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Die Erfindung betrifft ein Druckaggregat gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Durch die
DE 30 19 768 A1 ist ein Verschluss für berührungsfrei arbeitende Tintenstrahldrucker bekannt, wobei der Verschluss eine verschließbare Kammer darstellt, in welche ein Düsenkopf nach einem beendeten Druckvorgang einschwenkt, wodurch ein Austrocknen und Verstopfen des Düsenkopfes verhindert wird.
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Die
US 6,364,457 B1 zeigt einen kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopf umfassend eine Düsenbaugruppe und eine Druckkammer, wobei der Druckkopf einen innerhalb des Druckkopfes definierten Transportweg von Druckfluid aufweist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckaggregat zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen und/oder Ausführungen der gefundenen Lösungen.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine Düse einer Druckkammer eines Druckkopfes durch einen schwenkbaren Düsenverschluss verschließbar oder freigebbar ist. Der Düsenverschluss weist dabei eine Schwenkachse auf und ist durch ein Getriebe schwenkbar ausgebildet. Beispielsweise die Nutzung von Schermechanismen und/oder einem Kraftübertrag durch das Getriebe zum Auslösen der Schwenkbewegung des Düsenverschlusses und/oder zumindest ein kurzer Übertragungsweg einer Kraft von einem Verschlussantrieb auf ein Getriebeelement und somit den Düsenverschluss gewährleistet eine hohe Zuverlässigkeit und/oder geringe Fehleranfälligkeit der Schwenkbewegung des Düsenverschlusses. Somit ist die Betriebssicherheit des Druckkopfes erhöht und/oder ein Wartungsaufwand des Druckkopfes minimiert.
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Vorteilhafterweise ist durch den durch das Getriebe, beispielsweise durch zumindest ein Getriebeelement, schwenkbar angeordneten Düsenverschluss zumindest eine Düse und/oder eine Düsenfläche der Druckkammer eines Druckkopfes verschließbar. Dadurch ist ein Verschmutzen der Düse und/oder der Düsenfläche der Druckkammer und zusätzlich oder alternativ ein Eintrocknen von Druckfluid, welches die Düse verlassen kann, reduzierbar und/oder verhinderbar. Zusätzlich ist der Düsenverschluss in einer vorteilhaften Anordnung als mechanischer Schutz der Düse und/oder Düsenfläche ausgebildet.
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Ein Vorteil besteht darin, dass der durch das Getriebe, beispielsweise ein Getriebeelement, schwenkbar angeordnete Düsenverschluss ein einfaches und/oder schnelles Positionieren des Düsenverschlusses in dem Druckkopf ermöglicht, sodass beispielsweise der Düsenverschluss von einer ersten Position in eine zweite Position oder umgekehrt überführbar angeordnet ist. Vorteilhafterweise optimiert dies ein Startverhalten des Druckkopfes bei einer Inbetriebnahme des Druckkopfes und/oder bei Wiederaufnahme eines Druckprozesses des Druckkopfes beispielsweise nach einer Standzeit des Druckkopfes. Vorteilhafterweise ist kein manueller Eingriff beispielsweise einer Bedienperson nötig und/oder der Druckkopf muss nicht beispielsweise aus einer Wartungsposition in eine Betriebsposition zur Inbetriebnahme des Druckkopfes und/oder zur Wiederaufnahme eines Druckprozesses überführt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Druckaggregates;
- 2 eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips eines kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldruckers;
- 3 eine Ausführung eines Druckkopfes mit einem Düsenverschluss;
- 4 eine Ausführung des Düsenverschlusses in einem Druckkopf;
- 5a eine erste Position des Düsenverschlusses;
- 5b eine zweite Position des Düsenverschlusses.
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Ein Druckaggregat 01 ist bevorzugt als ein kontinuierlich arbeitendes Tintenstrahldruckaggregat ausgebildet. Bevorzugt umfasst das Druckaggregat 01 zumindest einen Druckkopf 02, vorzugsweise genau einen Druckkopf 02. Der Druckkopf 02 ist bevorzugt als Tintenstrahldruckkopf, vorzugsweise als kontinuierlich arbeitender Tintenstrahldruckkopf, oder als Inkjet-Druckkopf, vorzugsweise als kontinuierlich arbeitender Inkjet-Druckkopf, ausgebildet. Das Druckaggregat 01 umfasst bevorzugt zumindest einen Behälter 03, wobei der Behälter 03 bevorzugt zumindest eine Steuereinrichtung und/oder zumindest einen Vorratsbehälter zur Bereitstellung von zumindest einem Druckfluid umfasst. Vorzugsweise ist der Druckkopf 02 mit dem Behälter 03 über zumindest eine Verbindung 04 verbunden. Die Verbindung 04 weist bevorzugt zumindest eine Versorgungsleitung zur Bereitstellung von Druckfluid von dem Behälter 03 zu dem Druckkopf 02 und/oder zumindest eine Abführungsleitung zur Rückführung von Druckfluid aus dem Druckkopf 02 in den Behälter 03 und/oder eine elektrische Verbindung zur Übermittelung von elektrischen Signalen der Steuereinrichtung an den Druckkopf 02 auf.
