DE4115685C2

DE4115685C2 - Schreibgerät mit in einem Behälter frei aufgenommener Schreibflüssigkeit

Info

Publication number: DE4115685C2
Application number: DE4115685A
Authority: DE
Inventors: Rainer Kaufmann
Original assignee: Dataprint Datendrucksysteme R Kaufmann KG
Current assignee: Edding Aktiengesellschaft 22926 Ahrensburg De
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1995-01-26
Anticipated expiration: 2011-05-15
Also published as: DE59206713D1; ES2091466T5; EP0584149B2; JP3376381B2; US6095707A; ES2091466T3; EP0584149A1; JPH06510491A; DE4115685C3; DE4115685A1; WO1992020530A1; EP0584149B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schreibgerät, umfassend einen eine Öffnung aufweisenden Behälter, in dem Schreibflüs sigkeit frei aufgenommen wird, eine wenigstens teilweise kapillar ausgebildete Förderleitung für Schreibflüssig keit, die den Behälter zur Förderung von Schreibflüssig keit mit einer Schreibspitze verbindet, und einen mit der Förderleitung in Verbindung stehenden kapillaren Speicher.

Ein Schreibgerät dieser Art ist bekannt (EP-A-0 380 696). Grundsätzlich handelt es sich bei Schreibgeräten dieser Art um solche mit einem klassischen geschlossenen System, in dem die Schreibflüssigkeit mittels Unter drucks am Auslaufen gehindert wird. So sind beispiels weise auch die seit Jahrzehnten bekannten Füllfederhal ter nach einem derartigen System aufgebaut. Schreibgerä ten dieser Art haftet ein besonderer Mangel an, der nahezu allen Benutzern von Füllfederhaltern mehr oder weniger oft auf fatale Weise erfahrbar wurde. Ist nämlich der Behälter des Schreibgerätes, in dem die Schreibflüssigkeit frei, d. h. nicht kapillar aufgenom men worden ist, teilweise durch Benutzung entleert worden, entweicht infolge temperaturbedingter Luftaus dehnung in Schreibstellung des Schreibgeräts Schreib flüssigkeit aus dem Behälter. Um diese Schreibflüssig keit in einem derartigen Fall wenigstens teilweise aufnehmen zu können, d. h. den Teil, der luftausdeh nungsbedingt aus dem Schreibgerät normalerweise aus tritt, ist ein Kapillarspeicher vorgesehen, beispiels weise bei einem Füllfederhalter unter der Schreibfeder. Die Kapillarität dieses Speichers muß so groß sein, daß in Schreibstellung die Schreibflüssigkeit nicht aus ihm entweichen kann, aber dennoch so gering, daß er sich nicht schon im Falle des normalen Schreibbetriebes füllt und dann im vorerwähnten Ernstfall bei Luftausdehnung nicht mehr aufnahmefähig wäre. Eine derartige Kapillari tätsrelation wird, wie bekannt, beim klassischen Füllfe derhalter in gewissem Grade realisiert.

Es hat sich aber gezeigt, daß dieser Weg wegen der verhältnismäßig engen Luftausdehnungsgrenzen und des verhältnismäßig geringen Schreibflüssigkeitsvolumens im Behälter, bei denen dieses bekannte System in ausrei chendem Maße funktioniert, für größere Schreibflüssig keitsbehälter und für größere Luftausdehnungsgrenzen nicht weiter beschritten werden kann.

Aus der DE-OS 14 61 588 ist ein Schreibgerät in Form eines Faserschreibers bekannt, bei dem die Schreibspitze und die kapillare Förderleitung eine Einheit bilden, wobei die kapillare Förderleitung vor dem Austritt aus dem Gehäuse mit einer die Schreibflüssigkeit aufsaugenden Substanz umgeben ist. Die Förderleitung ist dort axial verschiebbar ausgebildet und enthält einen diese umschließenden Ventilkörper, der durch eine die Förderleitung umgebende Druckfeder gegen einen Ventil sitz gepreßt wird, der zusammen mit dem Ventilkörper ein Ventil bildet, das durch den Schreibdruck geöffnet wird und Schreibflüssigkeit aus dem Schreibflüssigkeitsbehäl ter austreten läßt.

