DE3712218A1 - Fluessigkeitsapplikator mit einer verbesserten zufuhreinrichtung fuer die fluessigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsapplikator, wie beispielsweise ein Schreibgerät, in dem flüssige Tinte zur Anwendung gelangt und bei dem es sich beispielsweise um eine Markierfeder bzw. einen Mar­ kierstift oder dergl. handelt, oder ein kosmetisches Gerät, bei dem eine kosmetische Flüssigkeit, wie beispielsweise ein Nagellack und dergl. zur Anwendung gelangt, in dem eine Ventileinheit zwischen dem Reser­ voirbereich für die aufzutragende Flüssigkeit und einem Teil zum Auftragen der Flüssigkeit, das am vorderen Ende vorgesehen ist und bei dem es sich beispielsweise um einen Federnkern, eine Bürsten- oder Pinselspitze oder dergl. handelt, angeordnet ist.

Bisher wird bei derartigen Flüssigkeitsapplikatoren eine Öffnungs/Schließ-Operation der Ventileinheit des Flüssigkeitsapplikators durch eine geeignete manuelle Operation, wie beispielsweise eine Stoß- oder Drück­ operation ausgeführt. Bei einem herkömmlichen Flüssig­ keitsapplikator dieser Art wird dann, wenn die Ventil­ einheit geöffnet ist, ein Öffnungsbereich der Ventil­ einheit andauernd während des ganzen Hubes der Drück­ operation des Flüssigkeitsapplikators offen gehalten. Dies führt dazu, daß anhaltenden Strömungsmengen einer Verschiebungsluft einer aufzutragende Flüssigkeit durch den Öffnungsbereich der Ventileinheit hindurch­ treten. In dem Fall, in dem eine angewendete Menge der aufzutragenden Flüssigkeit vergrößert wird, so daß es erforderlich ist, eine Zufuhrmenge der aufzutragenden Flüssigkeit, die zu einem Teil zum Auftragen der Flüssigkeit am vorderen Ende des Flüssigkeitsapplika­ tors zuzuführen ist, zu vergrößern, ist es daher erforderlich, die Ventileinheit während einer ausge­ dehnten Zeitperiode durch Fortsetzen der Drückopera­ tion des Flüssigkeitsapplikators zu öffnen. Bei dem herkömmlichen Flüssigkeitsapplikator ist es daher schwierig, die Zufuhrmenge der aufzutragenden Flüssig­ keit so zu steuern, daß ein optimaler Wert erhalten wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen neuen Flüssigkeitsapplikator zu schaffen, durch den der Benutzer in die Lage versetzt wird, eine Zufuhrmenge der aufzutragenden Flüssigkeit, die zu einem Teil zum Auftragen am vorderen Ende des Flüssig­ keitsapplikators von einem Reservoirbereich für die aufzutragende Flüssigkeit zuzuführen ist, in einer einfachen Weise so zu steuern, daß ein optimaler Wert der Zufuhrmenge der aufzutragenden Flüssigkeit leicht erhalten werden kann.

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsapplikator, bei dem eine aufzutragende Flüssigkeit gewaltsam bzw. wirksam über eine Ventileinheit, die zwischen einem Reservoirbereich für die aufzutragende Flüssigkeit und einem Teil zum Auftragen der Flüssigkeit angeordnet ist, dem Teil zum Auftragen der Flüssigkeit zugeführt wird, wobei die Ventileinheit durch die Bewegung eines durch eine Ventilfeder gedrückten Ventilstößels geöff­ net und geschlossen wird. Dieser Flüssigkeitsapplika­ tor ist dadurch verbessert, daß die Ventilfeder aus einem Paar von Federkomponenten aufgebaut ist, die unterschiedliche Federkonstanten besitzen, und daß eine Ventilöffnungsfläche, die zwischen einem Ventil­ sitz und dem Ventilstößel bestimmt und zu einer Zeit hergestellt wird, wenn sich der Ventilstößel zu einem Übergangspunkt bewegt, an dem eine der Federkomponen­ ten, die die kleinere Federkonstante besitzt, ihren Kompressionshub, der zusammen mit einer Bewegung des Ventilstößels ausgeführt wird, vollendet, während die andere Komponente der Federkomponenten, die eine größere Federkonstante besitzt, anfänglich zusammenge­ drückt wird, kleiner ist als eine vergrößerte Ventil­ öffnungsfläche, die zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilstößel bestimmt und zu einer Zeit hergestellt wird, wenn die andere Komponente der Federkomponenten, die die größere Federkonstante aufweist, exklu­ siv bzw. allein zusammengedrückt wird.

