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Behälter zur Abgabe von Flüssigkeit für Schreib- und andere Verteilungsgeräte
Die Erfindung bezieht sich auf einen rohrförmigen Behälter zur Aufnahme von Flüssigkeit,
die an einem Ende des Behälters aus einer Auftragsöffnung abgegeben werden kann,
während das andere Behälterende dem atmosphärischen Druck ausgesetzt ist, insbesondere
für Kugelschreiber, mit einem aus einem festen Stoff bestehenden Nachfolgekörper,
der eine eine ringförmige Gaskammer bildende Einschnürung zwischen inneren und äußeren
Endteilen besitzt, wobei jeder dieser Endteile einen Verschlußbereich aufweist,
an welchem sein Umfang mit leichter Gleitpassung in der Bohrung des Behälters sitzt
und der umgebende Spalt jedes Endteiles an seinem Verschlußbereich mit einer Flüssigkeit
ausgefüllt ist, die einen ringförtnigen Meniskus zu der Gaskammer hin zeigt, so
daß ein Gasvolumen, vozugsweise Luft, in der Gaskammer bei einem Druck eingeschlossen
ist, welcher den Druck der Flüssigkeit g in diesem den inneren Endteil umgebenden
Spalt übersteigt.
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Die Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf Flüssigkeitsbehälter,
in welchen die Bohrung des Behälters einen Durchmesser von wenigstens
2,5 mm oder einen gleichwertigen Querschnitt aufweist, und insbesondere auf
Behälter, bei welchen die Bohruno, etwa 5 oder 6 mm beträgt, so daß
die Kapillarkräfte nicht genügend keit aus der stark Bohlung sind, um unter zu dem
verhindern, Einfluß daß der Schwer- Flüssi g kraft und/oder anderer Kräfte, welchen
der Behälter bei normalem Gebrauch ausgesetzt sein kann, entweicht.
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Während die Erfindung einerseits bei Behältern von Schreibgeräten,
wie z. B. Füllhaltern, Füllfeder-und Füllstifthaltern sowie Ku(Yelscbreibern, anwendbar
ist, kann sie andererseits auch bei Verteilungs-oder Auftragsgeräten (hauptsächlich
bei solchen mit einer Kugelspitze oder einer Verteilungsdüse mit Kugelventil) Anwendung
finden; solche Geräte werden beispielsweise zum Verteilen oder Auftragen von kosmetischen
Stoffen, wie z. B. desodorierenden oder parfümierenden Stoffen, verwendet. Die Erfindung
ist insbesondere zur Anwendung bei Behältern von Kugelschreibern bestimmt. da die
Schwierigkeiten, welche die Erfindung zu überwinden sucht, hauptsächlich in Verbindung
mit Kugelschreibern aufGe-C treten sind.
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Erfahrungsgemäß lecken Behälter der erwähnten Art, da Tinte am Nachfolgekörper
vorbei aussickert. Es hat sich gezeigt, daß das Lecken des Nachfolgekörpers teils
auf Kräften beruht, die durch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit hervorgerufen
werden, und teils in Gleichgewichtsstörungen ihren Ursprung haben, die durch Temperatur-
und Druckschwankungen verursacht werden. Dies geht aus folgenden überlegungen hervor:
Wenn der Meniskus der Sperrflüssigkeit konkav ist, erzeugen die resultierenden Kapillarkräfte
einen Unterdruck (kleiner als der atmosphärische Druck) in diesem Flüssigkeitsring.
Daraus fololt, daß an den beiden Stirnflächen des Nachfolgekörpers eine Druckdifferenz
besteht, welche, selbst wenn der Nachfolgekörper dieselbe Massendichte (scheinbares
spezifisches Gewicht) wie die Flüssigkeit hat, den Nachfolgekörper in die Flüssigkeit
hineinzudrängen sucht.
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Sofern diese Kraft nicht durch eine Gegenkraft aufgehoben wird, z.
B., wenn das Schreibgerät auf einer Seite lie t, wird sich der Nachfolgekörper in
die 9 C
Flüssigkeit hineinbewegen, und er wird diese durch den obenerwähnten
Ringspalt herausdrücken. Diese Bewegung des Nachfolgekörpers wird sich fortsetzen,
bis der konkave Meniskus seine Gestalt in der Weise ändert, daß die resultierenden
Kapillarkräfte den bvdrostatischen Druck in dem Behälter nicht mehr herabsetzen,
d. h., wenn die Druckdifferenz zwischen den beiden Stirnflächen des Nachfolgekörpers
verschwunden ist.
