DD151561A3 - Tintenleitsystem mit primaer-und sekundaerauffangvolumen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Tintenleitsystem mit Primaer - und Sekundaerauffangvolumen, dessen Tintenhalter auf der Oberseite mit dem Mundstueck und auf der Unterseite durch einzeln mit der Aussenluft verbundenen Querkammern ein Sekundaerauffangvolumen gegenueber dem Primaerauffangvolumen bildet. Der Anwendungsbereich liegt eindeutig im Bereich der Schreibgeraeteindustrie, insbesondere solche Schreibelemente, die mit Feder-, Kugel- oder Roehrchenschreibelementen ausgestattet sind. Ziel der Erfindung ist ein Tintenleitsystemmit Primaer- und Sekundaerauffangvolumen, das einen hohen Ausnutzungsgrad des zur Verfuegung stehenden inneren Mundstueckraumes und das eine wesentliche Vereinfachung der benoetigten Spritzgieszwerkzeuge aufweist.Dies wird dadurch erreicht, dasz sich die einzelnen Auffangkammern in Schreibstellung gleichmaeszig auffuellen wobei bei dem sich zur Aufnahme ueberschuessiger Fluessigkeit zuerst das Primaerauffangvolumen und die oberen Kammern des Sekundaerauffangvolumens und anschlieszend der uebrige Teil des Sekundaerauffangvolumens sich fuellt. Dies wird dadurch erreicht, dasz die Unterteilung des Sekundaerauffangvolumens in Bereiche mit je ein bis 10 Auffangkammern gleicher Breite und annaehernd gleicher Tiefe so vorgenommen wird, dasz die Breite in den oberen Bereichen etwa von der mittleren Auffangkammer des Sekundaerauffangvolumens zum Tintenvorratsraum hin schrittweise um bis zu 20 % Staerke abnimmt und im unteren Teil zum Schreibelement hin zunimmt.

Description

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-Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Tintenleitsystem mit Primär- und Sekundärauffangvolumen, dessen Tintenleiter auf der Oberseite mit dem Mundstück einen konischen, längsliegenden, sich nach vorn vergrößernden Hohlraum als Primärauffangvolumen und auf der Unterseite durch einzeln mit der Außenluft verbundenen Querkammern ein Sekundärauffangvolumen bildet· Das Tintenleitsystem kann für Flüssigkeits-Schreibgeräte, die mit Feder-, Kugel-, oder Röhrchenschreibelement ausgestattet sind, eingesetzt werden.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist ein Tintenleitsystem mit Primär- und Sekundärauffangvolumen, das einen hohen Ausnutzungsgrad des zur Verfugung stehenden inneren Mundstückraumes sichert und das eine konstruktive Gestaltung aufweist, die gegenüber den bekannten Lösungen eine wesentliche Vereinfachung der für die Herstellung des Tintenleiters im Spritzgießverfahren benötigten Spritzgießwerk-, zeuge gewährleistet. Dabei soll die vom Tintenleiter bei auftretender Erhöhung des Innendruckes im Tintenvorratsraum aufzunehmende überschüssige Flüssigkeit zuerst das Primärauffangvolumen und die oberen Kammern des Sekundärauffangvolumens füllen, damit die überschüssige Schreibflüssigkeit so lange wie möglich von der Spitze des Schreibelementes ferngehalten wird und nur bei"' weiterer Erhöhung des Innendruckes im Tintenvorratsraum sich die Kammern des Sekundärauffangvolumens nacheinander bereichsweise von oben in Richtung Schreibelement füllen und sich in umgekehrter Reihenfolge bei Verringerung des Innendruckes im Tintenvorratsraum wieder leeren. Dadurch soll erreicht werden, daß

