EP0584149B2 - Schreibgerät mit in einem behälter frei aufgenommener schreibflüssigkeit - Google Patents

Schreibgerät mit in einem behälter frei aufgenommener schreibflüssigkeit Download PDF

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EP0584149B2
EP0584149B2 EP92910005A EP92910005A EP0584149B2 EP 0584149 B2 EP0584149 B2 EP 0584149B2 EP 92910005 A EP92910005 A EP 92910005A EP 92910005 A EP92910005 A EP 92910005A EP 0584149 B2 EP0584149 B2 EP 0584149B2
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capillary
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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

  • a writing instrument is known from CH-A-422 575, in which the writing tip via a capillary delivery line in connection with a container, in where the writing fluid is. Between The capillary delivery line runs through the container and the writing tip a room in which a sponge-like Material is arranged to remove excess liquid record, this material should be designed should not absorb the writing fluid. The however, the capillary delivery line is not in the immediate vicinity Touch with the one serving as memory sponge-like material but is from a sleeve surrounded in which a gap of 0.1 to 0.7 mm width is provided through which writing fluid passes through the spongy material can get.
  • a The peculiarity of this known writing instrument is that that because of the lack of direct contact between the capillary delivery line and the spongy material interfering with air can what is detrimental to functional reliability is.
  • the invention is based on the object to create writing instruments of the type mentioned at the outset, even with large fluctuations in air expansion and large volume of the writing fluid container works safely without uncontrolled leakage of writing fluid from the writing instrument, independently the current degree of filling of the container, occurs, the writing instrument simple and inexpensive should be producible.
  • the writing instrument 10 consists essentially of a housing 20 in which a partition 21 a container 11 for holding writing fluid 13 is arranged. It should be noted that the Partition 21 in the figures only schematically one Limit of the container 11 is intended to represent.
  • the container 11 can otherwise in any suitable manner either formed as a direct part of the housing 20 be or in the housing 20 as a separate part be arranged. From the housing 20 stands on his one end in a known manner a writing tip 15 out who are trained in any suitable way can be.
  • the housing interior 25 between the Partition 21 and the writing tip 15 is formed, becomes an unhindered via an air line 22 with the outer Air supply and discharge connected.
  • Fig. 1st Strict separation between capillary storage 16 and delivery line 14 actually does not have to prevail in reality. Rather, it can be a mixture of porous ones and / or act like fibrous agents, which always a distribution, cf. Fig. 2, on finer and larger Capillaries within the respective material that the capillary storage 16 and the delivery line 14 forms, is available.
  • the capillary memory 16 can only fill to the extent that it has a proportion of capillaries, one have higher or equal capillarity than the capillaries, that serve to promote air, i.e. all overlapping Part 26 according to FIG. 2.
  • the capillary memory 16 normally remains empty. If the temperature rises, air will expand in the container 11, writing fluid 13 through the opening 12 via the delivery line 14 in the capillary memory 16 transferred, d. H. this takes over the "excess" writing fluid in this case 13 and prevents an uncontrolled escape of the Writing fluid 13 from the writing tip 15 or the Writing implement 10.
  • the capillary memory 16 in the Area 19 of the bottom 18 of the container 11 extended. 4 differs from 6 in that, in contrast to FIG. 4, in which the capillary memory 16 is formally separate from the capillary delivery line 14, which also up to Area 19 of the bottom 18 is formed, is separated, while it is in the embodiment according to FIG. 6 a mixture of materials with larger and smaller capillaries porous material that together the form capillary storage 16 and the delivery line 14.
  • the delivery line 14 and the capillary memory as a unit Partly formed, similar to the design 6, only in the configuration of according to FIG. 5 the integral part of the delivery line 14 and capillary Memory 16 tapered to enter the opening. But it can also make sense to use the capillary Part 140 of the delivery line 14, which in the opening 12th is arranged to form as a separate part.
  • the writing instrument 10 works even with repeated transportation of the Writing fluid 13 between container 11 and capillary Memory 16 in the event of temperature fluctuations. there it is always ensured that the entire Writing fluid 13 from the capillary memory 16 in the container 11 is returned, otherwise it would the capillary memory 16 gradually overflows. Since the Conveying line 14 continuously with writing fluid 13 is wetted at least in the region of the opening 12 Air 23 does not prevent the reflux of the writing liquid 13 interrupt as always parallel to a possible one Inclusion of air a certain number of capillaries for ensure the transport of the writing fluid 13.

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.
Bezugszeichenliste
10
Schreibgerät
11
Behälter
12
Öffnung
13
Schreibflüssigkeit
14
Förderleitung
140
Teil der Förderleitung
15
Schreibspitze
16 17
kapillarer Speicher
18
Boden
19
Bodenbereich
20
Gehäuse
21
Trennwand
22
Luftleitung
23
Luft
24
Rohr
25
Gehäuseraum
26
Füllbereich

Claims (5)

  1. 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) größer als die mittlere Kapillarität des kapillaren Speichers (16) ist,
       der kapillare Speicher (16) Kapillaren mit einer kleineren Kapillarität als die kleinste Kapillarität der in der Öffnung (12) des Behälters (11) befindlichen Kapillaren der Förderleitung (14) aufweist und
       die Förderleitung (14) und/oder der kapillare Speicher (16) aus einem Werkstoff mit kapillar ausgebildeter Struktur bestehen.
  2. Schreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (14) und der kapillare Speicher (16) innerhalb eines bis in den Bodenbereich (19) des Behälters (11) hineinragenden Rohrs (24) angeordnet sind, dessen dem Behälterboden zugewandte Öffnung von der Förderleitung ausgefüllt ist.
  3. Schreibgerät nach einem einer Ansprüche 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (14) und der kapillare Speicher (16) integral ausgebildet sind.
  4. Schreibgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (14) und der kapillare Speicher (16) zum Eintritt in die Öffnung (12) verjüngt ausgebildet sind.
  5. Schreibgerät nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kapillare Teil (140) der Förderleitung (14), der in der Öffnung (12) angeordnet ist, als gesondertes Teil ausgebildet ist.
EP92910005A 1991-05-14 1992-04-30 Schreibgerät mit in einem behälter frei aufgenommener schreibflüssigkeit Expired - Lifetime EP0584149B2 (de)

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