CN112135546B - 用于施用粘性物质的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于施用粘性物质的施用装置，所述粘性物质特别是用于化妆品、书写、绘画、描绘和/或标记的目的，施用装置带有用于所述物质的储罐(40)、施用机构(2)以及输送装置(3)，该输送装置(3)被构造以便将物质从储罐(40)中输送到施用机构(2)。根据本发明，设置成使得输送装置(3)包括活塞筒(10)、布置成可在活塞筒(10)内轴向位移的活塞(30)、用于使活塞(30)轴向位移的泵柱塞(20)、在活塞筒(10)与储罐(40)之间的第一连接通道(41)以及在活塞筒(10)和施用机构(2)之间的第二连接通道(21)；活塞(30)相对于泵柱塞(20)是可调节的，以使得活塞(30)根据相对于活塞筒(10)的设定来打开或关闭第一连接通道(41)，以及活塞(30)根据相对于泵柱塞(20)的位置来打开或关闭第二连接通道(21)。

Description

用于施用粘性物质的装置
技术领域
本发明涉及一种用于施用粘性物质的施用装置，所述粘性物质特别是用于化妆品、书写、绘画、描绘和/或标记的目的，其带有用于所述物质的储罐、施用机构以及输送装置，该输送装置被构造成以便将物质从储罐中输送到施用装置。
背景技术
前序中提到类型的装置例如从DE 103 27 589 B4已知。从DE 197 42 559 C2已知一种带有泵的容器。在已知的装置中，输送装置在所有情况下由多个单独的部件组成，这在组装时导致大量的工作量和费用。除此之外，在已知的装置中集成了与例如化妆品物质组合在一起的可能有危险的材料。作为示例，可以提及由钢制成的复位弹簧和阀体。
发明内容
本发明基于以下目的，即以减少部件数量的方式进一步开发此前所提到类型的装置。此外，意图是避免使用可能对要施用的物质而言可能有危险的材料。
根据本发明，该目的如下来解决，即：输送装置包括活塞筒、布置成可在活塞筒内轴向位移的活塞、用于使活塞轴向位移的泵柱塞、活塞筒与储罐之间的第一连接通道以及活塞筒和施用机构之间的第二连接通道，活塞相对于泵柱塞是可调节的，活塞取决于相对于活塞筒的设定来打开或关闭第一连接通道，并且活塞取决于相对于泵柱塞的位置来打开或关闭第二连接通道。
根据本发明，根据前述说明设置成使得活塞具有双重功能，即打开和关闭第一连接通道以及打开和关闭第二连接通道。作为结果，一方面减少了所需组件的数量；例如，无需提供(附加的)阀。因为例如这意味着也可以不用通常由钢制成的如阀体的球体，也避免了对于要施用的物质而言可能有危险的材料。
根据本发明构造的施用装置的功能是如下类型，即使得通过在泵活塞控制下的活塞的适当移动，将要施用的物质从储罐中输送到活塞筒内，并从那里进一步输送到施用机构。
根据本发明，优选地设置成使得在相对于活塞筒的压力冲程中，活塞在泵活塞的第一止动部处接触，并且在相对于活塞筒的抽吸冲程中，活塞在泵活塞的第二止动部处接触。
换言之，设置两个止动部，借助它们可以通过泵柱塞来控制活塞的移动。
根据本发明，还优选设置成使得活塞可在泵柱塞上的第一止动部和第二止动部之间移动，并且当在第一止动部处接触时，该活塞打开第二连接通道，并且当在第二止动部处接触时，该活塞关闭第二连接通道。
两个止动部优选地与活塞分别在压力冲程中和抽吸冲程中接触的两个止动部相同。作为结果，实现以下情况：即第二连接通道在活塞相对于活塞筒的压力冲程中自动打开，而在抽吸冲程中自动关闭。作为结果，通过跟随有压力冲程的抽吸冲程，将物质从活塞筒中输送到施用机构。
根据本发明的一个优选的实施例，设置成使得在相对于活塞筒的压力冲程中活塞关闭第一连接通道，并且在相对于活塞筒的抽吸冲程的至少一部分中活塞打开第一连接通道。
相应地，通过第一连接通道的这种自动关闭和打开，实现以下情况：即通过抽吸冲程将物质从储罐中输送到活塞筒内。
因此，根据本发明，依次相随的压力冲程和抽吸冲程具有如下作用：优选地先将要施用的物质从储罐输送到活塞筒内，然后再从活塞筒输送到施用元件，其中为此在第一连接通道和第二连接通道的每种情况下所需的打开和关闭都是自动发生的，并且在每种情况下都仅仅是由于活塞的相应移动而发生的。
根据本发明，优选地设置成使得第二连接通道至少位于泵柱塞内的一部分中。作为结果，输送装置以及因此整个施用装置是特别紧凑的。
