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Die
Erfindung betrifft einen Stift mit einer Auftragspitze, einer Kammer zum
Aufnehmen der Auftragspitze in einer Ruhestellung, wobei die Kammer eine
erste Durchgangsöffnung
aufweist, durch die die Auftragspitze zum Verbringen von der Ruhestellung in
eine Arbeitsstellung hindurchpaßt,
und einem auf einer Außenseite
der Kammer liegenden Verschluß zum
Verschließen
der ersten Durchgangsöffnung.
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Stifte
der vorgenannten Art sind bekannt (
WO 98/19871 A1 ), ähnliche Systeme beispielsweise auch
aus der
US 2004/0265035
A1 . Bei letzterem liegt der nach Art einer Schiebetür (sliding
door) ausgebildete Verschluß innerhalb
der Kammer. Die Dichtfunktion resultiert aus einer keilförmigen Ausgestaltung.
Beim Verschließen
wird nämlich
der keilförmige
Teil zwischen zwei Wandungen gezogen. Eine solche Verkeilung benötigt zum
Verschließen
und mehr noch zum Öffnen
einen erheblichen Kraftaufwand, der durch Druck auf die Schiebetür aufgebracht
werden muß.
Ein Ausknicken der wandförmig ausgestalteten
Schiebetür
ist dabei unvermeidlich. Sie ist auch durch Führung in einem Spalt nicht
zu unterdrücken.
Zumindest kann ein Ausknicken in den Raum dort nicht verhindert
werden, wo die Schiebetür
ein Langloch für
den Durchtritt der Auftragspitze aufweist.
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Die
US 4,759,650 A zeigt
einen Stift, bei dem zum Verschließen der Durchgangsöffnung der
Kammer ein Paar Lappen (Kunststoffteile) vorgesehen sind, die einstückig mit
der Kammer ausgeführt
sind. Sie liegen innerhalb der Kammer. Damit die empfindlichen Schreibspitzen
die Flächen
dieser Lappen beim Aktivieren/Deaktivieren des Stiftes (durch eine Drückermechanik)
nicht berühren,
ist eine aufwendige Kapselung des in dem Stift verwendeten Tintenspeichers
(dieser drückt
die Lappen auf) und eine genaue geometrische Abstimmung der sich
berührenden
Teile notwendig.
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Bei
dem Stift nach der
US
6,033,141 A dient als Verschluß eine elastische, ringförmige, nach
innen gewölbte
und geschlitzte Dichtung, die innerhalb der Kammer liegt. Die Aktivierung/Deaktivierung
des Stiftes kann durch eine Drückermechanik
oder durch eine Drehmechanik erfolgen, wobei die Auftragspitze beim
Durchfahren der Durchgangsöffnung
im direkten Kontakt mit der Dichtung steht, weil sie die Dichtung
aufdrücken
muß. Dies
hat neben der Kontamination der Dichtung auch den Nachteil, daß die Auftragspitze
bei jedem Wechsel des Betriebszustands an ihrer Mantelfläche mechanisch
beansprucht wird. Dies um so mehr, je härter die Dichtung ist. Wird
die Dichtung weicher gemacht, drohen Verluste an Weichmachern im
Dichtungsmaterial.
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DE 40 25 090 C2 offenbart
ein Schreibgerät mit
einer Druckfeder zur Druckbeaufschlagung von dessen Vorratsbehälter.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den aus der
WO 98/19871 A1 bekannten
Stift derart weiterzubilden, daß Beeinträchtigungen
des Verschlusses beim Wechseln des Betriebszustandes vermieden sind
und dennoch ein zufriedenstellendes Abdichten der Kammer im Ruhezustand
erreicht wird.
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Erfindungsgemäß wird die
gestellte Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch
1 gelöst.
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Mit
anderen Worten bleibt die Kammer von außen her abgedichtet und nicht
von innen her, wie dies nach der
US 2004/0265035 A1 der Fall ist. Diese Ausgestaltung
behält
erhebliche mechanische Vorteile hinsichtlich eines Wechsels des
Betriebszustands bei. Auch ist es im Falle eines außen liegenden
Verschlusses einfacher, eine verläßliche Dicht funktion sicherzustellen.
Um die Dichtfunktion des Verschlusses sicherzustellen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
daß der
Verschluß in
einer Verschließstellung
in Richtung eines Verschließens
der ersten Durchgangsöffnung
auf Zug vorgespannt ist. Zum Vorspannen des Verschlusses ist erfindungsgemäß eine elastische
Einrichtung vorgesehen, welche sich an einem Widerlager abstützt. Eine
solche Lösung
ist anderen Vorspann-Prinzipien überlegen,
wie etwa der Verkeilung oder dergleichen. Erfindungsgemäß ist der
Verschluß zum
Erzeugen der Zugspannung mit dem Widerlager gekoppelt. Mithin wird
dem Widerlager ebenfalls eine Doppelfunktion zugeordnet, nämlich einerseits
das Abstützen
der elastischen Einrichtung und andererseits das Aufbringen der Zugspannung
auf dem Verschluß.
