EP0584149B1 - Schreibgerät mit in einem behälter frei aufgenommener schreibflüssigkeit - Google Patents
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- EP0584149B1 EP0584149B1 EP92910005A EP92910005A EP0584149B1 EP 0584149 B1 EP0584149 B1 EP 0584149B1 EP 92910005 A EP92910005 A EP 92910005A EP 92910005 A EP92910005 A EP 92910005A EP 0584149 B1 EP0584149 B1 EP 0584149B1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
- B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
- B43K8/00—Pens with writing-points other than nibs or balls
- B43K8/02—Pens with writing-points other than nibs or balls with writing-points comprising fibres, felt, or similar porous or capillary material
- B43K8/04—Arrangements for feeding ink to writing-points
- B43K8/06—Wick feed from within reservoir to writing-points
Definitions
- the invention relates to a writing instrument comprising a container having an opening in which writing fluid is freely received, an at least partially capillary-shaped delivery line for writing fluid which connects the container for conveying writing fluid to the writing tip, and a capillary which is connected to the delivery line Storage.
- Writing instruments of this type are a classic closed system in which the writing liquid is prevented from leaking by means of negative pressure.
- the fountain pens that have been known for decades are based on such a system built up.
- Writing instruments of this type have a particular defect that almost all users of fountain pens experienced more or less fatally. If the container of the writing instrument, in which the writing fluid is free, that is to say has not been taken up capillary, has been partially emptied by use, writing fluid escapes from the container as a result of the temperature-related expansion of air in the writing position of the writing instrument.
- a capillary memory is provided, for example in the case of a fountain pen under the nib.
- the capillarity of this memory must be so great that the writing fluid cannot escape from it in the writing position, but nevertheless so low that it does not fill up in the case of normal writing operation and would then no longer be receptive to air expansion in the aforementioned emergency.
- Such a capillarity relation is realized to a certain extent in the classic fountain pen.
- a writing instrument is known from CH-A-422 575 in which the writing tip is connected via a capillary delivery line to a container in which the writing fluid is located. Between the container and the writing tip, the capillary delivery line passes through a space in which a sponge-like material is arranged in order to absorb excess liquid, which material should be designed such that it does not absorb the writing liquid.
- the capillary delivery line is not in direct contact with the sponge-like material serving as a storage device, but is surrounded by a sleeve in which a gap of 0.1 to 0.7 mm in width is provided, through which writing liquid can get into the sponge-like material .
- a peculiarity of this known writing instrument is that due to the lack of direct contact between the capillary delivery line and the sponge-like material, air inclusions can have a disruptive effect, which is disadvantageous for the functional reliability.
- the invention has for its object to provide a writing instrument of the type mentioned that works safely even with large fluctuations in air expansion and large volume of the writing fluid container, without an uncontrolled leakage of writing fluid from the writing instrument occurs, regardless of the current level of filling of the container, whereby the writing instrument should be easy and inexpensive to manufacture.
- the main advantage of the writing instrument according to the invention is that, as desired, it works reliably even with large temperature fluctuations and the associated large air expansion limits, even with the largest volumes of writing fluid, for example 10 ml or more.
- the main reason for this is that air can be continuously exchanged in both directions via the larger capillaries of the delivery line in the opening and, in parallel, a certain proportion of finer capillaries of the delivery line in the opening continuously ensures the conveyance of the writing liquid. This is not the case with writing implements of the type mentioned at the outset, for example with the known fountain pens which have defined capillaries of one size. There, an air lock in the capillary memory is sufficient to convert the system into undefined conditions, with the result that the writing fluid escapes undesirably.
- the writing instrument 10 consists essentially of a housing 20 in which a container 11 for holding writing fluid 13 is arranged by means of a partition wall 21.
- the partition wall 21 in the figures is only intended to represent a schematic delimitation of the container 11.
- the container 11 can otherwise be designed in any suitable manner either as a direct part of the housing 20 or arranged in the housing 20 as a separate part.
- a writing tip 15 protrudes from the housing 20 at one end in a known manner and can be designed in any suitable manner.
- the housing interior 25, which is formed between the partition 21 and the writing tip 15, is connected via an air line 22 to the outside for the unhindered supply and removal of air.
- an opening 12 of the container 11 is provided, which cf. 1, is closed by a capillary delivery line 14.
- the capillary delivery line 14 extends from the Opening 12 to the writing tip 15, wherein the writing tip 15 can in principle also be formed integrally with the delivery line 14.
- the conveying line 14 is in direct contact with a capillary storage 16 which, as shown in FIG. 1, is arranged directly around the capillary conveying line 16.
- the capillarity of the capillary reservoir 16 is lower on average than the average capillarity of the delivery line 14 at least in the opening 12 of the container 11.