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Ein Druckfluid bezeichnet im Vorangegangenen und im Folgenden Tinten, Druckfarben und/oder Lacke, sowie weitere Materialien, die durch das Druckaggregat 01 auf einen Bedruckstoff übertragen werden und/oder übertragbar sind. Das Druckfluid begründet vorzugsweise in fein strukturierter Form und/oder nicht lediglich großflächig eine bevorzugt sichtbare und/oder durch Sinneseindrücke spürbare und/oder maschinell detektierbare Textur auf dem Bedruckstoff. Tinten und Druckfarben sind bevorzugt Lösungen oder Dispersionen zumindest eines Farbmittels in zumindest einem Lösungsmittel. Als Lösungsmittel kommen beispielsweise Wasser und/oder organische Lösungsmittel in Betracht. Alternativ oder zusätzlich kann das Druckfluid als unter UV-Licht vernetzendes Druckfluid ausgebildet sein. Tinten sind relativ niedrigviskose Druckfluide und Druckfarben sind relativ hochviskose Druckfluide. Tinten weisen dabei kein Bindemittel oder relativ wenig Bindemittel auf, während Druckfarben bevorzugt relativ viel Bindemittel und weiter bevorzugt weitere Hilfsstoffe enthalten. Farbmittel können Pigmente und/oder Farbstoffe sein, wobei Pigmente im Anwendungsmedium unlöslich sind, während Farbstoffe im Anwendungsmedium löslich sind. Insbesondere Tinten, die Farbstoffe als Farbmittel ausweisen, weisen bevorzugt kein Bindemittel auf. Insbesondere ist das Druckfluid so ausgebildet, dass es beispielsweise durch das Einbringen elektrischer Ladungsträger elektrisch geladen ausgebildet sein kann.
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Der Bedruckstoff ist im Vorangegangenen und im Folgenden ein Substrat, welches durch das mindestens eine Druckaggregat 01 mit einem Medium, insbesondere dem Druckfluid, bedruckbar ist. Vorzugsweise ist der Bedruckstoff als Papier und/oder Pappe und/oder Folie, beispielsweise eine Kunststofffolie, und/oder Textil und/oder Metall und/oder Glas ausgebildet.
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Der Druckkopf 02 umfasst bevorzugt zumindest ein Gehäuse 06 und/oder zumindest eine Druckkammer 07 und/oder zumindest eine Ladeelektrode 09 und/oder zumindest eine Ablenkelektrode 12 und/oder zumindest ein Fangrohr 13 und/oder zumindest einen Düsenverschluss 17.
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In einem Betriebszustand des Druckaggregates 01 wird ein Druckfluid aus dem Behälter 03 über die Verbindung 04 in die Druckkammer 07 des Druckkopfes 02 gefördert. Die Druckkammer 07 weist bevorzugt zumindest eine Düsenfläche 14 mit zumindest einer Düse 16, vorzugsweise mit genau einer Düse 16, auf. Die Düse 16 hat hierbei jeweils innerhalb der Düsenfläche 14 beispielsweise einen Öffnungsdurchmesser von 30 µm (Mikrometer) bis 200 µm.
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Aus der Düse 16 tritt bevorzugt Druckfluid, insbesondere ein Tintenstrahl 08 des Druckfluides, vorzugsweise zunächst als kontinuierlicher Tintenstrahl 08 in eine Flugrichtung F aus. Vorzugsweise um den Tintenstrahl 08 in einzelne Tropfen 11 des Druckfluides zu zerlegen, ist bevorzugt an der Druckkammer 07 zumindest ein Modulationselement, insbesondere ein Piezoschwinger, angebracht, welches Druckschwankungen in dem austretenden Tintenstrahl 08 erzeugt und/oder erzeugend ausgebildet ist. Nach dem Austritt aus der Düse 16 bricht vorzugsweise der Tintenstrahl 08 in einem einstellbaren Abstand, beispielsweise über eine Steuerung und/oder Regelung des Modulationselementes, in einzelne vorzugsweise gleichartige Tropfen 11 auf.
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Bevorzugt vor einem Abreißen der Tropfen 11 von dem austretenden Tintenstrahl 08 werden die Tropfen 11 jeweils durch die Ladeelektrode 09 mit einer individuellen elektrischen Ladung versehen. Bevorzugt ist die Höhe der elektrischen Ladung von einer gewünschten Auftreffposition des Tropfens 11 auf dem jeweiligen Bedruckstoff abhängig. Um das elektrische Aufladen zu gewährleisten, weist das Druckfluid eine geringe elektrische Leitfähigkeit auf. Während des Ladevorganges ist der Tropfen 11 noch nicht von dem aus der Düse 16 der Druckkammer 07 ausgetretenen Tintenstrahl 08 abgerissen, sodass aufgrund von elektrischer Influenz freie Ladungsträger in dem Druckfluid je nach Polarität und Stärke einer Ladespannung zur Ladeelektrode 09 hinbewegt werden oder von ihr wegbewegt werden. Die Ladeelektrode 09 hat dabei bevorzugt keinen mechanischen Kontakt zum Tintenstrahl 08 und/oder den Tropfen 11. Reißt der Tropfen 11 von dem Tintenstrahl 08 ab, während er sich im Feldbereich der Ladeelektrode 09 befindet, so verbleiben die durch die Influenz in den Tropfen 11 gewanderten elektrischen Ladungen in dem Tropfenvolumen und der jeweilige Tropfen 11 erscheint auch nach dem Abriss nach außen hin elektrisch geladen.
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Wird beispielsweise die Ladeelektrode 09 positiv aufgeladen, so wandern beim Eintritt des Tintenstrahls 08 in das elektrische Feld der Ladeelektrode 09 die negativen freien Ladungsträger in dem Druckfluid in das Feld hinein, wohingegen die positiv geladenen freien Ladungsträger in dem Druckfluid aus dem elektrischen Feld herausgedrängt werden. Dadurch findet eine Ladungstrennung unmittelbar vor dem Abriss des Tropfens 11 an der Vorderkante des Tintenstrahls 08 statt und das so erzeugte Ladungsungleichgewicht in den abreißenden Tropfen 11 bleibt erhalten und der Tropfen 11 verlässt negativ geladen den Feldbereich der Ladeelektrode 09.
