DE3616152A1 - Fluessigkeits-applikator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeits-Applikator gemäß Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Ein Flüssigkeits-Applikator dieser Art ist durch die US-PS 29 49 621 be­ kannt. Dort ist der hinter der membranartigen, gewölbten Applikations­ fläche liegende Pumpraum über ein Steigrohr strömungstechnisch mit dem Innenraum des Applikatorgefäßes verbunden. Pumpraum-Inhalt und Inhalt des Steigrohres sind etwa volumengleich. Der Pumpraum besitzt im Schei­ telbereich eine kleine Mündungsöffnung. Unterhalb dieser bildet sich eine Luftblase. Unter Aufsetzen der Applikatorfläche auf den Auftragsort wird ein Teil der Luftblase über das Steigrohr in den Innenraum des Applikatorgefäßes gedrängt. Diese Luft gelangt in den Kopfbereich des Gefäßes und übt ihrerseits nun Druck auf das im Steigrohr befindliche Medium aus. Flüssigkeits-Applikatoren dieser Art arbeiten wenig zuver­ lässig. Es müssen immer wieder zusätzliche Pumpbewegungen durch Auf­ drücken auf die Auftragsfläche erfolgen, um einen genügenden Innen­ druck zu erzeugen. Viskose Medien lassen sich praktisch gar nicht ausbringen. Die Reaktion ist zu träge.

Durch die US-PS 29 13 749 existiert ein Vorschlag dahingehend, die Aus­ bringung durch ein Treibgas zu bewirken. Dazu setzt sich der die Applikationsfläche bildende Körper in einen zentralen Hohlschaft fort, der behälterinnenseitig ein aus elastischem Material bestehendes Ventil be­ tätigt. Hier läßt sich aber keine in genügendem Maße kontrollierbare Applikation erreichen. Eine Art Austrittsbremse bildet ein in die Mün­ dungsöffnung eingesetzter Stopfen, dessen Schaftwandung Längsriefen besitzt, welche in einem Ringraum unterhalb einer flexiblen pilzförmigen Decke des Stopfens endet. Der Rand dieser Decke hebt bei Überdruck ab, so daß das Medium in den Bereich der auch hier balligen Applika­ tionsfläche gelangen kann. Die Stopfendecke liegt in einer den Rand der Mündungsöffnung umgebenden Vertiefung. Die Decke nimmt im peripheren Bereich eine der konvexen Wölbung der Applikationsfläche entgegenge­ richtete Wölbung. Lediglich der Mittelbereich des Stopfens erstreckt sich gleichsinnig gewölbt zur balligen Applikationsfläche.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Flüssigkeits-Appli­ kator mit baulich einfachen Mitteln funktionszuverlässig auszubilden, insbesondere aber auch eine feingradig dosierbare, d. h. einfach durch die Handhabung steuerbare Ausbringung zu ermöglichen, dies im Sinne einer Wechselwirkung zwischen Innendruck und Hautdruck.

Gelöst ist diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.

Die Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsge­ mäßen Flüssigkeits-Applikators.

