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Die
Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für Flüssigkeiten, insbesondere für Tinte
zum Befüllen
von Druckerpatronen, mit einem zumindest in einem Teilbereich verformbaren
Vorratsbehälter
und mit einer einen Auslass aufweisenden Dosierkammer, wobei der
Vorratsbehälter
und die Dosierkammer über
eine Leitung miteinander in Verbindung stehen, welche Leitung in
einer ersten Lage der Dosiervorrichtung in Vorratsbehälter unterhalb
des sich in der ersten Lage einstellenden Flüssigkeitsspiegels mit einer
Einlassöffnung
beginnt und in der Dosierkammer oberhalb der darin abzumessenden
Flüssigkeitsmenge
mit einer Auslassöffnung
endet, wobei sich in einer zweiten Lage der Dosiervorrichtung die Einlassöffnung oberhalb
des Flüssigkeitsspiegels
im Vorratsbehälter
befindet.
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Um
eine bestimmte Menge einer Flüssigkeit, die
sich in einem Vorratsbehälter
befindet, genau abzumessen und dann ihrer weiteren Bestimmung zuzuführen, beispielsweise
die abgemessene Flüssigkeit
in ein anderes Behältnis
zu gießen,
sind Dosiervorrichtungen bekannt, die im Wesentlichen aus einem
Vorratsbehälter
und einer oben an diesem angebrachten Dosierkammer bestehen, deren
Volumina voneinander getrennt sind, die jedoch durch ein Rohr oder
einen Schlauch miteinander in Verbindung stehen. Dabei befindet
sich das Einlaufende dieser Leitung unterhalb des Flüssigkeitsspiegels
im Vorratsbehälter
in der Nähe
von dessen Boden. Der flexible Vorratsbehälter kann von Hand zusammengedrückt werden,
wodurch in ihm ein Überdruck
entsteht, der bewirkt, dass im Vorratsbehälter befindliche Flüssigkeit
durch die Leitung nach oben in die Dosierkammer gefördert wird.
Die Menge der in die Dosierkammer geförderten Flüssigkeit kann dann entweder
an einer an der Dosierkammer angebrachten Skala abgelesen werden
oder es wird soviel Flüssigkeit
in die Dosierkammer gepumpt, bis diese vollständig gefüllt ist und ein Weiterfördern von
Flüssigkeit durch
geeignete Mittel wie beispielsweise ein Ventil unterbunden wird. Über einen
oben an der Dosierkammer angebrachten Auslass kann dann die derart
dosierte Flüssigkeitsmenge
durch Umkippen der Dosiervorrichtung ihrer weiteren Bestimmung übergeben
werden. Dabei ist im Allgemeinen die Größe des Auslasses so bemessen,
dass die Flüssigkeit
von selbst aus der Dosierkammer herausläuft, wenn die Vorrichtung umgedreht
wird. Derartige Dosiervorrichtungen sind beispielsweise für die Dosierung
von Reinigungsmitteln wie Scheibenwaschkonzentrate für Kraftfahrzeuge
bekannt. Auch sogenannte Bleiersatzmittel, die in bestimmten Mengenanteilen
beim Betanken von alten Kraftfahrzeugen dem Kraftstoff zugegeben
werden, werden in solchen Dosiervorrichtungen angeboten.
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Aus
der
US 4,779,767 ist
eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei welcher
der Auslass, der sich in der ersten Lage der Dosiervorrichtung am
oberen Ende der Dosierkammer befindet, von einem Schwimmerventil
verschlossen wird, wenn die durch die Leitung geförderte Flüssigkeit
das Volumen der Dosierkammer vollständig ausfüllt und das Schwimmventil aufgrund
des in der Flüssigkeit
herrschenden Auftriebs gegen seinen Ventilsitz gedrückt wird.