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Die elektrisch geladenen Tropfen 11 treten bevorzugt auf einer vorzugsweise zunächst geradlinigen Flugbahn in Flugrichtung F nach der Ladeelektrode 09 in ein elektrostatisches Feld der mindestens einen Ablenkelektrode 12 ein. Bevorzugt weist der Druckkopf 02 zumindest zwei, vorzugsweise zumindest teilweise gegenüberliegende Ablenkelektroden 12 auf. Vorzugsweise werden die elektrisch geladenen Tropfen 11 je nach ihrer individuellen Ladung mehr oder weniger aus ihrer vorzugsweise geradlinigen Flugbahn in Flugrichtung F abgelenkt und fliegen nach dem Verlassen des elektrostatischen Feldes der zumindest einen Ablenkelektrode 12 unter einem von ihrer Ladung abhängigen bestimmten Winkel zu der Flugrichtung F und/oder ihrer ursprünglichen Flugbahn weiter. Ein aus seiner vorzugsweise geradlinigen Flugbahn in Flugrichtung F abgelenkter Tropfen 11 fliegt bevorzugt in eine Raumrichtung Ra; Rb weiter, beispielsweise eine erste Raumrichtung Ra oder eine zweite Raumrichtung Rb. Die Raumrichtung Ra; Rb ist dabei vorzugsweise abhängig von der elektrischen Ladung des jeweiligen Tropfens 11 und/oder der Ablenkung des jeweiligen Tropfens 11 in dem elektrostatischen Feld der zumindest einen Ablenkelektrode 12. Bevorzugt verlässt ein beispielsweise aus der geradlinigen Flugbahn in Flugrichtung F abgelenkter Tropfen 11 den Druckkopf 02 in der entsprechenden Raumrichtung Ra; Rb. Beispielsweise kann ein Tropfen 11 den Druckkopf 02 in mindestens zwei, bevorzugt mindestens vier, weiter bevorzugt mindestens acht, voneinander verschiedene Raumrichtungen Ra; Rb verlassen. Bevorzugt können mit diesem Prinzip unterschiedliche Auftreffpositionen auf dem jeweiligen Bedruckstoff mit einzelnen Tropfen 11 des Druckfluides angewählt werden, wobei dies in dieser Ausführung beispielhaft nur in einer Ablenkrichtung erfolgt.
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Zum Ausblenden einzelner Tropfen 11 aus einem Schriftbild oder wenn nicht gedruckt werden soll, erhalten die Tropfen 11 eine bestimmte feste Ladung oder bleiben ungeladen, so dass die Tropfen 11 nach dem Austritt aus dem elektrostatischen Feld der Ablenkelektrode 12 in das Fangrohr 13 treffen. Bevorzugt werden die Tropfen 11, welche in das Fangrohr 13 treffen, über die Verbindung 04, beispielsweise mittels eines Pumpensystems, in den Behälter 03 zurückgeführt und/oder bevorzugt dem Vorratsbehälter zur Bereitstellung des Druckfluides zugeführt. Dadurch zirkuliert das nicht verdruckte Druckfluid in einem Kreislauf.
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Die Flugrichtung F beschreibt vorzugsweise im Vorangegangenen und im Folgenden eine Richtung, welche einer längsten Seite des Gehäuses 06 des Druckkopfes 02 und/oder der Austrittsrichtung von Druckfluid, welches die Druckkammer 07 durch die zumindest eine Düse 16 verlassen kann, entspricht. Bevorzugt ist die Flugrichtung F parallel zu der längsten Seite des Gehäuses 06 und/oder der Austrittsrichtung von Druckfluid aus der Düse 16. Bevorzugt ist die Flugrichtung F parallel zu einer Flächennormalen der Düsenfläche 14 und zeigt vorzugsweise von dem Inneren der Druckkammer 07 weg. Bevorzugt sind in Flugrichtung F die Druckkammer 07, die Ladeelektrode 09, die Ablenkelektrode 12 und/oder das Fangrohr 13 mittelbar oder unmittelbar hintereinander angeordnet.
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Eine Querrichtung A ist im Vorangegangenen und im Folgenden bevorzugt eine Richtung, welche jeweils parallel zu einer kürzesten Seite des Gehäuses 06 des Druckkopfes 02 verläuft und/oder orthogonal zu der Flugrichtung F angeordnet ist.
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Eine Höhe H steht im Vorangegangenen und im Folgenden bevorzugt orthogonal auf einer Ebene aufgespannt durch die Flugrichtung F und die Querrichtung A. Bevorzugt ist die Höhe H parallel zu einer verbleibenden, beispielsweise mittleren, Seitenlänge des Gehäuses 06.
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Das Druckaggregat 01 umfasst vorzugsweise den zumindest einen Druckkopf 02 mit dem zumindest einen Düsenverschluss 17 und mit der zumindest einen Druckkammer 07. Die Druckkammer 07 umfasst bevorzugt die zumindest eine Düse 16. Der Düsenverschluss 17 weist vorzugsweise zumindest eine Verschlussöffnung 18 auf.
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Bevorzugt ist der Düsenverschluss 17 um zumindest eine Schwenkachse 21 schwenkbar angeordnet. Vorzugsweise ist zumindest ein Getriebe zum Bewegen des Düsenverschlusses 17 in dem Druckkopf 02 angeordnet.