Aus der DE-PS 34 20 287 ist ein Einsatz für ein Schreib gerät bekannt, wobei an der Außenumfangsfläche des Einsatzes ein ununterbrochener, mäanderförmiger Kanal eines Druckausgleichssystems, der mit einem Luftloch am vorderen Ende des Schreibgeräts in Verbindung steht und dessen Windungen mit einem parallel zum Tintenleiter verlaufenden Steg getrennt sind, ausgebildet ist. Dadurch, daß der Kanal an seinem vorderen Ende durch eine Bohrung mit dem Tintenleiter verbunden ist und im Steg ein in das hintere Ende des Kanals mündender Luftkanal ausgebildet ist, soll erreicht werden, daß im Falle einer Temperatur- oder Druckänderung ein Austreten von überschüssiger Schreibflüssigkeit aus der Schreib spitze oder dem Luftloch und somit ein Blockieren der Luftströmung verhindert wird, so daß der Schreibvorgang nicht unterbrochen wird und die gesamte im Behälter vorhandene Schreibflüssigkeit der Schreibspitze zugelei tet wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schreib gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das auch bei großen Luftausdehnungsschwankungen und auch bei im Vergleich zu bekannten Systemen dieser Art sehr großem Behältervolumen zur Aufnahme von Schreibflüssigkeit sicher funktioniert, ohne daß ein unkontrolliertes Austreten von Schreibflüssigkeit aus dem Schreibgerät, unabhängig vom momentanen Befüllungsgrad des Behälters mit Schreibflüssigkeit beobachtet wird, wobei das Schreibgerät sehr einfach und kostengünstig herstellbar sein soll.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Förderleitung und der Speicher Kapillaren unter schiedlicher Kapillarität aufweist und daß die Förder leitung die Öffnung im wesentlichen ausfüllt und unmit telbar in Kontakt mit dem Speicher steht, wobei die mittlere Kapillarität der Förderleitung wenigstens in der Öffnung des Behälters größer als die mittlere Kapillarität des Speichers ist, und wobei die Förderlei tung und/oder der Speicher aus einem Werkstoff mit kapillar ausgebildeter Struktur besteht.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Schreib geräts besteht darin, daß dieses, wie angestrebt, auch bei großen Temperaturschwankungen und damit einherge henden großen Luftausdehnungsgrenzen selbst bei größten Schreibflüssigkeitsvolumen, beispielsweise 10 ml oder mehr, sicher funktioniert. Das hat seine wesentliche Ursache darin, daß Luft fortwährend über die größeren Kapillaren der Förderleitung in der Öffnung in beiden Richtungen ausgetauscht werden kann und dazu parallel fortwährend ein bestimmter Anteil feinerer Kapillaren der Förderleitung in der Öffnung für die Förderung der Schreibflüssigkeit sorgt. Dieses ist bei Schreibgeräten der eingangs genannten Art, beispielsweise bei den bekannten Füllfederhaltern, die definierte Kapillaren einer Größe aufweisen, nicht der Fall. Dort genügt ein Lufteinschluß im kapillaren Speicher, um das System in undefinierte Verhältnisse zu überführen, mit dem Resul tat, daß die Schreibflüssigkeit unerwünschterweise austritt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt die Förder leitung bis in den Bodenbereich des Behälters hinein, wodurch beispielsweise erreicht werden kann, daß das Gerät nicht über Gebühr lang ausgebildet werden muß, wenn man große Behältervolumen erreichen möchte.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Schreibgeräts ragt ebenfalls der kapillare Speicher bis in den Bodenbereich des Behälters hinein, so daß im Zusammenwirken mit der Ausbildung der Förderleitung bis in den Bodenbereich des Behälters hinein, der durch den Speicher dann auf der ganzen Länge herum eingeschlossen wird, die Auslaufsicherheit erhöht wird, da in Schreib stellung die Förderung der Schreibflüssigkeit aus dem Behälter unterbrochen wird. Die Förderleitung selbst stellt dann das eigentliche Reservoir dar, aus dem geschrieben wird.