Als eine Einrichtung zur Vergrößerung der Ventilöff­ nungsfläche zwischen dem Ventilsitz und dem Ventil­ stößel bei einem Kompressionshub, bei dem die Feder­ komponente, die die größere Federkonstante besitzt, exklusiv bzw. allein zusammengedrückt wird, nachdem der Übergangspunkt durchlaufen ist, ist ein Schlitz in einem vorbestimmten Bereich des Ventil­ stößels vorgesehen, wobei der vorbestimmte Bereich durch den Ventilsitz hindurchtritt, wenn die Federkom­ ponente, die die größere Federkonstante besitzt, beginnt, nachdem der Übergangspunkt durchlaufen ist, allein zusammengedrückt zu werden.

Der Schlitz kann durch ein Loch oder eine Nut ersetzt werden.

An der Stelle der obengenannten Einrichtung, bei der es sich beispielsweise um den Schlitz, das Loch oder die Nut handelt, ist es möglich, den vorbestimmten Bereich des Ventilstößels sich verjüngend bzw. konisch auszuformen, so daß er eine konvergierende Form annimmt.

Als Ventilfeder ist vorzugsweise eine Schraubenfeder vorgesehen.

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestal­ tungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläu­ tert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Teil eines Längsschnittes durch einen vorderen Bereich der Markierfeder gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Zustand, in dem der Ventilstößel der Ventileinheit auf dem Ventilsitz sitzt;

Fig. 2 einen der Fig. 1 ähnliche Darstellung in einem Zustand, in dem der Ventilstößel zu einem Übergangspunkt bewegt ist, in dem die Federkomponente, die die kleinere Federkraft besitzt, ihren Kompressionshub beendet, während die Federkomponente, die die größere Federkonstante besitzt, beginnt, zusammengedrückt zu werden;

Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung in einem Zustand, in dem der Ventilstößel zu seiner innersten Position bewegt ist; und

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die gesamte Markierfeder in ihrem Ruhezustand.

Nachfolgend wird eine Markierfeder bzw. ein Markierer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Natürlich ist die Erfindung jedoch nicht nur auf diese Ausführungsform beschränkt.

In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Schreibfederkern. Mit 2 ist eine Stiel- bzw. Schaft­ hülse bezeichnet. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Halterung bzw. einen Träger für eine Ventilfeder. Mit 4 ist ein Ventilsitz bezeichnet. Mit 5 ist ein Ventil­ stößel bezeichnet, während mit 6 eine Ventilfeder oder eine Schraubenfeder bezeichnet ist. Die Stielhülse 2 dient auch als ein Reservoirbereich für die aufzutra­ gende Flüssigkeit oder als ein Flüssigkeitsbehältnis 8. In einem vorderen Ende der Stielhülse 2 sind sowohl eine Ventileinheit als auch ein vorderer Schaft 7 montiert. Die Ventileinheit besteht aus dem Ventilsitz 4, dem Ventilstößel 5, der Schraubenfeder 6 und dem Träger 3 für die Ventilfeder.

