DE3630101C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine stiftförmige Vorrichtung zum Abgeben von fließfähigen Massen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Fließfähige Massen, insbesondere Kosmetika, wie z. B. Nagellacke, flüssiges Make up und Lippenglanz bzw. Farbe werden aus einem Vorratsbehälter mittels eines Pinsels oder einer Kapillarspitze aufgetragen. Dazu ist es zweckmäßig, das Auftragelement auf einfache Weise mit neuer Flüssigkeit zu versorgen, die dem Vorratsbehälter zu entnehmen ist.

Nach der US-PS 37 39 789 ist es bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse einen Vorratsbehälter mit einem Auftragelement auszustatten, das durch eine Zuführöffnung mit Flüssigkeit versorgt wird. In den Vorratsraum der stiftförmigen Vorrichtung ist ein Kolben eingesetzt, der mittels einer Gewindespindel verschiebbar ist, wodurch die Flüssigkeit dem Auftragelement zugeführt wird. Die Bewegung des Kolbens erfolgt durch eine Gewindespindel, auf die der Kolben nach Art einer Mutter unmittelbar aufgeschraubt ist.

Die durchgehende in den Vorratsraum hineinragende Gewindespindel ermöglicht zwar ein maximales Volumen zur Aufnahme der fließfähigen Masse, die Querschnitte von Kolben und Vorratsbehälter müssen jedoch um ausreichende Drücke insbesondere auf hochviskose Massen ausüben zu können, unrund, vorzugsweise achteckig, ausgeführt werden, damit der Kolben bei Bewegung der Gewindespindel nicht relativ zum Vorratsbehälter verdreht werden kann.

Dieses Konstruktionsprinzip besteht aus einer Reihe von relativ aufwendigen Einzelteilen, die miteinander montiert werden müssen. Ferner ist es kaum möglich, bei einer achteckigen Gestaltung des Kolbens eine ausreichende Abdichtung des Kolbens gegenüber der Behälterwand zu erreichen, da beim Pressen der fließfähigen Masse durch das beispielsweise als Pinsel ausgeführte Auftragelement hindurch erhebliche Drücke auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung eine ausreichende Abdichtung zwischen Kolben und Behälterwand zu erreichen, wobei die Gestaltung der einzelnen Teile im Hinblick auf eine Massenproduktion im Spritzgießverfahren besonders einfach sein soll. Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es auch bei der Verwendung von hochviskosen fließfähigen Massen möglich, die notwendigen großen Drücke durch den Kolben auszuüben, ohne daß der Kolben sich gegenüber dem Vorratsbehälter verdreht. Durch den in den Kolben tangential eingepreßten Querstift, der über die Mantelfläche der Dichtlippe hinausragt, tritt an dem Kolben in Drehrichtung eine Sperrwirkung auf, so daß der Kolben bei der Bewegung der Gewindespindel nicht relativ zum Vorratsbehälter verdreht werden kann. Die Gewindespindel und die Gewindenabe sind gut abgedichtet, da der Kolben aus weichelastischem Material gefertigt ist und demzufolge eine ausreichende Dichtwirkung auf der Gewindespindel bewirkt.

Die Reibungsverhältnisse zwischen dem Kolben und der Gewindespindel sowie zwischen der Dichtlippe und dem Innendurchmesser des Vorratsbehälters lassen sich gut abstimmen, da bei der vorgeschlagenen Konstruktion, bei der der Kolben eine Gewindenabe und eine Dichtlippe aufweist die eine gleiche oder unterschiedliche Länge haben, eine Abstimmung der Dimensionen und somit der Reibungsverhältnisse zwischen den relativ zueinander sich bewegenden Teilen möglich ist.

Ein einfacher Aufbau der Vorrichtung wird bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung damit erreicht, daß der Vorratsbehälter in Form einer Hülse mit einem Anschlag am rückwärtigen Ende ausgebildet ist. Am gegenüberliegenden Ende ist eine separate Spitze mit einer Austrittsöffnung eingesetzt. Durch den Anschlag am rückwärtigen Ende kann das Betätigungselement mit dem auf die Gewindespindel aufgeschraubten Kolben als eine Baueinheit in den Vorratsbehälter eingesetzt werden. Nach diesem Arbeitsgang wird der Vorratsbehälter mit Flüssigkeit aufgefüllt und danach durch die separate Spitze verschlossen. Zur Montage der Vorrichtung ist somit nur eine einzige feste Verbindung zwischen der Spitze und dem Vorratsbehälter notwendig, die entweder durch herkömmliches Kleben oder als Ultraschallverbindung problemlos erreicht werden kann.