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Der Druckkopf 02 des Druckaggregates 01 weist bevorzugt den zumindest einen Düsenverschluss 17 und die zumindest eine Druckkammer 07 auf. Die Druckkammer 07 umfasst bevorzugt die zumindest eine Düsenfläche 14 mit zumindest einer Düse 16. Eine Begrenzung der Druckkammer 07 ist bevorzugt als die zumindest eine Düsenfläche 14 ausgebildet. Bevorzugt ist die Düsenfläche 14 als eine Außenfläche der Begrenzung der Druckkammer 07 ausgebildet. Eine Flächennormale der Düsenfläche 14 weist bevorzugt zumindest eine Komponente in Flugrichtung F auf, welche von der Druckkammer 07 weg in den Druckkopf 02 zeigt. Bevorzugt ist die Düsenfläche 14 Teil einer Ebene, welche vorzugsweise durch die Querrichtung A und die Höhe H aufgespannt wird und/oder vorzugsweise orthogonal zu der zumindest einen Flugrichtung F angeordnet ist. Beispielsweise ist die Druckkammer 07 einstückig ausgebildet und umfasst die zumindest eine Düsenfläche 14. Alternativ ist die Druckkammer 07 mehrteilig ausgebildet, wobei die zumindest eine Düsenfläche 14 in direktem Kontakt zu zumindest einem weiteren Bestandteil der Druckkammer 07 angeordnet ist. Die Düsenfläche 14 umfasst bevorzugt die zumindest eine Düse 16, welche bevorzugt als durchgängige Öffnung der Düsenfläche 14 ausgebildet ist und/oder als durchgängige Öffnung der Düsenfläche 14 und/oder der betreffenden Begrenzung der Druckkammer 07 in Flugrichtung F angeordnet ist. Vorzugsweise weist die Düse 16 innerhalb der Düsenfläche 14 einen Düsenschwerpunkt auf. Bevorzugt kann ein Druckfluid, welches sich in einem Volumen der Druckkammer 07 befindet, die Druckkammer 07 durch die zumindest eine Düse 16 innerhalb der Düsenfläche 14 bevorzugt in Flugrichtung F verlassen.
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Der zumindest eine Düsenverschluss 17 dient bevorzugt dazu, die Düsenfläche 14 und/oder die zumindest eine Düse 16 der Druckkammer 07 gegenüber einer Umgebung zu verschließen. Der Düsenverschluss 17 ist beispielsweise ein mechanischer Schutz und/oder verhindert beispielsweise ein Eintrocknen von Druckfluid, welches sich in der Düse 16 und/oder der Druckkammer 07 befindet und dadurch die Düse 16 und/oder die Druckkammer 07 zumindest teilweise verstopft und/oder unbrauchbar macht. Vorzugsweise ist der Düsenverschluss 17 als Kreissegment ausgebildet. Vorzugsweise weist der Düsenverschluss 17 eine Längsachse auf, welche bevorzugt dem Radius des Kreissegmentes entspricht und/oder bevorzugt orthogonal zu der Flugrichtung F und/oder innerhalb einer Ebene aufgespannt durch die Querrichtung A und die Höhe H angeordnet ist. Bevorzugt weist der Düsenverschluss 17 orthogonal zur Flugrichtung F, bevorzugt in Querrichtung A und/oder in Höhe H, eine mindestens doppelt so große Länge auf als in Flugrichtung F. Vorzugsweise weist der Düsenverschluss 17 in Flugrichtung F eine Länge von mindestens 3,0 mm (Millimeter), bevorzugt von mindestens 5,0 mm und von maximal 25,0 mm, bevorzugt von maximal 20,0 mm, weiter bevorzugt von maximal 18,0 mm auf. Bevorzugt weist der Düsenverschluss 17 in Höhe H eine Länge auf, welche zumindest 50% der Düsenfläche 14 der Druckkammer 07 entspricht. Bevorzugt weist der Düsenverschluss 17 in Höhe H eine Länge von mindestens 15,0 mm, bevorzugt von mindestens 20,0 mm, weiter bevorzugt von mindestens 25,0 mm, und von maximal 45,0 mm, bevorzugt von maximal 40,0 mm, weiter bevorzugt von maximal 35,0 mm auf. Bevorzugt weist der Düsenverschluss 17 in Querrichtung A eine Länge von mindestens 35,0 mm, bevorzugt von mindestens 40,0 mm, weiter bevorzugt von mindestens 45,0 mm, und von maximal 60,0 mm, bevorzugt von maximal 55,0 mm, weiter bevorzugt von maximal 50,0 mm auf. Bevorzugt ist eine längste Kante des Düsenverschlusses 17 innerhalb einer Ebene angeordnet, welche durch die Querrichtung A und die Höhe H aufgespannt ist und/oder welche orthogonal zu der Flugrichtung F angeordnet ist. Bevorzugt weist die längste Kante des Düsenverschlusses 17 eine Länge von mindestens 35,0 mm, bevorzugt von mindestens 40,0 mm, weiter bevorzugt von mindestens 45,0 mm, und von maximal 60,0 mm, bevorzugt von maximal 55,0 mm, weiter bevorzugt von maximal 50,0 mm auf.
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In einer bevorzugten Ausführung ist der Düsenverschluss 17 einstückig ausgebildet. Der Düsenverschluss 17 ist bevorzugt einstückig gefertigt ausgebildet und umfasst die zumindest eine Verschlussöffnung 18. Vorzugsweise umfasst der Düsenverschluss 17 zumindest ein erstes Getriebeelement 19 des Getriebes innerhalb der einstückigen Ausbildung. Beispielsweise ist der Düsenverschluss 17 als gefrästes Bauteil ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist der Düsenverschluss 17 bevorzugt als additiv gefertigtes Bauteil ausgebildet. Ein bevorzugtes additives Fertigungsverfahren des Düsenverschlusses 17 ist das selektive Laserschmelzen und/oder das selektive Lasersintern. Alternativ oder zusätzlich ist der Düsenverschluss 17 als gegossenes Bauteil, beispielsweise als Spritzgussbauteil, ausgebildet. Beispielsweise weist der Düsenverschluss 17 zumindest ein Polymer, insbesondere zumindest einen Thermoplast, bevorzugt zumindest einen teilkristallinen Thermoplast, als Werkstoff auf. Beispielsweise weist zumindest ein Polymer des Düsenverschlusses 17 eine Glasübergangstemperatur (beispielsweise bestimmt nach DIN EN ISO 11357-1:2017-02) von mindestens 20 °C, bevorzugt mindestens 30 °C und/oder von maximal 65 °C, bevorzugt maximal 60 °C, weiter bevorzugt maximal 50 °C auf. Beispielsweise weist zumindest ein Polymer des Düsenverschlusses 17 eine Schmelztemperatur (beispielsweise bestimmt nach DIN EN ISO 11357-1:2017-02) von mindestens 120 °C, bevorzugt von mindestens 140 °C, und/oder von maximal 210 °C, bevorzugt von maximal 190 °C, auf. Bevorzugt weist der Düsenverschluss 17 zumindest ein Polyamid auf. Alternativ oder zusätzlich weist der Düsenverschluss 17 zumindest ein Metall als Werkstoff auf. Beispielsweise weist der Düsenverschluss 17 zumindest teilweise über sein Volumen eine variierende Zusammensetzung des Werkstoffes oder der Werkstoffe auf. Beispielsweise weist der Düsenverschluss 17, beispielsweise im Falle, dass der Düsenverschluss 17 das erste Getriebeelement 19 umfasst, bevorzugt im Bereich des ersten Getriebeelements 19 eine Partikelverstärkung und/oder Faserverstärkung und/oder alternative Form der Materialverstärkung auf.