- capillary storage 16 and delivery line 14 does not actually have to prevail in reality. Rather, it can be a mixture of porous and / or fibrous agents, which always have a distribution, cf. Fig. 2, on finer and larger capillaries within the respective material that forms the capillary storage 16 and the delivery line 14 is present.
- the capillary material of the delivery line 14, which fills the opening 12 is mostly filled with writing liquid 13, whereas the largest capillary of the porous capillary means of the delivery line functions as an air inlet capillary, while the finer capillaries function as delivery line 14 to writing tip 15, cf. also Fig. 3.
- the capillary store 16 can only fill to the extent that it has a proportion of capillaries which have a higher or the same capillarity than the capillaries which serve to convey air, that is to say all in the overlapping part 26 according to FIG. 2.
- the capillary memory 16 normally remains empty. If there is an expansion of air in the container 11 as a result of an increase in temperature, writing liquid 13 is transferred through the opening 12 via the delivery line 14 into the capillary storage 16, ie this takes over the "excess" writing liquid 13 in this case and prevents uncontrolled escape of the writing liquid 13 from the Writing tip 15 or writing instrument 10.
- the capillary reservoir 16 is extended into the area 19 of the bottom 18 of the container 11.
- the embodiment according to FIG. 4 differs from that according to FIG. 6 in that, in contrast to FIG. 4, in which the capillary reservoir 16 is formally separate from the capillary delivery line 14, which is also formed up to the area 19 of the bottom 18 is separated, while the embodiment according to FIG. 6 is a material mixture with larger and smaller capillaries of porous material, which together form the capillary reservoir 16 and the delivery line 14.
- the capillary storage or the unit of capillary storage 16 and delivery line 14 is encased by means of a separate tube 24, so that the leakage security is increased again, since in the writing position the flow of writing fluid 13, because this can only reach the delivery line 14 or the mixture of delivery line 14 and capillary storage 16 via the bottom area, is interrupted.
- the capillary memory 16 then represents the actual reservoir of writing fluid from which writing is carried out.
- the delivery line 14 and the capillary reservoir are designed as a single part, similar to the embodiment of FIG. 6, only in the embodiment of FIG. 5, the integral part consists of the delivery line 14 and the capillary reservoir 16 tapered to enter the opening.
- the capillary part 140 of the delivery line 14 which is arranged in the opening 12, as a separate part.
- the writing instrument 10 also functions when the writing fluid 13 is repeatedly transported back and forth between the container 11 and the capillary memory 16 in the event of temperature fluctuations. It is always ensured that all of the writing fluid 13 is continuously returned from the capillary storage 16 to the container 11, otherwise the capillary storage 16 would gradually overflow. Since the delivery line 14 is continuously wetted with writing fluid 13 at least in the area of the opening 12, air 23 cannot interrupt the backflow of the writing fluid 13, since a certain number of capillaries always ensure the transport of the writing fluid 13 in parallel with possible air inclusion.
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Schreibgerät, umfassend einen eine Öffnung aufweisenden Behälter, in dem Schreibflüssigkeit frei aufgenommen wird, eine wenigstens teilweise kapillar ausgebildete Förderleitung für Schreibflüssigkeit, die den Behälter zur Förderung von Schreibflüssigkeit mit der Schreibspitze verbindet, und einen mit der Förderleitung in Verbindung stehenden kapillaren Speicher.
- Bei Schreibgeräten dieser Art handelt es sich um ein klassisches geschlossenes System, in dem die Schreibflüssigkeit mittels Unterdrucks am Auslaufen gehindert wird. So sind beispielsweise die seit Jahrzehnten bekannten Füllfederhalter nach einem derartigen System aufgebaut. Schreibgeräten 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 aufgenommen worden ist, teilweise durch Benutzung entleert worden, entweicht infolge temperaturbedingter Luftausdehnung in Schreibstellung des Schreibgeräts Schreibflüssigkeit aus dem Behälter. Um diese Schreibflüssigkeit in einem derartigen Fall wenigstens teilweise aufnehmen zu können, d. h. den Teil, der luftausdehnungsbedingt aus dem Schreibgerät normalerweise austritt, ist ein Kapillarspeicher vorgesehen, beispielsweise 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 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 Schreibflüssigkeitsvolumens im Behälter, bei denen dieses bekannte System funktioniert, für größere Schreibflüssigkeitsbehälter und für größere Luftausdehnungsgrenzen nicht weiter beschritten werden kann.