为了进一步优选，活塞以套筒的形式围绕泵柱塞。在替代的实施例中，活塞以另一种几何形式构造，例如构造成为O形环。同样，该构造用于提供更大的紧凑性。
根据本发明，活塞筒优选地被构造为与储罐成一件式结构。这减少了部件数量。
根据本发明，泵柱塞致动活塞的移动可以以任何期望的方式发生。然而，优选地，设置成使得施用装置包括可相对于彼此旋转的两个部分，并且包括传动单元，该传动单元将两个部分相对于彼此的旋转转换成泵活塞的轴向移动。可相对于彼此旋转的两个部分例如可以是装置轴的两个部分。在该实施例中，所涉及的所述部分相对于彼此的旋转足以产生压力冲程或抽吸冲程。
根据本发明，传动单元还优选地包括凸轮，可以通过引导曲线引导该凸轮，其中该引导曲线沿着闭合路径延伸。在该实施例中，例如，在压力冲程之后，当可相对于彼此旋转的两个部分总是在相同的方向上相对于彼此旋转时，产生抽吸冲程。具体地，由于由引导曲线描述的闭合路径，凸轮通过泵柱塞不断地使活塞前后移动，而不管两个可旋转的部分相对于彼此旋转的方向如何。
所有部件都可以由塑料制造，特别是由ABS或PP制造。
除了详细描述的施用装置之外，本发明还提供了这种施用装置的输送装置。
附图说明
在下文中通过示例的方式通过参考附图来解释说明本发明。这些附图示出：
图1是用于施用粘性物质的根据本发明的装置的第一实施例在Y-Z平面中的截面图，该装置带有根据本发明的输送装置；
图2a是图1中所示装置的第一可旋转部分(筒元件)在Y-Z平面中的截面图的一部分；
图2b是图1中所示装置的第一可旋转部分(筒元件)在X-Z平面中的截面图的一部分；
图3是图1中所示装置的第二可旋转部分(轴)在Y-Z平面中的截面图；
图4a是根据本发明的泵柱塞的第一实施例在X-Z平面中的视图，该泵柱塞具有正弦形的连接部；
图4b是图4a中所示的泵柱塞的视图，其中与图4a相比，泵柱塞绕Z轴旋转了90°；
图5a是根据本发明的泵柱塞的第二实施例在X-Z平面中的视图，该泵柱塞具有倾斜连接部；
图5b是图5a中所示的泵柱塞的视图，其中与图5a相比，泵柱塞绕Z轴旋转了90°；
图6是根据本发明的活塞的实施例的截面图；
图7是用于施用粘性物质的根据本发明的装置的第二实施例在Y-Z平面中的截面图，该装置带有根据本发明的输送装置；
图7a是图7中所示装置的驱动环的视图；
图7b是图7a中所示的驱动环的截面图；
图7c是图7中所示装置的可旋转部分(筒元件)在X-Z平面中的截面图；
图8a至图8e是用于施用粘性物质的根据本发明的装置的第一实施例的功能模式，该装置带有根据本发明的输送装置；以及
图9a至图9e是用于施用粘性物质的根据本发明的装置的第二实施例的功能模式，该装置带有根据本发明的输送装置。
具体实施方式
图1示出用于施用粘性物质的根据本发明的装置1(以下简称为施用装置1)的第一实施例的截面图。施用装置1沿着纵向轴线L的长度(其平行于Z轴方向延伸)延伸。以使得图1是在Y-Z平面中的截面图的方式确定X轴方向和Y轴方向。施用装置1包括用于施用粘性物质的施用机构2，粘性物质例如是用于化妆品、书写、绘画、描绘和/或标记的目的。施用装置1还包括与施用机构2连接的筒元件50a和与筒元件50a连接的轴50b。筒元件50a和轴50b可绕纵向轴线L相对彼此旋转。作为结果，筒元件50a，也即第一可旋转部分50a，轴50b被称为第二可旋转部分50b。
轴50b包括构造成为储罐40的中空内部空间，用于接收粘性物质。在储罐40中布置有泵壳体42，泵壳体42通过第一连接通道41连接到储罐40，其中第一连接通道41也被称为第一计量开口。粘性物质可通过第一连接通道41从储罐40进入到泵壳体42内。在图1中，在储罐40中布置有拖拽活塞60，当粘性物质通过施用机构2从储罐40中排出时该拖拽活塞60沿施用机构2的方向移动。作为结果，在储罐40中保持恒定的压力。代替拖拽活塞60，也可以使用封闭质量元件。
输送装置3允许将粘性物质从布置在储罐40中的泵壳体42输送至施用机构2。为此目的，输送装置3包括活塞筒10，根据图1，该活塞筒10被构造为与储罐40成一件式结构。输送装置3还包括活塞30以及泵柱塞20，活塞30布置成可在活塞筒10中轴向位移；泵柱塞20用于活塞30的轴向位移。活塞30以如此的方式构造以使得它以套筒的形式围绕泵柱塞20的一部分。泵柱塞20包括与施用机构2连接的前端27a，以及延伸远至泵壳体42中的后端27b。柱塞孔26从泵柱塞20的前端27a延伸通过泵柱塞20到达泵柱塞20的后端27b。第二连接通道21形成在泵柱塞20的后端27b处，该第二连接通道21在泵壳体42和柱塞孔26之间形成连接，并且其也称为第二计量开口。
