DE4115685C3

DE4115685C3 - Schreibgerät mit in einem Behälter frei aufgenommener Schreibflüssigkeit

Info

Publication number: DE4115685C3
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: 2001-07-05
Anticipated expiration: 2011-05-15
Also published as: DE4115685C2; EP0584149B1; JP3376381B2; US6095707A; WO1992020530A1; DE59206713D1; JPH06510491A; DE4115685A1; EP0584149A1; ES2091466T5; EP0584149B2; ES2091466T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Schreibgerät, umfassend einen eine Öffnung aufweisenden Behälter, in dem Schreibflüssigkeit frei aufgenommen wird, eine wenig stens teilweise kapillar ausgebildete Förderleitung für Schreibflüssigkeit, die den Behälter zur Förderung von Schreibflüssigkeit mit einer Schreibspitze verbindet, und einen mit der Förderleitung in Verbindung stehen den 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 geschlosse nen 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 Schreibge räten dieser Art haftet ein besonderer Mangel an, der nahezu allen Benutzern von Füllfederhaltern mehr oder weniger oft auf fatale Weise erfahrbar wurde. Ist näm lich der Behälter des Schreibgerätes, in dem die Schreib flüssigkeit frei, d. h. nicht kapillar aufgenommen worden ist, teilweise durch Benutzung entleert worden, ent weicht infolge temperaturbedingter Luftausdehnung in Schreibstellung des Schreibgeräts Schreibflüssigkeit aus dem Behälter. Um diese Schreibflüssigkeit in einem der artigen Fall wenigstens teilweise aufnehmen zu können, d. h. den Teil, der luftausdehnungsbedingt aus dem Schreibgerät normalerweise austritt, ist ein Kapillar speicher vorgesehen, beispielsweise bei einem Füllfed erhalter 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 vorer wähnten Ernstfall bei Luftausdehnung nicht mehr auf nahmefähig wäre. Eine derartige Kapillaritätsrelation wird, wie bekannt, beim klassischen Füllfederhalter in gewissem Grade realisiert.

Es hat sich aber gezeigt, daß dieser Weg wegen der verhältnismäßig engen Luftausdehnungsgrenzen und des verhältnismäßig geringen Schreibflüssigkeitsvolu mens im Behälter, bei denen dieses bekannte System in ausreichendem Maße funktioniert, für größere Schreib flüssigkeitsbehälter und für größere Luftausdehnungs grenzen 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 Ein heit bilden, wobei die kapillare Förderleitung vor dem Austritt aus dem Gehäuse mit einer die Schreibflüssig keit aufsaugenden Substanz umgeben ist. Die Förderlei tung ist dort axial verschiebbar ausgebildet und enthält einen diese umschließenden Ventilkörper, der durch ei ne die Förderleitung umgebende Druckfeder gegen ei nen Ventilsitz gepreßt wird, der zusammen mit dem Ventilkörper ein Ventil bildet, das durch den Schreib druck geöffnet wird und Schreibflüssigkeit aus dem Schreibflüssigkeitsbehälter austreten läßt.

Aus der DE-PS 34 20 287 ist ein Einsatz für ein Schreibgerät bekannt, wobei an der Außenumfangsflä che des Einsatzes ein ununterbrochener, mäanderförmi ger Kanal eines Druckausgleichssystems, der mit einem Luftloch am vorderen Ende des Schreibgeräts in Ver bindung steht und dessen Windungen mit einem parallel zum Tintenleiter verlaufenden Steg getrennt sind, aus gebildet ist. Dadurch, daß der Kanal an seinem vorderen Ende durch eine Bohrung mit dem Tintenleiter verbun den ist und im Steg ein in das hintere Ende des Kanals mündender Luftkanal ausgebildet ist, soll erreicht wer den, daß im Falle einer Temperatur- oder Druckände rung ein Austreten von überschüssiger Schreibflüssig keit aus der Schreibspitze 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 zugeleitet wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schreibgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das auch bei großen Luftausdehnungsschwankungen und auch bei im Vergleich zu bekannten Systemen die ser Art sehr großem Behältervolumen zur Aufnahme von Schreibflüssigkeit sicher funktioniert, ohne daß ein unkontrolliertes Austreten von Schreibflüssigkeit aus dem Schreibgerät, unabhängig vom momentanen Befül lungsgrad des Behälters mit Schreibflüssigkeit beobach tet wird, wobei das Schreibgerät sehr einfach und ko stengünstig herstellbar sein soll.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Schreibgeräts besteht darin, daß dieses, wie angestrebt, auch bei großen Temperaturschwankungen und damit einhergehenden großen Luftausdehnungsgrenzen selbst bei größten Schreibflüssigkeitsvolumen, bei spielsweise 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 An teil feinerer Kapillaren der Förderleitung in der Öff nung 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 Resultat, daß die Schreibflüssigkeit unerwünschterweise austritt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt die För derleitung 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 Förderlei tung 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 Schreibstellung die Förderung der Schreibflüssig keit aus dem Behälter unterbrochen wird. Die Förderlei tung 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 Sen kung der Herstellungskosten ermöglicht.

