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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein Füllsystem für einen Füllfederhalter, ein Schreibgerätesystem mit einem Füllsystem und einem Füllfederhalter sowie ein Verfahren zum Befüllen eines Füllfederhalters.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Füllfederhalter mit einem integrierten, einen Kolben aufweisenden Tintentank sind bekannt, welche durch Eintauchen einer Schreibspitze in einen Tintenbehälter und durch Einsaugen von Tinte durch Bewegen des Kolbens befüllt werden. Durch das Eintauchen wird die Schreibspitze mit Tinte benetzt, sodass der Vorgang des Befüllens stets zu einer Verschmutzung der Schreibspitze mit Tinte führt. Die Schreibspitze muss demnach stets wieder gereinigt werden.
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Gelegentlich ist es insbesondere bei hochwertigen Füllfederhaltern auch sinnvoll, tintenleitende Kanäle zu säubern, um eine dauerhaft einwandfreie Funktion zu gewährleisten. Dies kann beispielsweise durch Spülen des Füllfederhalters mit einer Flüssigkeit, beispielsweise destilliertem Wasser, erfolgen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Füllsystem für einen Füllfederhalter vorzuschlagen, das eine möglichst bequeme und saubere Befüllung eines Füllfederhalter erlaubt, ohne die Schreibspitze zu verschmutzen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Füllsystem für einen Füllfederhalter mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
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Es wird ein Füllsystem für einen Füllfederhalter vorgeschlagen, aufweisend eine Pumpeinheit, einen mit der Pumpeinheit und einem ersten Anschluss zum Verbinden mit dem Füllfederhalter verbundenen Luftkanal, und einen von dem Luftkanal getrennten und ein Eintauchende zum Eintauchen in Tinte aufweisenden Tintenkanal, der mit einem zweiten Anschluss zum Verbinden mit dem Füllfederhalter verbunden ist, wobei die Pumpeinheit dazu ausgebildet ist, ein vorgegebenes Luftvolumen mit einem Überdruck in den Luftkanal zum Ausspülen von Tinte aus dem Füllfederhalter einzuleiten, und anschließend einen Unterdruck an den Luftkanal anzulegen, sodass ein vorgegebenes Tintenvolumen aus dem Tintenkanal in den Füllfederhalter gesaugt wird.
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Die Pumpeinheit ist im Sinne der Erfindung als eine Vorrichtung zu verstehen, die dazu ausgebildet ist, ein Fluid zu fördern. Wie vorangehend ausgeführt kann dies insbesondere Luft sein. Es ist sinnvoll, die Pumpeinheit so zu gestalten, dass sie auf einen Tintenbehälter aufgesetzt werden kann. Die Pumpeinheit könnte folglich in Form eines Tintenbehälteraufsatzes realisiert sein. Es sind jedoch auch andere Realisierungen denkbar, die direkt in einen Tintenbehälter oder einen Verschluss hiervon integrierbar sind. In anderen Varianten könnte die Pumpeinheit lediglich mit einem Tintenbehälter verbindbar sein und separat hiervon ausgeführt sein. Ein Tintenbehälter könnte beispielsweise ein Tintenfass sein, welches üblicherweise zur Befüllung von Füllfederhaltern verwendet wird. Es könnte aus Glas bestehen und eine mit einem Schraubdeckel verschließbare Öffnung aufweisen. Die Pumpeinheit könnte beispielsweise dazu angepasst sein, auf ein solches Tintenfass mit abgeschraubtem Deckel gesetzt zu werden. Sie könnte dabei mit einem Außengewinde des Tintenbehälters verschraubt werden, sodass sie für die Dauer des Befüllens sicher an dem Tintenbehälter befestigt ist. Alternativ wäre auch denkbar, einen Tintenbehälter direkt mit der Pumpeinheit auszustatten, die dann permanent auf dem Tintenbehälter befestigt und gegebenenfalls mit einem Deckel verschließbar ist. Die Pumpeinheit könnte dabei etwa in die Tintenglasöffnung eingepresst oder eingerastet werden.