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Der Kapillardruck kann nur abnehmen, wenn der Radius des Meniskus
zunimmt, d. h., wenn ein starker,
stabiler Meniskus sich
in einen schwachen und gewöhnlich unstabilen Meniskus verwandelt, der etwas konvex
oder etwas konkav sein kann. Wenn dies eintritt, besteht die Gefahr des Flüssigkeitsaustritts
nach dem rückseitigen Ende des Behälters, besonders wenn dort bereits ein Flüssigkeitsfilm
an der Behälterwand hinter dem Nachfolgekörper vorhanden ist, was der Fall sein
kann, wenn der Flüssigkeitsspiegel durch die Abgabe der Flüssigkeit abgesenkt ist.
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Es gibt noch einen weiteren zusätzlichen Grund für die Gefahr des
Aussickerns. Wenn der Behälter auf einer Seite liegt, wird der Flüssigkeitsring
zwischen dem Umfang des Nachfolgekörpers und der Behälterwand an dem unteren Teil
des Umfanges des Nachfolgekörpers einem positiven hydrostatischen Flüssigkeitsdruck
unterworfen, dessen Größe proportional ist zu dem Durchmesser (oder der gleichwertigen
Abmessung) des Behälters. An diesem unteren Teil des Umfanges des Nachfolgekörpers
findet also das Aussickern der Flüssigkeit statt, sofern nicht der hydrostatische
Druck an jedem Punkt der ringförmi-,gen Flüssigkeitsfiäche durch den örtlichen kapillaren
Druck ausgeglichen wird, welcher von dem örtlichen Krümmungsradius der Flüssigkeitsoberfläche
abhängt.
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Unter einem starken Meniskus soll in dieser Beschreibung ein solcher
verstanden werden, der sehr stabil ist, und nicht etwa ein solcher, bei dem die
Oberflächenspannung besonders hoch ist, da die Oberflächenspannung konstant und
von der Krümmung unabhängig ist. Die wichtigste Voraussetzung für die Stabilität
ist daher ein kleiner Krümmungsradius, da ein solcher Meniskus seine Gestalt bei
verschiedenen Lagen des Gerätes praktisch nicht ändert.
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Um die erwähnten Schwierigkeiten zu beheben, ist ein Behälter der
geschilderten Art erfindungsgemäß in der Weise ausgebildet, daß der Nachfolgekörper
einen mit Flüssigkeit verschlossenen kapillaren Expansionskanal aufweist, welcher
mit der Gaskammer in Verbindung steht, um die Ausdehnung und Zusammenziehung des
eingeschlossenen Gases aufzunehmen, indem sich die Verschlußflüssigkeit längs des
Kanals verschiebt. Die Bezeichnung »kapillarer Ausdehnungskanal« wird hier benutzt,
um auszudrücken, daß die Abschlußflüssigkeit einen stabilen Abschlußmeniskus unter
normalen Gebrauchsverhältnissen und vorzugsweise bei allen Lagen des Behälters beibehält.
Der innere Endteil ist derjenige Endteil, welcher der Flüssigkeitssäule in der Bohrung
zugewendet ist, und der äußere Endteil ist ein Teil, welcher von der Flüssigkeitssäule
durch den inneren Endteil und die Gaskammer getrennt ist.
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Die Erfindung umfaßt verschiedene Ausführungsmöglichkeiten, die den
Grundgedanken der Erfindung verwirklichen.
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Bei allen im folgenden beschriebenen Ausführun ' gsformen besteht
der Expansionskanal aus einem oder mehreren Kanälen, die entweder im Inneren des
Nachfolgekörpers oder Kolbens oder durch eine Verminderung der Querschnittsfläche
des Nachfolgekörpers oder Kolbens in einem vor dem Verschlußbereich gelegenen Gebiet
des äußeren Endteiles gebildet sind.