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Erfindungsgemäß bevorzugt
ist der Verschluß dazu
ausgelegt, zum Verschließen
der ersten Durchgangsöffnung
quer zu einer Normalen der ersten Durchgangsöffnung bewegt zu werden. Mit
anderen Worten wird er wie eine Schiebetür außerhalb der Kammer über die
erste Durchgangsöffnung
geschoben, um die erste Durchgangsöffnung zu verschließen.
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Als
mechanisch besonders einfach zu realisieren ist es erfindungsgemäß bevorzugt,
daß der Verschluß einen
die erste Durchgangsöffnung
umgebenden Bereich der Kammer zumindest abschnittweise umschlingt.
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Dabei
kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
daß der
Verschluß einen
ersten Anschlag aufweist, der an einem bezüglich der Kammer unbeweglich
gehaltenen zweiten Anschlag anliegt, wenn der Verschluß die erste
Durchgangsöffnung
verschließt. Im
Falle der Beanspruchung des Verschlusses auf Zug dient der zweite
Anschlag dabei als Widerlager.
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Nach
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung handelt es sich bei der elastischen Einrichtung um
eine Feder, insbesondere um eine Schraubenfeder. Damit ist eine
mechanisch besonders einfache Lösung
gefunden worden.
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Weiter
bevorzugt ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß die
elastische Einrichtung dazu dient, die Auftragspitze von der Arbeitsstellung
in die Ruhestellung zu verbringen.
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Mit
anderen Worten hat nach dieser Lösung die
elastische Einrichtung zwei Aufgaben, nämlich zum einen das Vorspannen
des Verschlusses und zum anderen das Verbringen der Auftragspitze
von der Arbeitsstellung in die Ruhestellung. Dadurch wird die Teilezahl
verringert.
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Die
elastische Einrichtung stützt
sich bevorzugt andererseits an der Kammer ab. Das Abstützen an
der Kammer verringert die Teilezahl, weil keine zusätzlichen
Teile für
die Abstützung
vorgesehen sein müssen.
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Bei
dem Widerlager handelt es sich erfindungsgemäß weiter bevorzugt um ein Reservoir
für ein
mit der Auftragspitze aufzutragendes Medium.
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Wiederum
dient diese Lösung
zur Reduzierung der Teilezahl. Wird sie verwirklicht, so bewegt sich
zum Wechsel des Betriebszustandes das Reservoir zusammen mit der
Auftragspitze einerseits bezüglich
der Kammer andererseits. Eine Relativbewegung der Auftragspitze
zu dem Reservoir ist dadurch vermieden.
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Erfindungsgemäß bevorzugt
weist die Kammer eine zweite Durchgangsöffnung auf, durch die sich
eine Einrichtung zum Zuführen
eines aufzutragenden Mediums zu der Auftragspitze hindurcherstreckt.
Diese Lösung
ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Kammer klein gehalten
werden und mithin nicht die gesamte Zuführeinrichtung aufnehmen soll.
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Dabei
ist erfindungsgemäß weiter
bevorzugt eine Dichtung zum Abdichten der Zuführeinrichtung in der zweiten
Durchgangsöffnung
vorgesehen.
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Im
folgenden ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung mit weiteren Einzelheiten
näher erläutert. Dabei
zeigen
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1 eine
schematische Längsschnittansicht
eines Stiftes nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
und zwar in einer Ruhestellung,
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2 die
gleiche Ansicht wie 1, jedoch in einer Arbeitsstellung,
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3 schematisch
eine vergrößerte Teilansicht
von 1,
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4 schematisch
eine vergrößerte Teilansicht
von 2 und
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5 eine
Axialansicht des Stiftes in der Arbeitsstellung nach den 2 und 4.
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Zu
dem in der Zeichnung dargestellten Stift gehört eine Auftragspitze 10,
die über
einen Tintenleiter 12 mit einem Reservoir 14 für Tinte
verbunden ist. Ferner gehört
zu dem Stift ein Gehäuse 16,
in dem eine Kammer 18 unbeweglich gehalten ist. Die Kammer 18 weist
zwei Durchgangsöffnungen 20, 22 auf.
Durch die Durchgangsöffnung 22 erstreckt
sich der Tintenleiter 12. Sie ist mittels eines Dichtrings 24 abgedichtet.
Innen an dem Gehäuse 16 ist
ein ebenfalls bezüglich
des Gehäuses 16 feststehender
Anschlag 26 vorgesehen.
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Im
Gegensatz zu der Kammer 18 ist das Reservoir 14 bezüglich des
Gehäuses 16 axial
verschieblich gehalten. Zwischen der Kammer 18 und dem
Reservoir 14 liegt eine Feder 28, die auf Druck beansprucht
ist, weshalb sie das Reservoir 14 innerhalb des Gehäuses 16 in
den 1 bis 4 nach rechts drückt.
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Zu
dem Stift gehören
ferner ein Druckknopf 30, eine Schaltkrone 32 und
ein Schaltstern 34. Diese Elemente gehören zu einer Drückermechanik,
die im Bereich von Schreibgeräten
weit verbreitet verwendet wird und daher nicht näher erläutert werden muß.