Es kann auch bei einer noch anderen Ausgestaltung des Schreibgerätes vorteilhaft sein, die Förderleitung und den kapillaren Speicher integral auszubilden, d. h. das aus Förderleitung und Speicher gebildete Teil in einem Arbeitsgang zu fertigen, was eine weitere Senkung der Herstellungskosten ermöglicht.

Um dabei sicherzustellen, daß für die Förderung der Schreibflüssigkeit im Bereich der Öffnung immer noch ein ausreichender Anteil an feinen Kapillaren vorhanden ist, wird der kapillare Speicher, der dann auch als Schreib flüssigkeitsleiter fungiert, im Bereich der Öffnung des Behälters definiert zusammengedrückt.

Schließlich ist es vorteilhaft, daß bei einer noch anderen Ausgestaltung des Schreibgerätes der kapillare Teil der Förderleitung, der in der Öffnung angeordnet ist, als gesondertes Teil ausgebildet ist, d. h. im Sinne eines kapillar ausgebildeten Teils, das mit dem kapillaren Speicher verbunden unmittelbar in der Öffnung des Behälters liegt.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nach folgenden schematischen Zeichnungen anhand von Ausfüh rungsbeispielen im einzelnen beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 im Schnitt ein Schreibgerät,

Fig. 2 ein Diagramm, bei dem das Kapillarpotential der Poren des Speichers und der Förderleitung im Bereich der Öffnung gegen die Anzahl der Poren des porösen Werkstoffs aufgetragen ist,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Darstellung von Fig. 1 zur Verdeutlichung des Lufteintrittsmecha nismus und des Schreibflüssigkeitsaustritts mechanismus,

Fig. 4 ein Schreibgerät, bei dem die Förderleitung und der die Förderleitung umhüllende kapillare Speicher bis in den Bodenbereich des Behälters hineinragt,

Fig. 5 eine Ausführungsform des Schreibgeräts, bei dem der kapillare Speicher integral mit der Förderleitung ausgebildet ist und verjüngt die Öffnung des Behälters ausfüllt und

Fig. 6 eine Ausgestaltung des Schreibgeräts gemäß Fig. 5, bei dem jedoch der integral mit der Förderleitung ausgebildete kapillare Speicher bis in den Bodenbereich des Behälters, wie Ausführungsform gemäß Fig. 4, hineinsteht.

Das Schreibgerät 10 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 20, in dem mittels einer Trennwand 21 ein Behälter 11 zur Aufnahme von Schreibflüssigkeit 13 angeordnet ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die Trennwand 21 in den Figuren lediglich schematisch eine Begrenzung des Behälters 11 darstellen soll. Der Behäl ter 11 kann im übrigen auf beliebige geeignete Weise entweder als unmittelbares Teil des Gehäuses 20 ausge bildet sein oder im Gehäuse 20 als gesondertes Teil angeordnet sein. Aus dem Gehäuse 20 steht an seinem einen Ende auf bekannte Weise eine Schreibspitze 15 heraus, die auf beliebige geeignete Weise ausgebildet sein kann. Der Gehäuseinnenraum 25, der zwischen der Trennwand 21 und der Schreibspitze 15 gebildet wird, wird über eine Luftleitung 22 mit der Umgebung zur ungehinderten Zufuhr und Abfuhr von Luft verbunden.