- Aus der CH-A-422 575 ist ein Schreibgerät bekannt, bei welchem die Schreibspitze über eine kapillare Förderleitung in Verbindung mit einem Behälter steht, in dem sich die Schreibflüssigkeit befindet. Zwischen Behälter und Schreibspitze durchläuft die kapillare Förderleitung einen Raum, in dem ein schwammartiges Material angeordnet ist, um überschüssige Flüssigkeit aufzunehmen, wobei dieses Material so ausgebildet sein soll, daß es die Schreibflüssigkeit nicht absorbiert. Die kapillare Förderleitung steht allerdings nicht in unmittelbarer Berührung mit dem als Speicher dienenden schwammartigen Material sondern ist von einer Hülse umgeben, in der ein Spalt von 0,1 bis 0,7 mm Breite vorgesehen ist, durch den hindurch Schreibflüssigkeit in das schwammartige Material gelangen kann. Eine Eigenart dieses bekannten Schreibgerätes liegt darin, daß sich wegen des fehlenden, unmittelbaren Kontaktes zwischen der kapillaren Förderleitung und dem schwammartigen Material Lufteinschlüsse störend auswirken können, was für die Funktionssicherheit nachteilig ist.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schreibgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das auch bei großen Luftsausdehnungsschwankungen und großem Volumen des Schreibflüssigkeitsbehälters sicher funktioniert, ohne daß ein unkontrolliertes Austreten von Schreibflüssigkeit aus dem Schreibgerät, unabhängig vom momentanen Befüllungsgrad des Behälters, auftritt, wobei das Schreibgerät einfach und kostengünstig herstellbar sein soll.
- Diese Aufgabe wird mit einem Schreibgerät gemäß dem Hauptanspruch gelöst.
- 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, 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 Resultat, daß die Schreibflüssigkeit unerwünschterweise austritt.
- Die Unteransprüche sind aus vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Schreibgerätes gerichtet.
- 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 Bereich der Öffnung gegen den Prozentanteil der Poren am Volumen der porösen Mittel 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 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 Behälter 11 kann im übrigen auf beliebige geeignete Weise entweder als unmittelbares Teil des Gehäuses 20 ausgebildet 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 dem äußeren 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 Schreibspitze 15 grundsätzlich auch integral mit der Förderleitung 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 16 herum angeordnet ist. Die Kapillarität des kapillaren Speichers 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 Mitteln handeln, bei denen immer eine Verteilung, 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, wohingegen die größte Kapillare des porösen kapillaren Mittels der Förderleitung als Lufteinlaßkapillare fungiert, die feineren 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 oder gleiche Kapillarität als die Kapillaren haben, die der Luftförderung dienen, also alle im überlappenden Teil 26 gemäß Fig. 2. 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 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 Ausführungsformen 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 Kapillaren porösen Werkstoffs handelt, die zusammen den kapillaren Speicher 16 und die Förderleitung 14 bilden. Bei den Ausgestaltungen gemäß Fig. 4 und 6 wird der kapillare Speicher bzw. die Einheit aus kapillarem Speicher 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 13, da diese nur über den Bodenbereich in die Förderleitung 14 bzw. das Gemisch aus Förderleitung 14 und kapillarem Speicher 16 gelangen kann, unterbrochen wird. 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 von gemäß Fig. 5 das integrale Teil aus Förderleitung 14 und kapillarem Speicher 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 kapillarem 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.
-
- 10
- Schreibgerät
- 11
- Behälter
- 12
- Öffnung
- 13
- Schreibflüssigkeit
- 14
- Förderleitung
- 140
- Teil der Förderleitung
- 15
- Schreibspitze
- 16
- kapillarer Speicher
- 17
- 18
- Boden
- 19
- Bodenbereich
- 20
- Gehäuse
- 21
- Trennwand
- 22
- Luftleitung
- 23
- Luft
- 24
- Rohr
- 25
- Gehäuseraum
- 26
- Füllbereich
Claims (6)
- Schreibgerät, umfassend einen eine Öffnung aufweisenden Behälter, in dem Schreibflüssigkeit frei aufgenommen wird, eine wenigstens teilweise kapillar ausgebildete 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) die Öffnung (12) ausfüllt und unmittelbar in Kontakt mit dem kapillaren Speicher (16) steht, wobei die mittlere Kapillarität der Förderleitung (14) wenigstens in der Öffnung (12) des Behälters (11) größer als die mittlere Kapillarität des kapillaren Speichers (16) ist und die Förderleitung (14) und/oder der kapillare Speicher (16) aus einem Werkstoff mit kapillar ausgebildeter Struktur besteht.
- Schreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (14) bis in den Bodenbereich (19) des Behälters (11) hineinragt.
- Schreibgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kapillare Speicher (16) bis in den Bodenbereich (19) des Behälters (11) hineinragt.
- Schreibgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (14) und der kapillare Speicher (16) integral ausgebildet sind.
- Schreibgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (14) und der kapillare Speicher (16) zum Eintritt in die Öffnung (12) verjüngt ausgebildet sind.
- 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.
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