the concern of the excess pressure 11 is soaked with the liquid 5 and serves to apply it to the surface 3.
  • Another variant with an automatically closing discharge valve is further below in the Figures 6 to 12 described.
  • the application unit 17 In order to protect the application unit 17 from drying out and / or volatilization, it can be closed with a closure 57.
  • the shutter 57 is in Figure 3 shown and also has a high cylindrical shape, the application unit 17 engaging in an interior of the closure 57 in the closed state.
  • the cap 53 of the pressure generator 9 and the closure 57 can optionally have recessed grips in order to increase ergonomics or operability.
  • FIGS Figure 4 shows a three-dimensional view obliquely from the front of an exchangeable liquid storage device 7, which is shown in FIGS Figures 1 to 3 Device 1 shown.
  • the liquid reservoir 7 has the hollow cylinder 39 with the open end 37.
  • the piston 41 can be seen, which is arranged within the hollow cylinder 39 in order to close the open end 37.
  • the liquid reservoir 7 is closed by means of a sectionalized membrane 59.
  • the membrane 59 has a multiplicity of sectors 61 which are in sealing contact with one another in the non-actuated state. When the overpressure 11 acts, the sectors 61 move apart due to the hydraulic pressure then present, so that the liquid 5 can emerge from the liquid store 7.
  • the membrane 59 closes automatically, so that the liquid reservoir 7 is sealed again and no more liquid 5 can escape.
  • the membrane 59 is connected upstream of the application unit 17 and feeds it with the liquid 5 as soon as the excess pressure 11 is present.
  • FIG. 5 shows a partial longitudinal section of a device 1 analogous to the device 1 shown in the previous figures.
  • the pressure generator 9 has a metering pump 31 for metering the liquid 5.
  • the pressure generator 9 has a pressure piston 63 which engages directly in the hollow cylinder 39 of the liquid store 7.
  • the overpressure 11 does not form within the housing 49 but only between the pressure piston 63 and the piston 41 serving as a closure.
  • the pressure piston 63 thus extends through the open end 37 of the hollow cylinder 39.
  • the pressure piston 63 by means of a clearance fit inside of the hollow cylinder 39 is mounted and thereby achieves sufficient tightness to generate the excess pressure 11.
  • a venting device 35 results in a remaining gap 65 between the pressure piston 63 and the hollow cylinder 39.
  • Figure 5 drawn schematically by means of a symbol of a choke.
  • the venting device 35 thus connects an interior of the device 1 to an environment of the device 1 and, if the pressure generator 9 is not operated for a long time, puts a pressure accumulator 33 formed between the pressure piston 63 and the piston 41 on the ambient pressure with a time delay. This is useful in order to compensate for pressure differences that may occur in the event of prolonged non-use, in particular due to temperature differences or compressed air differences, and thus to prevent the liquid 5 from inadvertently escaping.
  • a sealing lip 67 can be provided between an outer surface of the pressure piston 63 and an inner surface of the hollow cylinder 39.
  • the sealing lip 67 can be in Figure 5 Realize schematically drawn check valve 69, which opens when the pressure piston 63 is retracted, that is to say when the internal volume inside the device 1 is increased. This prevents the liquid 5 and the piston 41 from being sucked back when the cap 53 is moved back against the direction of the first arrow 51.
  • FIG. 5 another alternative of the pressure generator 9 is shown.
  • the ambient pressure 71 which is given outside the device 1.
  • the sealing lip 67 is provided between an outer surface of the housing 49 and a cylindrical inner surface of the cap 53.
  • the sealing lip 67 is optional and a corresponding gap 65 remaining between the cap 53 and the housing 49 can be used to seal or to form the ventilation device 35.
  • the pressure accumulator 33 is arranged within the housing 49 or is formed by an inner volume of the housing 49.
  • Figure 6 shows a hydropneumatic circuit diagram of the device 1 shown in the previous figures.
  • the pressure generator 9 which can be viewed in particular as a spring-reset manually operated metering pump, sucks in air which is at ambient pressure 71.
  • the cap 53 By actuating the cap 53, the excess pressure 11 is generated and is therefore equally present on the optional venting device 35, the pressure accumulator 33 and the liquid accumulator 7.
  • the liquid accumulator 7, the pressure accumulator 33 and the venting device 35 are therefore connected downstream of the pressure generator 9 or connected in parallel.
  • the pressure generator 9 has, in particular, a lock 85, by means of which an actuation of the pressure generator can be selectively blocked or released by manual setting, which is shown in Figure 6 is indicated by a double arrow 87.
  • the piston 41 for closing the liquid reservoir 7 forms a transmission element between a pneumatic side and a hydraulic side of the device 1 having the liquid 5.
  • the application unit 17 is hydraulically connected to the liquid reservoir 7. This serves to apply the liquid 5 to the surface 3, in particular a horn surface or skin surface of a human body.
  • the application unit 17 is designed as a manually operated spring-return check valve that opens in the direction of the surface 3.
  • the application unit 17 is arranged downstream of the liquid store 7.
  • a pre-metering chamber 79 is connected between the application unit 17 and the liquid reservoir 7. This can be filled with the liquid 5 by actuating the pressure generator 9 and is used for intermediate storage immediately before the spreading. As a result, the printer puller 9 only has to be actuated occasionally.
  • a hydraulic throttle can also be connected between the liquid reservoir 7 and the pre-metering chamber 79. This can prevent or minimize accidental escape and unwanted drying out and / or volatilization of the liquid 5.
  • a pneumatic throttle 81 which ventilates the pre-metering chamber 79 downstream, that is, puts it at an ambient pressure.
  • the pre-metering chamber 79 can be better filled with the liquid 5.
  • the throttle 81 can be formed, for example, by a sealing gap of the application unit 17 that is just just passable for air.
  • FIGS Figures 11 and 12 show a schematic longitudinal sectional view of a device 1 for applying a liquid 5 to the surface 3.
  • the device 1 is shown without the housing 49 and the pressure generator 9.
  • the illustrated outlet valve 15 of the application unit 17 has an elastic material 19 with a wiper lip 21 and a shut-off membrane 23.
  • the elastic material 19 is under a prestress and therefore exerts a pressing force 25 on an outlet 13 and seals it in an unactuated state, as shown in FIG. 11.
  • the outlet 13 is hydraulically connected downstream of the liquid reservoir 7 and serves to discharge the liquid 5.
  • the optionally interposed pre-metering chamber 79 can be seen, which is partly delimited by the shut-off membrane 23 and partly by a conically tapering fluid path 27.
  • the hollow cylinder 39 of the liquid reservoir 7 is followed by the fluid path 27 tapering opposite the open end 37.
  • the fluid path 27 has a section which is shut off by the shut-off membrane 23 in the non-actuated state.
  • the section has the pre-metering chamber 79.
  • the fluid path 27 has an internal projection 89. This additionally reduces a flow cross-section of the fluid path 27 and forms the optional hydraulic throttle 83.
  • the application unit 17 is fixed to an outside 29 of the fluid path 27 in a positive and / or non-positive manner. The fixation can be released non-destructively using manual forces and can be restored if necessary.
  • the pressing force 25 can be induced by pressing the application unit 17 or the wiping lip 21 onto the surface 3, which leads to an elastic deformation of the shut-off membrane 23 and thereby an opening of the outlet valve 15.
  • a thin film of the liquid 5 can thereby emerge from the pre-metering chamber 79 and be applied to the surface 3, which is shown in FIG Figure 12 by means of a bold curved line is indicated.
  • the device 1 or the wiper lip 21 of the device 1 can be pulled along the surface 3 and at the same time pressed on by means of the contact pressure 25, which is shown in FIG Figure 12 is symbolized by means of a second arrow 75.
  • FIGs 7 to 9 show different views of the in the Figures 10 to 12 order unit 17 also shown.
  • Figure 7 shows a bottom view of the wiper lip 21 of the application unit 17.
  • Figure 8 shows a plan view of a side of the application unit 17 and 17 opposite the wiper lip 21
  • Figure 9 shows a side view of the application unit 17.
  • the application unit 17 has a contour adapted to the outlet 13 of the conically tapering fluid path 27. This makes it possible, by means of the shut-off membrane 23, to shut off the fluid path 27, that is to say the outlet 13, into which the pre-metering chamber 79 opens, in the non-actuated state.
  • the piston 41 can have a cone pointing in the direction of the fluid path 27 and adapted to this, in order to minimize a non-emptying residual amount of the liquid 5.
  • the application unit 17 has an x-shaped or otter tail shape and is cambered at a front end.
  • the application unit 17 is adapted, for example, to a nail surface of the human body and can ensure precise application to the surface 3 of the nail. In particular, corners or curves of a nail bed can be better reached.
  • the application unit 17 has an elastic fixing ring 47, which together with one in the Figures 11 and 12 recognizable outer groove 77 of the cylindrically tapered fluid path 27 forms a fixing device 45.
  • the fixing device 45 By means of the fixing device 45, the application unit 17 can be detachably connected to the rest of the device 1 for maintenance and / or cleaning purposes. The connection is positive and / or non-positive.
  • the pneumatic excess pressure 11 is generated by the actuation of the pressure generator. This can be done by manual operation. If necessary, the manual actuation by means of the lock 85 can be released beforehand.
