CN1013223B - 笔头或记录绘图元件 - Google Patents

Abstract

用于记录仪或绘图仪以及其它自动或机械记录绘图装置中的笔头或应用记录绘图元件，其笔头的外壳与用来容纳墨水或墨汁、用作为固定座和/或存贮器的杆相连，并包含一个补偿系统，一个记录体，以及其它必要时具备的零部件。这种笔头具有一供给系统，此供给系统在外壳的范围内，按轴向顺序包含好几个相互之间呈现不同毛细作用的环形空间，这里环形空间的毛细作用在指向记录体的方向上不断增长，其中至少一个环形空间形成圆锥空间。

Description

本发明涉及一记录绘图笔头（以下称笔头）或记录绘图元件。它可用于手动的、使用墨水或墨汁的记录仪中，或用于绘图仪以及其它自动或机械记录绘图装置中。

在德国实用新型Nr.1947421及CH-PS451745中，已基本描述和说明了这类记录笔头。虽然这些已知的笔头在相当大的程度上可以作到墨水流出安全可靠，并保证了墨水流动比较均匀，但它们在很大程度上还不能满足当今的质量要求。

尤其在快速工作或高速移动（例如在用于绘图仪或类似设备中）时，可能因此引起记录介质流动的强烈变化，直至其中断，从而导致产生不均匀的和断续的图线。此外，这些笔头在强烈的温度或压力波动时，墨水比较容易流出，而引起外表污染。另外，在以后可能出现的记录介质干燥时-尤其是墨汁在通风情况下会引起补偿系统功能故障和必须进行昂贵的维护保养。

因此，本发明的任务是创造一种笔头或记录绘图元件，当它在非常高的工作或移动速度中也能绘出均匀、完善的线条或虚线，并保证比较高的墨水流出可靠性，从而基本上做到不用维护。

下述笔头解决了此任务所提要求。

其有利的结构形式和进一步的组成在权利要求中叙述。

下面借助于一些实施例和附图对本发明进行详细说明。

图1    根据本发明的一种带有杆的笔头。

图2    图1中A-A线通过杆所截之剖面图。

图3    图1中B-B线通过杆和笔头所截之剖面图。

图4    图1中C-C线通过杆和笔头所截之剖面图。

图5    按图1去掉杆后的笔头。

图6    按图1去掉杆和内部零件后的笔头剖示图。

图7    图1中的管形插入件。

图8    图1中的芯心插入件。

图9    根据本发明设计的另一种笔头的实施例。

图10    采用记录圆珠的一种方案。

图11    采用记录笔芯的一种进一步的方案。

如图1所示，装入杆（40）中的笔头（1）基本上由这样几部分组成外壳（1′）;固定装入在外壳内的，用作为记录体的小管子（1″）;密封装入的、用来封闭补偿通道（64）的通道的管形插入件（20）;和一沿轴向与弹簧（71）压力方向相反可动的芯子插入件（10′）。

杆（40）除了笔头（1）在此拧入的容纳空间（41）外，还有存贮墨水、墨汁或其它液态绘图介质的存贮器空间（42），为此同时一起备有记录介质存贮器（如弹壳、弹药筒形状或其它等）。

外壳（1′）用其圆周表面密封装入容纳空间，在它的外表面有一回转多次的外通道（66），在内表面有一螺旋形分布的补偿通道（64），在后部未端处有一联结通道（65），从而还包含有补偿系统的主要元件。

管形插入件（20）轴向一直到密封装入外壳（1′）的孔中，装配完后，将固定的挡块（30）密封地放置在密封挡（43） 旁。

因此挡块（30）阻止了记录介质直接进入补偿系统，并因后部密封而封闭了补偿系统的联结通道（65）。孔道（73）基本上呈圆柱形，其后部为弹簧（71）的支承挡（32），然后继续作为设有毛细管流入通道（59）的流入孔道（31）直到后部末端。

在记录体端（即前面的）一半里，添加了一主要为毛细管的环形通道（63），该通道回转在管形插入件的表面。从它出来，有一连接通道（62），其主要构造为非毛细管的孔道，或矩形孔道，它完全穿透管形插入件的壁，并在非毛细管的空气通道（61）的范围里与笔头（1）内部连接。此空气通道（61）位于孔道（73）内，并轴向一直伸入存贮器空间（42）。