Zufolge solcher Ausgestaltung ist ein gattungsgemäßer Flüssigkeits-Appli­ kator von erhöhtem Gebrauchswert erzielt: Der im Bereich der Balg­ pumpe stets unmittelbar und sicher bereitgehaltene Ausgabevorrat ergänzt sich spontan; der Austritt wird dabei weitestgehend vom Ausgangsventil kontrolliert, und zwar über den Gegendruck der Haut. Es ist der Pump­ Betätigungsfläche so zugeordnet, daß die Oberseite des kegelstumpf­ förmigen, in Einwärtsrichtung des Pumpenbalges federbelasteten Ventil­ tellers gleichflächig integriert in die Kuppelfläche ist. Die Oberseite ist also praktisch Teil der starren Kuppel, welcher Teil bei Druckausübung auf die Applikationsfläche gegenüber der Restfläche nur leicht vortritt, um einen die Verteilung begünstigenden Ringspalt der Mündungsöffnung freizugeben. Bei der normalen, dem Verteilen des aufgetragenen Mediums durch Hin- und Herschieben des Applikators dienenden Handhabung findet kein weiterer Austrag statt. Bei alledem läßt sich bspw. für dünnfilmigen Auftrag ein äußerst sparsames Wirtschaften erreichen. Der gleichflächige Verlauf der Oberseite könnte bei sehr dünnflüssigem Medium praktisch fluchtend zur balligen Applikationsfläche liegen; für die Be­ nutzung des Applikators im Hinblick auf leimartige Medien liegt die ent­ sprechende Oberfläche zweckmäßig leicht unterhalb der restlichen Wöl­ bungsfläche der Kuppel, wodurch sich ein größerer Ring-Austrittsspalt bildet. In jedem Fall läßt sich die günstige Wechselwirkung zwischen Innendruck und Hautdruck nutzen. In baulich vorteilhafter Weise ist weiter so vorgegangen, daß die Federbelastung von Federbeinchen des Ventilschaftes gebildet ist, welche in einem Stutzen der Kuppel verschieb­ lich angeordnet ist, wobei der Stutzenrand von den Federbeinchen um­ griffen ist, deren freie Enden sich an der Decke des Pumpenbalges ab­ stützen, die ein Loch zum Eintritt des Stutzens aufweist. Der Umgriff erfolgt in solchem Freigang, daß der Ventilteller behinderungsfrei von seiner Ventilsitzfläche abheben kann. Die Federbeinchen sind integraler Bestandteil des Ventilkörpers, der zweckmäßig aus Kunststoff besteht, welcher die entsprechende Rückstellkraft aufbringt. Weiter erweist es sich als vorteilhaft, daß das Loch in den Bereich eines Kragens reicht.

Hierdurch entsteht eine axial verlängerte Dichtzone zwischen Kuppel und dem aus flexiblem Material bestehenden Balgkörper, dem ja zugleich die Aufgabe zufällt, die Kuppel stets wieder in ihre Grundstellung zurückzu­ verlagern. Eine ausgewogene, verkippungsfreie und damit auch die Dichtverhältnisse begünstigende Ausgestaltung ergibt sich schließlich durch eine Abstützungs-Ringzone zwischen einer Innenstufe der Kuppel und der Decke des Pumpenbalges.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines zeichnerisch veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den erfindungsgemäß ausgebildeten Flüssigkeits-Applikator in Seitenansicht bei abgehobener Schutzkappe,

Fig. 2 den Flüssigkeits-Applikator im Vertikalschnitt, und zwar in gegenüber Fig. 1 vergrößerter Wiedergabe,

Fig. 3 die Draufsicht auf Fig. 2 und

Fig. 4 den Schnitt gemäß Linie IV-IV in Fig. 3.

Die Pumpe 1 des Flüssigkeits-Applikators ist auf den Hals 2′ eines in Form einer Flasche gestalteten Applikationsgefäßes 2 aufgeschraubt. Das entsprechend kappenförmige Aufschraubteil 3 setzt sich über eine den Stirnrand des Halses 2′ dichtend überfangende Zwischendecke 4 nach oben hin fort. Es bildet dort einen nach oben hin offenen Topf 5. Dessen Wandung ist zylindrisch.

Der Topf 5 nimmt, konzentrisch darin eingelagert, einen Pumpenbalg 6 auf. Der Pumpenbalg ist oberseitig von einer starren Kuppel 7 überfan­ gen. Deren so eine ballige Applikationsfläche 7′ bildender sphärischer Abschnitt setzt sich nach unten hin in einen zylindrischen Abschnitt 7′′ fort. Dieser führt sich im oberen Topfinnenwandungs-Abschnitt 5′.