Der Schreibfederkern 1, der in axialer Richtung in dem vorderen Schaft 7 gleiten kann, liegt an einem vorde­ ren Ende des Ventilstößels 5 an. Wenn ein Benutzer während einer Drückoperation gegen den Federkern 1 drückt, bewegt dieser den Ventilstößel 5 zur Öffnung der Ventileinheit in axialer Richtung nach hinten.

Der Ventilstößel 5 ist bewegbar in einer Position zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Träger 3 für die Ventilfeder angeordnet. Er wird durch die Schraubenfe­ der 6 andauernd gegen den Ventilsitz 4 gedrückt, wobei die Schraubenfeder 6 in einer Lage zwischen dem Träger 3 für die Ventilfeder und dem Ventilstößel 5 angeord­ net ist. Die Schraubenfeder 3 umgibt den Ventilstößel 5.

Ein hinterer Endbereich des Ventilstößels 5 ist gleit­ bar in eine Bohrung eingeführt, die in dem Träger 3 für die Ventilfeder vorgesehen ist. Ein vorderer Endbereich des Ventilstößels 5, der in einer Position vor einem konischen bzw. sich verjüngenden Bereich 10 des Ventilstößels 5 angeordnet ist, ist zu einem röhrenförmigen Bereich 16 geformt. Der Ventilstößel 5 sitzt auf dem Ventilsitz 4 an dem zuvor genannten sich verjüngenden Bereich 10. Der röhrenförmige Bereich 16 des Ventilstößels 5 weist einen Durchmesser auf, der geringfügig kleiner ist als der Öffnungsdurchmesser des Ventilsitzes 4, so daß der röhrenförmige Bereich 16 sich nach vorne durch den Ventilsitz 4 hindurcher­ streckt und mit seinem vorderen Ende an einem hinteren Ende des Schreibfederkernes 1 anliegt.

In dem röhrenförmigen Bereich 16 des Ventilstößels 5 sind sich diametral gegenüberliegend ein Paar von Schlitzen 11 vorgesehen, die sich in axialer Richtung vom vorderen Ende des röhrenförmigen Bereiches 16 derart nach hinten erstrecken, daß es möglich ist, daß die hinteren Enden der Schlitze 11 in Positionen ange­ ordnet sind, die einer Position des Ventilsitzes 4 zu einer Zeit entsprechen, wenn der Ventilstößel 5 einen Übergangspunkt eines Kompressionshubes der Schrauben­ feder 6 erreicht. Der Übergangspunkt wird später ausführlicher beschrieben werden.

Die Schraubenfeder 6 ist einstückig aus einem Paar von Federkomponenten, d.h. einem Bereich 12, der einen größeren Durchmesser und eine kleinere Federkonstante aufweist, und einem Bereich 13, der einen kleineren Durchmesser und eine größere Federkonstante aufweist, aufgebaut. Wenn eine externe Kompressionskraft auf die Schraubenfeder 6 ausgeübt wird, wird in der Hauptsache der Bereich 12 mit dem größeren Durchmesser der Schraubenfeder 6 zuerst zusammengedrückt und fängt nach der Beendigung der Kompression des Bereiches 12 mit dem größeren Durchmesser der Schraubenfeder 6 der Bereich 13 mit dem kleineren Durchmesser der Schrau­ benfeder 6 an zusammengedrückt zu werden, wenn man voraussetzt, daß eine zusätzliche externe Kompres­ sionskraft auf die Schraubenfeder 6 ausgeübt wird. Bei einer derartigen Kompressionsoperation der Schrauben­ feder 6 unterscheiden sich nämlich der Bereich 12 mit dem größeren Durchmesser und der Bereich 13 mit dem kleineren Durchmesser im Hinblick auf die Last bzw. Belastung voneinander, der sie ausgesetzt werden. Der Benützer kann diese Belastung beim Gebrauch an bzw. in seiner Hand fühlen.

Wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist, sind die oben genannten hinteren Enden der Schlitze 11 des röhren­ förmigen Bereiches 16 des Ventilstößels 5 in Positio­ nen angeordnet, die einer Position des Ventilsitzes 4 zu einer Zeit entsprechen, wenn der Ventilstößel 5 gedrückt wird, damit er den Übergangspunkt des Kom­ pressionshubes der Schraubenfeder 6 erreicht. Bei diesem Übergangspunkt ist die Kompression des Berei­ ches 12 mit dem größeren Durchmesser der Schrauben­ feder 6 beendet, während der Bereich 13 mit dem kleineren Durchmesser der Schraubenfeder 6 beginnt zusammengedrückt zu werden.

Die Schlitze 11 können im Hinblick auf ihre Länge gleich sein. Außerdem können sie sich in axialer Richtung so verjüngen, daß sie nach vorne gerichtete konvergierende Formen annehmen. Es ist auch möglich, an der Stelle der Schlitze 11 geeignete Löcher in dem röhrenförmigen Bereich 16 des Ventilstößels 5 vorzusehen.

Die Schraubenfeder 6 kann integral bzw. einstückig aufgebaut sein oder aus einem Paar von getrennten Schraubenfedern bestehen, die unterschiedliche Durch­ messer aufweisen und miteinander verbunden sind. Außerdem kann die Schraubenfeder 6 auch durch Verbin­ den eines Paares von getrennten Schraubenfedern herge­ stellt werden, die sich im Hinblick auf ihre Filament­ bzw. Drahtdurchmesser voneinander unterscheiden, wäh­ rend sie den gleichen Spulendurchmesser besitzen.

Außerdem kann die Ventilfeder 6 auch aus irgendeinem anderen Element aufgebaut sein, das verschiedene Federkonstanten aufweist.

Die obige Ausführungsform des Markierstiftes gemäß der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, daß der Ventilstößel 5 durch den Schreibfederkern 1, der in dem vorderen Endbereich des Markierstiftes vorgesehen ist, gleitend bewegt wird. Es ist jedoch auch möglich, den Ventilstößel 5 unter Anwendung eines geeigneten Drückgliedes gleitend zu bewegen, vorausgesetzt, daß dieses Drückglied in einem hinteren Endbereich der Stielhülse 2 des Markierstiftes vorgesehen ist. Ein derartiges Drückglied kann auch durch jede andere geeignete Einrichtung ersetzt werden, die den Ventil­ stößel 5 in dem Markierstift gleitend bewegen kann.

In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 14 ein schaumstoff- bzw. schwammartiges Element, das eine überschüssige, aufzutragende Flüssigkeit oder Tinte absorbiert, die durch die Ventileinheit des Markier­ stiftes hindurchgetreten ist.

Im folgenden wird nun die Arbeitsweise bzw. Funktion des erfindungsgemäßen Markierstiftes im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 erläutert.

In einem Zustand, in dem nicht gegen den Schreibfeder­ kern 1 gedrückt wird, sitzt der Ventilstößel 5 mit seinem sich verjüngenden Bereich 10 hermetisch abdich­ tend an dem Ventilsitz 4, um die Ventileinheit in der in der Fig. 1 dargestellten Weise zu verschließen. In dem Fall, in dem gegen den Schreibfederkern 1 gedrückt wird, um die Ventileinheit zu öffnen, so daß eine Verschiebungsluft und die Tinte, die dem Schreibfeder­ kern 1 zugeführt werden, durch die Ventileinheit hindurchtreten, wird die Ventil- oder Schraubenfeder 6 zuerst in ihrem Bereich 12 mit dem größeren Durchmes­ ser, der die kleinere Federkonstante besitzt, zusam­ mengedrückt. Die Fig. 2 zeigt einen Zustand, in dem die Kompression des Bereiches 12 mit dem größeren Durchmesser, der die kleinere Federkonstante aufweist, beendet ist, während der Bereich 13 mit dem kleineren Durchmesser, der die größere Federkonstante aufweist, gerade beginnt, an dem Übergangspunkt des Kompres­ sionshubes der Schraubenfeder 6 zusammengedrückt zu werden. In dem in der Fig. 2 dargestellten Zustand erreicht nämlich der Ventilstößel 5 eine Position, die dem Übergangspunkt entspricht. Diese Position wird nachfolgend ebenfalls als der Übergangspunkt be­ zeichnet.