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bei normalem Schreibgebrauch und teilweise gefülltem Auffangvolumen bei geringen Schwankungen des Innendruckes im Tintenvorratsraum die Sicherheit gegen verstärkten Tintenaustritt bei stoßartiger Bewegung erhöht, die Eintrocknung der Flüssigkeit bei offener Lagerung verringert und die Gleichmäßigkeit des Schriftbildes verbessert werden. ·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Für die Aufnahme der bei Erhöhung des Innendruckes im Tintenvorratsraum an das Tintenleitsystem abgegebenen überschüssigen Flüssigkeit sind verschiedene technische Lösungen bekannt. In der DT-PS 1 oo7 667 ist ein Tintenleitsystem beschrieben, dessen Tintenleiter eine von Auffangkammer zu Auffangkammer abnehmende Kammerbreite aufweist. Dadurch wird erreicht, daß sich die einzelnen Auffangkammern in Schreibstellung bei Erhöhung des Innendruckes im Tintenvorratsraum annähernd gleichmäßig füllen, d. h., daß schon bei geringen Druckdifferenzen auch zur Schreibspitze hin liegende Auffangkammern teilweise gefüllt werden, was die Sicherheit gegen verstärkten Tintenaustritt bei stoßartiger Bewegung vermindert, die Verdunstung der Flüssigkeit, bei offener Lagerung erhöht und die Gleichmäßigkeit des Schriftbildes nachteilig beeinflußt

Die in den DT-OS 1 816 468 und DT-OS 1 816 469 beschriebenen Tintenleitsysteme sollen ein Füllen der Auffangkammern nacheinander von oben zum Schreibelement gewährleisten. Die gewählte technische Lösung erfordert jedoch Spritzgießwerkzeuge mit äußerst hohem Kompliziertheitsgrad.

Tintenleitsysteme mit Auffangkammern gleicher Breite sind in vielen Varianten bekannt, z. B. in den DT-OS 2 145 -263 und DL-PS 9 614. Bei diesen Systemen füllen sich bei Erhöhung des Innendruckes im Tintenvorratsraum die unteren zum Schreibelement liegenden Auffangkammern in Schreibstellung zuerst, was die Funktionsmängel der Tintenleiter mit annähernd gleichmäßiger Füllung der Auffangkammern noch erhöht.

Außerdem sind Tintenleitsysteme bekannt, bei denen überschüssige Flüssigkeit von längsliegenden Auffangkammern aufgenommen

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wird« Der Vorteil dieper Lösung besteht darin, daß sich die Auffangkammern von oben nach unten füllen und daß die Teile des Tintenleitsystems auch mit relativ einfachen Spritzgießwerkzeugen hergestellt werden können. Bei der Anordnung.der Auffangkammern in Längsrichtung wird nur ein geringer Ausnutzungsgrad des inneren Mundstückraumes und damit ein viel zu geringes Auffangvolumen erreicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung: ·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tintenleitsystem zu ^entwickeln, das einen maximalen Ausnutzungsgrad des Mundstückinnenraumes für das Auffangvolumen erreicht, bei dem sich zur Aufnahme überschüssiger Flüssigkeit zuerst das Primärauffangvolumen und die oberen Kammern des Sekundärauffangvolumens und anschließend der übrige Teil des Sekundärauffangvolumens bereichsweise von oben nach unten füllt und sich in umgekehrter Reihenfolge wieder entleert und bei dem der erforderliche Aufwand für die Herstellung der Spritzgießwerkzeuge für die Einzelteile des Tintenleitsystems vergleichsweise gering ist» Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Primärauffangvolumen und der obere Teil des Sekundärauffangvolumens eine höhere Kapillarität aufweisen als sie auf Grund bekannter physikalischer Gesetzmäßigkeiten zur Aufnahme der überschüssigen Flüssigkeit sein müßte} hingegen die unteren Kammern des Sekundärauffangvolumens eine etwas geringere Kapillarität besitzen, als das theoretisch für ein gleichmäßiges Füllen des gesamten Sekundärauffangvolumens erforderlich wäre· Die vertikale Schreibstellung als Spezialfall der normalen Schreibstellung und bei Erhöhung des Innendruckes im Tintenvorratsraum kritischste Lage des Schreibgerätes wird hier insbesondere betrachtet, da dabei der höchste hydrostatische Flüssigkeitsdruck an der Schreibspitze auftreten kann. Die theoretisch erforderliche Breite der Auffangkammern des Auffangvolumens zur Aufnahme überschüssiger Flüssigkeit in vertikaler Schreibstellung errechnet man bekannterweise aus der Beziehung