Der unter leichter Vorspannung eingesetzte Pumpenbalg 6 belastet die Kuppel 7 in Richtung ihrer aus Fig. 2 ersichtlichen Grundstellung. Die Grundstellung ist anschlagdefiniert. Hierzu dienen dem zylindrischen Abschnitt 7′′ peripher, d. h. radial auswärtsgerichtet angeformte Vor­ sprünge 8. Letztere greifen hinter eine Anschlagschulter 9 des Topf­ innenwand-Abschnitts 5′. Die die Anschlagschulter 9 bildende Ausneh­ mung setzt sich über die Länge x des axialen Betätigungshubes der Kuppel gefäßseitig fort. Am Ende der längsschlitzartigen Ausnehmung nimmt die Wandungsdicke des Topfes 5 zu. Durch diesen Stufensprung entsteht eine Anschlagschulter 10 in Gegenrichtung. Gegen letztere trifft der Stirnrand der Kuppel 7 zur Begrenzung der Eindrückbewegung.

Der Pumpenbalg 6 besitzt eine Anzahl querliegender Ringfalten, so daß im Grunde ein zylindrischer Well-Balg vorliegt. Die obere, d. h. kuppel­ seitige letzte Balgfalte 6′ geht in eine einwärts gerichtete, parallel zur Zwischendecke 4 verlaufende, horizontale Decke 11 über. Deren Zentrum läßt ein Loch 12. Letzteres dient zum Eintritt eines der Kuppel 7 innen­ seitig angeformten Stutzens 13. Auch dieser ist zylindrisch gestaltet. Seine Mantelfläche tritt in Dichtsitz zum Loch 12. Zur Schaffung einer größeren Dichtsitzfläche geht die Decke 11 im Bereich des Loches 12 in einen zum Scheitelbereich der Kuppel 7 hin weisenden Kragen 14 über.

Die höhere Elastizität des pumpenbalgbildenden Materiales erlaubt ein spannsitzartiges Aufschieben des Pumpenbalges.

Zur kippfreien Einlagerung trägt überdies eine Abstütz-Ringzone bei, die zwischen einer Innenstufe 15 der Kuppel 7 und der Decke 11 des Pumpen­ balges 6 realisiert ist. Die Abstützung erfolgt im peripheren Bereich, also in der Faltscheitelzone zwischen der dortigen Endfalte 6′ des Balges und der spitzwinklig anschließenden Decke 11.

Gefäßseitig ist der Pumpenbalg 6 ebenfalls im Dichtsitz zugeordnet, hier aber mit dem Aufschraubteil 3 verbunden. Der dort nach unten hin auf voller Breite offengelassene Pumpenbalg 6 ist über den oberen Abschnitt der Mantelfläche einer Ringwand 16 gestülpt. Letztere entspringt der Oberseite der Zwischendecke 4 und erstreckt sich in radialem Abstand zum parallelzylindrisch verlaufenden, unteren Topfinnenflächen-Abschnitt 5′′. Der aufgesteckte zylindrische Abschnitt des Pumpenbalges 6 geht in einen auswärts gerichteten, freistehenden Lippenabschnitt 17 über. Letzterer ist ringförmig und leicht abwärts geneigt. Neben der Schaffung einer zusätzlichen radialen Abstützung kommt diesem von der dortigen Endfalte 6′′ ausgehenden Lippenabschnitt 17 noch eine weitere Funktion zu. Er überfängt mit axialem Abstand nämlich eine oder mehrere Luft­ einlaßöffnungen 18 in der Zwischendecke 4 des Topfes 5 und wirkt wie ein Ventil, um den der Ausgabemenge entsprechenden Volumenanteil an Luft im Applikationsgefäß 2 zu ersetzen.

Die als Balgpumpe gestaltete Pumpe 1 trägt einerends ein Eingangsventil V 1 und andernends ein Ausgangsventil V 2.

Das Eingangsventil V 1 liegt im Bereich der Zwischendecke 4, und zwar in einem dieser Zwischendecke angeformten Führungsschacht 19. In Schließstellung liegt sein flacher, kegelstumpfförmiger Teller 20 dichtend an einer Ventilsitzfläche 21 des entsprechenden Durchtrittsloches der Zwi­ schendecke 4 an. Der sich in der Längsmittelebene y-y des Flüssigkeits- Applikators erstreckende Ventilschaft ist kreuzprofiliert.