Im Bereich der Trennwand 21 ist eine Öffnung 12 des Behälters 11 vorgesehen, die vgl. zunächst Fig. 1, durch eine kapillare Förderleitung 14 verschlossen ist. Die kapillare Förderleitung 14 erstreckt sich von der Öffnung 12 bis zur Schreibspitze 15, wobei die Schreib spitze 15 grundsätzlich auch integral mit der Förder leitung 14 ausgebildet sein kann. Die Förderleitung 14 steht unmittelbar in Kontakt mit einem kapillaren Speicher 16, der gemäß Darstellung von Fig. 1 unmittelbar um die kapillare Förderleitung 14 herum angeordnet ist. Die Kapillarität des kapillaren Spei chers 16 ist im Mittel geringer als im Mittel die Kapillarität der Förderleitung 14 wenigstens in der Öffnung 12 des Behälters 11.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die in Fig. 1 zur Verdeutlichung dargestellte strikte Trennung zwischen kapillarem Speicher 16 und Förderleitung 14 tatsächlich in der Realität nicht vorherrschen muß. Vielmehr kann es sich um ein Gemisch von porösen und/oder faserartigen Werkstoffen handeln, bei denen immer eine Verteilung, vgl. Fig. 2, an feineren und größeren Kapillaren inner halb des jeweiligen Werkstoffs, der den kapillaren Speicher 16 und die Förderleitung 14 bildet, vorhanden ist.

Während des Betriebes des Schreibgerätes 10 füllt sich immer der kapillare Werkstoff der Förderleitung 14, die die Öffnung 12 ausfüllt, zum größten Teil mit Schreib flüssigkeit 13, vgl. Teil 26 der überlappenden Vertei lungskurven gemäß Fig. 2, wohingegen die größten Kapil laren des porösen kapillaren Werkstoffs in ihrer Summe als Lufteinlaßkapillare fungieren, die feineren Kapil laren hingegen als Förderleitung 14 zur Schreibspitze 15, vgl. auch Fig. 3.

Der kapillare Speicher 16 kann sich im Prinzip nur soweit füllen, wie er anteilig Kapillaren besitzt, die eine höhere Kapillarität als die Kapillaren haben, die der Luftförderung dienen. Bei dieser Relation, die bei der Wahl des jeweiligen kapillaren Werkstoffs einzuhal ten ist, bleibt der kapillare Speicher 16 im Normalfall leer. Erfolgt infolge einer Temperaturerhöhung eine Luftausdehnung im Behälter 11, wird Schreibflüssigkeit 13 durch die Öffnung 12 über die Förderleitung 14 in den kapillaren Speicher 16 überführt, d. h. dieser übernimmt die in diesem Falle "überschüssige" Schreibflüssigkeit 13 und verhindert ein unkontrolliertes Austreten der Schreibflüssigkeit 13 aus der Schreibspitze 15 bzw. dem Schreibgerät 10.

Bei den in den Fig. 4 und 6 dargestellten Ausführungs formen ist der kapillare Speicher 16 bis in den Bereich 19 des Bodens 18 des Behälters 11 verlängert. Die Ausgestaltung gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 6 dadurch, daß im Unterschied zu Fig. 4, bei der der kapillare Speicher 16 formal gesondert von der kapillaren Förderleitung 14, die ebenfalls bis in den Bereich 19 des Bodens 18 ausgebildet ist, getrennt ist, während es sich bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 6 um ein Werkstoffgemisch mit größeren und kleineren Kapil laren porösen Werkstoffs handelt, die zusammen den kapillaren Speicher 16 und die Förderleitung 14 bilden. Bei den Ausgestaltungen gemäß Fig. 4 und 6 ist der kapillare Speicher bzw. die Einheit aus kapillarem Speicher 16 und Förderleitung 14 mittels eines geson derten Rohrs 24 umhüllt, so daß die Auslauf sicherheit noch einmal erhöht wird, da in Schreibstel lung der Fluß der Schreibflüssigkeit unterbrochen wird, da diese nur über den Bodenbereich in die Förderleitung 14 bzw. das Gemisch aus Förderleitung 14 und kapillarem Speicher 16 gelangen kann. In diesem Falle stellt dann der kapillare Speicher 16 das eigentliche Reservoir an Schreibflüssigkeit dar, aus dem geschrieben wird.

Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 5 ist die Förderleitung 14 und der kapillare Speicher als einheitliches Teil ausgebildet, ähnlich wie gemäß der Ausgestaltung von Fig. 6, nur ist bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 5 das integrale Teil aus Förderleitung 14 und kapillarem Speicher 16 zum Eintritt in die Öffnung verjüngt ausge bildet. Es kann aber auch sinnvoll sein, den kapillaren Teil 140 der Förderleitung 14, der in der Öffnung 12 angeordnet ist, als gesondertes Teil auszubilden.

Das erfindungsgemäße Schreibgerät 10 funktioniert auch bei mehrmaligem Hin- und Hertransport der Schreibflüs sigkeit 13 zwischen Behälter 11 und kapillarem Speicher 16 bei Temperaturschwankungen. Dabei wird immer sicher gestellt, daß fortwährend die gesamte Schreibflüssigkeit 13 aus dem kapillaren Speicher 16 in den Behälter 11 zurückgeführt wird, anderenfalls würde der kapillare Speicher 16 allmählich überlaufen. Da die Förderleitung 14 fortwährend mit Schreibflüssigkeit 13 zumindest im Bereich der Öffnung 12 benetzt ist, kann Luft 23 den Rückfluß der Schreibflüssigkeit 13 nicht unterbrechen, da immer parallel zu einem möglichen Lufteinschluß eine bestimmte Zahl von Kapillaren für den Transport der Schreibflüssigkeit 13 sorgen.

Bezugszeichenliste

10 Schreibgerät
11 Behälter
12 Öffnung
13 Schreibflüssigkeit
14 Förderleitung
140 Teil der Förderleitung
15 Schreibspitze
16 kapillarer Speicher
18 Boden
19 Bodenbereich
20 Gehäuse
21 Trennwand
22 Luftleitung
23 Luft
24 Rohr
25 Gehäuseraum
26 Füllbereich

Claims

1. Schreibgerät, umfassend einen eine Öffnung aufwei senden Behälter, in dem Schreibflüssigkeit frei aufge nommen wird, eine wenigstens teilweise kapillar ausge bildete Förderleitung für Schreibflüssigkeit, die den Behälter zur Förderung von Schreibflüssigkeit mit einer Schreibspitze verbindet, und einen mit der Förderleitung in Verbindung stehenden kapillaren Speicher, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (14) und der Speicher (16) Kapillaren unterschiedlicher Kapillarität aufweisen und daß die Förderleitung (14) die Öffnung (12) im wesentlichen ausfüllt und unmittelbar in Kontakt mit dem Speicher (16) steht, wobei die mittlere Kapilla rität der Förderleitung (14) wenigstens in der Öffnung (12) des Behälters (11) größer als die mittlere Kapilla rität des Speichers (16) ist, und wobei die Förderlei tung (14) und/oder der Speicher (16) aus einem Werkstoff mit kapillar ausgebildeter Struktur besteht.

2. Schreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (14) bis in den Bodenbereich (19) des Behälters (11) hineinragt.

3. Schreibgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kapillare Speicher (16) bis in den Bodenbereich (19) des Behälters (11) hineinragt.

4. Schreibgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (14) und der kapillare Speicher (16) integral ausgebil det sind.

5. Schreibgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (14) und der kapillare Speicher (16) zum Eintritt in die Öffnung (12) verjüngt ausge bildet sind.

6. Schreibgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kapillare Teil (140) der Förderleitung (14), der in der Öffnung (12) angeordnet ist, als gesondertes Teil ausgebildet ist.