Hinsichtlich der Funktion der Vorrichtung ergibt sich ein weiterer Vorteil bei einer Ausgestaltung der Erfindung derart, daß die Gewindespindel einen Ventilkegel aufweist, der am inneren Ende der Austrittsbohrung anliegt und axial, relativ zu dem Vorratsbehälter, mittels einer Druckfeder abgestützt ist. In der Ruhelage ist somit die Austrittsbohrung an der Vorrichtung verschlossen. Es kann deshalb keine Flüssigkeit in die Austrittsbohrung eintreten und über das Auftragelement heraustropfen. Erst bei der Drehbewegung des Betätigungselementes wird durch die Axialbewegung des Kolbens ein Druck auf die enthaltene fließfähige Masse ausgeübt, der, nachdem er einen bestimmten Grad erreicht hat, ausreicht, um die Druckfeder innerhalb des Betätigungselementes zusammenzudrücken. Die Austrittsöffnung ist deshalb nur während der Betätigung der Vorrichtung geöffnet und im Ruhezustand geschlossen. Bei einer Ausgestaltung des Kolbens gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 4 wird in vorteilhafter Weise bei einem Druckanstieg im Inneren des Vorratsbehälters durch Temperatureinfluß vermieden, daß die Austrittsbohrung freigegeben wird. Der Druckaufbau wird durch die verjüngten Querschnitte innerhalb der Aussparung 21 aufgenommen. Diese stellen eine Schwachstelle des Kolbens dar und sind leichter verformbar als die Wandung des Vorratsbehälters.

Ein besonders spürbarer Bedienungsvorteil ergibt sich für den Benutzer bei einer Ausgestaltung, bei der der Vorratsbehälter im Innendurchmesser eine sägezahnförmige Verzahnung aufweist, in die ein, an einem Federarm des Betätigungselementes eingeformter Rastzahn eingreift. Dadurch läßt sich das Betätigungselement nur in einer vorgegebenen Richtung drehen und der Benutzer spürt durch das Einrasten des Rastzahnes, daß der Kolben um einen Axialweg verschoben wurde, der ausreicht, um einen weiteren Auftrag mit dem gefüllten Auftragelement vorzunehmen.

Eine vom Design interessante Gestaltungsmöglichkeit der Vorrichtung ergibt sich bei einer vorteilhaften Ausbildung, bei der der Vorratsbehälter an einem Endbereich durch eine Stirnwand abgeschlossen ist und in seiner Mantelfläche wenigstens einen Ausschnitt aufweist, der sich über einen Teilbereich der Mantelfläche des Betätigungselementes erstreckt. Durch unterschiedliche Farbgestaltungen des Gehäuses und des Betätigungselementes wird dem Benutzer die Bedienung erleichtert. Die gegenständliche Gestaltung des Vorratsbehälters erlaubt eine einfache Ausbildung und Montage der Vorrichtung. In den Unteransprüchen 7 und 8 sind weiter vorteilhafte Ausgestaltungen beschrieben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsquerschnitt durch die Vorrichtung in der Ruhelage,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung im Bereich des Betätigungselementes mit dem Rastzahn,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Betätigungselement und das Gehäuse mit dem Ausschnitt,

Fig. 4 eine Ansicht auf das Betätigungselement mit der angeformten Gewindespindel,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Kolben mit Aussparungen,