Wenn die Flasche in die zweite Lage umgekippt wird, bewegt sich
der Ventilkörper wieder
vom Ventilsitz weg und gibt den Auslass frei, so dass die in der
Dosierkammer befindliche Flüssigkeit
aus dieser herauslaufen kann. Das Schwimmventil bewirkt beim Befüllen der
Dosierkammer, dass nicht mehr Flüssigkeit
aus dem Vorratsbehälter
in die Dosierkammer gepumpt werden kann, als diese aufzunehmen in
der Lage ist, also beim Befüllen
der Dosierkammer keine Flüssigkeit
unbeabsichtigt durch den Auslass auslaufen kann. Allen bekannten
Dosiervorrichtungen der gattungsgemäßen Art ist es gemein, dass
damit zwar eine bestimmte Flüssigkeitsmenge
relativ genau abgemessen werden kann, es aber schwierig ist, diese
in der Dosierkammer abgemessene Flüssigkeitsmenge anschließend zuverlässig und
ohne Verlust ihrer anschließenden
Bestimmungen zu übergeben.
Wenn beispielsweise Bleiersatzmittel mit einer der bekannten, zum
Einsatz kommenden Dosiervorrichtungen in einen Tankeinfüllstutzen
geschüttet
werden soll, bedarf es großen
Geschicks, dabei nicht eine Teilmenge der abgemessenen Flüssigkeit
seitlich neben dem Einfüllstutzen
zu verschütten.
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Je
kleiner die Behältnisse
bzw. deren Einfüllöffnungen
sind, in welche die abgemessene Flüssigkeit aus der Dosierkammer überführt werden
soll, desto größer sind
die bei der Übergabe
auftretenden Probleme. Ungeeignet sind die bekannten Dosiervorrichtungen
regelmäßig dort,
wo es gilt, die abgemessene Flüssigkeit
anschließend
unter Druck und/oder durch sehr kleine Einfüllöffnungen in ein Behältnis zu überführen, wie
dies insbesondere beim Wiederauffüllen von Druckerpatronen für Tintenstrahldrucker erforderlich
ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten
Art so auszubilden, dass mit dieser die in der Dosierkammer abgemessene
Flüssigkeit
anschließend
sauber und zuverlässig auch
in Behälter
mit sehr kleinen Einfüllöffnungen überführt werden
kann.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung durch ein am Auslass der Dosierkammer
angeschlossenes oder anschließbares
Injektionsrohr mit geringem Durchflussquerschnitt gelöst, das
sich ein Stück
weit vom Auslass weg, erstreckt.
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Diese
Ausgestaltung hat den Vorteil, dass mit Hilfe des Injektionsrohrs
die in der Dosierkammer dosierte Flüssigkeitsmenge auch durch eine
kleine Befüllöffnung hindurch
in einen Tank oder in einen Behälter
injiziert werden kann, wozu in besonders einfacher und vorteilhafter
weise die Dosiervorrichtung so umgedreht und gehalten wird, dass
sie sich in ihrer zweiten Lage befindet und sich die Einlassöffnung der
Leitung dann oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
im Vorratsbehälter
befindet. Wenn dieser nun zusammengedrückt wird, entsteht in dem Luftpolster
oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
ein Überdruck,
der auch in der Dosierkammer wirksam wird und bewirkt, dass die
darin befindliche Flüssigkeitsmenge
durch das Injektionsrohr hindurch ausgestoßen wird. Das Injektionsrohr
hat erfindugsgemäß nur einen
geringen Durchflußquerschnitt,
ist also ein Rohr mit einem geringen Innendurchmesser, der vorzugsweise
nicht mehr als 3 mm beträgt
und bei den meisten Anwendungen noch kleiner ist, ähnlich dem Durchmesser
einer Injektionsnadel (Kanüle)
für medizinische
Anwendungen, also im Bereich von etwa 0,3 bis 1,1 mm. Aufgrund diesen
geringen Durchflußquerschnitts
kann die Flüssigkeit
nicht allein aufgrund der auf sie wirkenden Schwerkraft aus der
geschlossenen Dosierkammer herausfließen, wenn die Dosiervorrichtung
umgedreht wird, so dass auch in dieser umgedrehten (zweiten) Lage
der Dosiervorrichtung das Injektionsrohr zunächst in aller Ruhe in eine
Befüllöffnung oder
dgl. eingeführt
werden kann, bevor dann durch Zusammendrücken des Vorratsbehälters die
zuvor dosierte Flüssigkeitsmenge
abgegeben wird. Sobald die gesamte Flüssigkeitsdosis auf diese Weise
ihrer Bestimmung übergeben
wurde und die Dosierkammer leergepumpt ist, kann der Bediener der
Vorrichtung den auf den Vorratsbehälter ausgeübten Druck beenden, was zur
Folge hat, dass Umgebungsluft durch das Injektionsrohr zunächst in die
Dosierkammer und von dieser weiter in die Vorratskammer eingesaugt
wird, bis Druckausgleich erzielt wurde.