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Die radiale Weite des den Verschlußbereich umgebenden Spaltes jedes
Endteiles soll vorzugsweise nicht größer sein als 0,1 mm, wobei dieser Endteil
als mittig in der Bohrung angeordnet angenommen wird. Die Expansion bzw. Kontraktion,
welche aufgenommen werden soll, beruht auf Änderungen des atmosphärischen Druckes
oder der Temperatur oder dieser beiden unter normalen Benutzungsverhältnissen. Sofern
der Behälter zur Verwendung bei im wesentlichen konstantem atmosphärischem Druck
be-
stimmt ist, wie z. B. auf oder nahe der Seehöhe, soll zweckmäßig das gesamte
in dem Expansionskanal verfügbare Volumen für das eingeschlossene Gas wenigstens
10% des Volumens der Gaskammer sein. Sofern der Behälter unter stark veränderlichen
Verhältnissen des atmosphärischen Druckes verwendet werden soll, kann dieser Wert
bis auf wenigstens 50 % gesteigert werden. Zweckmäßig sollen die beiden Teile
des Nachfolgekörpers am äußeren Umfang des Nachfolgekörpers um wenigstens 2 mm entfernt
sein, um zu verhindern, daß sich die gegenüberliegenden Menisken längs der Behälterwand
vereinigen.
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Bei Gebrauch wird der eingeschnürte Nachfolgekörper oder Kolben in
die belüftete Bohrung des Behälters eingesetzt, welcher zweckmäßig einen kreisfönnigen
Innenquerschnitt besitzt; die Endteile erhalten in der Bohrung einen verhältnismäßig
engen, je-
doch leicht gleitenden Sitz. Einer dieser Endteile (der als innerer
Endteil bezeichnet wird) wird in die in dem Behälter befindliche Flüssigkeit eingetaucht,
und es werden sodann an dem entgegengesetzten Ende des Nachfolgekörpers einige Tropfen
einer Verschlußflüssigkeit eingeführt. Diese Verschlußflüssigkeit verteilt sich
schnell in dem zwischen dem Umfang des anderen oder äußeren Endteiles des Nachfolgekörpers
und der Behälterwand vorhandenen Zwischenraum, wodurch eine Menge des Gases (z.
B. Luft), in welchem diese Operation durchgeführt wird, in der an der Einschnürung
des Nachfolgekörpers vorgesehenen Gaskammer eingeschlossen wird. Der vorausgehende
Meniskus der Verschlußflüssigkeit setzt das eingeschlossene Gas unter einen Druck,
der größer ist als der atmosphärische Druck und den Druck der Flüssigkeit (z. B.
der Behälterflüssigkeit) in dem den inneren Endteil umgebenden Zwischenraum etwas
übersteigt. Die beiden konkaven Menisken (nämlich der Meniskus des Ringes der Behälterflüssigkeit,
welcher den Verschlußbereich des inneren Endteiles umgibt, und der Meniskus des
Ringes der Verschlußflüssigkeit, welcher den Verschlußbereich des äußeren Endteiles
des Nachfolgekörpers umgibt) haben dann gleiche Stärke, da der Krümmungsradius der
beiden Menisken von dem Druck des eingeschlossenen Gases und von der Oberflächenspannung
der Flüssigkeit abhängt.
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Unter normalen Änderungen der Temperatur bzw. und/oder des Druckes
kann das eingeschlossene Gas frei expandieren und sich umkehrbar zusammenziehen,
indem die Flüssigkeit sich längs des durch Flüssigkeit verschlossenen kapillaren
Expansionskanals verschiebt, ohne daß (bei Expansion) Gas aus dem Expansionskanal
entweichen kann und ohne daß (bei Zusammenziehung) die gegenüberliegenden Menisken
sich vereini-en oder der Verschluß an dem äußeren Endteil dauernd unterbrochen wird.
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Bei Einhaltung der dem Grundgedanken der Erfmdung folgenden Bedingungen
und bei zweckmäßiger Ausbildung des Nachfolgekörpers wird das Aussickern der Behälterflüssigkeit
vermieden. Hierdurch wird es weiterhin möglich, in einfacher Weise die Flüssigkeit
im Behälter vollkommen von der Atmosphäre abzuschließen, ohne daß hierbei Gefahr
besteht,
daß sich im Behälter gegenüber der Atmosphäre ein Über-
oder ein -Unterdruck bildet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Behälter mit
einem Nachfolgekörper gemäß der Erfindung wobei der kapillare Expansionskanal mit
Luft ausgefüllt ist, F i g. 2 eine ähnliche Ansicht, welche den Zustand veranschaulicht,
bei welchem die einaeschlossene Luft sich auf den kleinsten Rauminhalt zusammengezogen
hat und der Expansionskanal mit einer Verschlußflüssigkeit ausgefüllt ist, F i
g. 3 eine ähnliche Ansicht, welche einen Zwischenzustand zwischen
F i g. 1 und 2 veranschaulicht, F i g. 4 eine Ansicht einer abgeänderten
Ausführungsform des Nachfolgekörpers, F i g. 5 eine geschnittene Ansicht
einer weiteren Ausführuno, des Nachfolgekörpers, F i g. 6 einen Längsschnitt
durch einen Behälter mit einem anderen Nachfolg ,ekörper gemäß der Erfindung, F
i g. 7, 8 und 9 weitere Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung,
bei welchen der Expansionskanal von der Gaskammer nach innen gerichtet ist.