芯子插入件（10′）的结构为：后部（在图1中呈圆柱形，但也可选择为圆锥形）为枢轴（13），圆锥体（12），紧接着为圆柱体（14）和固定装入的针（11）。

流入系统大体上由下列部分组成：流入空间（51），它由流入孔道（31）和枢轴（13）构成，主要为毛细管，并且毛细管流入通道（59）呈幅射形汇入其内;内空间（52），它由圆柱形孔道（73）和枢轴（13）构成，内放弹簧，通常可为毛细管;圆柱空间（53），它呈现增强了的毛细作用，并由圆柱形孔道（73）和圆锥体（12）的外表面构成而得到环形空间;支承空间（54），为毛细管，位于圆柱体（14）和孔道（73）之间;中间存贮空间（55），它被辐射状供给通道（58）部分穿过;记录介质存贮空间（56）和记录空间（57）。

中间存贮器空间（55），记录存贮器空间（56）和记录空间 （57）在此作为记录体（1″）增加毛细作用的环形空间，由在外壳（1′）和记录小管子（1″）内的分段孔道和针（11）的外表面构成。此针与芯子插入件（10′）一起轴向可动，前端略超出记录小管子（1″）。

为了保证笔头（1）同轴地固定在杆（40）内，一方面采用在杆（40）的配合孔（44）内定心，并必要时密封放入挡块（30），另外采用设有空气出入口的定心凸缘（72），它设置在杆（40）的容纳空间（41）的壁上，在前面定心，必要时同样密封。

从插图也清楚可见，在发明所描述的最佳结构形式里，与供给系统和补偿系统相连的连接通道（62）实际上在圆锥空间（53）的毛细作用最强的范围里汇入圆锥空间，并且也与紧接着的，呈现高毛细作用的支承空间（54）接触。

一个由塑料制成的、轴向也可自由运动的芯子摇入件（10′）可以代替图中所示的弹簧。上述插入件（10′）必要时由金属制成，并在一定条件下具有大的重量。

当补偿系统由一个在内部呈螺旋形或回纹形分布或被串接入的补偿通道（64）和一个必要时上方与联结通道（65）相连的、同样形状优选为螺旋形或回纹形的外通道（66）组成时，它特别有效。补偿通道（64）通过连接通道（62）也可继续在轴向延伸，从而构成一个必要时起附加作用的缓冲区（68），此缓冲区或与中间存贮空间（55）相连，或仅仅作为单向锁闭的剩余物通道，在需要时容纳少量的记录介质。

从图2到4的剖面图，可看到个别区域范围的轴向演变及它们的 横截面。

在杆（40）里（如图2所示），首先越过存贮空间（42），清楚可见带有流入孔道（31）和流入通道（59）的挡块（30）。轴向一直到底的非毛细管空气通道（61）与由枢轴（13）和流入孔道（31）构成的流入空间（51）相连。

图3又显示出添加在外壳旁的螺旋形的外通道（66），同样为螺旋形的补偿通道（64），圆锥空间（53），管形插入件（20）和弹簧（71）。而从图4还清楚可见，设有一个空气出入口（67）的定心凸缘（72），辐射状穿过管形插入件（20）并汇入环形通道（63）的连接通道（62），为毛细管的支承空间（54）以及被截开的圆柱体（14）。

按图5的笔头（1）大体上分为：固定装入外壳（1′）内的记录小管子（1″）;一个在挡块（30）旁可见的流入通道（59）一个螺旋形回转的、逐步往下的外通道（66）;和一个被空气出入口（67）隔断的定心凸缘（72）。

借助于连接螺纹（75），此笔头被固定在杆、座或者一个套筒内，而锁闭螺纹（76）能用来固定一个图中未画出的锁闭帽。

按图6，记录小管子（1″）被压入外壳（1′）的前面区域。

外通道（66）向前通过轴向穿过定心凸缘（72）的空气出入口（67）与外界空气相连，在后端通过联结通道（65），与螺旋形的、位于内侧的补偿通道联接。这样，一方面任何时候的空气，另一方面在必要时记录介质都能到达此时用作为剩余物室的外通道（66）内。如果外通道形成毛细管，或一直到底连到毛细管区域，这样，渗透进来的记录介质在压力消失时通常又自动排空。

图7描述了管形插入件（20）。从图清楚可见在管外表面（21）上回转的环形通道（63）;在管内和轴向一直到底的空气通道（61）内呈辐射状穿透管壁的连接通道（62）;在后部，用作为圆柱形孔道（73）和流入孔道（31）的分界的支承挡（32）和带有流入通道（59）的挡块（30）。

从图8可见，芯子插入件（10′）基本上由装入圆柱体（14）中的针或小管形记录仪中普通净化的金属丝、圆锥体（12）和枢轴（13）组成，它主要可用热塑性塑料、或用金属、陶瓷及其它材料制成。

图9所示的同样配备有一记录小管子（1″）并拧入座（40）内的笔头（1），包括一个带有枢轴（13），针（11），和挡块（30），作为下落重量的芯子插入件（10″）。

