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Die Erfindung betrifft ein als Hartdochtschreiber bekanntes Schreibgerät,
das im wesentlichen aus einem die Tinte aufnehmenden und bevorratenden Tintenraum
und einem die Tinte an die Schreibfläche abgebenden Docht in Gestalt eines Bündels
aus natürlichen oder künstlichen Fasern, z. B. Bambus-oder Kunststoffasern, besteht.
Derartige Dochte werden zum Unterschied zu Schreibspitzen aus Filz häufig auch »Hartdochte«
genannt. Dabei erfolgt die Zuführung der im Tintenraum gespeicherten Flüssigtinte
in den Docht und aus diesem auf die Schreibunterlage durch die Kapillarwirkung des
Hartdochtes. Die Speicherung des flüssigen Schreibmediums erfolgt gewöhnlich in
der Weise, daß es in einem in den Tintenraum eingeführten Speicherkörper aus einem
saugfähigen Material aufgenommen ist. Meist besteht der Speicherkörper aus einem
Material, ähnlich dem, das für Zigarettenfilter-Mundstücke zum Einsatz gelangt und
das in Form von etwa 50 bis 80 mm langen und 5 bis
8 mm Durchmesser aufweisenden, mit Tinte vollgesogenen Patronen verwendet
wird. In diese Patronen ragt der von der Schreibspitze gehaltene Docht ein Stück
weit, z. B. 3 bis 5 mm, hinein.
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Ein wesentlicher Nachteil dieser Methode der Tintenspeicherung liegt
naturgemäß darin, daß nur eine begrenzte Tintenmenge untergebracht werden kann,
die geringer als das zur Verfügung stehende Volumen im Schreibgerät sein muß, da
dieser Raum zum großen Teil von dem fähigen Speichermaterial selbst und nur zum
Teil von der in den Hohlräumen derselben gehaltenen Tinte ausgefüllt wird. Dabei
wird im Gebrauch nicht einmal die ganze im Material gespeicherte Tintenmenge an
den Docht abgegeben, weil sich nach einem gewissen Verbrauch ein Gleichgewicht zwischen
der Kapillarwirkung und der Speicherinasse und der des Dochtes einstellt. Praktisch
bedeutet dies nach Erfahrungswerten, daß nur 60 bis 80 % der gespeicherten
Tinte verschrieben werden können.
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Man hat deshalb auch Schreibinstrumente konstruiert, die an Stelle
einer Speichermasse Patronen in Gestalt kleiner im Querschnitt meist runder, beidseitig
verschlossener mit Flüssigtinte gefüllter Behälter aufnehmen und die beim Einsetzen
und Zuschrauben des Gerätes an der der Schreibspitze zugewandten Stirnseite geöffnet
werden. Eingeführt haben sich vor allem Patronen, deren Verschluß an einer Seite
aus einer eingepreßten Kugel besteht, die beim Einsetzen in das Schreibgerät in
den Innenraum der Patrone hineingestoßen wird. Diese Schreibgeräte setzen jedoch
ein kompliziertes Druckausgleichssystem voraus, da ein sicheres, tropffreies und
den Tintennachfluß regelndes Schreiben nur dann möglich ist, wenn aus den Patronen
die Flüssigtinte nicht in beliebiger Menge auslaufen kann, aber andererseits die
für den Nachfluß notwendige Verdrängungsluft in die Patrone gelangen kann. Auch
in diesem Fall wird natürlich von der Patrone an sich ein beachtlicher Teil des
zur Verfügung stehenden Raumes beansprucht, der für die Speicherung mit Tinte verlorengeht.
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Bei Hartdochtschreibern kommt es aber wegen der an sich begrenzten
Lebensdauer des Dochtes vor allem darauf an, daß sie billig in der Herstellung sind
und trotzdem eine ausreichende Bevorratung an Schreibflüssigkeit aufweisen. Dem
Erfordernis der billigen Herstellung aber steht die Anbringung von komplizierten
und verhältnismäßig viel Raum beanspruchenden Druckausgleichskammern, die z. B.
bei Füllfederhaltern für den regelmäßigen Tintennachschub sorgen, entgegen.
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Demnach lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, auf einfache
Weise einen Docht in einem Schreibgerät schreibsicher und auslaufsicher mit einer
großen Menge flüssiger Tinte zu versorgen und dabei bei der Verwendung von nicht
in einem Speicherkörper aufgenommener Flüssigtinte das tropfenweise Ausfließen derselben
zu vermeiden. Die Erfindung löst dieses Problem allgemein durch einen besonderen
Abschluß der Tintensäule, der gemäß dem Verbrauch in Richtung auf die Schreibspitze
in Berührung mit der Tintensäule nachgleitet.