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Nach F i g. 1 enthält der rohrförmige Behälter 10
(z.
B. der Behälter eines Schreibgerätes) eine Flüssigkeitssäule 11 (z. B. Tinte),
an deren Oberseite ein fester Nachfolgekörper oder Kolben 12 von kreisförinigem
Ouerschnitt vorgesehen ist. Auf einem mittleren Bereich seiner Länge ist der Nachfolgekörper
in seinem Durchmesser verkleinert, d. h., er ist bei 13 eingeschnürt,
um eine ringförmige Gaskammer 14 zwischen dem Vorder- und Hinterteil 1.5
bzw. 16
des Nachfolgekörpers ni bilden. Jeder Endteil besitzt einen Verschlußbereich
d, bzw. d, an welchem sein Umfang mit leichtem Gleitsitz in der Bohrung sitzt.
Jeder Verschlußbereich endigt an seinem inneren Ende in einer Kante oder Stufe.
Zwischen dem Verschlußbereich des rückseitigen Endteils 16 und der Einschnürung
13 ist der Nachfolgekörper bei 18
etwas im Durchmesser verkleinert,
um einen kapillaren Expansionskanal 17 von ringförmiger Gestalt zu schaffen,
der die Gaskammer 14 mit dem jenen Verschlußbereich umgebenden Spalt verbindet.
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Das stirnseitige Ende 20 des Nachfolgekörpers kann verrundet oder
konisch verjüngt sein, um zu vermeiden, daß Luft zwischen den Nachfolgekörper und
der Flüssigkeit in den Behälter eingeschlossen wird, wenn der Nachfolgekörper in
die Flüssigkeit eingeführt wird. Gegebenenfalls kann der Nachfolgekörper aus zwei
Formteilen hergestellt werden, die sich beim Zusammenbau miteinander verbinden.
Der innere Endteil kann aus Polyäthylen bestehen, da dieses Material mit normaler
Kugelschreibertinte gut verträglich ist. In der folaenden Tabelle sind die hauptsächlichen
0
Abmessungen eines Ausführungsbeispieles ang übrt: "ef D ............
5 Mm Durchmesser d, ............ 4,9 mm Durchmesser d . ............
2,9 mm Durchmesser . ............ 4,7 mm Durchmesser d4 ............
4,87 mm Durchmesser d . ............ 4,75 mm Durchmesser 2
mm Durchmesser L# . ........... 6 mm Durchmesser Die radiale Weite
des Expansionskanals beträgt demnach 0,15 mm.
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Aus der vorstehenden Tabelle ist ersichtlich, daß d. etwas kleiner
ist als dl, so daß der den äußeren Endteil 16 umgebende Spalt etwas größer
ist als der den Teil 15 umgebende Spalt; dadurch ist gewährleistet, daß ein
etwaiger Luftaustritt über den Endteil 16 und nicht über den Endteil
15 stattfindet. Dies wird ferner unterstützt, indem eine Abschlußflüssigkeit
verwendet wird, deren Viskosität kleiner ist als diejenige der Behälterflüssigkeit.
Wie ersichtlich, ist auch d" etwas kleiner als d4. Es wurde gefunden, daß diese
Maßnahme die Ablösung von kleinen Einzelbläschen unterstützt, sofern Luft in der
beschriebenen Weise austritt.
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Die weniger wichtigen Abmessungen sind die fol-Clenden:
L3 ........................ 3 imm L4 2 mm L5 ........................
3 mm L6 ........................ 1,5mm x .........................