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In
vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist das Injektionsrohr
lösbar
am Auslass anschließbar,
vorzugsweise mittels eines Schraub- oder Steckanschlusses. Bei Nichtgebrauch
der Vorrichtung kann das Injektionsrohr dann abgenommen werden. Es
ist natürlich
auch möglich,
dass das Injektionsrohr fest am Auslass angeschlossen ist, in welchem
Falle es vorzugsweise mit einer Verschlusskappe verschließbar ist,
die bei Nichtgebrauch der Vorrichtung einfach über das Injektionsrohr gestülpt wird
und die Dosiervorrichtung hierdurch abschließt.
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Wie
bereits angedeutet, weist das Injektionsrohr zweckmäßig einen
Außendurchmesser
auf, der an den Innendurchmesser einer Befüllöffnung eines mit der Flüssigkeit
zu befüllenden
Tanks angepasst ist. Bei einer besonders bevorzugten, erfindungsgemäßen Verwendung
der Dosiervorrichtung zum Dosieren von Tinte für Tintenstrahldrucker und Nachfüllen von
Tintenstrahldruckerpatronen ist also der Außendurchmesser des Injektionsrohrs
so bemessen, dass dieses durch eine Befüllöffnung in den Tank einer Druckerpatrone
einführbar
ist, in den dann die mit der Dosiervorrichtung zuvor dosierte Tintenmenge, die
sich in der Dosierkammer befindet, durch Zusammendrücken des
Vorratsbehälters
gepumpt werden kann. Die bei diesem Vorgang im Tank des Druckerkopfes
verdrängte
Luft kann seitlich an der Außenseite
des Injektionsrohres vorbei zwischen diesem und der Befüllöffnung entweichen.
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Der
Auslass der Dosierkammer kann sich an einer diese verschließenden Verschlusskappe
befinden, bei der es sich zweckmäßig um einen
Sicherheitsschraubverschluss handelt, der von Kindern nicht ohne
weiteres geöffnet
werden kann.
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Die
Einlassöffnung
der Leitung erstreckt sich in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung
in der ersten Lage bis zur tiefsten Stelle des Vorratsbehälters, womit
in besonders einfacher Weise eine weitestgehend vollständige Entleerung
des Vorratsbehälters
möglich
ist. Dieser hat hierzu zweckmäßig einen
Boden, der ein Gefälle
zur tiefsten Stelle hin aufweist, so dass alle im Vorratsbehälter befindliche Flüssigkeit über den
zur tiefsten Stelle hin abfallenden Boden fließen und dort in die Leitung
gelangen kann. Die Leitung besteht vorzugsweise im wesentlichen
aus starren im Wesentlichen Rohrabschnitten in der Dosierkammer
und dem Vorratsbehälter,
denn bei Verwendung eines flexiblen Schlauches insbesondere in der
Vorratskammer würde
die Möglichkeit bestehen,
dass die Einlassöffnung
beim Kippen der Vorrichtung ihre Position verändert und sich in der zweiten
Lage nicht mehr oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
befindet, sondern die flexible Leitung mit ihrer Einlassöffnung dann
in die im Vorratsbehälter
befindliche Flüssigkeit
eintaucht und beim Zusammenpressen des Vorratsbehälters weiter
Flüssigkeit
in die Dosierkammer gefördert
wird.