通过筒元件50a相对于轴50b绕纵向轴线L的旋转，泵柱塞20在活塞筒10内沿纵向轴线L(Z轴)移动。为此目的，施用机构2配置有传动结构23、51a。在所示的实施例中，传动结构23、51a包括两个凸轮51a和连接部23。凸轮51a与形成在泵柱塞20中的连接部23接合。在图4a和图4b中，连接部23构造为正弦形的凹槽。但是连接部23不限于这种形式。如果两个可旋转部分50a、50b现在相对彼此旋转，则凸轮51a接合到连接部23中导致两个可旋转部分50a、50b的旋转运动被转换成泵柱塞20沿着纵向轴线L的轴向移动。如从图4a至图5b可以看出的那样，连接部23沿着闭合路径行进。当两个可旋转部分50a、50b相对彼此旋转时，由于该闭合路径，凸轮51a不管旋转方向如何都反复使泵柱塞20上下移动。
如果泵柱塞20由于两个可旋转部分50a、50b相对彼此的旋转而从图1中所示的位置向下移动，则泵柱塞20的第一止动部24a与活塞30的第一端面30a接触。因此，活塞30被向下压。如果泵柱塞20然后向上移动，则泵柱塞20的第二止动部24b然后与活塞30的第二端面30b接触。然后，泵柱塞20向上移动活塞30。相应地，当可旋转部分50a、50b旋转时，无论两个旋转部分50a、50b相对彼此旋转的方向如何，泵柱塞20都反复地上下移动活塞30。
图2a和图2b示出根据本发明的施用装置1的筒元件(第一可旋转部分)50a的一部分。在这种情况下图2a示出在Y-Z平面中的截面图，图2b示出在X-Z平面中的截面图。筒元件50a包括两个沿直径相对的凸轮51a。凸轮51a被构造为突出部，并且以使得它们能够与根据本发明的泵柱塞20的连接部23接合的方式确定尺寸(例如，参见图4a至图5b)。
图3示出根据本发明的施用装置1的轴(第二可旋转部分)50b的截面图。除了储罐40、泵壳体42和第一连接通道41之外，还可以看到第一防旋转元件43。对于根据本发明的施用装置1，第一防旋转元件43与第二防旋转元件22接合，该第二防旋转元件22布置在泵柱塞20中(参见图4b和图5b)。第一防旋转元件43和第二防旋转元件22确保当筒元件50a相对于轴50b旋转时泵柱塞20仅沿纵向轴线L移动。
图4a和图4b示出根据本发明的输送装置3的泵柱塞20，其带有正弦形的连接部23。图4a中所示的泵柱塞20在图4b中绕纵向轴线L(Z轴)旋转了90°。在泵柱塞20的后端27b处，可以看到第二连接通道21。在图4b中还可以看到第二防旋转元件22，该第二防旋转元件22在根据本发明的施用装置1的情况下与第一防旋转元件43接合。
图5a和图5b示出根据本发明的输送装置3的泵柱塞20的另一实施例，通过该实施例，连接部23被构造成倾斜地延伸。在图5b中，图5a中所示的泵柱塞20绕纵向轴线L(Z轴)旋转了90°。在此同样地，在泵柱塞20的后端27b处，是第二连接通道21。同样从图5b中可见第二防旋转元件22，其在根据本发明的施用装置1的情况下与第一防旋转元件43接合。
图6示出根据本发明的输送装置3的活塞30的实施例的截面图。活塞30包括第一端面30a和第二端面30b。活塞30以如此的方式构造以使得它在泵柱塞20的后端27b的区域中以套筒的形式围绕泵柱塞20的一部分。替代地，活塞也可以另一种几何形式构造，例如构造成O形环。
图7至图7c示出用于施用粘性物质的根据本发明的装置1的第二实施例。代替图1至图6中的第一实施例的设置在筒元件处的凸轮51a，图7至图7c中的装置1包括驱动环70，该驱动环70***筒元件50a中。在图7a中以一个视图示出驱动环70，而在图7b中以通过其纵向轴线的截面图示出驱动环70。驱动环包括凸轮71，其具有第一实施例的驱动结构的凸轮51a的功能。另外，驱动环70包括第一防旋转元件72。驱动环70的第三防旋转元件72与形成在筒元件50a中的第四防旋转元件52相互作用，第四防旋转元件52在图7c中示出。第三防旋转元件72和第四防旋转元件52的相互作用防止驱动环70相对于筒元件50a旋转。