1 mm
Wie ersichtlich, erfüllt die Behälterflüssigkeit den schmalen Ringspalt
zwischen dem Umfang des vorderen Endteiles 15 und der Innenwand des Behälters,
wobei die Flüssigkeit an der rückseitigen Kante oder Rand dieses Endteiles
15 einen konkaven Meniskus bildet. Durch eine derartige Kante oder Ecke wird
der Meniskus verankert. Eine ähnliche Kante oder Ecke ist an dem vorderen Ende des
Teiles 18 voraesehen. Die Verschlußflüssigkeit 19 erfüllt den Ringspalt
zwischen dem Verschlußbereich des rückseitigen Teiles 16 und der Innenwand
des Behälters; sie bildet an der vorderen Kante dieses Teiles 16 einen konkaven
Meniskus. Die Kammer 14 und der rinförmige Expansionskanal 17 sind mit Luft
ausgefüllt Die eingeschlossene Luft befindet sich also in dem Zustand von (P,
- Pi) .. ".,. Das für die eingeschlossene Luft zur Verfügung
stehende Gasamtvolumen kann um 50% größer gewählt werden als das Volumen der Kammer
14 allein, welches erforderlich ist für ein Gerät, das in einem Flugzeug in einer
Höhe von etwa 8000 Fuß verwendet werden soll, d. h. -
F i g. 2 veranschaulicht den Zustand, in welchem die eingeschlossene Luft
sich auf das kleinste Sicherheitsvolumen zusammengezogen hat und daher nur die Gaskammer
14 füllt. Der Expansionskanal 17 ist dabei von der Verschlußflüssigkeit auscefüllt,
und der ringförmige Meniskus dieser Flüssigkeit hat sich von der inneren Kante des
Verschlußbereiches des Teiles 16 des Nachfolgekörpers bis zu der inneren
Kante oder Ecke des Teiles 18 vorgeschoben.
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F i g. 3 veranschaulicht einen Zwischenzustand, bei welchem
der Behälter sich in horizontaler Lage befindet und der Expansionskanal
17 nur teilweise von der Verschlußflüssigkeit ausgefüllt ist. An der oberen
Seite dieses Kanals hat sich der Meniskus auf einem
Teilstück längs
des Teiles 18 vorgeschoben, während er in dem unteren Teil des Kanals bis
zum Ende des Teiles 18 vorgegangen ist und sich an der Kante oder Ecke dieses
Teiles verankert.
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Danach ist es verständlich, daß man zweckmäßig einen kapillaren Behälter
vorsieht, aus welchem die Verschlußflüssigkeit abgezogen werden kann, um den Expansionskanal
ganz oder teilweise auszufüllen, wenn die eingeschlossene Luft sich zusammenzieht,
und in welchem die Verschlußflüssigkeit aus dem Expansionskanal wieder zurückweichen
kann, wenn die eingeschlossene Luft expandiert. Die als Reserve vorgesehene Verschlußflüssigkeit
kann auch dazu dienen, um die Innenseite des Behälters 10 zu überziehen,
da der Nachfolgekörper 12 den Behälter durchläuft, wenn die Behälterflüssigkeit
11 abgegeben wird. Der für die Verschlußflüssigkeit vorgesehene Behälter
muß selbstverständlich in der Lage sein, mit dem Expansionskanal in einem von der
Gaskammer 14 entfernten Bereich in Verbindung zu treten. Bei der Ausführungsform
nach F i g. 1 bis 3 besteht er aus zwei Schlitzen 21 von kapillarer
Größe, die im rechten Winkel zueinander am äußeren Ende des Nachfolgekörpers quer
eingeschnitten sind. Zusätzlich kann noch eine mittlere Bohrung 22 von kapillarer
Größe vorgesehen sein, von welcher die Schlitze radial ausgehen. Diese mittlere
Bohrung 22 kann in Wegfall kommen, wenn nur ein kleiner Reservevorrat von Verschlußflüssigkeit
erforderlich ist. Nach einer anderen Ausführungsforin können radiale öffnungen von
kapillarer Größe vorgesehen sein, die von der mittleren Bohrung 22 nach außen führen
und die Schlitze 21 ersetzen. Nach einer weiteren Ausführungsmöglichkeit kann der
Behälter aus mehreren Längsschlitzen von kapillarer Weite bestehen, etwa nach Art
der Längsschlitze 23 in F i g. 5.