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Es wird hier angenommen, dass der Füllfederhalter derart mit dem Luftkanal verbunden ist, dass ein erstes Ende oder ein erster Ausschnitt eines in dem Füllfederhalter befindlichen Tintentanks mit dem ersten Anschluss in Fluidverbindung gerät. Ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende oder ein zweiter Ausschnitt des Tintentanks kann mit dem Tintenkanal in Fluidverbindung stehen. Wird Luft mit einem Überdruck in den Luftkanal geleitet, wird folglich die in einem Tintentank des Füllfederhalters befindliche Tinte herausgespült und gelangt durch den Tintenkanal in einen mit der Pumpeinheit verbundenen Tintenbehälter. Der Tintentank ist nach dem Einleiten des Luftvolumens bevorzugt vollständig geleert. Durch das anschließende Anlegen eines Unterdrucks an dem Luftkanal wird folglich Luft über den Luftkanal wieder in die Pumpeinheit gesaugt. Durch die Verbindung mit dem Tintentank des Füllfederhalters wird hierdurch Tinte aus dem Tintenkanal in den Tintentank gesaugt. Tinte strömt durch den Tintenkanal in den Tintentank und wird damit gefüllt. Der Tintenkanal weist hierfür das Eintauchende auf, welches zum Eintauchen in Tinte vorgesehen ist.
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Es empfiehlt sich, die Anschlüsse zum Verbinden mit dem Füllfederhalter so einfach wie möglich zu gestalten. Es kann sich anbieten, diese beispielsweise als Röhrchen oder Rohrenden auszuführen, auf die zum Verbinden lediglich korrespondierende Anschlüsse des Füllfederhalters gesteckt werden müssen. Folglich reicht es aus, den Füllfederhalter, etwa nach Öffnen eines Verschlusses oder eines Gehäuseteils, auf die Anschlüsse zu stecken und nach dem Füllvorgang wieder in entgegengesetzter Richtung abzuziehen.
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Es ist dabei bevorzugt, das Luftvolumen sowie das Tintenvolumen auf das Füllvolumen des Tintentanks abzustimmen, sodass eine vollständige Befüllung des Tintentanks erreicht wird. Das Füllsystem ist folglich eine sehr bequeme und saubere Möglichkeit, einen Tintentank eines für die Verwendung des Füllsystems angepassten Füllfederhalters nachzufüllen, ohne ihn mit der Schreibspitze in einen Tintenbehälter eintauchen zu müssen.
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Die Pumpeinheit kann mechanisch oder elektrisch ausgeführt sein. Eine mechanische Ausführung könnte etwa einen Kolben aufweisen, der zum Pumpen bewegt wird. Eine elektrische Ausführung könnte etwa in Form einer elektrischen Dosierpumpe ausgebildet sein.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Pumpeinheit einen Zylinder mit einem Bodenabschnitt und einer dem Bodenabschnitt entgegengesetzten Öffnung, einen in dem Zylinder axial bewegbar angeordneten Kolben, und ein den Kolben in Richtung der Öffnung treibendes Federelement auf, wobei sich der Luftkanal von einer zwischen dem Kolben und dem Bodenabschnitt gebildeten Luftkammer durch den Kolben erstreckt, wobei sich der Tintenkanal durch den Bodenabschnitt und den Kolben erstreckt, wobei der Kolben radial zu dem Zylinder abgedichtet ist, sodass durch Drücken des Kolbens in Richtung des Bodenabschnitts ein auf den ersten Anschluss wirkender Überdruck und beim Loslassen des Kolbens ein auf den ersten Anschluss wirkender Unterdruck entsteht.
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Durch ein Bewegen des Kolbens innerhalb des Zylinders wird Luft in den Luftkanal geleitet. Dies kann beispielsweise durch Drücken des Kolbens in Richtung des Bodenabschnitts erfolgen, sodass dort die Luftkammer verkleinert wird. Das Federelement ist dazu vorgesehen, den Kolben wieder in die andere Richtung zu bewegen. Das Loslassen des Kolbens kann folglich zum Vergrößern des Volumens der Luftkammer führen, sodass ein Unterdruck entsteht. Dies führt dazu, dass Luft über den Luftkanal wieder in die Luftkammer eingesaugt wird. Durch die in dem Füllfederhalter vorgesehene Fluidverbindung mit dem Tintenkanal strömt resultierend hieraus über den Tintenkanal Tinte in den Tintenkanal nach. Der Tintentank wird damit gefüllt. Es ist dabei bevorzugt, den Hub des Kolbens und die Volumendifferenz der Luftkammer auf das Füllvolumen des Tintentanks abzustimmen, sodass eine vollständige Befüllung des Tintentanks erreicht wird.
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Der Zylinder der Pumpeinheit könnte zumindest eine zylindrische Bohrung aufweisen, die sich von der Öffnung zu dem Bodenabschnitt hin erstreckt. Der Bodenabschnitt ist dabei als ein unterer Abschluss des Zylinders zu verstehen, der von der Öffnung abgewandt ist. Der Bodenabschnitt kann in einem einfachen Fall lediglich eine ebene Fläche aufweisen. In einem anderen Fall können auch ein oder mehrere Absätze vorgesehen sein, durch die sich der Innendurchmesser des Zylinders zumindest bereichsweise verringert.
