CN87107985A - 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，在那里毛细作用进入到记录体中并多次增长，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，如在主权利要求（权利要求1）中详细说明的那样。

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度移动时，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一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时，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，从而广泛地做到不用维护。

下述笔头解决了此任务所提要求。它包括在主权利要求的特点中，尤其如其特征部分所示。

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中的芯子插入件。

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），在后部末端处有一联结通道（65），从而还包含有补偿系统的主要元件。

管形插入件（20）轴向一直到底密封装入外壳（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）。基本上圆柱形的孔道（73），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，回转在管形插入件的表面，添加了一主要为毛细管的环形通道（63）。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）呈辐射状汇入其内;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;记录存贮器空间（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），它放置在杆（40）的容纳空间（41）的壁旁，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。

代替图中所示的弹簧，可放置一个由塑料制成的、轴向也可自由运动的芯子插入件（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）中的针或在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），记录存贮器空间（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）中的，至少直到连接通道（62）呈锥形变化的孔道（74）的壁，在轴向，一直到底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）和记录存贮器空间（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    缓冲区

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的记录绘图笔头(后称笔头)或记录绘图元件，其外壳与或可与用来容纳墨水或墨汁、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；

其特征在于，在外壳(1′，2′，3′)范围内的供给系统，按轴向顺序包含多个相互之间呈现不同毛细作用的环形空间(52到57)，在那里，毛细作用进入到记录体(1″，2″，3″)中一次或多次增长，其中至少一个环形空间作为圆锥空间，此圆锥空间具有不同的、即随进入记录体方向而增长的毛细作用。

2、根据权利要求1的笔头，

其特征在于，一必要时附设有供给通道的中间存贮器空间（55），一记录存贮器空间（56）和一记录空间（57），以间或增长的毛细作用，轴向进入记录体（1″，2″，3″），并与圆锥空间（53）相连。

3、根据权利要求1或2的笔头，

其特征在于，它具有一个为毛细管的支承空间，此支承空间轴向位于圆锥空间（53）与记录体（1″，2″，3″），或者与一个必要时存在的中间存贮器空间（55）之间。

4、根据上述权利要求之一的笔头，

其特征在于，用来连接供给系统（50或51到59）和补偿系统（60或63到68）的连接通道（62），在圆锥空间毛细作用最高的范围里，也就是在圆锥空间的记录体端（即前端）与毛细管支承空间或一个必要时存在的毛细管支承空间（54）相连。

5、根据上述权利要求之一的笔头，

其特征在于，它设有一个非毛细管截面的空气通道，此空气通道轴向穿过流入空间（51），内空间（52），圆锥空间（53）和一个必要时存在的支承空间（54），并且连接通道（62）在空气通道（61）的范围里进入供给系统。

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），直径以进入记录体（1″）的方向而增加，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，或者与一个必要时存在的管形插入件（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，此芯子插入件必要时对着弹簧（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、根据权利要求8的笔头，

其特征在于，芯子插入件（10″，10″′）构造为毛细管的导向芯或装有一个这样的导向芯，在笔头（2，3）中，芯子插入件轴向不可运动。

10、根据上述权利要求之一的笔头，其特征在于，芯子插入件（10′，10″，10″′）的枢轴（13）或后端，基本上在轴向完全穿过或伸出外壳（1′，2′，3′）和/或外壳后面的挡块（30）。

11、根据上述权利要求之一的笔头，

其特征在于，补偿系统（60）基本上由一个主要为螺旋形分布的内部补偿通道（64）和一个主要为螺旋形或者回纹形造形的外通道（66）以及一个联结通道（65）和必要时的一个空气出入口（67）组成。

12、根据上述权利要求之一的笔头，

其特征在于，连接通道（62）与位于管形插入件（20）的外表面（21）旁的环形通道（63）相连。

13、根据上述权利要求之一的笔头，

其特征在于，连接通道（62）在内部补偿通道（64）的记录体端的一半处与内部补偿通道相连，并且通往补偿通道（66）的联结通道（65）位于外壳（1′，2′，3′）的后端。

14、根据上述权利要求之一的笔头，

其特征在于，内部的补偿通道（64）越过连接通道（62），继续向着记录体（1″，2″，3″）方向伸过去，在中间存贮器空间（55）内或稍前处结束。

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