  • the excess pressure 11 is stored by means of the pressure accumulator 33 and transferred to the liquid 5.
  • the liquid is stored in the liquid store 7.
  • the outlet valve By manual actuation of the outlet valve, the liquid acted upon by the pneumatic excess pressure 11 is discharged and spread on the surface 3 with the wiper lip 21.
  • the opening of the outlet valve takes place automatically and manually in a finely metered manner when spreading by means of the contact force 25 that can be generated manually and transmitted from the surface 3 to the wiping lip 21.
  • the elastic material 19 can advantageously be pretensioned in order to bring about the restoring force for closing the outlet valve 15. A sealing contact between the elastic material 19 and the outlet 13 can be produced by means of the restoring force caused.
  • the elastic material 19 is deformed against the restoring force by means of the contact pressure. Before the actual application of the liquid 5 takes place, according to a preferred alternative this is temporarily stored in the pre-metering chamber 79 downstream of the outlet valve 15.
  • the pre-metering chamber 79 can optionally be vented by means of the pneumatic throttle 81 for filling with the liquid.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydropneumatische Vorrichtung (1) zum Speichern und dosierten Auftragen einer Flüssigkeit (5) auf eine Oberfläche (3), insbesondere Horn- oder Hautfläche eine menschlichen Körpers, mit:- einem Flüssigkeitsspeicher (7) zum Speichern der Flüssigkeit (5),- einem dem Flüssigkeitsspeicher (7) vorgeschalteten Druckerzeuger (9) zum Erzeugen eines auf die Flüssigkeit (5) wirkenden Überdrucks (11),- einem stromabwärts des Flüssigkeitsspeichers (7) angeordneten Auslass (13) zum Auslassen der Flüssigkeit (5) auf die Oberfläche (3), und- einem stromabwärts des Flüssigkeitsspeichers (7) angeordneten manuell betätigbaren Auslassventil (15), mittels dem der Auslass (13) wahlweise zum Auftragen der Flüssigkeit (5) auf die Oberfläche (3) öffenbar oder zum Speichern der Flüssigkeit (5) geschlossen haltbar ist.Um ein sicheres Speichern und möglichst einfaches Dosieren der Flüssigkeit (5) beim Auftragen auf die Oberfläche (3) zu ermöglichen, ist die Vorrichtung (1) mit einer Auftragseinheit (17) zum Auftragen der Flüssigkeit (5) auf die Oberfläche (3) ausgestattet, die durch manuelle Kräfte von der übrigen Vorrichtung (1) für Wartungs- und Reinigungszwecke lösbar ist.

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine hydropneumatische Vorrichtung zum Speichern und dosierten Auftragen einer Flüssigkeit auf eine Oberfläche, insbesondere Horn- oder Hautfläche eines menschlichen Körpers, mit einem Flüssigkeitsspeicher zum Speichern der Flüssigkeit, einem dem Flüssigkeitsspeicher vorgeschalteten Druckerzeuger zum Erzeugen eines auf die Flüssigkeit wirkenden Überdrucks sowie einem stromabwärts des Flüssigkeitsspeichers angeordneten Auslass zum Auslassen der Flüssigkeit auf die Oberfläche, eine mit der hydropneumatischen Vorrichtung zusammenwirkende Auftragseinheit und ein vorrichtungsgemäßes Verfahren.
    • Stand der Technik
  • Das Speichern und dosierte Auftragen von Flüssigkeiten auf Oberflächen, beispielsweise Horn- und/oder Hautflächen eines menschlichen Körpers ist bekannt. Für Nagellacke sind dazu Fläschchen zum Speichern des Nagellackes sowie in das Fläschchen eintauchend Pinsel gebräuchlich. Außerdem sind beispielsweise zum Auftragen von Lipgloss elastische pipettenartige Auftragsmittel bekannt.
  • Die DE 10 2012 109 380 A1 schlägt dazu beispielsweise eine Vorrichtung zum Aufbewahren und Auftragen einer fließfähigen Substanz vor. Diese weist ein erstes Reservoir zum Aufbewahren einer ersten Substanzmenge und ein zweites Reservoir zum Aufbewahren und dosierbaren Abgeben einer zweiten Substanzmenge auf. Das zweite Reservoir sieht zum Verändern seines Fassungsvermögens wenigstens teilweise eine flexible Wand vor und ist durch Eintauchen einer Füllöffnung in die erste Substanzmenge im ersten Reservoir und Ansaugen derselben befüllbar oder nachfüllbar. Das zweite Reservoir umfasst eine mit der Füllöffnung korrespondierende Dosieröffnung und ein Auftragsmittel, wobei das Auftragsmittel wenigstens teilweise aus einem flexiblen Material hergestellt ist und einen Speicher umfasst, der einen ersten Teil des zweiten Reservoirs bildet und der in die Dosieröffnung mündet.
  • Aus der DE 30 39 415 A1 ist ein Klebstoffauftrags-Apparat mit Förderung des Klebstoffs mittels Druckluft über ein Steigrohr aus einem Original-Klebstoffgebinde heraus und über eine Förderleitung zu einem, insbesondere handbetätigten Ventil bekannt. Es ist eine über das Gerät mit dem Innern des in ein gegenüber dem Arbeitsdruck formstabiles Gehäuse eingepassten Originalgebindes verbundene, handbetriebene Luftpumpe mit Druckluftzuführung zum Klebstoffgebinde durch einen zwischen Steigrohr und einer das Steigrohr elastisch umschließenden Dichtmanschette gebildeten und in Gegenrichtung für den Klebstoff sperrenden Spalt, vorgesehen.
  • Ein in der DE 10 2009 053 291 A1 offenbarter Lackstift enthält ein Gehäuse zur Aufnahme eines Flüssigkeitsvorrates, ein von dem Gehäuse vorstehendes und relativ zum Gehäuse bewegbares Auftragselement zum Auftragen von Lack auf eine Oberfläche, eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Lackvorrat und dem Auftragselement, und ein Ventil, das die Flüssigkeitsverbindung bei Nichtgebrauch des Lackstiftes unterbricht und bei Gebrauch des Lackstiftes infolge einer Relativbewegung zwischen dem Auftragselement und dem Gehäuse beim Andrücken des Auftragselements an eine zu lackierende Oberfläche öffnet, wobei das Auftragselement als eine Zahnrakel ausgebildet ist.
  • Die WO 2007/064095 A1 bezieht sich im Allgemeinen auf ein automatisches, stiftförmiges Gehäuse, das es einem Benutzer ermöglicht, ein flüssiges Kosmetikum durch Drücken der Auslösetaste in einen Pinsel zu entleeren, insbesondere auf eine verbesserte Struktur einer Ausgabeeinheit, die ein flüssiges Kosmetikprodukt abgibt, um dadurch die Produktivität im Montageprozess zu erhöhen und gleichzeitig die Herstellungskosten zu senken. Als solches beinhaltet ein flüssiges Foundation-Gefäß, das in der Lage ist, den in einem Gehäuse für einen Make-up-Pinsel aufbewahrten Flüssigkeitsinhalt durch Drücken eines Auslösetasters abzugeben: ein Gehäuse, das aus einem ersten Behälter, in dem der Flüssigkeitsinhalt aufbewahrt wird, und einem zweiten Behälter, in dem ein Pumpenschlauch installiert ist, gebildet ist; ein Rückschlagventil, das in dem ersten Behälter montiert ist; den Pumpenschlauch, der in dem zweiten Behälter installiert ist; ein Ventil, das an dem vorderen Ende des Pumpenschlauches montiert ist; eine Auslösetaste zum Herunterdrücken des Pumpenschlauchs; und einen Make-up-Pinsel, er an einem freiliegenden Ende des zweiten Behälters installiert ist.
  • Die US 2009/0038545 A1 stellt einen Flüssigkeitsapplikator zur Verfügung, der ein einfaches Auftragen einer Applikationsflüssigkeit auch bei hoher Viskosität ermöglicht und der die darin enthaltene Applikationsflüssigkeit vor der Verunreinigung durch Mikroben usw. aus der Außenluft und der Umgebung schützen kann, und beinhaltet ein Flüssigkeitsdruckmittel zum Unterdrucksetzen einer Applikationsflüssigkeit innerhalb eines Hauptkörpers, um die Applikationsflüssigkeit einem Applikationsglied am vorderen Ende durch Pressen von Flüssigkeitsdruckmitteln zuzuführen, worin das Applikationsglied aus einem elastischen Material besteht, eine Ventilanordnung aufweist, die mit einem Kommunikationsweg zur Kommunikation zwischen der Innenseite und der Außenseite des Hauptkörpers ausgebildet ist und den Kommunikationsweg im Normalzustand durch Elastizität schließen und den Kommunikationsweg durch elastische Verformung des Kommunikationsweges öffnen kann, wenn die Applikationsflüssigkeit durch Flüssigkeitsdruckmittel unter Druck gesetzt wird, und eine Auswurföffnung des Kommunikationsweges der Ventilanordnung nach vorne auf den Anwendungsabschnitt des Anwendungselements gerichtet ist. Dementsprechend schließt diese Konfiguration die Ventilstruktur im Normalzustand zuverlässig, auch wenn die Anwendungsflüssigkeit eine hohe Viskosität aufweist.
    • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Speichern und dosiertes Auftragen einer Flüssigkeit auf eine Oberfläche zu verbessern, insbesondere Überdosierungen beim Auftragen zu vermeiden und/oder ein sicheres Speichern der Flüssigkeit zu ermöglichen und/oder einen sparsameren Umgang mit der Flüssigkeit zu ermöglichen und/oder ein Austrocknen oder Verflüchtigen der Flüssigkeit zu verhindern.
  • Die Aufgabe ist bei einer hydropneumatischen Vorrichtung zum Speichern und dosierten Auftragen einer Flüssigkeit auf einer Oberfläche, insbesondere Horn- oder Hautfläche eines menschlichen Körpers mit einem Flüssigkeitsspeicher zum Speichern der Flüssigkeit, einem dem Flüssigkeitsspeicher vorgeschalteten Druckerzeuger zum Erzeugen eines auf die Flüssigkeit wirkenden Überdrucks und einem stromabwärts des Flüssigkeitserzeugers angeordneten Auslass zum Auslassen der Flüssigkeit auf die Oberfläche, mit einem stromabwärts des Flüssigkeitsspeichers angeordneten manuell betätigten Auslassventil, mittels dem der Auslass wahlweise zum Auftragen der Flüssigkeit auf die Oberfläche öffenbar oder zum Speichern der Flüssigkeit geschlossen haltbar ist, durch eine Auftragseinheit zum Auftragen der Flüssigkeit auf die Oberfläche gelöst, die durch manuelle Kräfte von der übrigen Vorrichtung für Wartungs- und Reinigungszwecke lösbar ist. Die Auftragseinheit ist vorzugsweise zerstörungsfrei und/oder wiederholbar von der übrigen Vorrichtung lösbar und wieder mit dieser verbindbar. Dadurch kann diese entweder zu Wartungszwecken gereinigt und/oder ausgetauscht werden, was über lange Zeiträume eine genauere Dosierung ermöglicht und Ressourcen einspart, da bei einem eventuellen Verschließ oder Verschmutzen der Auftragseinheit nicht die komplette Vorrichtung weggeworfen oder ausgetauscht werden muss. Ferner kann ein Wechsel auf eine Flüssigkeit mit einer anderen Farbe einfacher vorgenommen werden. Durch das manuell betätigbare Auslassventil kann eine bessere und genauere Dosierung der Flüssigkeit auf der Oberfläche realisiert werden. Zum Öffnen selbst ist vorteilhaft kein Unterdrucksetzten der Flüssigkeit erforderlich. Der Überdruck dient also vorzugsweise nur zum Dosieren und Austreiben der Flüssigkeit auf die Oberfläche. Dadurch kann eine genauere Dosierung gewährleistet werden. Vorzugsweise kann der Überdruck mittels des Druckerzeugers dosiert und/oder voreingestellt werden, ohne dass sich dadurch das Auslassventil öffnet. Der voreingestellte Überdruck steht dann bei geöffnetem Auslassventil für das exakt dosierte Auftragen zur Verfügung. Außerdem ist durch das geschlossen gehaltene Auslassventil die Flüssigkeit während einer Nichtverwendung der Vorrichtung sicher gespeichert. Außerdem kann ein versehentliches Auslaufen der Flüssigkeit vermieden werden, da das Auslassventil gezielt nur während des Auftragens manuell geöffnet werden kann. Eine Trennung eines möglicherweise offenstehenden Flüssigkeitsspeichers und der Auftragseinheit während des Auftragens sind nicht erforderlich, so dass ein Austrocknen beziehungsweise ungewolltes Verflüchtigen der Flüssigkeit sowie versehentliches Umstoßen und Auslaufen des Flüssigkeitsspeichers nicht vorkommen kann. Es werden werden weniger Lösungsmittel zum Erhalten einer Fließfähigkeit der Flüssigkeit benötigt, da das Auslassventil immer nur kurzzeitig geöffnet ist und einen im Vergleich kleinen Querschnitt freigibt, über den ein Verflüchtigen des Lösungsmittels erfolgen kann. Schließlich wird eine nicht entleerbare und/oder nicht verwendbare Restmenge deutlich reduziert, da durch die geringe Verdunstung des Lösungsmittels die für den Auftrag notwendige Fließfähigkeit der Flüssigkeit bis zur vollständigen Entleerung deutlich konstanter ist. Es wird also ein sparsamerer Umgang mit der Flüssigkeit ermöglicht. Dadurch kann der Flüssigkeitsspeicher bei gleicher Reichweite kleiner dimensioniert werden. Bei dem pneumatischen Druckerzeuger kann es sich um ein gebräuchliches Standardbauteil handeln, wie es beispielsweise in Seifenspendern Verwendung findet.
  • Es ist optional denkbar, dass dem Auslassventil eine Vordosierkammer vorgeschaltet ist, die mittels einer Betätigung des Druckerzeugers mit der Flüssigkeit befüllbar ist und im befüllten Zustand den Auslass speist. Dadurch kann zusätzlich eine versehentliche Überdosierung der Flüssigkeit vermieden werden. Außerdem kann nach einer einmaligen Betätigung des Druckerzeugers in der Vordosierkammer zwischengespeicherte Flüssigkeit ohne erneutes Betätigen des Druckerzeugers verbraucht werden.
  • Eine weitere Option besteht darin, dass zwischen die Vordosierkammer und den Flüssigkeitsspeicher eine hydraulische Drossel geschaltet ist. Die Drossel kann eine einfache Querschnittsverengung aufweisen, beispielsweise kleiner als 2 mm2. Dadurch kann ein versehentliches Entweichen der Flüssigkeit und/oder eines in dieser enthaltenes Lösungsmittel noch besser vermeiden werden, wobei das gewünschte Befüllen der Vordosierkammer nicht oder zumindest nicht Wesentlich beeinträchtigt wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist eine Auftragseinheit mit einem elastisch verformbaren Material vorgesehen, was eine Abstreiflippe zum Verstreichen der Flüssigkeit aufweist. Durch das elastische verformbare Material und die Abstreiflippe kann ein genau dosiertes Auftragen der Flüssigkeit erfolgen. Das elastische Material kann sich während des Auftragens verformen und je nach einem Grad der Verformung bzw. einer manuell ausgeübten Anpresskraft mit einer entsprechend dosierbaren Rückstellkraft reagieren, so dass eine dicke eines Flüssigkeitsfilms auf der Oberfläche mittels der manuellen Betätigung sehr einfach ausgewählt bzw. eingestellt werden kann.
  • Bevorzugt ist es möglich, dass die Auftragseinheit mit der übrigen Vorrichtung lösbar verbindbar ist. Die Auftragseinheit kann beispielsweise für Reinigungszwecke gelöst werden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass auch der Flüssigkeitsspeicher mit der übrigen Vorrichtung lösbar verbindbar ist bzw. in diese einsetzbar ist. Durch diese Kombination ist es möglich, die Vorrichtung für unterschiedliche Flüssigkeiten, insbesondere unterschiedliche Farben anzupassen. Es kann beispielsweise ein Flüssigkeitsspeicher mit einer anderen Farbe eingesetzt werden, wobei zuvor vorteilhaft zunächst ein Reinigen der Auftragseinheit erfolgen kann.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass die Auftragseinheit eine mit der Abstreiflippe mechanisch verbundene Absperrmembran des Auslassventils aufweist, wobei eine zwischen der Oberfläche und der Abstreiflippe manuell übertragbare Anpresskraft das Auslassventil öffnet und das Auslassventil kraftlos geschlossen ist. Die manuell übertragbare Anpresskraft kann beispielsweise durch ein manuelles Heranführen der Abstreiflippe der Vorrichtung an die Oberfläche und dadurch in Anlagekontakt bringen erfolgen. Je nachdem wie stark die Abstreiflippe der Vorrichtung gegen die Oberfläche gedrückt wird, stellt sich aufgrund der Elastizität der Auftragseinheit eine höhere oder niedrigere Anpresskraft ein. Dadurch kann das Dosieren der Flüssigkeit auf der Oberfläche besonders einfach erfolgen. Falls die Vorrichtung wieder von der Oberfläche weggenommen wird, bewirkt das elastisch verformbare Material eine Rückstellkraft, die für das Schließen des Auslassventils sorgt.
  • Dadurch ist also das Auslassventil kraftlos, also im nichtbenutzten Zustand der Vorrichtung geschlossen. Die Flüssigkeit ist dadurch während des Nichtbenutzens sicher innerhalb des Flüssigkeitsspeichers eingeschlossen.