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Der Kolben weist einen Außendurchmesser auf, der auf den Innendurchmesser des Zylinders angepasst ist. Zum Ermöglichen eines leichten Gleitens des Kolbens in dem Zylinder kann eine entsprechende Gleitpassung für Kolben und Zylinder vorgesehen sein. Eine Innenwandung des Zylinders könnte ferner eine gleitfähige Beschichtung aufweisen.
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Das Federelement ist dazu ausgebildet, permanent eine Kraft auf den Kolben auszuüben, sodass dieser hierdurch in eine von dem Bodenabschnitt abgewandte Richtung gedrängt wird. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Druckfeder handeln, die zwischen dem Bodenabschnitt und dem Kolben angeordnet ist. Andererseits könnte es auch eine Zugfeder oder eine andere Vorrichtung sein, die in einem von dem Bodenabschnitt abgewandten Bereich des Zylinders angeordnet ist und den Kolben wieder in Richtung der Öffnung zieht. Das Material des Federelements kann metallisch sein, einen Kunststoff oder ein Material natürlichen Ursprungs, beispielsweise Kautschuk, umfassen. Eine Druckfeder könnte insbesondere aus einem metallischen Material oder einem Kunststoff hergestellt sein. Eine Zugfeder könnte überdies auch in Form eines oder mehrerer Zugelemente aus Gummi hergestellt sein. Das Federelement erlaubt die Positionierung des Kolbens in einer Neutralposition, in der ein Benutzer einen Füllfederhalter mit den genannten Anschlüssen verbinden kann, beispielsweise durch Aufstecken. Der Benutzer kann anschließend durch Drücken des Füllfederhalters den Kolben in Richtung des Bodenabschnitts eindrücken, sodass die Funktion des Füllsystems initiiert wird und durch Loslassen des Füllfederhalters der Kolben durch die Druckfeder wieder in seine Neutralposition zurückkehrt. Für die Funktion sind die beiden Kanäle wesentlich.
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Der Luftkanal könnte sich von dem ersten Anschluss durch den Kolben in die Luftkammer hinein erstrecken. Durch Bewegen des Kolbens in Richtung des Bodenabschnitts entsteht aufgrund der radialen Abdichtung zwischen dem Kolben und dem Zylinder in der Luftkammer ein Überdruck. Da der Luftkanal in der Luftkammer mündet, gerät der Überdruck durch den Luftkanal in den ersten Anschluss. Es ist vorgesehen, dass ein Füllfederhalter mit dem Luftkanal verbindbar ist und hierzu beispielsweise ein Röhrchen oder eine andere Leitung aufweist, das sich in einen Tintentank des Füllfederhalters hinein erstreckt.
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Der Tintenkanal könnte sich über den Bodenabschnitt hinaus erstrecken. Dieser kann sich, wenn die Pumpeinheit beispielsweise auf einem Tintenbehälter angeordnet ist, in diesen hinein erstrecken, beispielsweise in das dort vorhandene Tintenvolumen. Der Tintenkanal kann mit einer zweiten Leitung des Füllfederhalters verbunden werden. Diese kann bevorzugt mit der ersten Leitung in einer Fluidverbindung stehen, etwa durch einen in dem Füllfederhalter angeordneten Tintentank. Beide Anschlüsse könnten hierzu mit einander entgegengesetzten Enden des Tintentanks verbindbar sein.