Der Führungsschacht 19 setzt sich gefäßseitig in ein abgesetztes An­ schlußröhrchen 22 fort. Auf dieses ist ein Steigrohr 23 aufgesteckt. Letzteres reicht bis kurz vor den Boden des Gefäßes 2, taucht also auf ganzer Länge in das dosiert auszugebende flüssige Applikationsmedium 24 ein.

Haltenasen 25 überfangen den Rand des Ventiltellers 20, so daß das Eingangsventil V 1 nicht aus seiner funktionsgerechten Position treten kann. Die Haltenasen sitzen an flexiblen Stegen, welche bei Zuordnung des Eingangsventils V 1 federnd ausweichen.

Das am anderen Ende des Pumpenbalges 6 liegende, sich ebenfalls in der Längsmittelebene y-y erstreckende Ausgabeventil V 2 sitzt axial verlager­ bar im Stutzen 13. Der Ventilschaft ist auch hier kreuzprofiliert (vergl. Fig. 3). Ebenso besitzt der Ventilteller 26 einen flach kegelstumpfför­ migen Aufbau und sitzt in einer konturentsprechenden Mündungsöffnung M im Scheitelbereich der balligen Applikationsfläche 7′, die zugleich mit dem Ventilkörper die Pumpen-Betätigungsfläche bildet, d. h. die Ober­ seite 26′ des kegelstumpfförmigen, in Einwärtsrichtung des Pumpenbalges 6 federbelasteten Ventiltellers 26 ist gleichflächig integriert in die Kuppel­ fläche. Sie kann mit letzterer fluchten oder auch leicht zurückversetzt liegen, dies jedoch so, daß die Auftragsfläche F einen Gegendruck auf den Ventilkörper ausüben kann bei Auftragsbetätigung. Das zwischen der konischen Mantelfläche des Ventiltellers 26 und der korrespondieren­ den Ventilsitzfläche 27 herausgedrückte Applikationsmedium 24 wird unter Anheben des Ausgabeventils V 2 über eine ringförmige Mundstücköffnung an die Auftragsfläche F abgegeben, (vergl. Fig. 4).

Die gewölbte Oberseite 26′ geht über eine Querrundung 26′′ in die Kegel­ stumpfmantelfläche des Ventiltellers 26 über.

Die Federbelastung, die im Sinne des Verschließens des Ausgabeventiles V 2 wirkt, wird von vom freien Ende des Ventilschaftes ausgehenden Federbeinchen 28 aufgebracht. Letztere wurzeln in den gefäßseitigen Stirnflächen des im Stutzen 13 axial verlagerbaren Ventilschaftes. Sie erstrecken sich anfänglich in dieser Richtung, gehen aber über eine Bogenzone in die freien, entgegengerichteten Enden 28′ über. Die Feder­ beinchen 28 umgreifen dabei den in den oberen Abschnitt des Pumpen­ balges 6 hineinragenden Stutzenrand 13′ derart, daß genügend Freiraum für den Öffnungshub des Ausgabeventils V 2 verbleibt. Die freien Enden stützen sich unter leichter Vorspannung der Federbeinchen an der Innen­ seite der Decke 11 des Pumpenbalges 6 ab. Zum Einsetzen des Ausgabe­ ventils V 2 lassen sich die flexiblen Federbeinchen in eine gefäßseitige Strecklage bringen oder V-förmig zusammenfalten, weshalb sie in genügen­ dem Abstand vom Rand des Ventilschaftes entspringen.