  • Außerdem ist es denkbar, dass die Absperrmembran der Auftragseinheit das elastisch verformbare Material aufweist, das zum geschlossen halten des Auslassventils vorgespannt ist und zum Öffnen des Auslassventils mittels der Anpresskraft verformbar ist. Insbesondere dient die Absperrmembran zum Verschließen des Auslasses. Dazu kann die Absperrmembran mit dem Auslass in einen Anlagekontakt gebracht werden, wobei mittels einer Rückstellkraft bzw. der Vorspannung des elastisch verformbaren Materials eine Dichtkraft zum Sperren des Auslassventils und damit zum Verschließen des Auslasses aufbringbar ist.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass dem Flüssigkeitsspeicher ein sich stromabwärts verjüngender Fluidpfad nachgeschaltet ist, der in den Auslass mündet, wobei die Auftragseinheit zum Sperren des Auslasses und Bilden des Auslassventils auf einer Außenseite des Fluidpfads angebracht ist. Der Fluidpfad weist vorzugsweise einen Durchbruch auf, der den Auslass bildet. Der Auslass bzw. der Durchbruch können beispielsweise durch einen Ausschnitt an einem verjüngten Ende des Fluidpfades gebildet werden. Der Fluidpfad kann dazu kegelförmig ausgebildet sein. Es sind jedoch auch andere Formen, beispielsweise pyramidenförmig, stufenförmig oder ähnliches denkbar. Der Auslass bzw. eine umlaufende Kontur des Auslasses ist an eine Kontur der Absperrmembran angepasst und dadurch mit dieser in einen dichtenden Anlagekontakt bringbar. Durch ein elastisches Verformen der Anpressmembran ist dieser dichtende Anlagekontakt aufhebbar, wobei dadurch das Auslassventil öffenbar ist.
  • Eine weitere mögliche Variante der Vorrichtung sieht vor, dass der Druckerzeuger eine pneumatische Dosierpumpe aufweist, der ein pneumatischer Druckspeicher und der Flüssigkeitsspeicher nachgeschaltet sind. Der von der Dosierpumpe erzeugte pneumatische Druck kann zunächst in dem Druckspeicher zwischengespeichert werden. Dadurch muss während des Auftragens der Flüssigkeit nicht ständig die Dosierpumpe bzw. der Druckerzeuger betätigt werden. Dadurch dass der Flüssigkeitsspeicher der Dosierpumpe nachgeschaltet ist, wirkt der Überdruck auf die Flüssigkeit, die dadurch bei geöffnetem Auslassventil automatisch in die Vordosierkammer geleitet und schließlich durch den Auslass ausgelassen wird. Vorteilhaft kann dies fein dosiert erfolgen, nämlich durch ein manuelles Steuern der Anpresskraft der Abstreiflippe auf die Oberfläche.
  • Darüber hinaus ist es denkbar, dass der Dosierpumpe eine Entlüftungsvorrichtung parallel geschaltet ist, die den Druckspeicher und den Flüssigkeitsspeicher auf einen Umgebungsdruck legt. Die Entlüftungsvorrichtung wirkt insbesondere zeitverzögert, so dass der Überdruck in dem Druckspeicher für eine gewisse Zeit erhalten bleibt und beispielsweise bei einer längeren Nichtbenutzung der Vorrichtung entweicht. Dadurch ist es möglich, Druckunterschiede zwischen dem innenliegenden Druckspeicher und der Umgebung, die beispielsweise durch Druckluftschwankungen, Temperaturunterschiede und direkt nach einer Verwendung auftreten können, auszugleichen. Dadurch kann ebenfalls ein sichereres Speichern ermöglicht bzw. ein unerwünschtes Auslaufen der Flüssigkeit während eines Nichtbenutzens der Vorrichtung sicher vermieden werden. Die Ausführung der Entlüftungsvorrichtung kann variiert werden, beispielsweise als Drossel, Überdruckventil und/oder Rückschlagventil. Es ist denkbar, die Entlüftungsvorrichtung so auszulegen, dass diese einen in dem Druckspeicher und damit auf die Flüssigkeit wirkenden Überdruck so begrenzt, dass ein ungewolltes druckbedingtes Öffnen des Auslassventils nicht erfolgt. Alternativ ist es denkbar, den Druck so zu begrenzen, dass zwar ein druckbedingtes Öffnen des Auslassventils erfolgt, jedoch lediglich in einem so geringen Maße, dass noch ein sicheres Auftragen der Flüssigkeit ohne Überdosierung erfolgen kann.
  • Bevorzugt weist der Flüssigkeitsspeicher einen Hohlzylinder auf. In dem Hohlzylinder kann die Flüssigkeit gespeichert werden. Der Hohlzylinder ist gegenüberliegend von dem Auslass an einem offenen Ende geöffnet. Das offene Ende ist mittels eines innerhalb des Hohlzylinders längsverschieblichen Kolbens verschließbar, wobei das offene Ende stromabwärts des Druckerzeugers angeordnet ist. Der Kolben ist bevorzugt reibgemindert, jedoch gegen ein Austreten der Flüssigkeit in Richtung des offenen Endes hin dichtend längsverschieblich innerhalb des Hohlzylinders gelagert. Dadurch kann ein auf den Kolben wirkender Druck, den die Dosierpumpe bereitstellt, möglichst verlustfrei auf die Flüssigkeit übertragen werden. Der Kolben ist also pneumatisch stromabwärts der Dosierpumpe und des Druckspeichers angeordnet und hydraulisch mit der Flüssigkeit verbunden. Der Hohlzylinder und der Kolben weisen aneinander angepasste Querschnitte auf, beispielsweise kreisförmig, rechteckig, quadratisch. Besonders bevorzugt ist der Kolben auf einer dem offenen Ende gegenüberliegenden Seite an eine Form des Auslasses angepasst, insbesondere konisch geformt, um eine nicht entleerbare Restmenge zu minimieren.
  • Schließlich ist es denkbar, die Vorrichtung so zu gestalten, dass der Druckerzeuger eine gegenüber dem Auslass angeordnete manuell betätigbare pneumatische Kolbenzylinderanordnung zum Erzeugen des Überdrucks aufweist. Die Kolbenzylinderanordnung kann insbesondere einen Pumpzylinder aufweisen, der in das offene Ende des Hohlzylinders des Flüssigkeitsspeichers eingreift. Dadurch kann direkt zwischen dem Pumpkolben und dem längsverschieblichen Kolben ein pneumatischer Überdruck aufgebaut werden. Gemäß einer Alternative ist es möglich, dass der Flüssigkeitsspeicher in einem druckdichten Gehäuse untergebracht ist, wobei ein in dem Gehäuse wirkender Überdruck an dem offenen Ende des Flüssigkeitsspeichers anliegt. Ein Inneres des druckdichten Gehäuses weist den Druckspeicher auf beziehungswiese bildet diesen aus. In diesem Fall kann beispielsweise eine längsverschiebliche zylindrische Kappe, die druckdicht auf einem Ende des Gehäuses sitzt zum Erzeugen des pneumatischen Überdrucks vorgesehen sein. Insbesondere kann die Kolbenzylinderanordnung ein Standardbauteil zum Erzeugen eines Überdrucks aufweisen.
  • Zum Realisieren einer Füllstandsanzeige des Flüssigkeitsspeichers ist es denkbar, dass dieser zumindest teilweise transparent ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch das Gehäuse zumindest teilweise transparent ausgebildet sein bzw. ein benachbart zu dem Flüssigkeitsspeicher angeordnet ein Sichtfenster aufweisen. Dadurch kann jederzeit kontrolliert werden, wie viel Flüssigkeit sich noch in dem Flüssigkeitsspeicher befindet und ob dieser gegebenenfalls ausgewechselt werden muss. Alternativ oder zusätzlich können der Flüssigkeitsspeicher und/oder der Kolben ein Material aufweisen, das von der Flüssigkeit möglichst wenig benetzt wird. Dadurch kann die Füllstandsanzeige besser abgelesen werden.
  • Schließlich ist es denkbar, dass der Druckerzeuger eine Sperre zum Sperren der manuellen Betätigung aufweist. Dadurch kann bei einem Transport und/oder bei einer Lagerung eine versehentliche Betätigung und damit ein versehentliches auslaufen der Flüssigkeit vermieden werden.
  • Die Aufgabe ist außerdem bei einem Verfahren zum Speichern und dosierten Auftragen einer Flüssigkeit auf eine Oberfläche durch Erzeugen eines pneumatischen Überdrucks mittels eines manuell betätigbaren Druckerzeugers, Speichern des pneumatischen Überdrucks mittels eines Druckspeichers, Speichern der Flüssigkeit mittels eines Flüssigkeitsspeichers, Weiterleiten des pneumatischen Überdrucks auf die Flüssigkeit, Auslassen der mit dem pneumatischen Überdruck beaufschlagten Flüssigkeit mittels eines manuell betätigbaren Auslassventils, Verstreichen der ausgelassenen Flüssigkeit auf die Oberfläche mittels einer Abstreiflippe und Öffnen des Auslassventils mittels einer bei dem Verstreichen manuell erzeugbaren von der Oberfläche auf die Abstreiflippe übertragbaren Anpresskraft gelöst. Die Flüssigkeit kann in dem Flüssigkeitsspeicher sicher gespeichert und manuell betätigt fein dosiert auf die Oberfläche aufgetragen werden. Das Verfahren wird insbesondere mittels einer vorab beschriebenen hydropneumatischen Vorrichtung durchgeführt. Insofern ergeben sich auch die vorab beschriebenen Vorteile.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens sieht ein Verschließen, Öffnen und Verstreichen der Flüssigkeit mittels eines elastischen verformbaren Materials und/oder ein Vorspannen des elastischen Materials zum Verschließen des Auslassventils und/oder ein Herstellen eines dichtenden Anlagekontakts zwischen dem elastischen Material und dem Auslass mittels der bewirkten Rückstellkraft und/oder ein Verformen des elastischen Materials mittels der Anpresskraft zum Öffnen des Auslassventils und/oder ein Zwischenspeichern der Flüssigkeit in einer dem Auslassventil nachgeschalteten Vordosierkammer vor. Das elastische Material bewirkt eine Rückstellkraft und damit einen dichten Anlagekontakt an dem Auslass zum Verschließen des Auslassventils. Außerdem kann die Vordosierkammer von dem elastischen Material zumindest bereichsweise abgegrenzt werden. Das elastische Material hat also mehrere Funktionen, nämlich das Verschließen, Öffnen und dosierte Verstreichen und/oder die Abgrenzung der Vordosierkammer. Dies ermöglicht einen vergleichsweise einfachen Aufbau der hydropneumatischen Vorrichtung und eine einfache und sichere Durchführung des Verfahrens.