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Das Eintauchende ist so vorzusehen, dass es in Tinte eines Tintenbehälters ragen kann. Es könnte sich beispielsweise von dem Kolben durch den Bodenabschnitt erstrecken oder hindurchragen. Es könnten auch andere Varianten in Erwägung gezogen werden, bei denen das Eintauchende nicht durch den Bodenabschnitt ragt, sondern anders geführt ist. Dazu kann sich die Verwendung einer biegsamen Verbindungsleitung anbieten, die mit einem Ende mit dem Kolben mitläuft und mit einem entgegengesetzten Ende zumindest weitgehend feststeht. Damit im Tintenbehälter kein Überdruck entsteht, könnte zwischen dem Tintenbehälter und der Pumpeinheit eine Entlüftungsöffnung vorgesehen sein, etwa in Form einer oder mehrerer Öffnungen. Diese könnten als Schlitz oder Bohrung realisiert sein, beispielsweise in einem Absatz, mit dem die Pumpeinheit auf dem Tintenbehälter aufliegt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Federelement eine Druckfeder und ist zwischen dem Bodenabschnitt und dem Kolben angeordnet. Hierbei kann der Bodenabschnitt eine Vertiefung oder eine Ausnehmung aufweisen, in die ein Ende der Druckfeder eingebracht werden kann. Der Kolben kann ebenso eine Ausnehmung, eine Nut oder eine andere Vertiefung aufweisen, die das entgegengesetzte Ende der Druckfeder aufnehmen könnte. Die Druckfeder ist besonders bevorzugt eine Schrauben- oder Kegelfeder, die den Kolben von dem Bodenabschnitt wegbewegen kann. Ein ungewolltes Herausdrücken des Kolbens wird im Wesentlichen durch einen Formschluss erreicht. Die Enden der Druckfeder können freiliegen und etwa durch eine Positionierung in Vertiefungen oder anderen geometrischen Merkmalen zentriert. Es wäre jedoch auch möglich, das Federelement mit seinen beiden stirnseitigen Enden zu befestigen, sodass ein Herausziehen oder Herausspringen des Kolbens aus dem Zylinder nicht möglich ist. Beispielsweise kann die Druckfeder beidseitig verklebt sein. Bevorzugt ist ihre Federkonstante so angepasst, dass ein Benutzer den Kolben leicht eindrücken kann und die Druckfeder dabei keinen übermäßigen Widerstand entgegengesetzt. Gleichermaßen sollte die Druckfeder auch so fest sein, dass ein Benutzer ohne weiteres den Füllfederhalter auf die Anschlüsse stecken kann, ohne dass sich der Kolben bereits bewegt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Kolben einen ersten Dichtkörper auf, der an einer zu dem Bodenabschnitt gerichteten Seite angeordnet ist. Der erste Dichtkörper kann beispielsweise ringförmig ausgebildet sein und einen Teil des Kolbens umgeben. Er kann beispielsweise formschlüssig mit dem Kolben verbunden sein. Ein Verkleben oder eine andere Verbindung könnte jedoch ebenso möglich sein. Der erste Dichtkörper kann äußere, radiale Vorsprünge aufweisen, die mit einer Innenwandung des Zylinders in Flächenkontakt geraten. Statt einer oder mehreren Vorsprüngen kann auch der gesamte erste Dichtkörper bündig mit der Innenwandung des Zylinders in Kontakt geraten. Hierdurch wird sicher verhindert, dass Luft aus der Luftkammer über den Kolben aus dem Füllsystem entweicht. Der Dichtkörper könnte aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk oder einem ähnlichen, gummiartigen Material hergestellt sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Eintauchende axial gleitend durch einen in dem Bodenabschnitt angeordneten zweiten Dichtkörper geführt. Damit kann eine Abdichtung der Luftkammer im Bereich des Bodenabschnitts durchgeführt werden, ohne dass auf eine Fluidverbindung mit einem Tintenvolumen und dem Tintenkanal verzichtet wird. Der zweite Dichtkörper kann in einem einfachen Fall ein Dichtungsring sein, der einen eckigen, runden oder X-förmigen Profilquerschnitt aufweist. Es sind andere Profilquerschnitte denkbar.
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Weiterhin kann außerhalb einer Neutralposition des Kolbens ein Dichtabschnitt des Eintauchendes in dem zweiten Dichtkörper sitzen, wobei das Eintauchende einen Überlaufabschnitt aufweist, der in Richtung des Kolbens benachbart zu dem Dichtabschnitt angeordnet ist und zumindest bereichsweise eine Verjüngung zum Durchleiten von Tinte aus der Luftkammer durch den Bodenabschnitt aufweist. Der Überlaufabschnitt befindet sich in der Neutralposition innerhalb des zweiten Dichtkörpers und es kann dann folglich keine Dichtung zu dem Eintauchende hervorgerufen werden, wenn sich der Kolben in seiner Neutralposition befindet. In dieser ist er durch das Federelement in Richtung der Öffnung gedrückt. Tinte, die sich in der Luftkammer befindet, kann dann aus dem Bodenabschnitt über den Überlaufabschnitt in den Tintenbehälter fließen. Dies könnte beispielsweise dann erforderlich sein, wenn beim Befüllen des Füllfederhalters aufgrund des Kolbenhubs zu viel Tinte aus dem Tintenbehälter gesogen wird, sodass diese teilweise den Tintentank vollständig durchläuft und in die Luftleitung gerät. Folglich gerät sie dann in die Luftkammer und kann von dort abfließen. Wird der Kolben in Richtung des Bodenabschnitts gedrückt, kann der Dichtabschnitt mit dem zweiten Dichtkörper in Überdeckung geraten und der Luftraum wird zur Erzeugung des benötigten Überdrucks für den Befüllvorgang wieder abgedichtet.