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Darin bedeuten:

b = Breite der Auffangkammer an der Stelle η

h = jeweilige Höhe von der Schreibspitze bis zur

Auffangkammer C = Konstante, die aus folgenden Größen gebildet

wird: .

Oberflächenspannung der Flüssigkeit Dichte der Flüssigkeit

Randwinkel der Flüssigkeit zum Material des Tintenleiters und zur Uundstückinnenwandung

V/ird die Breite der einzelnen Auffangkammern nach dieser Beziehung dimensioniert, so wird überschüssige Schreibflüssigkeit von allen Kammern annähernd gleichmäßig aufgenommen» Beim erfindungsgemäßen Tintenleitsystem werden die radiale Breite des konischen, längsliegenden Hohlraumes um bia zu 3o % und die Breite der Auffangkammern im oberen Teil des Sekundärauffangvolumens um bis zu 2o % kleiner als berechnet ausgeführt. Hingegen wird die Breite der Auffangkammern im unteren Teil des Sekundärauffangvolumens um bis zu 2o % gegenüber den errechneten Werten vergrößerto Dabei wird die Verringerung der Breite, der Auffangkammern durch die Kapillarität der Steuerstelle begrenzt. Die Vergrößerung der Breite der Auffangkammern muß so gewählt werden, daß die Kapillarität der Kammern noch größer als der jeweilige hydrostatische Druck der Flüssigkeitssäule, gemessen von der Schreibspitze bis zur jeweiligen Höhe der Auffangkammer in vertikaler Schreibstellung, ist. Damit wird die Forderung des Füllens der Auffangvolumen in der beschriebenen Reihenfolge erfüllt. Unterstützt wird der Vorgang des Füllens von oben nach unten dadurch, daß die radiale Breite des Brimärauffangvolumens am oberen Ende vorzugsweise zwischen ο und o,ö8 mm liegt und dessen·..· Breite in der jeweiligen Höhe kleiner als die Breite der querliegenden Auffangkammer des Sekundärauffangvolumens in gleicher Höhe ist.

Das Primärauffangvolumen wird'zum Schreibelement hin durch einen radialen Bund zur Verhinderung von Flüssigkeitsaustritt abge-

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schlossen. Die Lamellen des Sekundärauffangvolumens besitzen im unteren Teil am Übergang zum Primärauffangvolumen freistehende Enden, die den Tintenübertritt in die Kammern, deren Kapillarität durch die Erfindung verringert wurde, erleichtert. Zur Vereinfachung der für die Herstellung der Einzelteile des Tintenleitsystems erforderlichen Spritzgießwerkzeuge besitzen die Querkammern des Sekundärauffangvolumens nur eine für die Entformung erforderliche bis zur Werkzeugtrennebene reichende -einseitige Schräge. Durch diese asymmetrische Gestaltung der Auffangkammern wird gleichzeitig das Entleeren der Kammern gesichert. Zur weiteren Vereinfachung kann die Abstufung der Breite der Auffangkammern im Sekundärausgleich in Bereiche, mit gleicher Karamerbreite erfolgen.

Die Erfindung soll an folgendem Beispiel näher erläutert werden; Dazu zeigen

die Pigur 1 das komplette Tintenleitsystem für einen Patronenfüllfederhalter im Längsschnitt,

die Pigur 2 einen Querschnitt des Tintenleitsystems an der Stelle A-A,

die Pigur 3 eine vergrößerte Einzelheit an der Stelle X der Querkammern. .