  • Die Aufgabe ist schließlich durch eine Auftragseinheit, die mit einer vorab beschriebenen hydropneumatischen Vorrichtung zusammenwirkt und mit dieser lösbar verbundbar ist gelöst. Diese weist eine Abstreiflippe zum Auftragen der Flüssigkeit, eine mit der Abstreiflippe mechanisch verbundene Absperrmembran zum Ausbilden eines Auslassventils im verbundenen Zustand und einer Fixiervorrichtung zum lösbaren Verbinden der Vorrichtung auf. Die Absperrmembran weist ein im verbundenen Zustand vorspannbares elastisches Material auf, wobei dadurch eine Anpresskraft auf einen Auslass der Vorrichtung ausübbar und dieser in einem nicht betätigten Zustand abdichtbar ist. Die Anpresskraft kann als Dichtkraft wirken, wobei insbesondere ein Überdruck im Inneren der Vorrichtung während eines Nichtgebrauchs speicherbar und eine besonderes gutes Abdichtverhalten erzielbar ist. Die Auftragseinheit ermöglicht im zusammengefügten Zustand das Bilden eines Absperrventils sowie das dosierte Auftragen der Flüssigkeit. Mittels der Fixiervorrichtung kann die Auftragseinheit auf einfach Art und Weise lösbar mit der hydropneumatischen Vorrichtung verbunden und vorzugsweise zerstörungsfrei und wiederholbar von dieser getrennt werden. Dies ermöglicht ein Tauschen und/oder Reinigen der Auftragseinheit, insbesondere zum Rüsten der Vorrichtung für unterschiedliche Flüssigkeiten, insbesondere Farben.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Auftragseinheit weist die Fixiervorrichtung einen mit der übrigen Auftragseinheit einstückig verbundenen Fixierring auf, der form- und/oder kraftschlüssig an der Vorrichtung montierbar ist. Vorzugsweise sind der Fixierring und die gesamte Auftragseinheit aus einem elastischen Material gefertigt. Dadurch kann der Fixierring ähnlich wie ein Gummiring auf der hydropneumatischen Vorrichtung unter elastischer Verformung fixiert werden. Eine entsprechende Anpresskraft kann für eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung mit der Vorrichtung sorgen. Gegebenenfalls weist die Vorrichtung einen Rücksprung, insbesondere eine umlaufende Nut auf, in die zum Zwecke der Fixierung der Fixierring eingreift. Insbesondere kann der Fixierring unter einer Vorspannung in die umlaufende Nut eingreifen und ist dadurch verliersicher mit der hydropneumatischen Vorrichtung verbunden und dennoch unter elastischer Verformung, insbesondere durch manuelle Kräfte einfach wieder von dieser lösbar.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und durch Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
    • Kurzbeschreibung der Figuren
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine hydropneumatische Vorrichtung zum Speichern und dosierten Auftragen einer Flüssigkeit auf eine Oberfläche;
    Figur 2
    die in Figur 1 gezeigte Seitenansicht der Vorrichtung, jedoch mit demontiertem Druckerzeuger;
    Figur 3
    die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Seitenansicht der Vorrichtung, jedoch ohne Druckerzeuger und mit montiertem Verschluss;
    Figur 4
    eine dreidimensionale Ansicht von schräg vorne seitlich eines austauschbaren Flüssigkeitsspeichers der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Vorrichtung;
    Figur 5
    eine schematisierte teilweise Längsschnittansicht einer hydropneumatischen Vorrichtung analog der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten, wobei der Druckerzeuger und ein Teil des Flüssigkeitsspeichers zu erkennen sind;
    Figur 6
    ein hydropneumatisches Blockschaltbild einer Vorrichtung analog der in den Figuren 1 bis 5 gezeigten hydropneumatischen Vorrichtung;
    Figuren 7-9
    verschiedene Ansichten einer Auftragseinheit einer weiteren hydropneumatischen Vorrichtung analog der in den Figuren 1 bis 5 gezeigten;
    Figur 10
    eine weitere hydropneumatische Vorrichtung zum Speichern und dosierten Auftragen einer Flüssigkeit auf eine Oberfläche mit der in den Figuren 7 bis 9 gezeigten montierten Auftragseinheit;
    Figuren 11, 12
    eine Detaillängsschnittansicht der in Figur 10 gezeigten Auftragseinheit im geschlossenen Zustand und in Figur 12 im geöffneten Zustand während eines Auftragens der Flüssigkeit auf die Oberfläche.
    Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie die jeweiligen Verfahrensschritte beschränkt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas Anderes deutlich macht.
  • Die Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils eine Seitenansicht einer Vorrichtung 1 zum Auftragen einer Flüssigkeit 5 auf eine Oberfläche 3. Die Oberfläche 3 ist in den Figuren 1 bi 3 nicht näher dargestellt, lediglich in Figur 12 schematisiert eingezeichnet. Im Folgenden wird auf die Figuren 1 bis 3 gleichermaßen Bezug genommen und gegebenenfalls auf Unterschiede hingewiesen.
  • Die Vorrichtung 1 weist einen zylinderförmigen Flüssigkeitsspeicher 7 auf, der mit der Flüssigkeit 5 befüllbar ist. Die Flüssigkeit 5 ist lediglich in Figur 3 schematisch eingezeichnet. Bei der Flüssigkeit 5 kann es sich beispielsweise um einen Nagellack handeln, der auf einer Hornfläche aufgetragen werden kann. Alternativ kann es sich auch um eine andere kosmetische Flüssigkeit, beispielsweise ein Lippenstift, ein Lipgloss und oder ähnliches handeln.
  • Es ist zu erkennen, dass die Flüssigkeit 5 in einem Hohlzylinder 39 des Flüssigkeitsspeichers 7 gespeichert werden kann. Um ein versehentliches Auslaufen der Flüssigkeit 5 durch ein offenes Ende 37 des Hohlzylinders 39 zu vermeiden, ist innerhalb des Hohlzylinders 39 ein längsverschieblicher Kolben 41 angeordnet. Bei dem Kolben 41 kann es sich insbesondere um ein Polymermaterial und/oder eine hochviskose Flüssigkeit handeln, die ein Auslaufen der eigentlichen deutlich niedriger viskosen Flüssigkeit 5 verhindert. Vorteilhaft kann der Kolben 41 bei einer Verringerung des Flüssigkeitsstandes nachrücken, so dass die Flüssigkeit 5 stets blasenfrei innerhalb des Flüssigkeitsspeichers 7 gespeichert werden kann.
  • Der Flüssigkeitsspeicher 7 bzw. der Hohlzylinder 39 des Flüssigkeitsspeichers 7 ist innerhalb eines Gehäuses 49 angeordnet. Das Gehäuse 49 ist ebenfalls hohlzylinderförmig ausgebildet bzw. weist einen weiteren Hohlzylinder mit einem größeren Durchmesser auf. Das Gehäuse 49 ist zumindest teilweise transparent. Ebenso ist der Hohlzylinder 39 des Flüssigkeitsspeichers 7 ebenfalls zumindest teilweise transparent. Dadurch können der Kolben 41 sowie die Flüssigkeit 5 von einem äußeren der Vorrichtung 1 wahrgenommen werden, wodurch eine Füllstandsanzeige möglich wird bzw. gebildet wird. Gegebenenfalls kann der Kolben 41 eine auffällige Färbung im Vergleich zu der Flüssigkeit 5 aufweisen, so dass dieser ein Anzeigeelement zum Anzeigen des Füllstandes bildet.