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Der Düsenverschluss 17 weist bevorzugt eine Abdeckfläche auf, wobei die Abdeckfläche als eine Begrenzungsfläche des Düsenverschlusses 17 ausgebildet ist, welche der Düsenfläche 14 der Druckkammer 07 zugewandt ist. Vorzugsweise ist die Abdeckfläche innerhalb einer Ebene parallel zu der Ebene der Düsenfläche 14 angeordnet. Bevorzugt ist die Düsenfläche 14 der Druckkammer 07 in Flugrichtung F vor der Abdeckfläche des Düsenverschlusses 17 angeordnet, alternativ oder zusätzlich sind die Düsenfläche 14 der Druckkammer 07 und die Abdeckfläche des Düsenverschlusses 17 bezüglich der Flugrichtung F gegenüberliegend zueinander angeordnet.
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Der Düsenverschluss 17 weist bevorzugt zumindest eine Verschlussöffnung 18 auf, welche beispielsweise jeweils als durchgängige Öffnung durch den Düsenverschluss 17 ausgebildet ist. Bevorzugt weist die Verschlussöffnung 18 einen Öffnungsdurchmesser auf, welcher größer oder gleich dem Öffnungsdurchmesser der jeweiligen Düse 16 der Düsenfläche 14 ist. Beispielsweise weist die Verschlussöffnung 18 einen Öffnungsdurchmesser von zumindest 30 µm (Mikrometer) bis maximal 200 µm auf. Bevorzugt weist die Verschlussöffnung 18, vorzugsweise innerhalb der Abdeckfläche, einen Öffnungsschwerpunkt auf.
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Der Düsenverschluss 17 ist innerhalb des Druckkopfes 02 in Flugrichtung F bevorzugt nach der Düse 16 der Druckkammer 07 positioniert. Weiter bevorzugt ist der Düsenverschluss 17 innerhalb des Druckkopfes 02 in Flugrichtung F in direktem Anschluss an die Düse 16 der Druckkammer 07 positioniert.
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Vorzugsweise ist der Düsenverschluss 17 bewegbar, bevorzugt schwenkbar, angeordnet. Bevorzugt ist der Düsenverschluss 17 um zumindest einen Schwenkpunkt 21, bevorzugt um die zumindest eine Schwenkachse 21, weiter bevorzugt um genau eine Schwenkachse 21, schwenkbar angeordnet.
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Bevorzugt ist die Schwenkachse 21 parallel zu der Flugrichtung F angeordnet und/oder parallel zu einem Normalenvektor einer Ebene angeordnet, welche durch die Querrichtung A und die Höhe H aufgespannt wird. Vorzugsweise ist die Schwenkachse 21 parallel zu einem Normalenvektor der Düsenfläche 14 angeordnet. Beispielsweise resultiert die Schwenkachse 21 aus einer Verbindung, vorzugsweise lösbaren Verbindung, des Düsenverschlusses 17 mit der Druckkammer 07, insbesondere der Düsenfläche 14. Beispielsweise ist die Verbindung, insbesondere die lösbare Verbindung, des Düsenverschlusses 17 mit der Druckkammer 07, insbesondere der Düsenfläche 14, als Schraubenverbindung ausgebildet. Bevorzugt weist der Düsenverschluss 17 in einem Randbereich die Schwenkachse 21 auf. Beispielsweise, insbesondere wenn der Düsenverschluss 17 als Kreissegment ausgebildet ist, weist der Düsenverschluss 17 die Schwenkachse 21 bevorzugt im Bereich des Mittelpunktes eines Kreises auf, welcher das betreffende Kreissegment umfasst.
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Vorzugsweise ist das zumindest eine Getriebe zum Bewegen des Düsenverschlusses 17 in dem Druckkopf 02 angeordnet. Bevorzugt weist das Getriebe zumindest das erste Getriebeelement 19 und zumindest ein zweites Getriebeelement 22 auf. Vorzugsweise weist der Düsenverschluss 17 das zumindest eine erste Getriebeelement 19 auf. Bevorzugt ist der Düsenverschluss 17 durch das zumindest eine zweite Getriebeelement 22 bewegbar, bevorzugt schwenkbar, angeordnet. In einer bevorzugten Ausführung ist der Düsenverschluss 17 durch das zumindest eine zweite Getriebeelement 22 in seiner Schwenkbewegung angetrieben.