Beim normalen Schreibvorgang fließt die Tinte aus dem Tintenvorratsraum 1 über die Tintenkapillare 2 zum Schreibelement 3· Gleichzeitig bildet sich im oberen Teil des Primärauffangvolumens 4 ein geschlossener, halbkreisförmiger Tintenring, der einen unzulässigen Luftzutritt zur Steuerstelle 5 verhindert. Der Eintritt der Ersatzluft kann deshalb zwangsweise nur über den durchgehenden Luftkanal 6, die Steuerstelle 5 und den Luftdurchtrittsraum 7 in den Tintenvorratsraum erfolgen. Bei Erhöhung des Innendruckes im Tintenvorratsraum wird die dabei verdrängte Tinte vom Primärauffangvolumen aufgenommen, ohne daß sich die Tintenabgabe an der Schreibspitze vergrößert. Im Ausführungsbeispiel entspricht die Breite im Bereich 13 dem theoretisch berechneten Wert..Im Bereich 14 ist die Breite b um 5 %t im Bereich 15 um 1o % kleiner als der berechnete Wert, im Bereich 12 um 5 % und im Bereich 11 um 1o % größer als der

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berechnete Wert ausgeführt.

Die radiale Breite des Priniärauffangvolumens wurde an seiner unteren Stelle um 15 % kleiner als theoretisch berechnet gestaltet* ·. Bei Erreichung eines bestimmten Füllstandes im Primärauffangvolumen füllen sich gleichzeitig die oberen Auffangkammern 8 des Sekundärauffangvolumens· Die unteren Auffangkammern des Sekundärauffangvolumens bleiben dabei völlig leer. Bei zusätzlich auftretender stoßartiger Bewegung kann deshalb keine Tinte auf die Schreibunterlage gelangen. Der am Tintenleiter angebrachte Bund 19 verhindert einen Tintenaustritt aus dem Primärauffangvolumen. Die Feuchtigkeitskonzentration, die im Sekundärauffangvolumen entsteht, wirkt einer Verdunstung der Tinte entgegen. Dadurch, daß beim normalen Schreibgebrauch durch das beschriebene Funktionsprinzip eine Anreicherung der Tinte im Bereich des Schreibelementes verhindert wird, verbessert sich die Gleichmäßigkeit des Schriftbildes· Erst bei extrem großem Druckanstieg im Tintenvorratsraum füllen sich die noch leeren Auffangkammern des Sekundärauffangvolumens bereichsweise von oben nach unten.

Die Lamellen 16 des Sekundärauffangvolumens besitzen im unteren Teil am Übergang zum Primärauffangvolumen freistehende Enden 17, die den Tintenübertritt in die Kammern, deren Kapillarität durch die Erfindung verringert wurde, erleichtert. Bei Verringerung des Innendruckes im Tintenvorratsraum oder Verbrauch der Tinte durch das Schreiben, entleert sich das Auffangvolumen in umgekehrter Reihenfolge. Dadurch bleibt der kritische Zustand.· für das Auslaufen überschüssiger Tinte, für starke Verdunstung und für ein gleichmäßiges Schriftbild im Gegensatz zu den bekannten Tintenleitsystemen nur kurzzeitig und bei loo^iger Füllung des Auffangvolumens bestehen. Bei ausreichender Dimensionierung des Tintenleitsystems unter Berücksichtigung des großen Ausnutzungsgrades des Mundstückinnenraumes für das Auffangvolumen können Druckdifferenzen, hervorgerufen durch Temperaturschwankung"' oder Schwankungen des Luftdruckes, aufgenommen werden, die beim normalen praktischen Gebrauch des Schreibgerätes ausgeschlossen werden können* Die vergleichsweise Einfachheit des Spritzgießwerkzeuges für den