  • Zum Erzeugen eines pneumatischen Überdrucks zwischen dem Hohlzylinder 39 und dem weiteren Hohlzylinder des Gehäuses 49 weist die Vorrichtung 1 einen lediglich in Figur 1 dargestellten Druckerzeuger 9 auf. Der Druckerzeuger 9 weist eine Kolbenzylinderanordnung 43 mit einer hohlzylindrischen Kappe 53 auf. In ein inneres der Kappe 53 greift das Gehäuse 49 ein. Durch ein Niederdrücken der Kappe 53 in Richtung einer Auftragseinheit 17 der Vorrichtung 1 kann im Inneren des Gehäuses 49 ein Überdruck 11 erzeugt werden. Dies ist Figur 1 mittels eines ersten Pfeils 51 symbolisiert. Der Überdruck 11 verbreitet sich gleichmäßig innerhalb des Gehäuses 49 und liegt dadurch auch an dem offenen Ende 37 des Hohlzylinders 39 des Flüssigkeitsspeichers 7 an. Der Überdruck 11 überträgt sich also in das Innere des Hohlzylinders 39 und von dort auf den Kolben 41 und über diesen auf die Flüssigkeit 5. Damit steht die Flüssigkeit 5 ebenfalls im Vergleich zu einem Umgebungsdruck unter dem Überdruck 11. Dadurch wird bei durch Betätigung des Druckerzeugers 9 die Flüssigkeit 5 in Richtung der Auftragseinheit 17 gedrückt. Die Auftragseinheit 17 weist gegebenenfalls ein nicht näher dargestelltes Auslassventil auf, das einen Auslass wahlweise absperrt oder frei gibt, wobei die Flüssigkeit durch den Auslass hindurch auf die Oberfläche 3 ausgelassen werden kann. Die Auftragseinheit 17 kann insbesondere einen Pinsel aufweisen, der Anliegen des Überdrucks 11 mit der Flüssigkeit 5 getränkt wird und zum Auftragen dieser auf die Oberfläche 3 dient. Eine weitere Variante mit einem selbsttätig schließenden Austragsventil ist weiter unten in den Figuren 6 bis 12 beschrieben.
  • Um die Auftragseinheit 17 vor einem Austrocknen und/oder Verflüchtigen zu schützen, kann diese mit einem Verschluss 57 verschlossen werden. Der Verschluss 57 ist in Figur 3 dargestellt und weist ebenfalls eine hohe zylindrische Form auf, wobei im verschlossenen Zustand die Auftragseinheit 17 in ein inneres des Verschlusses 57 eingreift. Die Kappe 53 des Druckerzeugers 9 sowie der Verschluss 57 können gegebenenfalls Griffmulden aufweisen, um eine Ergonomie bzw. Bedienbarkeit zu erhöhen.
  • Figur 4 zeigt eine dreidimensionale Ansicht von schräg vorne eines auswechselbaren Flüssigkeitsspeichers 7, der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Vorrichtung 1. Es ist zu erkennen, dass der Flüssigkeitsspeicher 7 den Hohlzylinder 39 mit dem offenen Ende 37 aufweist. Außerdem ist der Kolben 41 zu erkennen, der innerhalb des Hohlzylinders 39 angeordnet ist um zum Verschließen des offenen Endes 37 dient. Auf einer dem offenen Ende 37 gegenüberliegenden Seite ist der Flüssigkeitsspeicher 7 mittels einer sektionalisierte Membran 59 verschlossen. Die Membran 59 weist eine Vielzahl von Sektoren 61 auf, die in unbetätigtem Zustand in einem dichtenden Anlagekontakt zueinander stehen. Bei Einwirken des Überdrucks 11 verlagern sich die Sektoren 61 aufgrund des dann anliegenden hydraulischen Drucks auseinander, so dass die Flüssigkeit 5 aus dem Flüssigkeitsspeicher 7 austreten kann. Sobald der Überdruck 11 abgebaut ist, schließt sich die Membran 59 selbsttätig, so dass der Flüssigkeitsspeicher 7 wieder abgedichtet ist und keine Flüssigkeit 5 mehr austreten kann. Im montierten Zustand des Flüssigkeitsspeichers 7 ist die Membran 59 der Auftragseinheit 17 vorgeschaltet und speist diese, sobald der Überdruck 11 anliegt mit der Flüssigkeit 5.
  • Figur 5 zeigt einen teilweisen Längsschnitt einer Vorrichtung 1 analog der in den vorhergehenden Figuren dargestellten Vorrichtung 1. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede näher eingegangen. Der Druckerzeuger 9 weist eine Dosierpumpe 31 zum Dosieren der Flüssigkeit 5 auf. Im Unterschied zur Darstellung der Figur 1 weist der Druckerzeuger 9 dazu einen Druckkolben 63 auf, der direkt in den Hohlzylinder 39 des Flüssigkeitsspeichers 7 eingreift. In diesem Fall bildet sich der Überdruck 11 nicht innerhalb des Gehäuses 49 sondern lediglich zwischen dem Druckkolben 63 und dem als Verschluss dienenden Kolben 41. Der Druckkolben 63 greift also durch das offene Ende 37 des Hohlzylinders 39 hindurch. Gemäß einer Alternative ist es denkbar, dass der Druckkolben 63 mittels einer Spielpassung innerhalb des Hohlzylinders 39 gelagert ist und dadurch eine ausreichende Dichtigkeit zum erzeugen des Überdrucks 11 bewerkstelligt. Gemäß einer weiteren Alternative ist es denkbar, dass sich in einem verbleibenden Spalt 65 zwischen dem Druckkolben 63 und dem Hohlzylinder 39 eine Entlüftungsvorrichtung 35 ergibt. Diese ist in Figur 5 mittels eines Symbols einer Drossel schematisch eingezeichnet. Die Entlüftungsvorrichtung 35 verbindet also ein inneres der Vorrichtung 1 mit einer Umgebung der Vorrichtung 1 und legt daher bei längerer Nichtbetätigung des Druckerzeugers 9 einen zwischen dem Druckkolben 63 und dem Kolben 41 gebildeten Druckspeicher 33 zeitverzögert auf den Umgebungsdruck. Dies ist sinnvoll, um bei einer längeren Nichtverwendung eventuell auftretende Druckunterschiede, insbesondere durch Temperaturunterschiede oder Druckluftunterschiede auszugleichen und damit ein versehentliches Austreten der Flüssigkeit 5 zu verhindern.
  • Gemäß einer Alternative kann zwischen einer Außenfläche des Druckkolbens 63 und einer Innenfläche des Hohlzylinders 39 eine Dichtlippe 67 vorgesehen sein. Die Dichtlippe 67 kann ein in Figur 5 schematisch eingezeichnetes Rückschlagventil 69 realisieren, das bei einem Zurückziehen des Druckkolbens 63, also bei einem Vergrößern des Innenvolumens innerhalb der Vorrichtung 1 öffnet. Dadurch kann ein Zurücksaugen der Flüssigkeit 5 und des Kolben 41 bei einem Zurückbewegen der Kappe 53 entgegen der Richtung des ersten Pfeils 51 vermieden werden.
  • Außerdem ist in Figur 5 eine weitere Alternative des Druckerzeugers 9 eingezeichnet. Gemäß dieser Alternative kann der Druckkolben 63 entfallen und der Überdruck 11, der in Figur 5 durchgezogen dargestellt ist, liegt innerhalb des gesamten Gehäuses 49 an. Ebenfalls schematisch eingezeichnet ist in Figur 5 der Umgebungsdruck 71, der außerhalb der Vorrichtung 1 gegeben ist. Gemäß der weiten Möglichkeit, die in Figur 5 dargestellt ist, ist die Dichtlippe 67 zwischen einer Außenfläche des Gehäuses 49 und einer zylindrischen Innenfläche der Kappe 53 vorgesehen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Dichtlippe 67 optional und ein entsprechender zwischen der Kappe 53 und dem Gehäuse 49 verbleibender Spalt 65 kann zum Dichten bzw. zum Bilden der Entlüftungsvorrichtung 35 genutzt werden. Der Druckspeicher 33 ist in diesem Ausführungsbeispiel innerhalb des Gehäuses 49 angeordnet beziehungsweise durch ein Innenvolumen des Gehäuses 49 gebildet.
  • Außerdem ist in Figur 5 noch zu erkennen, dass der Druckerzeuger 9, genauer die Kappe 53 federrückgestellt ist und dazu eine Feder 73 aufweist, die bei einer Nichtbetätigung des Druckerzeugers 9 die Kappe 53 entgegen der mittels des ersten Pfeils 51 angezeigten Betätigungsrichtung zurückstellt. Durch ein Loslassen des Druckerzeugers 9 bzw. der Kappe 53 nimmt diese selbsttätig eine Ruhestellung ein, bewegt sich also von der Auftragseinheit 17 weg. Die Auftragseinheit 17 ist in Figur 5 nicht näher dargestellt.
  • Figur 6 zeigt ein hydropneumatisches Schaltbild der in den vorhergehenden Figuren dargestellten Vorrichtung 1. Es ist zu erkennen, dass der Druckerzeuger 9, der insbesondere als federrückgestellte manuell betätigbare Dosierpumpe angesehen werden kann, Luft, die unter dem Umgebungsdruck 71 steht, ansaugt. Durch ein Betätigen der Kappe 53 wird der Überdruck 11 erzeugt und liegt dadurch gleichermaßen an der optionalen Entlüftungsvorrichtung 35, dem Druckspeicher 33 sowie dem Flüssigkeitsspeicher 7 an. Der Flüssigkeitsspeicher 7, der Druckspeicher 33 sowie die Entlüftungsvorrichtung 35 sind also dem Druckerzeuger 9 nachgeschaltet bzw. parallelgeschaltet.