记录介质在此从配置在杆（40）内的筒（80）中出来，通过通孔（77）和中间室（78），到达被枢轴（13）穿过的流入空间（51）内，并继续通过内空间（52），通过由芯子插入件（10″）的圆柱形表面与外壳（1′）的锥形孔道（74）构成的圆锥空间（53），以及通过支承空间（54）和供给通道（58）而流入中间存贮器空间（55），记录介质存贮空间（56），和记录空间（57）。

记录介质的补偿这样来实现：从圆锥空间（53）和/或支承空间（54）出来，穿过连接通道（62），进入补偿通道（64），向后，通过图中未画出的联结通道（65），到达外通道（66），通过外通道向前并穿过设置在定心凸缘（72）上的空气出口入口（67）。

图10所示之笔头（2）中，记录体由一记录用圆珠（2″）构成。通过一形式为毛细管导向芯的圆柱形芯子插入件（10″），以及通过图中锥形变化的流入空间（51），通过同样锥形的内空间（52），原来的圆锥空间（53），支承空间（54），供给通道（58），和记录存储器空间（56），向圆珠提供比较稀薄的液态记录介质-主要是墨水。

管形插入件（20）至少直到连接通道（62）呈锥形变化的孔道（74）的壁在轴向上被二个非毛细管空气通道（61）中断。这二个空气通道在挡块（30）的后端与图中未画出的记录介质存贮器相连。

空气补偿在此通过空气通道（61），通过与空气通道及环形通道（63）相连的二个连接通道（62），补偿通道（64），联结通道（65），外通道（66）和空气出入口（67）来实现。

内部刻进外壳（2′）中的补偿通道（64）被管形插入件（20）的外表面（21）复盖或封闭。

图11中所示的笔头（3）具有用作为记录体的笔芯（3″），笔芯后边的延长部分构成形式为毛细管，圆柱形，并且向后伸出笔头的芯子插入件（10′）。

与图10相似，记录介质在此也流经高毛细管芯子插入件（10″），并且必要时通过流入通道（59），通过由圆锥形孔道（74）构成的、具有增长的毛细作用的环形空间，如流入空间（51），圆锥空间（53），高毛细管支承空间（54），中间存贮器空间（55）和记录介质存贮空间（56），只要笔芯（3″）或芯子插入件（10′）在这些范围内具有让记录介质透过的外壁。 如果情况不是这样，则记录介质通过芯子插入件（10″）或笔芯（3″）的高毛细管中心流入和输送到笔头。那时，这些必要时存在的环形空间（51到56）仅用于补偿系统（60）多余介质的调节，并且，此补偿系统同样至少具有一个轴向的、非毛细管的空气通道（61）及一连接通道（62），一环形通道（63），一补偿通道（64），一联结通道（65），一外通道（66）和一空气出入口（67）。

设计在管形插入件（20）旁的挡块（30），具有呈辐射状指向内部并连接到内空间（51）的，至少一部分为毛细管的流入通道（59）。

后端-图中为斜形-通常伸入墨水存贮器，此存贮器也可设一个可抽吸的充填器。

图9中所示的芯子插入件（10″）可以和图10、图11所示结构中的芯子插入件（10″′）一样，具有一个一直到底的，毛细管的导向芯，和一个必要时用作为承载体的套筒。针（11）固定在套筒或导向芯里，导向芯与枢轴一起向后伸出套筒，必要时，向前前部完全或部分穿过套筒。

如果系统条件所限，芯子插入件（10″）不需要或不希望有轴向运动，那么它可不动地固定在外壳上。

明细表

1，2，3    笔头或记录绘制元件

1′，2′，3′    外壳

1″，2″，3″    记录体

（1″＝记录小管子，2″＝记录圆珠，3″＝记录笔芯）

10′，10″，10″′    芯子插入件（下落物，下落重量）

11    针

12    圆锥

13    枢轴

14    圆柱体

20    管形插入件（固定件）

21    外表面

30    挡块（连接头，固定头，密封头）

31    流入孔道

32    支承挡

40    杆

41    容纳空间

42    存贮器空间

43    密封挡

44    配合孔道

（50）    供给系统

51    流入空间

52    内空间

53    圆锥空间

54    支承空间

55    中间存贮器空间    （室）

56    记录存贮器空间    环形空间

57    记录空间

58    供给通道

59    流入通道

（60）    补偿系统

61    空气通道

62    连接通道

63    环形通道

64    补偿通道

65    联结通道

66    外通道

67    空气出入口

68    缓冲器

71    弹簧

72    定心凸缘

73    圆柱形孔道

74    圆锥孔道

75    连接螺纹

76    锁闭螺纹

77    通孔

78    中间室

80    筒

Claims (14)