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

Schließlich ist es vorteilhaft, daß bei einer noch ande ren Ausgestaltung des Schreibgerätes der kapillare Teil der Förderleitung, der in der Öffnung angeordnet ist, als gesondertes Teil ausgebildet ist, d. h. im Sinne eines ka pillar ausgebildeten Teils, das mit dem kapillaren Spei cher verbunden unmittelbar in der Öffnung des Behäl ters liegt.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachfolgenden schematischen Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen 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 Be reich der Öffnung gegen die Anzahl der Poren des porö sen Werkstoffs aufgetragen ist,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Darstellung von Fig. 1 zur Verdeutlichung des Lufteintrittsmechanismus und des Schreibflüssigkeitsaustrittsmechanismus,

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

Fig. 5 eine Ausführungsform des Schreibgeräts, bei dem der kapillare Speicher integral mit der Förderlei tung ausgebildet ist und verjüngt die Öffnung des Behäl ters 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, hin einsteht.

Das Schreibgerät 10 besteht im wesentlichen aus ei nem Gehäuse 20, in dem mittels einer Trennwand 21 ein Behälter 11 zur Aufnahme von Schreibflüssigkeit 13 an geordnet ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die Trenn wand 21 in den Figuren lediglich schematisch eine Be grenzung des Behälters 11 darstellen soll. Der Behälter 11 kann im übrigen auf beliebige geeignete Weise ent weder als unmittelbares Teil des Gehäuses 20 ausgebil det sein oder im Gehäuse 20 als gesondertes Teil ange ordnet 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 Trenn wand 21 und der Schreibspitze 15 gebildet wird, wird über eine Luftleitung 22 mit der Umgebung zur unge hinderten 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 ka pillare Förderleitung 14 erstreckt sich von der Öffnung 12 bis zur Schreibspitze 15, wobei die Schreibspitze 15 grundsätzlich auch integral mit der Förderleitung 14 ausgebildet sein kann. Die Förderleitung 14 steht unmit telbar in Kontakt mit einem kapillaren Speicher 16, der gemäß Darstellung von Fig. 1 unmittelbar um die kapil lare Förderleitung 14 herum angeordnet ist. Die Kapil larität des kapillaren Speichers 16 ist im Mittei geringer als im Mittel die Kapillarität der Förderleitung 14 we nigstens 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 faserarti gen Werkstoffen handeln, bei denen immer eine Vertei lung, vgl. Fig. 2, an feineren und größeren Kapillaren innerhalb 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 Schreibflüssigkeit 13, vgl. Teil 26 der überlappenden Verteilungskurven gemäß Fig. 2, wohingegen die größ ten Kapillaren des porösen kapillaren Werkstoffs in ih rer Summe als Lufteinlaßkapillare fungieren, die feine ren Kapillaren 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 einzuhalten ist, bleibt der kapillare Speicher 16 im Normalfall leer. Erfolgt infolge einer Temperaturerhöhung eine Luft ausdehnung 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 Ausfüh rungsformen 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 Ka pillaren 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 Spei cher 16 und Förderleitung 14 mittels eines gesonderten Rohrs 24 umhüllt, so daß die Auslaufsicherheit noch einmal erhöht wird, da in Schreibstellung der Fluß der Schreibflüssigkeit unterbrochen wird, da diese nur über den Bodenbereich in die Förderleitung 14 bzw. das Ge misch aus Förderleitung 14 und kapillarem Speicher 16 gelangen kann. In diesem Falle stellt dann der kapillare Speicher 16 das eigentliche Reservoir an Schreibflüssig keit dar, aus dem geschrieben wird.

Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 5 ist die Förderlei tung 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 Spei cher 16 zum Eintritt in die Öffnung verjüngt ausgebildet. 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 Schreibflüssigkeit 13 zwischen Behälter 11 und kapilla rem Speicher 16 bei Temperaturschwankungen. Dabei wird immer sichergestellt, 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 auf weisenden Behälter, in dem Schreibflüssigkeit frei aufgenommen wird, eine wenigstens teilweise ka pillar ausgebildete Förderleitung für Schreibflüs sigkeit, die den Behälter zur Förderung von Schreibflüssigkeit mit einer Schreibspitze verbin det, und einen mit der Förderleitung in Verbindung stehenden kapillaren Speicher, dadurch gekenn zeichnet, daß die Förderleitung (14) und der Spei cher (16) Kapillaren unterschiedlicher Kapillarität aufweisen und daß die Förderleitung (14) die Öff nung (12) ausfüllt und unmittelbar in Kontakt mit dem Speicher (16) steht, wobei die mittlere Kapillarität der Förderleitung (14) wenig stens in der Öffnung (12) des Behälters (11) größer als die mittlere Kapillarität des Speichers (16) ist, und die kleinste Kapillari tät der Kapillaren der Förderleitung größer ist als ein wesentlicher Teil der Kapillare des Speichers und wobei die Förderleitung (14) und/oder der Speicher (16) aus einem Werkstoff mit kapillar aus gebildeter Struktur besteht.

2. Schreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Förderleitung (14) bis in den Bo denbereich (19) des Behälters (11) hineinragt.

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

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

5. Schreibgerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Förderleitung (14) und der kapilla re Speicher (16) zum Eintritt in die Öffnung (12) verjüngt ausgebildet sind.

6. Schreibgerät nach einem oder mehreren der An sprüche 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.