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Die
Dosierkammer weist vorzugsweise eine von ihrer Außenseite
ablesbare Füllstandsanzeige auf,
die in einfacher Weise aus einer an einem durchscheinenden oder
durchsichtigen Teil der Dosierkammer angeordneten Skala bestehen
kann, mit der sich das Flüssigkeitsvolumen,
das vom Benutzer der Vorrichtung aus dem Vorratsbehälter in
die Dosierkammer gepumpt wurde, leicht ablesen lässt. Die Dosierkammer und der
Vorratsbehälter
sind vorzugsweise einteilig ausgebildet und mittels eines Trennbodens voneinander
abgetrennt, durch den die Leitung abgedichtet geführt ist.
Insbesondere kann die Dosiervorrichtung zweckmäßig aus Kunststoff bestehen
und beispielsweise durch Blasumformen oder Spritzgießen hergestellt sein.
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Der
Auslass der Dosiervorrichtung an der Dosierkammer ist bei demontiertem
Injektionsrohr zweckmäßig mittels
eines Schraub- oder Steckverschlusses verschließbar, wodurch nach Gebrauch der
Vorrichtung diese nach Demontage des Injektionsrohres dicht verschlossen
werden kann, so dass die Flüssigkeit,
die noch in der Vorrichtung verblieben ist, nicht unbeabsichtigt
auslaufen oder austrocknen kann.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und der Zeichnung, worin eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert wird. Es zeigt:
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1 eine
erfindungsgemäße Dosiervorrichtung
in einer ersten Lage, teilweise im Schnitt; und
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2 den
Gegenstand der 1 in einer zweiten Lage zusammen
mit einem mit der dosierten Flüssigkeit
zu befüllenden
Tank.
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Die
in der Zeichnung dargestellte Dosiervorrichtung dient zum Dosieren
von Druckertinte zum Befüllen
von Tintenstrahl-Druckerpatronen, wie sie bei Computerdruckern häufig zum
Einsatz kommen.
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Die
in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Dosiervorrichtung
besteht aus einem flexiblen Kunststoffmaterial und kann beispielsweise
durch Blasumformen oder Spritzgießen hergestellt werden. Die Dosiervorrichtung 10 hat
einen unteren Vorratsbehälter 11 zur
Aufnahme der Tinte 12 und eine oben am Vorratsbehälter anschließende Dosierkammer 13, die
einteilig mit dem Vorratsbehälter
ausgebildet ist und von dessen Volumen mittels eines Trennbodens in
Form einer in eine Einschnürung 15 der
Vorrichtung eingepressten Kunststoffscheibe 16 abgeteilt ist.
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Wie
die Figuren leicht erkennen lassen, stehen der Vorratsbehälter 11 und
die Dosierkammer 13 über
eine Leitung 17 miteinander in Verbindung. Die Leitung 17,
die aus einem weitgehend starren Kunststoffrohr besteht, ist durch
den Trennboden 16 hindurchgeführt und gegenüber diesem
abgedichtet. Sie weist im Vorratsbehälter 11 eine Einlassöffnung 18 auf,
die sich in der in 1 dargestellten ersten Lage der
Dosiervorrichtung an einer tiefsten Stelle 19 des Vorratsbehälters unmittelbar
an dessen Boden 20 befindet. Mit ihrem anderen Ende, das
eine Auslauföffnung 21 bildet,
ragt die Leitung in die Dosierkammer 13 hinein, und zwar
bis nahe an den oberen Rand 22 der Dosierkammer, wo diese
mit einer Verschlusskappe in Form eines Sicherheitsschraubverschlusses 23 verschlossen
ist.
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Der
Schraubverschluss 23 weist einen Auslass 24 auf,
der bei der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform mit einem Schraubnippel 25 versehen
ist, an dem ein Injektionsrohr 26 angeschraubt ist. Das
Injektionsrohr hat einen geringen Innendurchmesser und demgemäß kleinen
Durchflussquerschnitt ähnlich
wie eine Injektionsnadel (Kanüle), weist
jedoch anders als eine solche keine scharfe Spitze auf. Bei dem
gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Innendurchmesser
des Injektionsrohrs weniger als 1 mm.