1、用于手动的使用墨水的记录工具或者绘图仪或者其他自动或机械记录装置中的笔头(1，2，3)或称记录元件，其中上述笔头(1，2，3)的外壳(1′，2′，3′)与一个存放和含有墨水的(40)相连，构成一个补偿系统和一个记录体(1″，2″，3″)以及多个独立部件；其中在上述的外壳(1′，2′，3′)中有一个供给系统，该供给系统包括多个环形空间(52-57)，这些环形空间(52-57)按轴向顺序具有各不相同的毛细作用；上述的毛细作用在指向记录体(1″，2″，3″)的方向上增加一倍或多倍；

其特征在于：

至少一个环形空间被做成本身就具有不同并在指向记录体(1″，2″，3″)的方向上增加的毛细作用的圆锥空间(53)。

2、按照权利要求1的笔头，其特征在于：上述的圆锥空间（53）通过一个中介存贮空间（55）与记录体（1″，2″，3″）相连，上述的中介存贮空间（55）具有各有具有逐渐增加的毛细作用的一个供给沟道（58）、记录存贮空间（56）和一个记录空间（57）。

3、根据权利要求1或2的笔头，其特征在于：在上述的圆锥空间（53）和上述记录体（1″，2″，3″）或者一个可能存在的中介存贮空间（55）之间轴向设置了一个毛细管支承空间（54）。

4、根据前面任一权利要求的笔头，其特征在于：连接通道（62）连接上述的供给系统（50或51至59）和上述的补偿系统（60或63至68），上述连接通道（62）开在上述圆锥空间（53）中毛细作用最高的区域中，这样，该连接通道（62）的一端（前端）朝向上述的记录体。进入到上述的圆锥空间或者可能存在的支承空间（54）中。

5、根据前面任一权利要求的笔头，其特征在于：上述笔头具有一个呈不产生毛细作用的横截面的空气通道（61），该空气通道（61）轴向穿过流入空间（51）、内空间（52）。圆锥空间（53）或可能存在的支承空间（54）;上述的连接通道（62）在上述空气通道（61）的区域中进入上述的供给系统。

6、根据上述权利要求之一的笔头，

其特征在于，它包含一个芯子插入件（10′），此芯子插入件的构形为：其轴向长度的至少一个部分为圆锥（12），直径在指向记录体（1″）的方向上增加，并且在此圆锥范围里，芯子插入件与外壳（1′，2′，3′）的基本上为圆柱形的孔道（73）一起，或者与管形插入件（20）一起构成圆锥空间（53）。

7、根据上述权利要求之一的笔头，

其特征在于，芯子插入件（10″）具有一个位于后部的枢轴（13），一圆锥（12）及一根位于前部的针（11），并且在笔头（1）中，此芯子插入件对着弹簧（71）的压力方向或对着重物的重力方向轴向可动。

8、根据权利要求1至5之一的笔头，

其特征在于，芯子插入件（10″，10″′）基本形式为圆柱形，并且与外壳（2″，3″）的呈圆锥形的，以进入记录体方向逐渐变小的圆锥形孔道（74）一起构成圆锥空间（53）。

9、权利要求8的笔头，其特征在于，上述的芯子插入件（10（10″，10″′）被做成或装有吸墨芯，并在笔头（2，3）的轴向上能拆除。

10、根据前面任一权利要求的笔头，其特征在于：上述的枢轴（13）或芯子插入件（10′，10″，10″′）的尾端轴向上基本上完全穿透或者突出上述的外壳（1′，2′，3′）和/或其尾罩（30）。

11、根据前面任一权利要求的笔头，其特征在于：上述的补偿系统（60）主要由一个内部通道最好呈螺丝伸展的补偿管道（64）和一个最好做成螺纹状或曲折状的外部管道（66）以及一个连接通道（65）和（可能的话）一个空气出入口（67）组成。

12、根据前面的任一权利要求的笔头，其特征在于：上述连接通道（62）的口开在设置在管形插入件（20）的外表面（21）上的环形管道（63）中。

13、根据前面的任一权利要求的笔头，其特征在于：连接通道（62）的口开在记录体侧的内部补偿通道（64）的中央处;通向补偿通道（66）的连接通道（65）被设置在外壳（1′，2′，3′）的尾端。

14、根据前面的任一权利要求的笔头，其特征在于：上述的内部补偿通道（64）在连接通道（62）之外继续向记录体（1″，2″，3″）方向延伸，直至上述的中介存贮空间（55）或接近上述的中介存贮空间。

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