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Um sicherzustellen, dass der Tintentank immer restlos gefüllt wird, könnte das Volumen der Luftkammer größer sein als das Volumen des zu füllenden Tintentanks.
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Besonders bevorzugt können der erste Anschluss und der zweite Anschluss konzentrisch zueinander ausgeführt sein. Damit kann ein Benutzer den Füllfederhalter nicht falsch auf den ersten und zweiten Anschluss aufstecken, da jede rotatorische Position dazu geeignet ist, die Verbindung herzustellen.
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Des Weiteren könnte der erste Anschluss innerhalb des zweiten Anschlusses angeordnet sein und sich über den zweiten Anschluss hinaus erstrecken. Dies kann das Aufsetzen des Füllfederhalters erleichtern und eine ausreichende Segregation der beiden Anschlüsse erreichen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform sind der erste Anschluss und der zweite Anschluss in einer Einführhülse angeordnet, die an einer der Luftkammer abgewandten Seite des Kolbens angeordnet ist. Die Einführhülse könnte von einer Oberseite des Kolbens abstehen oder darin ausgebildet sein. Die Oberseite ist dabei als Seite des Zylinders anzusehen, die dem Bodenabschnitt entgegengesetzt ist. Die Einführhülse erlaubt ein einfaches, intuitives Einführen eines Füllfederhalters in das Füllsystem.
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Zwischen der Einführhülse und dem Kolben könnte mindestens ein dritter Dichtkörper angeordnet sein. Der dritte Dichtkörper erlaubt das Abdichten entsprechender Leitungen des Füllfederhalters zu den beiden Anschlüssen. Allerdings kann der dritte Dichtkörper auch ein Teil des Füllfederhalters sein.
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Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn ein erster Abschnitt des Eintauchendes, der auf einer von der Luftkammer abgewandten Seite des Bodenabschnitts angeordnet ist, einen größeren Außendurchmesser aufweist als ein zweiter Abschnitt, der bei einer Neutralposition des Kolbens in der Luftkammer angeordnet ist. Durch den größeren Außendurchmesser kann ein Absatz ausgebildet sein, der sich beispielsweise von unten, d.h. von einer von der Luftkammer abgewandten Seite, an den Bodenabschnitt anschmiegen kann. Zwischen dem Bodenabschnitt und dem ersten Abschnitt des Eintauchendes kann sich allerdings auch ein zusätzlicher Körper, beispielsweise ein Dichtkörper oder ein Abstandshalter, befinden. Sowohl das versehentliche Herausziehen des Kolbens wird ermöglicht, als auch ein bündiger Abschluss des Kolbens mit der Öffnung, wenn der Kolben und das Eintauchende entsprechend dimensioniert und aneinander angepasst sind.
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In einer Ausführungsform könnten der Luftkanal und der Tintenkanal zumindest bereichsweise radial versetzt zueinander in dem Kolben angeordnet sein. Die Führung von Luft und Tinte innerhalb des Kolbens kann damit etwas vereinfacht werden.
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Es ist vorteilhaft, wenn der Zylinder an seiner Außenseite einen Absatz zum bündigen Auflegen des Zylinders auf einen Öffnungsrand eines Tintenbehälters aufweist. Insbesondere bei hochwertigen Tintenbehältern kann eine harmonische Einheit zwischen dem Zylinder und dem Tintenbehälter erreicht werden. Es ist denkbar, dass der Zylinder dazu angepasst ist, mit einem Schraubring direkt auf dem Tintenbehälter befestigt zu werden. Dann wären das Füllsystem und der Tintenbehälter eine zusammenhängende Einheit. Ein zusätzlicher Deckel könnte dann auf die Öffnung schraubbar sein.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Schreibgerätesystem, aufweisend ein Füllsystem nach der vorhergehenden Beschreibung und einen Füllfederhalter, wobei der Füllfederhalter eine Kupplungsanordnung und einen Tintentank mit einem ersten Ausschnitt und einem zweiten Ausschnitt aufweist, wobei die Kupplungsanordnung mit dem ersten Ausschnitt und dem zweiten Ausschnitt verbunden ist und mit dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss verbindbar ist, sodass eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Anschluss und dem ersten Ausschnitt und zwischen dem zweiten Anschluss und dem zweiten Ausschnitt herstellbar ist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befüllen eines Füllfederhalters, aufweisend die Schritte des Verbindens eines ersten Anschlusses einer Pumpeinheit mit einem ersten Ausschnitt mindestens eines Tintentanks in dem Füllfederhalter, des Verbindens eines zweiten Anschlusses der Pumpeinheit mit einem zweiten Ausschnitt des mindestens einen Tintentanks in dem Füllfederhalter, des Eintauchens des zweiten Anschlusses in Tinte eines Tintenbehälters, des Einleitens von Luft mit einem Überdruck in den ersten Anschluss zur Restentleerung von in dem mindestens einen Tintentank befindlicher Tinte über den zweiten Anschluss in den Tintenbehälter, und des Erzeugens eines Unterdrucks an dem ersten Anschluss zum Einsaugen von Tinte in den mindestens einen Tintentank über den zweiten Anschluss.
