Gebiet der Erfindung
[0001] 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
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] 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.
[0007] 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
[0008] 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.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] 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 mm
2. 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.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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.
[0018] 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.
[0019] 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.
[0020] 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.
[0021] 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.
[0022] 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.
[0023] 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.
[0024] 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.
[0025] 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.
[0026] 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.
[0027] 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.
[0028] 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
[0029] Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
[0030] 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
[0031] 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.
[0032] 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.
[0033] 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.
[0034] 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.
[0035] 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.
[0036] 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.
[0037] 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.
[0038] 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.
[0039] 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.
[0040] 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.
[0041] 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.
[0042] 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.
[0043] 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.
[0044] 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.
[0045] 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.
[0046] 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.
[0047] 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.
[0048] 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.
[0049] 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.
[0050] 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.
[0051] 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.
[0052] 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.
[0053] 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.
[0054] 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.
[0055] 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.
[0056] Im Folgenden wird ein Verfahren zum Speichern und dosierten Auftragen der Flüssigkeit
5 auf die Oberfläche 3 näher erläutert.
[0057] 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.
[0058] 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 |
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.