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Tintenleiter 9 wird dadurch erreicht, daß die querliegenden Auffangkammern nur an einer Seite eine Entformungsschräge 1o besitzen, das Primärauffangvolumen gleichzeitig die Punktion eines Übergabewehres zu den Auffangkammern des Sekundärauffangvolumens übernimmt und deshalb Berührungsstellen zwischen der Tintenkapillare und den querliegenden Kammern vermieden werden, daß die Auffangkammern gleiche radiale Querschnitte besitzen und daß die Auffangkammern in die fünf Bereiche 11-15 *mit Kammern gleicher Breite aufgeteilt sind. Die einseitige Entformungsschräge der Kammern des Sekundärauffangvolumens geht vom Außendurchmesser bis zur Werkzeugtrennebene 18.

Claims (4)

20 9 1 2 9 -8- Erfindungsanspruch:

1« Tintenleitsystera mit Primär- (4) und Sekundärauffangvolumen, dessen Sekundärauffangvolumen senkrecht zur Hauptachse stehende Auffangkammern (8) hat, die einzeln mit der Außenluft kommunizieren und deren Breite (b ) sich zum Tintenvorratsraum (1) hin verringert, gekennzeichnet dadurch, daß die Unterteilung des Sekundärauffangvolumens in Bereiche mit je ein bis zehn Auffangkammern (8) gleicher Breite (t>_n) und annähernd gleicher Tiefe so vorgenommen wird, daß die Breite (b)'in den oberen Bereichen etwa von der mittleren Auffangkammer (8) des Sekundärauffangvolumens zum Tintenvorratsraum (1) hin schrittweise um bis zu 2o % stärker abnimmt und im unteren Teil zum Schreibelement (3) hin schrittweise um bis zu 2o % stärker zunimmt als die, die sich aus der indirekten Proportionalität zwischen der Breite (b ) und ihrer Höhe über der Schreibfläche bei etwa gleicher Kammertiefe in vertikaler Schreibstellung theoretisch ergibt und daß die Übergabe der Schreibflüssigkeit bei Erhöhung des Innendruckes im Tintenvorratsraum (1) von der Tintenkapillare (2) in die einzelnen Auffangkammern (8) des Sekundärauffangvolumens über das als konischer, längsliegender Hohlraum ausgebildete Primärauffangvolumen (4) erfolgt, das durch einen unteren Bund (19) begrenzt wird und dessen radiale Breite (b ) am hochkapillaren oberen dem Tintenvorratsraum (1) zugewandten Ende kleiner als 0,08 mm und am unteren Ende um bis zu 3° f° kleiner als die sich theoretisch ergebende Breite (^_n) ist, wobei die Lamellen (16) wenigstens im unteren Drittel des Sekundärauffangvolumens freistehende Enden (17) haben, die sich unmittelbar an das Primärauffangvolumen (4) anschließen und die Auffangkammern (8) des Sekundärauffangvolumens einseitig eine bis zur Werkzeugtrennebene (18) reichende Entformschräge (1o) haben·

2· Tintenleitsystem nach 1, gekennzeichnet dadruch, daß das Primärauffangvolumen (4) durch einige Rippen quergeteilt sein kann, die die Portsetzung der Lamellen (16) oder einer dikken Versteifungslamelle in Richtung Tintenkapillare (2) sind«

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3· Tintenleitsystem nach 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Auffangkammern (8) des Sekundärauffangvolumens vorzugsweise gleiche radiale Querschnitte haben.

4· Tintenleitsystem nach 1, gekennzeichnet dadurch, daß die radiale Breite (b ) am unteren Ende des Primärauffangvolumens (4) sich vorzugsweise um bis -zu 1o % stärker verringert, als die bereits um bis zu 2o % gegenüber dem theoretischen* Wert zu verringernde Breite (b ) der'Auffangkammern (8) des oberen Bereiches im Sekundärauffangvolumen»

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