Wenn der Federkern 1 weiter einer zusätzlichen Drück­ operation in dem in der Fig. 2 dargestellten Zustand unterworfen wird, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist, vergrößern sich die Strömungsmengen der Verschie­ bungsluft und der Tinte, die dem Schreibfederkern 1 zugeführt werden, um Mengen, die einer totalen Quer­ schnittsfläche der Öffnungsbereiche der Schlitze 11 und eines Innenbohrungsbereiches des röhrenförmigen Bereiches 16 des Ventilstößels 5 entspricht, weil die Bereiche der hinteren Endkanten der Schlitze 11 des Ventilstößels 5 in den Flüssigkeitsbehälter 8 eintre­ ten. Und zwar erfolgt diese Vergrößerung zusätzlich zu den Strömungsmengen, die erzeugt wurden, bevor der Ventilstößel 5 den obengenannten Punkt erreicht hat. Um die Strömungsmenge der zum Schreibfederkern 1 zuzuführenden Tinte zu vergrößern, ist es erforder­ lich, den Bereich 13 mit dem kleineren Durchmesser, der die größere Federkernkonstante der Schraubenfeder 6 aufweist, unter Anwendung einer zusätzlichen An­ strengung bzw. Druckkraft, die größer ist als die Druckkraft, die zum Zusammenpressen des Bereiches 12 mit dem größeren Durchmesser der Schraubenfeder 6 benötigt wird, zusammenzudrücken. Weil die Drückopera­ tion sich im Hinblick auf die Anstrengung am Über­ gangspunkt stufenähnlich ändert, kann der Benutzer den Übergangspunkt des Kompressionshubes der Schraubenfe­ der 6 an seiner Hand fühlen. Dies versetzt ihn in die Lage, die Drückoperation des Schreibfederkernes 1 des Markierstiftes beim Gebrauch in einer richtigen bzw. angemessenen Weise zu steuern, um eine optimale Zu­ fuhrmenge der aufzutragenden Flüssigkeit oder Tinte zu erhalten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, daß ein Benutzer den Übergangspunkt des Kompressionshubes der Ventilfeder, d.h. der Schraubenfeder 6 an seiner Hand fühlt, so daß er leicht die beim Drücken gegen den Schreibfederkern 1 des Markierstiftes aufgebrachte Druckkraft bzw. Anstrengung kontrollieren kann, um die Strömungsmenge der aufzutragenden Flüssigkeit oder Tinte, die von dem Flüssigkeitsbehälter 8 über die Ventileinheit zum Schreibfederkern 1 zugeführt wird, zu optimieren. Dies ist eine Wirkung, die der Markier­ stift gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist.

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsapplikator, bei dem eine aufzutragende Flüssigkeit wirksam zu einem Teil 1 zum Auftragen der Flüssigkeit über eine Ventileinheit zugeführt wird, die durch die Bewegung eines Ventilstößels 5, der durch eine Ventilfeder 6 beaufschlagt wird, geöffnet oder geschlossen wird. In dem Flüssigkeitsapplikator besteht die Ventilfeder 6 aus einem Paar von Federkomponenten, die sich im Hinblick auf ihre Federkonstanten voneinander unter­ scheiden. Eine Ventilöffnungsfläche, die zwischen einem Ventilsitz 4 und dem Ventilstößel 5 bestimmt und zu einer Zeit hergestellt wird, wenn sich der Ventil­ stößel 5 zu einem Übergangspunkt bewegt, ist kleiner als eine vergrößerte Ventilöffnungsöffnung, die zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Ventilstößel 5 bestimmt und zu einer Zeit erzeugt wird, wenn die andere der Federkomponenten, die die größere Federkon­ stante aufweist, allein zusammengedrückt wird. In dem Übergangspunkt beendet eine der Federkomponenten, die die kleinere Federkonstante aufweist, ihren Kompres­ sionshub, der zusammen mit der Bewegung des Ventil­ stößels 5 ausgeführt wird, während die andere Feder­ komponente, die die größere Federkonstante aufweist, beginnt, zusammengedrückt zu werden.