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Schließlich gehört zu dem
in der Zeichnung dargestellten Stift eine Verschlußmembran 36,
die mit ihrem einen Ende an dem Reservoir 14 befestigt, insbesondere
daran angespritzt ist, und an deren anderem Ende (freies Ende) ein
weiterer Anschlag 38 ausgebildet ist.
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In
der Ruhestellung nach den 1 und 3 liegt
die Auftragspitze 10 innerhalb der Kammer 18.
Die Verschlußmembran 36 verschließt dabei die
Durchgangsöffnung 20,
weil sie sich über
denjenigen Bereich der Kammer 18 erstreckt, in dem die Durchgangsöff nung 20 ausgebildet
ist. Da die Verschlußmembran 36 mit
ihrem Anschlag 38 an dem Anschlag 26 anschlägt, kann
sie von der Rückstellkraft
der Feder 28 nicht aus dem die Durchgangsöffnung 20 umgebenden
Bereich der Kammer abgezogen werden. Vielmehr wird sie auf Zug belastet,
weil die Feder 28 gegen das Reservoir 14 drückt und
mithin das Reservoir 14 an der Verschlußmembran 36 zieht.
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In
dieser Stellung ist derjenige Anpreßdruck, mit dem die Verschlußmembran 36 außen auf
die Kammer 18 gedrückt
wird, umgekehrt proportional zu dem Radius der Außenkontur
der Kammer 18 um die Durchgangsöffnung 20 herum. Mithin
kann durch geeignete Wahl dieses Radius der Anpreßdruck der Verschlußmembran 36 an
die Kammer 18 geeignet eingestellt werden, insbesondere
derart, daß die
Verschlußmembran 36 die
Kammer 18 bzw. die Durchgangsöffnung 20 ausreichend
dicht verschließt.
Da darüber
hinaus die Durchgangsöffnung 22 der
Kammer 18 mittels des an dem Tintenleiter 12 dicht
anliegenden Dichtrings 24 verschlossen ist, ist ein Austrocknen
der Auftragspitze 10 zuverlässig verhindert.
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Durch
Drücken
auf den Druckknopf 30 und axiales Verschieben desselben
bezüglich
des Gehäuses 16 wird
der Stift aus der Ruhestellung nach den 1 und 3 in
die Arbeitsstellung nach den 2, 4 und 5 verbracht.
Gegenüber
der Ruhestellung haben sich in der Arbeitsstellung der Druckknopf 30,
die Schaltkrone 32, der Schaltstern 34 und das
Reservoir 14 zusammen mit dem Tintenleiter 12 und
der Spitze 10 bezüglich
des Gehäuses 16 und
der Kammer 18 in den 1 bis 4 nach links
verschoben. Da die Verschlußmembran 36 nach
Art einer „Schiebetür" ausgebildet und
daher eine ausreichende Flexibilität zum Anschmiegen an die Kammer 18 von
außen,
andererseits aber ausreichend Steifigkeit hat, um durch bloßes Verschieben des
Reservoirs 14 in den 1 bis 4 nach
links insgesamt verschoben zu werden, gleitet die Verschlußmembran 36 auf
der Außenseite
der Kammer 18 entlang, insbesondere verschiebt sich der
Anschlag 38 bezüglich
des Anschlags 26 in den 1 bis 4 nach
rechts. Dazu gleitet die Verschlußmembran 36 in einer
in der Zeichnung nicht dargestellten Führung an der Kammer 18,
damit sie von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung nur durch Schub
mittels des Reservoirs 14 verschoben werden kann. Dadurch
gelangt ein anderer Bereich der Verschlußmembran 36 in denjenigen
Bereich der Kammer 18, in dem die Durchgangsöffnung 20 ausgebildet
ist. In diesem sich nunmehr mit der Durchgangsöffnung 20 zumindest
teilweise deckenden Bereich weist die Verschlußmembran 36 ebenfalls
eine Durchgangsöffnung 40 auf.
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In
der in den 2, 4 und 5 dargestellten
Arbeitsstellung erstreckt sich der Tintenleiter 12 durch
sowohl die Durchgangsöffnung 20 der
Kammer 18 als auch die Durchgangsöffnung 40 der Verschlußmembran 36,
weshalb die Auftragspitze 10 in dieser Stellung außerhalb
der Kammer und auch außerhalb
des Gehäuses 16 liegt.
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Wird
in der in den 2, 4 und 5 dargestellten
Arbeitsstellung der Druckknopf 30 betätigt, so stellt die Feder 28 den
Stift wieder in die Ruhestellung nach den 1 und 3 zurück.
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Derjenige
Bereich der Außenwand
der Kammer 18, der die Durchgangsöffnung 20 umgibt,
kann zur Verbesserung der Dichtfunktion aus einem nachgiebigen Material
ausgeführt
oder damit belegt sein, beispielsweise in Form eines Dichtrings.
So kann auch bei geringer Zugspannung eine ausreichende Abdichtung
erreicht werden.
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Die
in der obigen Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten
Merkmale der Erfindung können
sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.