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Bei einer Ausbildung, bei welcher die Hauptabmessungen der vorstehenden
Tabelle entsprechen, kann die öffnung 22 im Durchmesser und in der Tiefe 2 mm haben,
und die Schlitze 21 können eine Weite von 1 mm und eine Tiefe von 2 mm erhalten.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 bis 3 ist eine
Stufe an dem inneren Ende des Verschlußbereiches des Teiles 16 vorgesehen,
welche normalerweise das Bestreben hat, den inneren Meniskus der Verschlußflüssigkeit
zu verankern. F i g. 4 zeigt eine Ausbildung, bei welcher diese Stufe in
Wegfall kommt. Hier ist der Teil 18 des Nachfolgekörpers verjüngt ausgebildet,
wodurch bewirkt wird, daß, wenn der Nachfolgekörper in den Behälter eingesetzt wird,
der ringförmige Expansionskanal sich von einer maximalen radialen Weite an seinem
inneren Ende, wo er mit einer Kante oder Ecke versehen ist und mit der Gaskammer
14 in Verbindung steht, auf eine kleinste radiale Weite an seinem äußeren Ende verjüngt,
wo er in den den Teil 16 umgebenden Verschlußspalt übergeht. Bei dieser Ausbildung
ist die seitliche Stabilität des ringförmigen Meniskus verbessert, und die scharfe
Ecke wird weniger wichtig als bei der Ausführung nach F i g. 1 bis
3, wo sie sehr erwünscht ist.
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F i g. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher der
Expansionskanal 17 aus mehreren Rillen oder Schlitzen 23 von kapillarer
Größe besteht, die axial in dem Umfang des Teiles 18 des Nachfolgekörpers
eingeschnitten sind, so daß sie von der Gaskammer 14 bis zu dem das rückseitige
Ende 16 umgebenden Verschlußspalt führen. Bei dieser Ausbildung ist vorzugsweise
eine scharfe Ecke oder Kante vorgesehen, wo der Expansionskanal 17 mit der
Gaskammer verbunden ist.
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Diese Ausbildung hat eine gesteigerte Stabilität des inneren Meniskus
der Verschlußflüssigkeit zur Folge, wenn diese nach der Kontraktion oder Expansion
des Gases den Kanal 17 ausfüllt oder aus diesem zurückweicht. Wenn ein einzelner
kapillarer Schlitz 23 vorgesehen ist, kann er sich über die gesamte Länge
des Teiles 16 erstrecken.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 besteht der Expansionskanal
17 aus einer kapillaren Bohrung 24, die von der Gaskammer 14 durch den Nachfolgekörper
hindurch nach außen zu dem Behälter 21, 22 der Verschlußflüssigkeit führt. Der Kanal
kann, wie dargestellt, an seiner Verbindungsstelle mit der Gaskammer eine scharfe
Ecke oder Kante haben. Die Bohrung 24 kann zweckmäßig einen Durchmesser von
0,5 mm erhalten.
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Die kapillare Bohrung kann bei einer zweiteiligen Ausführung einen
schraubenförmigen oder in anderer Weise gewundenen Verlauf haben, z. B. die Form
eines Schraubengewindes auf einem von der Einschnürung 13 in dem rückseitigen
Ende 16 vordringenden Kern, so daß seine Länge zur Aufnahme einer größeren
Gasexpansion vergrößert wird. Der Kern kann nach einer anderen Ausführung auch mit
einer oder mehreren äußeren Längsrillen versehen sein.
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Die Verschlußflüssigkeit braucht bei allen Ausführungsbeispielen keine
besonders hohe Viskosität aufzuweisen. Vorzugsweise ist diese geringer als diejenige
der Behälterflüssigkeit. Die Viskosität der Verschlußflüssigkeit soll genügend groß
sein, um zu verhindern, daß unter den bei normalem Gebrauch des Gerätes einwirkenden
Stößen keine Flüssigkeit verspritzt oder durch Tropfenbildung verloren wird. Die
Viskosität soll andererseits so niedrig sein, daß eine schnelle Bewegung der Flüssigkeit
in und aus dem Expansionskanal gewährleistet ist und das Anhaften eines zu starken
Films an einer Fläche, von welcher die Flüssigkeit bei solchen Bewegungen zurückweicht,
vermieden wird. Es wurde gefunden, daß flüssiges Paraffin und Rizinusöl unter normalen
Verhältnissen gut verwendbar sind.
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Das spezifische Gewicht des Materials für den Nachfolgekörper oder
Kolben soll so gewählt werden, daß der von dem Nachfolgekörper auf die Tinte bei
nach abwärts gerichteter Lage der Schreibspitze ausgeübte Druck geringer und vorzugsweise
wesentlich geringer ist als der maximale kapillare Druck an dem inneren Endteil
des Nachfolgekörpers. Bei normalen Abmessungen des Behälters ist unter diesem Gesichtspunkt
irgendein geeignetes Plastikmaterial gut verwendbar.