  • Der Druckerzeuger 9 weist insbesondere eine Sperre 85 auf, mittels der durch manuelles Stellen eine Betätigung des Druckerzeugers wahlweise gesperrt oder freigegeben werden kann, was in Figur 6 mittels eines Doppelpfeils 87 angedeutet ist.
  • Der Kolben 41 zum Verschließen des Flüssigkeitsspeichers 7 bildet ein Übertragungselement zwischen einer pneumatischen Seite und einer die Flüssigkeit 5 aufweisenden hydraulischen Seite der Vorrichtung 1. Dem Flüssigkeitsspeicher 7 ist hydraulisch die Auftragseinheit 17 nachgeschaltet. Diese dient zum Auftragen der Flüssigkeit 5 auf die Oberfläche 3, insbesondere eine Hornfläche oder Hautfläche eines menschlichen Körpers. Wie in Figur 6 zu erkennen, ist die Auftragseinheit 17 als manuell betätigbares federrückgestelltes Rückschlagventil ausgebildet, das in Richtung der Oberfläche 3 öffnet. Die Auftragseinheit 17 ist stromabwärts des Flüssigkeitsspeichers 7 angeordnet.
  • Bei einer bevorzugten Alternative, die in Figur 6 eingezeichnet ist, ist zwischen die Auftragseinheit 17 und den Flüssigkeitsspeicher 7 eine Vordosierkammer 79 geschaltet. Diese kann durch ein Betätigen des Druckerzeugers 9 mit der Flüssigkeit 5 gefüllt werden und dient zum Zwischenspeichern unmittelbar vor dem Verstreichen. Dadurch muss der Druckerzuger 9 nur gelegentlich betätigt werden.
  • Ferner kann zusätzlich zwischen den Flüssigkeitsspeicher 7 und die Vordosierkammer 79 eine hydraulische Drossel geschaltet sein. Diese kann ein versehentliches Entweichen und ungewolltes Austrocknen und/oder Verflüchtigen der Flüssigkeit 5 vermeiden beziehungsweise minimieren.
  • Schließlich ist gemäß einer Alternative eine pneumatische Drossel 81 vorgesehen, die die Vordosierkammer 79 stromabwärts entlüftet, also auf einen Umgebungsdruck legt. Dadurch kann die Vordosierkammer 79 besser mit der Flüssigkeit 5 gefüllt werden. Die Drossel 81 kann beispielsweise durch einen für Luft gerade noch passierbaren Dichtspalt der Auftragseinheit 17 gebildet werden.
  • Die in Figur 6 als federrückgestelltes manuell betätigbares Rückschlagventil dargestellte Auftragseinheit 17, ist in den Figuren 11 und 12 in einer Detailansicht näher erläutert. Figur 10 zeigt eine schematische Längsschnittansicht einer Vorrichtung 1 zum Auftragen einer Flüssigkeit 5 auf die Oberfläche 3. In Figur 10 ist zur Vereinfachung die Vorrichtung 1 ohne das Gehäuse 49 und den Druckerzeuger 9 dargestellt.
  • Zum Bilden des in Figur 6 dargestellten Auslassventils 15 der Auftragseinheit 17 weist diese ein elastisches Material 19 mit einer Abstreiflippe 21 sowie einer Absperrmembran 23 auf. Das elastische Material 19 steht unter einer Vorspannung und übt daher eine Anpresskraft 25 auf einen Auslass 13 auf und dichtet diesen in einem nicht betätigten Zustand wie in Figur 11 gezeigt ab. Der Auslass 13 ist hydraulisch dem Flüssigkeitsspeicher 7 nachgeschaltet und dient zum Auslassen der Flüssigkeit 5. Außerdem ist die optional zwischengeschaltete Vordosierkammer 79 zu erkennen, die teilweise durch die Absperrmembran 23 und teilweise durch einen sich konisch verjüngenden Fluidpfad 27 begrenzt wird.
  • Wie in den Figuren 11 und 12 zu erkennen, ist dem Hohlzylinder 39 des Flüssigkeitsspeichers 7 der sich gegenüberliegend dem offenen Ende 37 verjüngende Fluidpfad 27 nachgeschaltet. Der Fluidpfad 27 weist einen Ausschnitt auf, der mittels der Absperrmembran 23 im nichtbetätigten Zustand abgesperrt ist. Der Ausschnitt weist die Vordosierkammer 79 auf. Außerdem weist der Fluidpfad 27 einen innenliegenden Vorsprung 89 auf. Dieser verkleinert einen Durchflussquerschnitt des Fluidpfads 27 zusätzlich und bildet die optionale hydraulische Drossel 83. Die Auftragseinheit 17 ist form- und/oder kraftschlüssig an einer Außenseite 29 des Fluidpfads 27 fixiert. Die Fixierung ist mittels manuellen Kräften zerstörungsfrei lösbar und bei Bedarf wieder herstellbar.
  • Wie in Figur 12 zu erkennen, kann durch ein Anpressen der Auftragseinheit 17 bzw. der Abstreiflippe 21 auf die Oberfläche 3 die Anpresskraft 25 induziert werden, was zu einer elastischen Verformung der Absperrmembran 23 und dadurch einem Öffnen des Auslassventils 15 führt. Dadurch kann ein dünner Film der Flüssigkeit 5 aus der Vordosierkammer 79 austreten und auf die Oberfläche 3 aufgetragen werden, was in Figur 12 mittels einer fett eingezeichneten gekrümmten Linie angedeutet ist. Dazu kann die Vorrichtung 1 bzw. die Abstreiflippe 21 der Vorrichtung 1 entlang der Oberfläche 3 gezogen und gleichzeitig mittels der Anpresskraft 25 angepresst werden, was in Figur 12 mittels eines zweiten Pfeils 75 symbolisiert ist.
  • Die Figuren 7 bis 9 zeigen unterschiedliche Ansichten der in den Figuren 10 bis 12 ebenfalls dargestellten Auftragseinheit 17. Figur 7 zeigt eine Unteransicht auf die Abstreiflippe 21 der Auftragseinheit 17. Figur 8 zeigt eine Draufsicht auf eine der Abstreiflippe 21 gegenüberliegende Seite der Auftragseinheit 17 und Figur 9 zeigt eine Seitenansicht der Auftragseinheit 17. In Figur 7 ist zu erkennen, dass die Auftragseinheit 17 eine an den Auslass 13 des sich konisch verjüngenden Fluidpfads 27 angepasste Kontur aufweist. Dadurch ist es möglich, mittels der Absperrmembran 23 den Fluidpfad 27 also den Auslass 13, in den die Vordosierkammer 79 mündet, im nichtbetätigtem Zustand abzusperren. Ferner kann der Kolben 41 einen in Richtung des Fluidpfads 27 zeigenden und an diesen angepassten Konus aufweisen, um eine nicht entleerbare Restmenge der Flüssigkeit 5 zu minimieren.
  • Außerdem ist zu erkennen, dass die Auftragseinheit 17 x-förmig beziehungsweise Otterschwanzförmig gestaltet und an einem vorderen Ende bombiert ist. Dadurch ist die Auftragseinheit 17 beispielsweise an eine Nagelfläche des menschlichen Körpers angepasst und kann einen präzisen Auftrag auf die Oberfläche 3 des Nagels gewährleisten. Insbesondere Ecken beziehungsweise Rundungen eines Nagelbetts können damit besser erreicht werden.
  • Wie in den Figuren 7 bis 9 zu erkennen, weist die Auftragseinheit 17 einen elastischen Fixierring 47 auf, der zusammen mit einer in den Figuren 11 und 12 erkennbaren außenliegenden Nut 77 des sich zylindrisch verjüngenden Fluidpfads 27 eine Fixiervorrichtung 45 bildet. Mittels der Fixiervorrichtung 45 kann die Auftragseinheit 17 für Wartungs- und/oder Reinigungszwecke lösbar mit der übrigen Vorrichtung 1 verbunden werden. Die Verbindung ist form- und/oder kraftschlüssig.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zum Speichern und dosierten Auftragen der Flüssigkeit 5 auf die Oberfläche 3 näher erläutert.
  • Durch die Betätigung des Druckerzeugers wird der pneumatische Überdruck 11 erzeugt. Dies kann durch eine manuelle Betätigung. Gegebenenfalls kann zuvor die manuelle Betätigung mittels der Sperre 85 freigegeben werden.
  • Der Überdruck 11 wird mittels des Druckspeichers 33 gespeichert und auf die Flüssigkeit 5 übertragen. Die Flüssigkeit wird in dem Flüssigkeitsspeichers 7 gespeichert.