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Wie vorangehend erläutert kann hierdurch eine vollständige Befüllung eines Tintentanks in einem Füllfederhalter erreicht werden. Durch den Überdruck wird eine Restmenge Tinte aus dem Tintentank über den zweiten Anschluss herausbefördert. Das anschließende Anlegen eines Unterdrucks führt indes zum Einsaugen von Tinte über den zweiten Anschluss in den Tintentank. Der erste Anschluss kann hierfür mit einer Pumpeinheit verbunden sein, die dazu ausgebildet ist, Luft mit einem Überdruck und anschließend einen Unterdruck bereitzustellen. Befinden sich der erste Ausschnitt und der zweite Ausschnitt an einander gegenüberliegenden Enden des Tintentanks kann das gesamte, dazwischen befindliche Volumen des Tintentanks mit Tinte befüllt werden. Es ist weiterhin vorstellbar, dass der mindestens eine Tintentank auch mehr als nur einen Tintentank aufweist, die miteinander verbindbar sind. Der erste Ausschnitt und der zweite Ausschnitt können an einander gegenüberliegenden Enden der gesamten Anordnung der Tintentanks angeordnet sein, sodass durch das genannte Verfahren die gesamte Anordnung der Tintentanks mit Tinte befüllt wird.
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Analog zu den vorhergehenden Ausführungen kann das Einleiten von Luft und das Erzeugen eines Unterdrucks mittels einer Pumpeinheit erfolgen, die einen Zylinder mit einem axial darin bewegbar angeordneten und gefederten Kolben aufweist, der von einem Benutzer zum Einleiten von Luft gedrückt und zum Erzeugen des Unterdrucks losgelassen wird.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
- 1 zeigt ein Füllsystem in einer Schnittdarstellung.
- 2 und 3a zeigen einen Tintenbehälter mit einem Füllsystem ohne (2) und mit (3a) aufgesetztem Füllfederhalter.
- 3b zeigt schematisch die Ausstattung eines Füllfederhalters zur Nutzung des Füllsystems.
- 4 und 5 zeigen den Vorgang des Aufsetzens eines Füllfederhalters auf das Füllsystem.
- 6 zeigt in einem Detailschnitt einen Überlauf in dem Füllsystem.
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DETAILLIERTE DARSTELLUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt ein Füllsystem 2 für einen Füllfederhalter 4. Das Füllsystem 2 weist eine Pumpeinheit 6 auf, die auf einen Tintenbehälter 8 aufgesetzt werden kann. Die Pumpeinheit 6 weist einen Zylinder 10 auf, der einen Bodenabschnitt 12 und eine den Bodenabschnitt 12 entgegengesetzte Öffnung 14 besitzt.
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In dem Zylinder 10 befindet sich ein axial bewegbar angeordneter Kolben 16. Dieser weist lokal beispielhaft einen radialen Vorsprung 18 auf, der in einer Nut 20 des Zylinders 10 gleiten kann. Hierdurch wird eine Verdrehsicherung des Zylinders 16 erreicht.
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An einer Unterseite 22 des Kolbens 16 ist ein erster Dichtkörper 24 angeordnet.
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Dieser ist formschlüssig mit dem Kolben 16 verbunden. Hierzu weist der erste Dichtkörper 24 eine umlaufende radiale Nut 26 auf, in die sich ein umlaufender radialer Vorsprung 28 des Kolbens 16 hinein erstreckt. Der erste Dichtkörper 24 weist zwei ringförmige und voneinander beabstandete, radial umlaufende Dichtlippen 30 auf, die einen Flächenkontakt mit einer Innenwandung 32 des Zylinders 10 hervorrufen. Hierdurch wird zwischen dem Bodenabschnitt 12 und der Unterseite des Kolbens 16 eine Luftkammer 34 gebildet, in der Luft durch Bewegen des Kolbens 16 druckbeaufschlagt wird.
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In 1 befindet sich der Kolben 16 in einer Neutralposition, in der er im Wesentlichen bündig mit der Öffnung 14 des Zylinders 10 abschließt. Zwischen dem Bodenabschnitt 12 und dem Kolben 16 befindet sich eine Druckfeder 36, die den Kolben 16 stets wieder in die Neutralposition zurückdrängt. Sie ist bespielhaft als Schraubenfeder ausgeführt.