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Die
Zeichnung lässt
ferner gut erkennen, dass die Dosierkammer 13 eine von
ihrer Außenseite ablesbare
Füllstandsanzeige 27 in
Form einer Skala aufweist, mit der sich die in der Dosierkammer
befindliche Flüssigkeitsmenge
leicht und genau ablesen lässt.
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Die
Dosiervorrichtung wird wie folgt verwendet:
In der in 1 dargestellten
ersten Lage der Dosiervorrichtung wird der Vorratsbehälter von
Hand leicht zusammengedrückt,
wodurch sich dessen Volumen verringert und im Inneren des Vorratsbehälters ein Überdruck
entsteht, der bewirkt, dass Tinte durch die Leitung 17 hindurch
nach oben in die Dosierkammer 13 gepumpt wird, wo sie aus
der Auslauföffnung
austritt und die Dosierkammer bis zu der gewünschten, außen ablesbaren Menge befüllt. Da
sich die Auslassöffnung 21 bis
unmittelbar an den oberen Rand 22 der Dosierkammer erstreckt,
befindet sie sich bei diesem Vorgang immer so lange oberhalb des
Flüssigkeitsspiegels
in der Dosierkammer, bis die maximale Füllmenge erreicht ist. Solange
die maximale Füllmenge
nicht überschritten
wird, wird bei Nachlassen des Drucks auf den Vorratsbehäl ter durch
den Benutzer aufgrund des sich dann im Vorratsbehälter einstellenden
Unterdrucks durch die Leitung 17 Luft angesaugt, die sich
oben in der über
das Injektionsrohr mit der Umgebung in Verbindung stehenden Dosierkammer
befindet. Sollte unbeabsichtigt die maximal zulässige Flüssigkeitsmenge in die Dosierkammer gepumpt
worden sein, befindet sich die zuviel hochgepumpte Flüssigkeit
oberhalb der Auslassöffnung 21 der
Leitung und wird bei Verringerung des Drucks auf den Vorratsbehälter automatisch
in diesen zurückgesaugt,
bis die Auslassöffnung
sich in Höhe
des derart verringerten Flüssigkeitsspiegels
in der Dosierkammer befindet und anschließend Luft nachströmen kann.
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Hat
der Bediener auf diese Weise die gewünschte Tintenmenge, die zum
Nachfüllen
einer Tintenpatrone benötigt
wird, aus dem Vorratsbehälter 11 in
die Dosierkammer 13 gepumpt, dreht er die Flasche um annähernd 180° auf den
Kopf, so dass sich dann die Dosierkammer 13 unten und der
Vorratsbehälter 11 oben
befindet. Die Einlassöffnung 18 der Leitung 17 taucht
dann nicht mehr in die Tinte im Vorratsbehälter ein, sondern wird von
dem im Vorratsbehälter 11 befindlichen
Luftpolster 28 umgeben. Mit dem Injektionsrohr 26 kann
die Dosiervorrichtung in die Befüllöffnung 29 eines
Vorratstanks 30 einer Druckerpatrone 31 eingeführt werden,
wobei aufgrund des geringen Durchflussquerschnittes des Injektionsrohrs
nicht befürchtet
werden muss, dass Druckertinte aus der Dosierkammer vorzeitig durch
das Injektionsrohr aus dessen vorderer Öffnung ausläuft. Wenn das Injektionsrohr 26 wie
in 2 dargestellt weit genug durch die Befüllöffnung 29 hindurch
in den Vorratstank 30 eingeführt ist, drückt der Benutzer der Vorrichtung
den Vorratsbehälter 11 erneut
zusammen, um darin einen Überdruck
zu erzeugen. In dieser zweiten Lage jedoch wird diesmal keine Tinte durch
die Leitung 17 in die Dosierkammer 13 gepresst,
sondern die in dieser Lage oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 32 befindliche
Luft, so dass sich ein entsprechender Überdruck auch in der Dosierkammer 13 einstellt
und bewirkt, dass die darin befindliche Tinte durch das an der Auslassöffnung 21 angeschlossene
Injektionsrohr 26 in den Vorratstank 30 injiziert
wird. Sofern die im Vorratsbehälter
befindliche Luftmenge ausreichend groß ist, kann dieser Injektionsvorgang
auf einmal erfolgen; es ist aber natürlich auch möglich, insbesondere
bei etwas größeren, in
der Dosierkammer befindlichen Flüssigkeitsmengen
diese durch mehrmaliges leichtes Zusammendrücken des Vorratsbehälters in
mehreren Teilmengen in den Tank der Druckerpatrone zu füllen. Ist der
Befüllvorgang
abgeschlossen, wird die Dosiervorrichtung mit ihrem Injektionsrohr
aus der Befüllöffnung wieder
herausgezogen und wieder in die erste Lage aufgestellt, woraufhin
entweder eine zweite Dosis dosiert werden kann oder das Injektionsrohr 26 abgeschraubt
und die Dosiervorrichtung mit einer passenden Verschlusskappe (nicht
dargestellt) verschlossen wird.