以下，参照图8a至图8e，通过示例的方式描述根据第一实施例的施用装置1的功能模式。图9a至图9b示出根据第二实施例的根据本发明的施用装置1的功能模式。
图8a示出处于初始位置的施用装置1。在初始位置中，泵柱塞20和活塞30以如此的方式布置在施用装置1的活塞筒10中，以使得活塞30关闭泵柱塞20的第二连接通道21。储罐40和泵壳体42通过第一连接通道41相互连接。泵壳体42填充有粘性物质。
现在，施用装置1的筒50a和轴50b绕施用装置1的纵向轴线L相对于彼此旋转。在这种情况下，旋转方向可以在任何方向R上。如前所解释说明的那样，由于连接部23和凸轮51a的相互作用，泵柱塞20沿着施用机构2的纵向轴线L在储罐40的方向上位移。因此，筒50a的旋转，通过在泵柱塞20的连接部23中行进的凸轮51a以及通过在轴50b的第一防旋转元件22(参见图3)中被引导的泵柱塞20的第二防旋转元件22(未示出)，被转换为泵柱塞20沿纵向轴线L的移动。由于泵柱塞20的轴向移动，泵柱塞20的第一止动部24a与活塞30的第一端面30a接触。然后，活塞30与泵柱塞20一起在储罐40的方向上移动。
图8b示出一种情况，其中泵柱塞20已经在储罐40的方向上移动。由于泵柱塞20的轴向移动，活塞30同样也已在储罐40的方向上移动，并且现在它关闭储罐40和泵壳体42之间的第一连接通道41。第一连接通道41位于泵壳体42内，并被活塞30关闭。由于泵柱塞20在泵壳体42中的移动，压力被施加到泵壳体42中的粘性物质上。因此，活塞30在储罐40的方向上的移动也被称为压力冲程。由于第二连接通道21布置在泵壳体42中，并且不再被活塞30关闭，因此，由于粘性物质通过第二连接通道21进入到柱塞孔26内并且被输送到施用机构2，在泵壳体42中累积的压力被缓解。
图8c示出了一种情况，其中泵柱塞20已经被尽可能远地推入到泵壳体42中。泵柱塞20在纵向轴线L的方向上的最大移动被称为轴向冲程H，并且被连接部23的弯曲形状预先确定。由于连接部23的构造，例如如图4a和图4b中所示的正弦形，或者如图5a和图5b所示的倾斜延伸，筒元件50a在旋转方向上的进一步旋转导致实现泵柱塞20的移动的方向发生改变，并且其现在在施用机构2的方向上移动。由于活塞30和活塞筒30之间的附着摩擦，仅当在泵柱塞20的后端27b处的第二止动部24b与活塞30的第二端面30b接触时，活塞30才首先在施用机构2的方向上移动。设置在泵柱塞20中的第二连接通道21随后被活塞30关闭，其围绕着泵柱塞20。结果是，粘性物质不能再进入柱塞孔26(参见图8d)。
如果筒元件50a进一步旋转，则达到图8e中所示的情况。由于泵柱塞20的轴向移动，活塞30已经在施用机构2的方向上移动，使得第一连接通道41不再被活塞30关闭。由于泵柱塞20已经移动出泵壳体42，已经在泵壳42中产生负压。通过将粘性物质从储罐40中抽吸到泵壳体42中来实现压力平衡。因此，活塞30在施用机构的方向上的移动也被称为抽吸冲程。因此，泵壳体42被来自储罐40的新物质填充，以用在下一个泵循环。另外，拖拽活塞60布置在储罐40中，该拖拽活塞60被储罐中产生的负压拖拉。作为替代方案，布置在储罐40中的封闭质量元件也可以被拖拉。如果筒元件50a进一步绕纵向轴线L旋转，则情况再次回到图8a，并且泵循环重新开始。
在图9a至图9e中示出根据本发明的施用装置1的第二实施例的功能模式。第二实施例的功能模式对应于第一实施例的功能模式，其中通过布置在驱动环70中的凸轮71和设置在泵柱塞20中的连接部23的相互作用导致泵柱塞20沿纵向轴线L的移动。
在前面的说明书、权利要求书和附图中公开的本发明的特征可以单独地以及以任何期望的组合被认为对于在其各种不同的实施例中实现本发明而言是必要的。
附图标记清单
1 装置(施用装置)
2 施用机构
3 输送装置
10 活塞筒
20 泵柱塞
21 第二连接通道
22 第二防旋转元件
23 连接部(传动结构)
24a 第一止动部
24b 第二止动部
26 柱塞孔
27a 前端
27b 后端
30 活塞
30a 第一端面
30b 第二端面
40 储罐
41 第一连接通道
42 泵壳体
43 第一防旋转元件
50a 第一可旋转部分(筒元件)
50b 第二可旋转部分(轴)
51a 凸轮(传动结构)
52 第四防旋转元件