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Ein Luftkanal 38 erstreckt sich von der Luftkammer 34 durch den Kolben bis zu einem ersten Anschluss 40. Dieser kann in Form eines Röhrchens ausgebildet sein. Ein hiervon getrennter Tintenkanal 42 erstreckt sich durch den Bodenabschnitt 12 und den Kolben 16 bis zu einem zweiten Anschluss 44. Der zweite Anschluss ist bevorzugt konzentrisch zu dem ersten Anschluss 40 ausgebildet, wobei die Öffnungen beider Anschlüsse voneinander beabstandet sind. Die Öffnung des ersten Anschlusses 40 ragt über die Öffnung des zweiten Anschlusses 44 hinaus. Dies kann jedoch auch umgekehrt sein.
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Der Tintenkanal 42 weist ein Eintauchende 46 auf, das von dem Kolben 16 absteht. Dass Eintauchende 46 ist dazu vorgesehen, in den Tintenbehälter 8 zu ragen, in dem sich ein Tintenvolumen befindet. Wird der Kolben 16 von einem Benutzer in Richtung des Bodenabschnitts 12 gedrückt, verkleinert sich das Volumen der Luftkammer 34. Zum Ausgleichen des Luftdrucks kann Luft in den Luftkanal 38 strömen und dort bis zu dem ersten Anschluss 40 geleitet werden. Dort ist eine Luftleitung 46 des Füllfederhalters 4 vorgesehen, die hier in Fluidverbindung mit dem Luftkanal 38 gebracht ist, sodass Luft aus dem Luftkanal 38 dort hineinströmt.
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Ein hier nicht gezeigter Tintentank des Füllfederhalters 4 ist mit der Luftleitung 46 verbunden und steht ebenso in Fluidverbindung mit einer Tintenleitung 48. Hierüber wird restliche Tinte aus dem Tintentank des Füllfederhalters 4 in den zweiten Anschluss 44 und damit in den Tintenkanal 42 geleitet. Sie strömt dann in den Tintenbehälter 8. Beim Loslassen des Kolbens 16 entsteht aufgrund des Zurückdrängens des Kolbens 16 in die Neutralposition ein Unterdruck an dem Luftkanal 38, sodass durch die Fluidverbindung mit der Tintenleitung 48 und dem Tintenkanal 42 Tinte in den Tintentank eingesaugt wird. Folglich kann der Füllfederhalter 4 durch einfaches Aufstecken auf das Füllsystem 2, das Eindrücken und das Loslassen des Kolben 16 befüllt werden.
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Das Eintauchende 46 ist axial gleitend durch einen in dem Bodenabschnitt 12 integrierten zweiten Dichtkörper 50 geführt. Damit kann eine Abdichtung der Luftkammer 34 zu dem Tintenbehälter 8 erreicht werden. Das Eintauchende im ersten Abschnitt 52 des Eintauchendes 46 weist einen größeren Außendurchmesser auf als ein zweiter Abschnitt 54, welcher auf einer dem Kolben 16 zugewandten Seite des Eintauchendes 46 angeordnet ist. Hierdurch wird eine Art Absatz 56 gebildet, durch den sich das Eintauchende 46 bündig an den zweiten Dichtkörper 50 oder einen zusätzlichen Anschlag 58 anschmiegen kann.
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Der Zylinder 10 weist an einer Außenseite 60 einen Absatz 62 zum bündigen Auflegen des Zylinders 10 auf einen Öffnungsrand 64 des Tintenbehälters 8 auf. Ein in den Tintenbehälter 8 ragender Teil des Zylinders 10 weist einen Außendurchmesser auf, der auf einen Innendurchmesser des Tintenbehälters 8 angepasst ist, sodass der Zylinder 10 möglichst spielfrei in dem Tintenbehälter 8 sitzt.
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Der Füllfederhalter 4 weist exemplarisch zwei dritte Dichtkörper 66 auf, durch die sich der erste Anschluss 40 und der zweite Anschluss 44 erstrecken, wenn der Füllfederhalter 4 auf das neue System 2 aufgesteckt wird. Diese Dichtkörper können auch Teil des Füllsystems 2 sein.
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2 zeigt das Füllsystem 2 auf dem Tintenbehälter 8. Hier ist ein Schraubring 68 vorgesehen, um das Füllsystem 2 an dem Tintenbehälter 8 zu befestigen. Hierzu weist der Tintenbehälter 8 ein Gewinde 70 auf (siehe auch 1). Zum Vereinfachen des Führens des Füllfederhalters 4 auf das Füllsystem 2 weist es eine Einführhülse 72 auf, die über die Öffnung 14 ragt. Wird der Füllfederhalter 4 aufgesteckt, kann eine Verbindung mit den Anschlüssen 40 und 44 hergestellt werden.