Fig. 6 den Kolben mit tangential eingepreßtem Querstift und

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung mit alternativ gestalteten Betätigungselement und Gewindespindel.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung geht aus der Fig. 1 in allen Einzelheiten hervor. In einem Vorratsbehälter 1 ist ein Vorratsraum 2 vorgesehen, der zur Aufnahme der nicht dargestellten fließfähigen Masse dient. Der Vorratsbehälter 1 ist zylinderförmig ausgebildet und besteht im wesentlichen aus einer Mantelfläche 3 und einer Stirnwand 4. In der Mantelfläche 3 ist ein Ausschnitt 5 vorgesehen, während in die Stirnwand 4 eine Lagerbohrung 6 eingeformt ist. Außerdem ist im Inneren des Vorratsbehälters 1 eine sägezahnartige Verzahnung 7 eingeformt. Ein Betätigungselement 8 ist vorzugsweise so gestaltet, daß es mit einer Gewindespindel 9, die einen Ventilkegel 10 aufweist, einstückig ausgebildet ist. Das Betätigungselement 8 enthält ein Sackloch 11, das sich in Axialrichtung erstreckt. Durch eine Trennut wird ein Federarm 13 gebildet, an welchem ein Rastzahn 14 angeformt ist. Um eine definierte Lagerstelle des Betätigungselementes 8 im Vorratsbehälter 1 zu erreichen, ist eine Stützwand 15 vorgesehen. In das Sackloch 11 ist eine Druckfeder 16 eingesetzt, die auf einen Lagerzapfen 17 wirkt, der in der Lagerbohrung 6 des Vorratsbehälters 1 zentriert ist. Die Gewindespindel 9 dient zur Aufnahme eines Kolbens 18, der eine Dichtlippe 19 mit kreisförmigem Querschnitt und eine Gewindenabe 20 aufweist. An einer Stirnwand des Kolbens 18 sind mehrere Aussparungen 21 vorgesehen, die eine Querschnittsverjüngung darstellen.

An der Vorderseite des Vorratsbehälters 1 ist eine Spitze 22 befestigt, die durch eine Klebeverbindung oder durch Ultraschallschweißen unlösbar befestigt ist. Im Inneren der Spitze 22 ist eine Hülse 23 vorgesehen, in welcher ein Auftragelement 25 befestigt ist, in das eine Austrittsöffnung 24 hineingeführt ist, das an seinem anderen Ende mit dem Vorratsraum 2 in Verbindung steht.

Nach einer weiteren in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist ein Vorratsbehälter 26 vorgesehen, der einen Ringwulst 27 aufweist. An diesem Ringwulst 27 stützt sich ein Betätigungselement 28 in Axialrichtung ab. Auch dieses Betätigungselement 28 weist ein Sackloch 29 auf, in dessen Innerem eine Druckfeder 30 geführt ist. Durch die unrunde Ausbildung des Sackloches 29 und eine im rückwärtigen Bereich ebenfalls unrund ausgebildete Gewindespindel 31 wird eine drehfeste Verbindung der Gewindespindel 31 mit dem Betätigungselement 8 erreicht, die eine Axialbewegung der beiden Teile gestattet. Gemäß Fig. 6 weist der Kolben 9; 32 einen Querstift 33 auf, der tangential zu einem Durchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Dichtlippe 19, in den Kolben eingepreßt ist. Dadurch, daß der Querstift 33, wie in der Zeichnung Fig. 6 dargestellt, aus der Dichtlippe 19 vorsteht, wird sichergestellt, daß auch bei extrem niedrigen Reibungswerten zwischen der Innenwand des Vorratsbehälters 1 und der Dichtlippe 19 keine Verdrehung des Kolbens 33 gegenüber dem Vorratsbehälter 1 erfolgen kann.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist so einfach wie ihr Aufbau. Durch Drehen des Betätigungselementes 8 gem. Fig. 1 wird der Kolben 20 auf der Gewindespindel 9 in Axialrichtung zur Spitze 22 hin bewegt. Bei dieser Bewegung wird ein Druckaufbau im Inneren des Vorratsraumes 2 gegenüber der enthaltenen fließfähigen Masse erreicht, der dazu führt, daß sich ein Staudruck bildet. Durch diesen Staudruck wird zunächst der Kolben 20 in die umgekehrte Richtung bewegt, wobei die Druckfeder 16 zusammengedrückt wird. Das Betätigungselement 8 mit der fest verbundenen Gewindespindel 9 weicht zurück und der Ventilkegel 10 hebt sich von der Hülse 23 ab, wodurch die Austrittsöffnung 24 zum Auftragelement 25 freigegeben wird. Die Drehung des Betätigungselementes 8 bewirkt somit ein dosiertes Abgeben von fließfähiger Masse, da der Benutzer das Betätigungselement 8 nur soweit dreht, bis der Rastzahn 14 in den nächsten Zahn der Verzahnung 7 einrastet. Der Abstand der Verzahnung 7 im Inneren des Vorratsbehälters 1 bestimmt somit die Dosiermenge der fließfähigen Masse, die dem Auftragelement 25 zugeführt werden soll.