    Durch eine manuelle Betätigung des Auslassventils wird die mit dem pneumatischen Überdruck 11 beaufschlagten Flüssigkeit ausgelassen und mit der Abstreiflippe 21 auf der Oberfläche 3 verstrichen. Das Öffnen des Auslassventils erfolgt automatisch und manuell fein dosiert beim Verstreichen durch die manuell erzeugbare und von der Oberfläche 3 auf die Abstreiflippe 21 übertragene Anpresskraft 25. Das Verschließen, Öffnen und Verstreichen der Flüssigkeit 5 kann besonders einfach mittels des elastisch verformbaren Materials 19 erfolgen. Vorteilhaft kann dazu das elastischen Materials 19 zum Bewirken der Rückstellkraft zum Verschließen des Auslassventils 15 vorgespannt werden. Mittels der bewirkten Rückstellkraft kann ein dichtender Anlagekontakt zwischen dem elastischen Material 19 und dem Auslass 13 hergestellt werden. Zum Entnehmen der Flüssigkeit 5, also zum Öffnen des Auslassventils 15 wird das elastische Material 19 entgegen der Rückstellkraft mittels der Anpresskraft verformt. Bevor das eigentliche Auftragen der Flüssigkeit 5 erfolgt, wird diese gemäß einer bevorzugten Alternative in der dem Auslassventil 15 nachgeschalteten Vordosierkammer 79 zwischengespeichert. Außerdem kann die Vordosierkammer 79 zum Befüllen mit der Flüssigkeit optional mittels der pneumatischen Drossel 81 entlüftet werden. Bezugszeichenliste
    1 Vorrichtung 45 Fixiervorrichtung
    3 Oberfläche 47 Fixierring
    5 Flüssigkeit 49 Gehäuse
    7 Flüssigkeitsspeicher 51 erster Pfeil
    9 Druckerzeuger 53 Kappe
    11 Überdruck 57 Verschluss
    13 Auslass 59 Membran
    15 Auslassventil 61 Sektor
    17 Auftragseinheit 63 Druckkolben
    19 Material 65 Spalt
    21 Abstreiflippe 67 Dichtlippe
    23 Absperrmembran 69 Rückschlagventil
    25 Anpresskraft 71 Umgebungsdruck
    27 Fluidpfad 73 Feder
    29 Außenseite 75 zweiter Pfeil
    31 Dosierpumpe 77 Nut
    33 Druckspeicher 79 Vordosierkammer
    35 Entlüftungsvorrichtung 81 pneumatische Drossel
    37 Ende 83 hydraulische Drossel
    39 Hohlzylinder 85 Sperre
    41 Kolben 87 Doppelpfeil
    43 Kolbenzylinderanordnung 89 Vorsprung

Claims (16)

  1. Hydropneumatische Vorrichtung (1) zum Speichern und dosierten Auftragen einer Flüssigkeit (5) auf eine Oberfläche (3), insbesondere Horn- oder Hautfläche eines menschlichen Körpers, mit:
    - einem Flüssigkeitsspeicher (7) zum Speichern der Flüssigkeit (5),
    - einem dem Flüssigkeitsspeicher (7) vorgeschalteten Druckerzeuger (9) zum Erzeugen eines auf die Flüssigkeit (5) wirkenden Überdrucks (11),
    - einem stromabwärts des Flüssigkeitsspeichers (7) angeordneten Auslass (13) zum Auslassen der Flüssigkeit (5) auf die Oberfläche (3),
    - einem stromabwärts des Flüssigkeitsspeichers (7) angeordneten manuell betätigbaren Auslassventil (15), mittels dem der Auslass (13) wahlweise zum Auftragen der Flüssigkeit (5) auf die Oberfläche (3) öffenbar oder zum Speichern der Flüssigkeit (5) geschlossen haltbar ist,
    gekennzeichnet durch eine Auftragseinheit (17) zum Auftragen der Flüssigkeit (5) auf die Oberfläche (3), die durch manuelle Kräfte von der übrigen Vorrichtung (1) für Wartungs- und Reinigungszwecke lösbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Auslassventil (15) eine Vordosierkammer (79) vorgeschaltet ist, die mittels einer Betätigung des Druckerzeugers (9) mit der Flüssigkeit (5) befüllbar ist und im befüllten Zustand den Auslass (13) speist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Vordosierkammer (79) und den Flüssigkeitsspeicher (7) eine hydraulische Drossel (83) geschaltet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auftragseinheit (17) mit einem elastisch verformbaren Material (19), das eine Abstreiflippe (21) zum Verstreichen der Flüssigkeit (5) aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragseinheit (17) und/oder der Flüssigkeitsspeicher (7) mit der übrigen Vorrichtung (1) lösbar verbindbar sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragseinheit (17) eine mit der Abstreiflippe (21) mechanisch verbundene Absperrmembran (23) des Auslassventils (15) aufweist, wobei eine zwischen der Oberfläche (3) und der Abstreiflippe (21) manuell übertragbare Anpresskraft (25) das Auslassventil (15) öffnet und das Auslassventil (15) kraftlos geschlossen ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrmembran (23) der Auftragseinheit (17) das elastisch verformbare Material (19) aufweist, das zum geschlossen halten des Auslassventils (15) vorgespannt ist und zum Öffnen des Auslassventils (15) mittels der Anpresskraft (25) verformbar ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Flüssigkeitsspeicher (7) ein sich stromabwärts verjüngender Fluidpfad (27) nachgeschaltet ist, der in den Auslass (13) mündet, wobei die Auftragseinheit (17) zum Sperren des Auslasses (13) und bilden des Auslassventils (15) auf einer Außenseite (29) des Fluidpfades (27) angebracht ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckerzeuger (9) eine pneumatische Dosierpumpe (31) aufweist, der ein pneumatischer Druckspeicher (33) und der Flüssigkeitsspeicher (7) nachgeschaltet sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierpumpe (31) eine Entlüftungsvorrichtung (35) parallel geschaltet ist, die den Druckspeicher (33) und den Flüssigkeitsspeicher (7) zeitverzögert auf einen Umgebungsdruck legt.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsspeicher (7) einen Hohlzylinder (39) aufweist, der gegenüberliegend von dem Auslass (13) ein offenes Ende (37) aufweist, das mittels eines mit einem innerhalb des Hohlzylinders (39) längsverschieblichen Kolbens (41) verschlossen ist, wobei das offene Ende (37) pneumatisch stromabwärts des Druckerzeugers (9) angeordnet ist, und/oder dass der Flüssigkeitsspeicher (7) zumindest teilweise transparent ausgebildet und/oder in einem transparenten Gehäuse (49) angeordnet ist..
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckerzeuger (9) eine gegenüber dem Auslass (13) angeordnete manuell betätigbare pneumatische Kolbenzylinderanordnung (43) zum Erzeugen des Überdrucks (11) und/oder eine Sperre (85) zum Sperren der manuellen Betätigung aufweist.
  13. Verfahren zum Speichern und dosierten Auftragen einer Flüssigkeit (5) auf eine Oberfläche (3), insbesondere Horn- oder Hautfläche eines menschlichen Körpers, gekennzeichnet durch:
    - Erzeugen eines pneumatischen Überdrucks (11) mittels eines manuell betätigbaren Druckerzeugers (9),
    - Speichern des pneumatischen Überdrucks (11) mittels eines Druckspeichers (33),
    - Speichern der Flüssigkeit (5) mittels eines Flüssigkeitsspeichers (7),
    - Weiterleiten des pneumatischen Überdrucks (11) auf die Flüssigkeit (5),
    - Auslassen der mit dem pneumatischen Überdruck (11) beaufschlagten Flüssigkeit (5) mittels eines manuell betätigbaren Auslassventils (15),
    - Verstreichen der ausgelassenen Flüssigkeit (5) auf die Oberfläche (3) mittels einer Abstreiflippe (21),
    - Öffnen des Auslassventils (15) mittels einer bei dem Verstreichen manuell erzeugbaren und von der Oberfläche (3) auf die Abstreiflippe (21) übertragbare Anpresskraft (25).
  14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch zumindest einen der folgenden Schritte:
    - Zurückhalten, Freigeben und Verstreichen der Flüssigkeit (5) mittels eines elastisch verformbaren Materials (19),
    - Vorspannen des elastischen Materials (19) zum Bewirken einer Rückstellkraft zum Verschließen des Auslassventils (15),
    - Herstellen eines dichtenden Anlagekontakts zwischen dem elastischen Material (19) und dem Auslass (13) mittels der bewirkten Rückstellkraft;
    - Verformen des elastischen Materials (19) entgegen der Rückstellkraft mittels der Anpresskraft zum Öffnen des Auslassventils (15),
    - Zwischenspeichern der Flüssigkeit (5) in einer dem Auslassventil (15) nachgeschalteten Vordosierkammer (79).
  15. Auftragseinheit (17) für eine hydropneumatische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch:
    - eine Fixiervorrichtung (45) zum lösbaren Verbinden der Auftragseinheit (17) mit der übrigen Vorrichtung (1),
    - eine Abstreiflippe (21) zum Auftragen der Flüssigkeit (5),
    - eine mit der Abstreiflippe (21) mechanisch verbundene Absperrmembran (23) zum Ausbilden eines Auslassventils (15) im verbundenen Zustand, wobei die Absperrmembran (23) ein im verbundenen Zustand vorspannbares elastisches Material (19) aufweist und dadurch eine Anpresskraft (25) auf einen Auslass (13) der Vorrichtung (1) ausübbar und dieser in einem nicht betätigten Zustand abdichtbar ist.
  16. Auftragseinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiervorrichtung (45) einen mit der übrigen Auftragseinheit (17) einstückig verbundenen Fixierring (47) aufweist, der form- und/oder kraftschlüssig an der Vorrichtung (1) montierbar ist.
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