60 拖曳活塞
70 驱动环
71 凸轮
72 第三防旋转元件
L 纵向轴线

Claims (12)

1.一种用于施用粘性物质的装置(1)，所述粘性物质特别是用于化妆品、书写、绘画、描绘和/或标记的目的，所述装置(1)带有：
用于所述物质的储罐(40)，
施用机构(2)，以及
输送装置(3)，所述输送装置(3)被构造成将所述物质从所述储罐(40)中输送到所述施用机构(2)；
其特征在于：
所述输送装置(3)包括活塞筒(10)、布置成能够在所述活塞筒(10)内轴向位移的活塞(30)、用于使所述活塞(30)轴向位移的泵柱塞(20)、在所述活塞筒(10)与所述储罐(40)之间的第一连接通道(41)以及在所述活塞筒(10)和所述施用机构(2)之间的第二连接通道(21)，所述活塞(30)相对于所述泵柱塞(20)是能够调节的，
所述活塞(30)仅根据相对于所述活塞筒(10)的位置来打开或关闭所述第一连接通道(41)；并且
所述活塞(30)根据相对于所述泵柱塞(20)的位置来打开或关闭所述第二连接通道(21)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在相对于所述活塞筒(10)的压力冲程中，所述活塞(30)在所述泵柱塞(20)的第一止动部(24a)处接触，并且在相对于所述活塞筒(10)的抽吸冲程中，所述活塞(30)在所述泵柱塞(20)的第二止动部(24b)接触。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述活塞(30)能够在所述泵柱塞(20)上的第一止动部(24a)和第二止动部(24b)之间移动，并且当在所述第一止动部(24a)处接触时，所述活塞(30)打开所述第二连接通道(21)，并且当在所述第二止动部(24b)处接触时，所述活塞(30)关闭所述第二连接通道(21)。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述活塞(30)能够在所述泵柱塞(20)上的第一止动部(24a)和第二止动部(24b)之间移动，并且当在所述第一止动部(24a)处接触时，所述活塞(30)打开所述第二连接通道(21)，并且当在所述第二止动部(24b)处接触时，所述活塞(30)关闭所述第二连接通道(21)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，在相对于所述活塞筒(10)的压力冲程中所述活塞(30)关闭所述第一连接通道(41)，并且在相对于所述活塞筒(10)的抽吸冲程的至少一部分中所述活塞(30)打开所述第一连接通道(41)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二连接通道(21)至少位于所述泵柱塞(20)内的一些部分中。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述活塞(30)以套筒的形式围绕所述泵柱塞(20)。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述活塞(30)构造成为O形环。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述活塞筒(10)形成为与所述储罐(40)成一件式结构。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括：能够相对于彼此旋转的两个部分(50a、50b)；以及，传动结构(23、51a)，所述传动结构(23、51a)将所述两个部分(50a、50b)相对于彼此的旋转转换成所述泵柱塞(20)的轴向移动。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述传动结构(23、51a)包括凸轮(51a)，通过引导曲线引导所述凸轮(51a)，并且所述引导曲线沿着闭合路径延伸。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)的输送装置(3)。
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