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Anstatt daß der Expansionskanal wie bei den Ausführungsformen nach
F i g. 1 bis 6 von der Kammer
nach außen gerichtet ist, kann
er auch von der Gaskammer nach innen zu der Flüssigkeitssäule verlaufen. Beispiele
für eine derartige umgekehrte Anordnung sind in F i g. 7 bis 9 veranschaulicht.
F i g. 7
zeigt eine Ausbildung, bei welcher der kapillare Expansionskanal
17a in Ringform das im Durchmesser verkleinerte rückseitige Ende 18 a des
vorderen Teiles 15 des Kolbens oder Nachfolgekörpers umgibt. Wie ersichtlich,
steht dieser Expansionskanal mit der Gaskammer 14 und mit dem Spalt in Verbindung,
welcher den Bereich des Teiles 15 umgibt, der mit enger Gleitspannung in
der Bohrung des Behälters 10 sitzt. Der vordere Teil des Nachfolgekörpers
ist
vorzugsweise an der Stelle, wo er auf den Teil 18
a
verkleinert ist, mit einer Stufe versehen, so daß der Meniskus der Flüssigkeit,
welche diesen Spalt ausfüllt, verankert wird. Dies ist dargestellt in dem Zustand,
wo die eingeschlossene Luft ganz expandiert ist. Der Teil 18 a ist
ebenfalls mit einer Kante oder Ecke versehen, und zwar dort, wo der ringförmige
Expansionskanal mit der Gaskammer 14 in Verbindung steht. Der den rückseitigen Teil
16 des Nachfolgekörpers umgebende Behälter für die Verschlußflüssigkeit
19 entspricht der Ausbildung nach F i g. 1
und den für diese Figur
angegebenen Abmessungen.
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F i g. 8 zeigt einen Nachfolgekörper, bei welchem der kapillare
Expansionskanal Rillen 25 in dem vorderen Teil 15 b und Rillen
23 in dem rückseitigen Teil 16 b des Nachfolgekörpers umfaßt,
die den Rillen 23 in F i g. 5 ähnlich sein können. Am rückseitigen
Ende des Teiles 16b ist ein kapillarer Behälter für die Verschlußflüssigkeit
vorgesehen, der aus Schlitzen 21 und einer Bohrung 22 in der oben beschriebenen
Ausführung besteht.
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F i g. 8' veranschaulicht auch den Umstand, daß der Nachfol,gekörper
aus zwei ursprünglich getrennten Teilen bestehen kann, um die Herstellung z. B.
durch Spritzguß zu vereinfachen. Der verkleinerte Teil 13 b an der
Einschnürunasstelle des Nachfol-ekörpers ist als axialer Vorsprung am vorderen Ende
des rückseitigen Teiles 16b ausgebildet, der in eine Ausnehmung
26 im vorderen Teil 15 b paßt und darin erforderlichenfalls
durch einen geeigneten Kitt oder Klebstoff befestiat werden kann. Eine ähnliche
zweitellige Ausbildung kann selbstverständlich auch bei den anderen in der Zeichnung
dargestellten Nachfolgekörpern Anwendung finden.
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F i g. 9 zeigt eine Ausbildung, bei welcher der kapillare Expansionskanal
aus einer Bohrung 24 c besteht, die von der Gaskammer 14 zu der vorderen Stirnfläche
des Teiles 15c des Nachfolgekörpers führt, so daß eine Verbinduna, zwischen der
Gaskammer und der Flüssigkeitssäule in dem Behälter 10
hergestellt wird. Auch
hier ist ein Behälter iür die Verschlußflüssigkeit, welche den Spalt um den Teil
16e des Nachfolgekörpers ausfüllt, an dem äußeren Ende dieses Teiles vorgesehen,
wobei dieser Behälter, wie oben beschrieben, aus Schlitzen 21 und einer Bohrung
22 besteht.
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Es sei hervorgehoben, daß, wenn die Luft oder ein anderes in der Kammer
14 ein-eschlossenes Gas expandiert oder sich zusammenzieht, ein nach F i
g. 7
und 9 ausgebildeter Nachfolgekörper sich aus der Flüssigkeit in
dem Behälter etwas nach außen bewegt bzw. in sie einsinkt.