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In 3a ist zu sehen, wie der Vorgang des Verbindens des Füllfederhalters 4 mit dem Füllsystem 2 erfolgt. Dies wird in den nachfolgenden 4 und 5 etwas detaillierter gezeigt. Dort weist der Füllfederhalter 4 die beiden dritten Dichtkörper 66 auf, die in der Position in 4 noch nicht mit den beiden Anschlüssen 40 und 44 verbunden sind. In 5 ist der Füllfederhalter 4 bündig auf das Füllsystem 2 gesteckt, sodass eine Unterkante 74 des Füllfederhalter 4 mit einer Aufnahmefläche 76 des Füllsystems in Anschlag gerät. Dann kann der Kolben 16 heruntergedrückt werden, um den Füllvorgang zu initiieren.
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3b zeigt sehr schematisch einen Tintentank 82 mit einem ersten Ausschnitt 84 und einem zweiten Ausschnitt 86, die in diesem Beispiel an einander gegenüberliegenden Enden des Tintentanks 82 angeordnet sind. Der erste Ausschnitt 84 ist mit einer Luftleitung 88 verbindbar, der zweite Ausschnitt 86 ist mit einer Tintenleitung 90 verbindbar. Die Luftleitung 88 und die Tintenleitung 90 können in einer Kupplungsanordnung 92 zusammengeführt werden, die mit dem ersten Anschluss 40 und dem zweiten Anschluss 44 koppelbar sind. Dadurch werden die Luftleitung 88 und der erste Anschluss 40 miteinander verbunden und die Tintenleitung 90 mit dem zweiten Anschluss 44. Die Darstellung ist schematisch zu verstehen. Die Kupplungsanordnung 92 kann auch eine konzentrische Anordnung der beiden Leitungen 88 und 90 vorsehen.
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6 zeigt schließlich, dass das Eintauchende 46 einen Überlaufabschnitt 78 aufweist. Dieser ist in Richtung des Kolbens 16 benachbart zu dem Dichtabschnitt 54 angeordnet und befindet sich in dem zweiten Dichtkörper 50, sodass in der Neutralposition des Kolbens 16 ein Spalt offen ist. Wird der Kolben 16 betätigt, bewegt sich der Dichtabschnitt 54 in den zweiten Dichtkörper 50 und dichtet damit die Luftkammer 34 ab. Der Überlaufabschnitt 78 weist zumindest bereichsweise eine Verjüngung auf, sodass Tinte aus der Luftkammer 34 durch den Bodenabschnitt 12 über den Überlaufabschnitt 78 in den Tintenbehälter geraten kann. Falls beim Befüllen des Füllfederhalter 4 übermäßig viel Tinte aus dem Tintenbehälter 8 in die Tintenleitung 48 gesaugt wird, kann diese in die Luftkammer 34 geraten und von dort wieder ablaufen, wenn der Kolben 16 noch nicht wieder in seine Neutralposition zurückgekehrt ist.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt, und „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Füllsystem
- 4
- Füllfederhalter
- 6
- Pumpeinheit
- 8
- Tintenbehälter
- 10
- Zylinder
- 12
- Bodenabschnitt
- 14
- Öffnung
- 16
- Kolben
- 18
- radialer Vorsprung des Kolbens
- 20
- Nut
- 22
- Unterseite
- 24
- erster Dichtkörper
- 26
- radiale Nut
- 28
- umlaufender Vorsprung
- 30
- radiale Dichtlippe
- 32
- Innenwandung
- 34
- Luftkammer
- 36
- Druckfeder
- 38
- Luftkanal
- 40
- erster Anschluss
- 42
- Tintenkanal
- 44
- zweiter Anschluss
- 46
- Eintauchende
- 48
- Tintenleitung
- 50
- zweiter Dichtkörper
- 52
- erster Abschnitt
- 54
- zweiter Abschnitt
- 56
- Absatz
- 58
- Anschlag
- 60
- Außenseite
- 62
- Absatz
- 64
- Öffnungsrand
- 66
- dritter Dichtkörper
- 68
- Schraubring
- 70
- Gewinde
- 72
- Einführhülse
- 74
- Unterkante
- 76
- Aufnahmefläche
- 78
- Überlaufabschnitt
- 80
- Dichtabschnitt
- 82
- Tintentank
- 84
- erster Ausschnitt
- 86
- zweiter Ausschnitt
- 88
- Luftleitung
- 90
- Tintenleitung
- 92
- Kupplungsanordnung