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Vorzugsweise steht das erste Getriebeelement 19 mit dem zweiten Getriebeelement 22 in Kontakt, bevorzugt in direktem Kontakt, oder weiter bevorzugt in einem Rollkontakt. In einer bevorzugten Ausführung ist das erste Getriebeelement 19 zumindest teilweise als ein Zahnradsegment 19 ausgebildet. Das zweite Getriebeelement 22 ist bevorzugt als Zahnrad 22 ausgebildet. Beispielsweise ist das zweite Getriebeelement 22 zumindest teilweise über den Umfang des ersten Getriebeelements 19 abrollend ausgebildet. Alternativ ist beispielsweise das erste Getriebeelement 19 zumindest teilweise über den Umfang des zweiten Getriebeelements 22 abrollend ausgebildet. Beispielsweise ist das Zahnrad 22 in Kontakt, bevorzugt direktem Kontakt, zu dem Zahnradsegment 19 angeordnet, sodass bevorzugt das Zahnrad 22 zumindest teilweise über den Umfang des Zahnradsegments 19 abrollend ausgebildet ist und/oder sodass das Zahnradsegment 19 bevorzugt zumindest teilweise über den Umfang des Zahnrades 22 abrollend ausgebildet ist.
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Der Düsenverschluss 17 umfasst bevorzugt den Schwenkpunkt 21. In einer bevorzugten Ausführung weist der Düsenverschluss 17 das zumindest eine erste Getriebeelement 19 auf. Bevorzugt ist der Schwenkpunkt 21 als die Schwenkachse 21 ausgebildet. Bevorzugt weist der Düsenverschluss 17 an einem Ende den Schwenkpunkt 21 und/oder an einem anderen Ende, bevorzugt dem Schwenkpunt 21 gegenüberliegend, das erste Getriebeelement 19 auf. Vorzugsweise weist der Düsenverschluss 17 den Schwenkpunkt 21 und das erste Getriebeelement 19 diametral zueinander auf. Diametral bedeutet hierbei innerhalb des Düsenverschlusses 17 entgegengesetzt zueinander. Bevorzugt ist das erste Getriebeelement 19 in Querrichtung A, bevorzugt innerhalb einer durch die Querrichtung A und die Höhe H aufgespannten Ebene, nach dem Schwenkpunkt 21 und/oder vor dem zweiten Getriebeelement 22 angeordnet.
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Der Düsenverschluss 17 weist bevorzugt das erste Getriebeelement 19 auf. Vorzugsweise ist das erste Getriebeelement 19 des Düsenverschlusses 17 unmittelbar durch das zweite Getriebeelement 22 um die zumindest eine Schwenkachse 21, beispielsweise um den Schwenkpunkt 21, schwenkbar angeordnet. Bevorzugt ist das erste Getriebeelement 19 unmittelbar durch das zweite Getriebeelement 22 angetrieben oder antreibbar ausgebildet. Der Düsenverschluss 17 ist bevorzugt innerhalb der Ebene, welche durch die Querrichtung A und die Höhe H aufgespannt ist, bewegbar, insbesondere schwenkbar, angeordnet. Vorzugsweise ist der Düsenverschluss 17 orthogonal zu der Flugrichtung F bewegbar, bevorzugt schwenkbar, angeordnet. Bevorzugt ist die Längsachse des Düsenverschlusses 17 um die Schwenkachse 21 orthogonal zu der Flugrichtung F schwenkbar angeordnet.
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Bevorzugt ist das zweite Getriebeelement 22 mittelbar über zumindest einen Verschlussantrieb angetrieben oder antreibbar ausgebildet. Beispielsweise ist das zweite Getriebeelement 22 mit zumindest einer Welle 23 verbunden und/oder in Kontakt mit der zumindest einen Welle 23, wobei die zumindest eine Welle 23 unmittelbar oder mittelbar über den zumindest einen Verschlussantrieb angetrieben ist oder antreibbar ausgebildet ist. Beispielsweise ist das zweite Getriebeelement 22 mit einem Endbereich der Welle 23 in Kontakt. Beispielsweise umgibt das zweite Getriebeelement 22 den einen Endbereich der Welle 23 zumindest teilweise.
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Alternativ ist das zweite Getriebeelement 22 unmittelbar über zumindest einen Verschlussantrieb angetrieben oder antreibbar ausgebildet. Beispielsweise ist der Verschlussantrieb direkt mit dem zweiten Getriebeelement 22 gekoppelt und/oder koppelbar und/oder verbunden und/oder verbindbar ausgebildet.
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Das zweite Getriebeelement 22 ist bevorzugt innerhalb der Ebene, welche durch die Querrichtung A und die Höhe H aufgespannt wird, zumindest teilweise bewegbar, bevorzugt drehbar, ausgebildet. Bevorzugt ist das zweite Getriebeelement 22 orthogonal zu der Flugrichtung F zumindest teilweise bewegbar, bevorzugt drehbar, ausgebildet. Bevorzugt ist das zweite Getriebeelement 22 über den Umfang orthogonal zu der Flugrichtung F und/oder innerhalb der durch die Querrichtung A und die Höhe H aufgespannten Ebene zumindest teilweise bewegbar, bevorzugt drehbar, ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführung ist der zumindest eine Verschlussantrieb innerhalb des Druckkopfes 02 angeordnet. Bevorzugt ist der zumindest eine Verschlussantrieb innerhalb des Gehäuses 06 des Druckkopfes 02 angeordnet. Beispielsweise ist der Verschlussantrieb in Flugrichtung F vor der Druckkammer 07 und/oder vor dem Düsenverschluss 17 und/oder vor der Ladeelektrode 09 und/oder vor der Ablenkelektrode 12 und/oder vor dem Fangrohr 13 angeordnet. Bevorzugt ist der Verschlussantrieb beispielsweise über die elektrische Verbindung innerhalb der Verbindung 04 mit der zumindest einen Steuereinheit in dem Behälter 03 verbunden. Bevorzugt ist der zumindest eine Verschlussantrieb über die zumindest eine Steuereinheit des Druckaggregates 01 steuerbar und/oder regelbar ausgebildet. Vorzugsweise ist der zumindest eine Verschlussantrieb als elektromotorischer Antrieb ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführung ist der Verschlussantrieb als Gleichstrommotor ausgebildet. Vorzugsweise ist der Verschlussantriebs über eine Begrenzung der Amplitude der Ansteuerung, beispielsweise der elektrischen Spannung und/oder des elektrischen Stroms und/oder über eine Begrenzung der zeitlichen Dauer der Ansteuerung steuerbar und/oder regelbar ausgebildet. Bevorzugt umfasst der Verschlussantrieb keinen zusätzlichen Positionsgeber, wobei der Verschlussantrieb bevorzugt durch das Steuern und/oder Regeln durch die Steuereinheit beispielsweise bis zum Ende des Steuerungssignals und/oder Regelungssignals, beispielsweise der Begrenzung der Amplitude der Ansteuerung und/oder der Begrenzung der zeitlichen Dauer der Ansteuerung, bevorzugt in gleichartiger Weise betrieben wird. In einer alternativen Ausführung umfasst der Verschlussantrieb einen Positionsgeber, welcher bevorzugt eine Rückmeldung zu der Position des Verschlussantriebs beispielsweise an die Steuereinheit übermittelt.