Die Funktion ist wie folgt: Durch Ausübung einer Kraft in Richtung des Pfeiles P weicht die zugleich die Pump-Betätigungsfläche bildende Applika­ tionsfläche aus. Dies tritt bspw. auf, wenn man den Flüssigkeits-Appli­ kator gegen die zu behandelnde Auftragsfläche F des Körpers drückt. Dies führt zu einer Verringerung des Volumens im Balg 6. Das darin befindliche flüssige Applikationsmedium 24 wird folglich unter Passieren des Ausgangsventiles V 2, also unter Anheben seines Ventiltellers 26, unter Verlassen der Mündungsöffnung M nach außen gedrückt. Der ein­ hergehend hiermit im Balgraum entstehende Überdruck schließt dabei das Eingangsventil V 1. Wird nun die Kuppel 7 entlastet (bspw. vom Körper­ teil abgehoben), bewirkt der Pumpenbalg 6 zufolge seiner ihm inne­ wohnenden Rückstellkraft die Herbeiführung der Grundstellung. Das nun schafft einen Saughub. Das in der Zwischendecke 4 liegende Eingangs­ ventil V 1 hebt seinerseits von seiner Ventilsitzfläche 21 ab. Über das Steigrohr 23 wird so die nächste dosierte Füllmenge in den Balgkörper gesogen. Die entsprechende Saugkraft, noch unterstützt durch die Federbeinchen 28, hält das Ausgangsventil V 2 in Schließstellung. Das Ausgabevolumen wird durch Eintritt von Luft über die Lufteinlaßöffnung 18 ausgeglichen. Hierzu hebt sich beim Saughub des Pumpenbalges der rotationssymmetrische Lippenabschnitt 17 vom unteren Topfinnenwand- Abschnitt 5′′ ab, so daß über die Fuge zwischen dem Topf 5 und der Kuppel 7 in Richtung des Pfeiles z Luft in das Applikatorgefäß 2 ein­ treten kann. In Grundstellung hingegen tritt der Lippenabschnitt wieder in seine aus Fig. 2 ersichtliche dichtende Lage. Da der genannte Lip­ penabschnitt in einer schräg abfallenden Ausrichtung verläuft und beim Komprimieren des Pumpenbalges ein Kippmoment in Richtung der Topf­ innenwandung um den letzten Faltpunkt entsteht, wird die entsprechende Dichtungsanlage auch noch mechanisch begünstigt, zumal der Pumpenbalg auch mit leichter axialer Vorspannung eingesetzt ist.

Nach Gebrauch kann der Flüssigkeits-Applikator mit einer Schutzkappe 29 versehen werden.

Insgesamt ergibt sich ein sparsamer, kontrollierter Auftrag zufolge der als Gegendruck wirkenden Auftragsfläche und aufgrund der günstigen Wechselwirkung zwischen Innendruck und Hautdruck.

Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den An­ sprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.

Claims (4)

1. Flüssigkeits-Applikator mit balliger Applikationsfläche, die in ihrem Scheitelbereich eine Mündungsöffnung besitzt und zugleich die Pump-Be­ tätigungsfläche darstellt, um das Applikationsmedium aus dem Applikator­ gefäß aus der Mündungsöffnung herauszudrücken, dadurch gekennzeich­ net, daß die Pumpe (1) als Balgpumpe gestaltet ist mit Eingangsventil (V 1) und Ausgangsventil (V 2), welch letzteres der als starre Kuppel (7) ausgebildeten Pump-Betätigungsfläche derart zugeordnet ist, daß die Oberseite (26′) eines kegelstumpfförmigen, in Einwärtsrichtung des Pum­ penbalges (6) federbelasteten Ventiltellers (26) gleichflächig integriert ist in die Kuppelfläche.

2. Flüssigkeits-Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbelastung von Federbeinchen (28) des Ventilschaftes gebildet ist, welcher in einem Stutzen (13) der Kuppel (7) verschieblich angeordnet ist, wobei der Stutzenrand (13′) von den Federbeinchen (28) umgriffen ist, deren freie Enden (28′) sich an der Decke (11) des Pumpenbalges (6) abstützen, die ein Loch (12) zum Eintritt des Stutzens (13) aufweist.

3. Flüssigkeits-Applikator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (12) in den Bereich eines Kragens (14) reicht.

4. Flüssigkeits-Applikator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Abstütz-Ringzone zwischen einer Innenstufe (15) der Kuppel (7) und der Decke (11) des Pumpenbalges (6).