Claims (6)

1. Flüssigkeitsapplikator zum wirksamen Zufüh­ ren einer aufzutragenden Flüssigkeit zu einem Teil (1) zum Auftragen der Flüssigkeit über eine Ventileinheit, die zwischen einem Reservoirbereich (8) für die aufzu­ tragende Flüssigkeit und dem Teil (1) zum Auftragen der Flüssigkeit angeordnet ist, wobei die Ventilein­ heit durch die Bewegung eines durch eine Ventilfeder (6) gedrückten Ventilstößels (5) geöffnet und ge­ schlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ven­ tilfeder (6) aus einem Paar von Federkomponenten besteht, die unterschiedliche Federkonstanten aufwei­ sen, und daß eine zwischen einem Ventilsitz (4) und dem Ventilstößel (5) bestimmte und zu einer Zeit, zu der der Ventilstößel (5) sich zu einem Übergangspunkt bewegt, in dem eine der Federkomponenten, die die kleinere Federkonstante aufweist, ihren Kompressions­ hub beendet, der zusammen mit einer Bewegung des Ventilstößels (5) ausgeführt wird, während die andere der Federkomponenten, die eine größere Federkonstante aufweist, beginnt zusammengedrückt zu werden, erzeugte Ventilöffnungsfläche kleiner ist als eine vergrößerte Ventilöffnungsfläche, die zwischen dem Ventilsitz (4) und dem Ventilstößel bestimmt und zu einer Zeit herge­ stellt wird, wenn die andere der Federkomponenten, die die größere Federkonstante aufweist, exklusiv zusammen­ gedrückt wird.

2. Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Schlitz (11) in einem vorbestimmten Bereich (16) des Ventilstößels (5) vorgesehen ist, daß der vorbestimmte Bereich (16) durch den Ventilsitz (4) zu einer Zeit hindurchtritt, wenn die Federkomponente mit der größeren Federkonstanten nach dem Durchlaufen des Übergangspunktes beginnt, exklusiv zusammengedrückt zu werden.

3. Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem vorbestimmten Bereich (16) des Ventilstößels (5) ein Loch vorgesehen ist, und daß der vorbestimmte Bereich (16) durch den Ventilsitz (5) zu einer Zeit hindurchtritt, wenn die Federkomponente mit der größeren Federkonstanten beginnt, nach Durchlaufen des Übergangspunktes, exklusiv zusammengedrückt zu werden.

4. Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Nut in einem vorbestimmten Bereich (16) an der äußeren Umfangsfläche des Ventilstößels (5) vorgesehen ist, und daß der vorbestimmte Bereich (16) durch den Ventilsitz (4) zu einer Zeit hindurch­ tritt, zu der die Federkomponente mit der größeren Federkonstanten beginnt, nach Durchlaufen des Über­ gangspunktes, exklusiv zusammengedrückt zu werden.

5. Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein vorbestimmter Bereich (16) des Ventilstößels (5) sich verjüngend ausgebildet ist, so daß er eine nach vorne gerichtete konvergierende Form annimmt, und daß der vorbestimmte Bereich (16) durch den Ventilsitz (4) zu einer Zeit hindurchtritt, wenn die Federkomponente mit der größeren Federkonstanten beginnt, nach dem Durchlaufen des Übergangspunktes, exklusiv zusammengedrückt zu werden.

6. Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventilfeder eine Schraubenfeder (6) vorgesehen ist.