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In einer bevorzugten Ausführung weist der Düsenverschluss 17 zumindest eine erste Position und/oder zumindest eine zweite Position auf. Bevorzugt ist der Düsenverschluss 17 durch Bewegen, bevorzugt durch Schwenken, um die zumindest eine Schwenkachse 21 von der ersten Position in die zweite Position und/oder von der zweiten Position in die erste Position überführbar angeordnet. Bevorzugt steht das erste Getriebeelement 19 mit dem zweiten Getriebeelement 22 insbesondere unabhängig von der Position des Düsenverschlusses 17 in Kontakt, bevorzugt direktem Kontakt, oder in Rollkontakt. Vorzugsweise ist die Düsenfläche 14 der Druckkammer 07 zu der Abdeckfläche des Düsenverschlusses 17 in Flugrichtung F insbesondere unabhängig von der Position des Düsenverschlusses 17 gegenüberliegend angeordnet.
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Bevorzugt in der ersten Position ist der Düsenverschluss 17 vorzugsweise die zumindest eine Düse 16 der Druckkammer 07 vollständig verschließend angeordnet. Bevorzugt ist die erste Position des Düsenverschlusses 17, beispielhaft dargestellt in 5a, als Verschlussposition ausgebildet. Bevorzugt in der zweiten Position ist die zumindest eine Verschlussöffnung 18 des Düsenverschlusses 17 mit der zumindest einen Düse 16 der Druckkammer 07 in der Flugrichtung F in Flucht zueinander angeordnet. Die zweite Position des Düsenverschlusses 17, beispielhaft dargestellt in 5b, ist bevorzugt als Öffnungsposition ausgebildet.
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In der Verschlussposition, der ersten Position des Düsenverschlusses 17, ist bevorzugt eine kürzeste Verbindung des Düsenschwerpunkts der Düse 16 mit dem Öffnungsschwerpunkt der Verschlussöffnung 18 nicht parallel zu der Flugrichtung F angeordnet. Vorzugsweise ist der Düsenverschluss 17 in der Verschlussposition so angeordnet, dass zumindest eine an der Düse 16 beginnende und sich parallel zu Flugrichtung F erstreckende Halbgerade den Düsenverschluss 17 außerhalb einer Begrenzung der Verschlussöffnung 18 und/oder nicht innerhalb der Verschlussöffnung 18 trifft. Bevorzugt ist der Düsenverschluss 17 in der Verschlussposition so angeordnet, dass sämtliche an der Düse 16 beginnende und sich parallel zu Flugrichtung F erstreckende Halbgeraden den Düsenverschluss 17 außerhalb der Begrenzung der Verschlussöffnung 18 und/oder nicht innerhalb der Verschlussöffnung 18 treffen. Vorzugsweise ist der Verschlussantrieb in der Verschlussposition gegen einen ersten Anschlag anliegend ausgebildet.
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In der Öffnungsposition, der zweiten Position des Düsenverschlusses 17, ist bevorzugt eine kürzeste Verbindung des Düsenschwerpunkts der Düse 16 mit dem Öffnungsschwerpunkt der Verschlussöffnung 18 parallel zu der Flugrichtung F angeordnet. Vorzugsweise ist die Verschlussöffnung 18 in der Öffnungsposition so angeordnet, dass sämtliche an der Düse 16 beginnende und sich parallel zu der Flugrichtung F erstreckende Halbgeraden durch den Düsenverschluss 17 innerhalb der Verschlussöffnung 18 und/oder an der Begrenzung der Verschlussöffnung 18 hindurchweisen. In der Öffnungsposition ist der Düsenverschluss 17 bevorzugt so angeordnet, dass in einem Betriebszustand des Druckaggregates 01 Druckfluid, welches die zumindest eine Düse 16 in Flugrichtung F verlässt, den Düsenverschluss 17 passieren kann und bevorzugt den Druckkopf 02 in die Raumrichtung Ra; Rb verlassen kann oder in das Fangrohr 13 trifft. Vorzugsweise ist der Verschlussantrieb in der Öffnungsposition gegen einen zweiten Anschlag anliegend ausgebildet, welcher sich bevorzugt von dem ersten Anschlag unterscheidet.