Bei einem extrem hohen Anstieg der Außentemperatur wird im Vorratsraum 2 ein erhöhter Druck erzeugt, der durch die verjüngte Wandung im Bereich der Aussparung 21 am Kolben 18 aufgenommen wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß der Ventilkegel 10 abhebt und den Vorratsraum 2 öffnet.

Bei dem in der Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel stützt sich das Betätigungselement 28 an einem Ringwulst 27 ab, während die Gewindespindel 31, die in diesem Fall ebenfalls einen Ventilkegel 10 aufweist, sich relativ zu dem Betätigungselement 28 bewegt. Die Längsbewegung der Gewindespindel 31 wird durch die Druckfeder 30 abgefedert. Die Übertragung der Drehbewegung von dem Betätigungselement 28 zu der Gewindespindel 31 erfolgt durch eine unrunde Gestaltung sowohl des Sackloches 29, als auch eines Teilbereiches der Gewindespindel 31.

Claims (8)

1. Stiftförmige Vorrichtung zum Abgeben von fließfähigen Massen, mit einem Vorratsbehälter, einem Auftragelement und einem mit einer Dichtlippe versehenen Kolben, der im Vorratsbehälter in Richtung von dessen Längsachse nach Art einer Mutter auf einer Gewindespindel, die mit einem Betätigungselement gekoppelt ist, beweglich ist, wozu der Kolben eine Gewindenabe aufweist, mit der er unmittelbar auf die Gewindespindel aufgeschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (19) des Kolbens (18; 32) und die Innenwand des Vorratsbehälters (1) einen kreisförmigen Querschnitt haben und daß in den Kolben (18; 32) tangential ein Querstift (33) eingepreßt ist, der über die Mantelfläche der Dichtlippe (19) hinausragt.

2. Stiftförmige Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Vorratsbehälter (1) in Form einer Hülse ausgebildet ist, die an ihrem einen Ende durch eine separate Spitze mit einer zu dem Auftragelement führenden Austrittsöffnung verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (1) an seinem der Spitze (22) gegenüberliegenden Ende mit einem Anschlag (4; 27) zur Abstützung für eine aus dem Betätigungselement (8; 28), der Gewindespindel (9; 31) und dem aufgeschraubten Kolben (18; 32) bestehende Baueinheit versehen ist.

3. Stiftförmige Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (9) einen Ventilkegel (10) aufweist, der am inneren Ende der Austrittsöffnung (24) anliegt und axial, relativ zu den Vorratsbehälter (1), mittels einer Druckfeder (16) abgestützt ist.

4. Stiftförmige Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) an der Verbindung der Dichtlippe (19) mit der Gewindenabe (20) Aussparungen (21) aufweist.

5. Stiftförmige Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (1) im Innendurchmesser eine sägezahnförmige Verzahnung (7) aufweist, in die ein an einem Federarm (13) des Betätigungselementes (8) angeformter Rastzahn (14) eingreift.

6. Stiftförmige Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (1) an dem der Spitze (22) gegenüberliegenden Ende durch eine Stirnwand (4) abgeschlossen ist und in seiner Mantelfläche (3) wenigstens einen Ausschnitt (5) aufweist, der sich über einen Teilbereich der Mantelfläche des Betätigungselementes (8) erstreckt.

7. Stiftförmige Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (8) ein Sackloch (11) aufweist, in dem ein Lagerzapfen (17) axial beweglich gelagert ist, der unter Wirkung der Druckfeder (16) steht und in der Stirnwand (4) des Vorratsbehälters (1) gegengelagert ist.

8. Stiftförmige Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (28) an einem Ringwulst (27) des Vorratsbehälters (26) axial anliegt und ein Sackloch (29) aufweist, das unrund ausgebildet ist und in das drehfest und axial beweglich die ebenfalls in einem Teilbereich unrund ausgebildete Gewindespindel (31) eingesetzt ist.