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Die
Erfindung wurde im Zusammenhang mit ihrer besonders bevorzugten
Anwendung als Nachfüllflasche
für Druckertinte
für Tintenstrahl-Druckerpatronen beschrieben.
Bislang war es üblich,
hierzu Tinte aus einem Fläschchen
mittels einer mit einer Kanüle
versehen Injektionsspritze aufzuziehen und dann in den Tank der
Druckerpatrone zu injizieren, was für den Benutzer nicht nur die
Gefahr birgt, sich an der scharfen Kanüle der Injektionsspritze zu
verletzen, sondern was auch immer wieder dazu führt, dass die offenen Tintenfläschchen
beim Aufziehen der Tinte umfallen und auslaufende Tinte dann erhebliche
Verschmutzungen der Arbeitsumgebung bewirkt. Diese Nachteile, die
viele Benutzer von Tintenstrahldruckern davon abgehalten haben,
ihre Druckerpatronen selbst wieder aufzufüllen, werden durch die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung
sicher vermieden, da die Dosierung der erforderlichen Tintenmenge
innerhalb derselben Vorrichtung erfolgt und selbst bei einem unbeabsichtigten
Umkippen der Vorrichtung keine Tinte auslaufen kann.
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Es
versteht sich, dass zum Nachfüllen
von Tintenpatronen für
Farbdrucker, die vier verschiedene Tintenfarben benötigen (schwarz,
cyan, magenta und gelb), Sets mit vier der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtungen
angeboten werden können,
welche die vier verschieden farbigen Tinten enthalten.
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Die
Erfindung ist natürlich
nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern
es sind verschiedene Änderungen und
Ergänzungen
und natürlich
auch andere Anwendungsmög lichkeiten
denkbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So ist es nicht
unbedingt erforderlich, dass das Injektionsrohr am Auslass der Dosierkammer
lösbar
angeschlossen ist, es könnte hier
auch ein fester Anschluss vorgesehen werden, beispielsweise, indem
das Injektionsrohr mit den Sicherheitsschraubverschluss als einteiliges
Kunststoffspritzteil hergestellt ist. Zum Verschließen der Dosiervorrichtung
bei Nichtgebrauch kann dann eine Verschlusskappe über das
Injektionsrohr gesteckt werden. Es ist auch nicht erforderlich,
dass der Vorratsbehälter
in seiner Gesamtheit aus einem verformbaren Material wie z.B. Kunststoff
besteht und somit im wesentlichen in seiner Gesamtheit verformbar
ist. Genauso ist es denkbar, die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Vorratsbehälter zu
versehen, der im wesentlichen starr ausgestaltet ist, beispielsweise aus
Glas und/oder Edelstahl besteht, und der lediglich in einem Teilbereich
verformbar ist, indem er beispielsweise an einer Seitenwand oder
an seinem Boden mit einer eindrückbaren
Membran aus Silikon o.dgl. versehen ist, die mittels eines Fingers
ein Stück
weit in das Innere des Vorratsbehälters gedrückt werden kann und hierdurch
dessen Volumen verringert und die im Vorratsbehälter oder der Dosierkammer
befindliche Flüssigkeit
verdrängt.