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In einer bevorzugten Ausführung ist der Düsenverschluss 17 um die Schwenkachse 21 schwenkbar und von der ersten Position in die zweite Position und/oder von der zweiten Position in die erste Position überführbar angeordnet. In einer bevorzugten Ausführung ist der Düsenverschluss 17 um einen Winkel von mindestens 10°, bevorzugt von mindestens 15°, weiter bevorzugt von mindestens 20°, und von maximal 90°, bevorzugt von maximal 45°, weiter bevorzugt von maximal 35°, weiter bevorzugt von maximal 30°, um die Schwenkachse 21 schwenkbar und von der ersten Position in die zweite Position und/oder von der zweiten Position in die erste Position überführbar angeordnet. Die Überführung des Düsenverschlusses 17 von der ersten Position in die zweite Position und/oder von der zweiten Position in die erste Position ist bevorzugt durch den Verschlussantrieb regelbar und/oder steuerbar. Bevorzugt ist der Düsenverschluss 17 innerhalb der Ebene aufgespannt durch die Querrichtung A und die Höhe H und/oder orthogonal zu der Flugrichtung F bewegbar, bevorzugt schwenkbar, ausgebildet.
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Um den Düsenverschluss 17 von der ersten Position in die zweite Position zu überführen, wird vorzugsweise das zweite Getriebeelement 22 mittelbar oder unmittelbar durch den Verschlussantrieb in Rotation in eine erste Rotationsrichtung versetzt. Vorzugsweise rotiert das zweite Getriebeelement 22 in der ersten Rotationsrichtung bevorzugt orthogonal zu der Flugrichtung F. Über den Kontakt des ersten Getriebeelements 19 mit dem zweiten Getriebeelement 22 wird somit auch das erste Getriebeelement 19 in Bewegung versetzt. Bevorzugt schwenkt das erste Getriebeelement 19, und somit der Düsenverschluss 17, um die Schwenkachse 21 gegengleich zu der ersten Rotationsrichtung des zweiten Getriebeelements 22, bevorzugt in eine Richtung entgegengesetzt zu der ersten Rotationsrichtung des zweiten Getriebeelements 22 von der ersten Position des Düsenverschlusses 17 in die zweite Position des Düsenverschlusses 17.
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Um den Düsenverschluss 17 von der zweiten Position in die erste Position zu überführen, wird vorzugsweise das zweite Getriebeelement 22 mittelbar oder unmittelbar durch den Verschlussantrieb in Rotation in eine zweite Rotationsrichtung versetzt. Die zweite Rotationsrichtung des zweiten Getriebeelements 22 ist bevorzugt entgegen der ersten Rotationsrichtung gerichtet. Vorzugsweise rotiert das zweite Getriebeelement 22 in der zweiten Rotationsrichtung, vorzugsweise ebenso wie die erste Rotationsrichtung, bevorzugt orthogonal zu der Flugrichtung F. Über den Kontakt des ersten Getriebeelements 19 mit dem zweiten Getriebeelement 22 wird somit auch das erste Getriebeelement 19 in Bewegung versetzt. Bevorzugt schwenkt das erste Getriebeelement 19, und somit der Düsenverschluss 17, um die Schwenkachse 21 gegengleich zu der zweiten Rotationsrichtung des zweiten Getriebeelements 22, bevorzugt in eine Richtung entgegengesetzt zu der zweiten Rotationsrichtung des zweiten Getriebeelements 22 von der zweiten Position des Düsenverschlusses 17 in die erste Position des Düsenverschlusses 17.
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Beispielsweise ist ein vollständiges Überführen des Düsenverschlusses 17 von der ersten Position in die zweite Position und/oder umgekehrt möglich. Alternativ oder zusätzlich ist lediglich ein teilweises Überführen des Düsenverschlusses 17 von der ersten Position in die zweite Position und/oder umgekehrt möglich.
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In einer bevorzugten Ausführung ist ein Dichtelement innerhalb des Druckkopfes 02 angeordnet, sodass zumindest in der Verschlussposition im Inneren des Gehäuses 06 des Druckkopfes 02 um die zumindest eine Düse 16 der Düsenfläche 14 eine Atmosphäre ausgebildet ist, welche die zumindest eine Düse 16 vor Verschmutzung und/oder Eintrocknen des Druckfluides bewahrend ausgebildet ist. Das Dichtelement ist beispielsweise an der Düsenfläche 14 angeordnet. In einer bevorzugten Ausführung ist das Dichtelement an dem Düsenverschluss 17 angeordnet und zusammen mit dem Düsenverschluss 17 bewegbar, bevorzugt schwenkbar. Bevorzugt ist der Düsenverschluss 17 zumindest teilweise als das Dichtelement ausgebildet.
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Beispielsweise ist der Düsenverschluss 17 in der Verschlussposition angeordnet, sodass eine Reinigung des Druckkopfes 02 durchführbar ist. So ist bevorzugt ein Spülen mit einem Spülmedium des Inneren des Druckkopfes 02 möglich, ohne dass das Druckfluid in der Druckkammer 07 und/oder der Düse 16 mit dem Spülmedium in Kontakt tritt.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Druckaggregat
- 02
- Druckkopf
- 03
- Behälter
- 04
- Verbindung
- 05
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- 06
- Gehäuse
- 07
- Druckkammer
- 08
- Tintenstrahl
- 09
- Ladeelektrode
- 10
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- 11
- Tropfen
- 12
- Ablenkelektrode
- 13
- Fangrohr
- 14
- Düsenfläche
- 15
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- 16
- Düse
- 17
- Düsenverschluss
- 18
- Verschlussöffnung
- 19
- Getriebeelement, erstes, Zahnradsegment
- 20
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- 21
- Schwenkpunkt, Schwenkachse
- 22
- Getriebeelement, zweites, Zahnrad
- 23
- Welle
- A
- Querrichtung
- F
- Flugrichtung
- H
- Höhe
- Ra
- Raumrichtung, erste
- Rb
- Raumrichtung, zweite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3019768 A1 [0002]
- US 6364457 B1 [0003]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN ISO 11357-1:2017-02 [0028]