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Von der Weiterentwicklung der üblichen Kugelschreibermine zur sogenannten
Großraum-Kugelschreibermine her ist es allerdings bekannt, die Pastensäule mit einem
im Maße des Verbrauchs nachgleitenden Abschluß zu versehen. Unter einer Großraummine
versteht man eine Kugelschreibermine, bei der der Innendurchmesser des die Schreibpaste
aufnehmenden Röhrchens so dimensioniert ist, daß es die mehrfache Pastenmenge, bezogen
auf übliche Kugelschreiberminen, aufnehmen kann. Dünnere Minenröhrchen sozusagen
üblicher Größe wurden nämlich deshalb lange Zeit allein in der Praxis verwendet,
weil bei ihnen das Auslaufen der Farbpaste am rückwärtigen Ende dadurch verhindert
wurde, daß einmal in der Schreibspitze ein wirksames Kapillarverhältnis zwischen
Kugel und Kugelsitz gegeben, also der Abstand so groß ist, daß die Kapillarkraft
der zwischen Kugel und Kugelsitz befindlichen Farbpaste einen Durchbruch der Luft
verhindert, während andererseits die Oberflächenspannung der Farbpaste ein Durchbrechen
ihres Meniskus am rückwärtigen Ende dann verhindert, wenn dieser durch die Röhrcheninnenwandung
bedingte Meniskus eine Größe hat, die dieser Gegebenheit Rechnung trägt. In der
Praxis wurde gefunden, daß die meisten Farbpasten üblicher Viskosität bei einem
Röhrcheninnendurchmesser unter 3,1 mm noch auslaufsicher sind. Aus diesem
Grund wird, um einen Schutz auch bei ungünstigen Verhältnissen, z. B. Erschütterung
oder höhere Temperaturen, zu geben, der Röhreheninnendurchmesser nicht größer als
2,8 mm gefertigt.
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Da für die Unterbringung einer größeren Farbpastenmenge durch Vergrößerung
des Röhrcheninnendurchmessers die vorstehend erläuterten physikalischen Bedingungen
nicht mehr gegeben sind, wurden andere Mittel versucht. Einer dieser Vorschläge
sieht vor, kleine Hohlkörper als Schwimmer auf die Pastensäule aufzusetzen. Diese
Schwimmer haben in der Praxis keinen Auslaufschutz ergeben. Es hätte nahegelegen,
die Oberflächenspannung der Schreibpaste, deren zu geringe Größe als für ein Auslaufen
nach rückwärts als im wesentlichen verantwortlich erkannt wurde, heraufzusetzen,
oder aber auch die Viskosität der Farbpaste, die z. B. bei Erschütterung und ähnlichen
Faktoren für ein Auslaufen verantwortlich ist, zu erhöhen. Dem stehen jedoch sowohl
schreibtechnische als auch fabrikationstechnische Gründe entgegen.
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Der dargelegten Gründe wegen mußte man bei sogenannten Großraumminen,
um das Auslaufen der Farbpaste nach rückwärts zu verhindern, eine andere Lösung
suchen, während das Problem, ein schreibspitzenseitiges
Auslaufen
bzw. tropfenweises Ausfließen zu vermeiden, nicht existiert, weil die mit enger
Toleranz in ihren Sitz eingepaßte und allein beim Abrollen das Schreibmedium überragende
Kugel und die hochviskose Konsistenz der Kugelschreiberpaste dies von selbst verhindert.
Die Lösung wurde bei Kugelschreiber-Großraumminen darin gefunden, auf den Meniskus
der Farbpaste eine Substanz zu geben, deren Thixotropie auf die Konsistenz der Farbpaste
und den Durchmesser der Mine abgestimmt ist. Insbesondere bewährt haben sich für
Abschlußmassen Silikonpasten nach dem deutschen Patent 957 280, die wegen
ihres neutralen Verhaltens praktisch temperaturunabhängig sind.
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Der Verwendung derartiger Abschlußmassen zur Verhinderung des rückwärtigen
Auslaufens oder schreibdochtseitigen Austropfens bei mit im Gegensatz zur hochviskosen
Schreibpaste mit niederviskoser dünnflüssiger Tinte gefüllten Tintenräumen von Hartdochtschreibern
stand aber für den Fachman die überlegung entgegen, daß das spezifische Gewicht
der Masse, aus der der Abschlußpfropfen besteht, wesentlich höher ist als das spezifische
Gewicht der Flüssigtinte. Der Fachmann mußte mithin davon ausgehen, daß in der normalen
Schreiblage der Pfropfen mit seinem spezifisch höheren Gewicht zumindest teilweise
in die Flüssigtinte mit dem niedrigeren spezifischen Gewicht eindringen und auf
diese Weise die Abschlußwirkung zunichte machen würde. Dies hätte natürlich auch
auf Erschütterungen zutreffen müssen. Es war weiterhin zu befürchten, daß die Abschlußmasse
nicht durch die dünnflüssige Tinte nachgezogen und damit ein Abreißen des Schreibfadens
eintreten würde, da der Hartdochtschreiber im Gegensatz zu der im Kugelschreiberbett
rollenden Kugel nicht zwangsweise im Gebrauch durch das Abrollen Farbpaste aus den
Röhrchen zieht und auf das Papier bringt.
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Es ist ferner bei einem Minenröhrchen für Kugelschreiber bekannt,
zu dem Zweck zwischen der Innenwand des Röhrchens und der Pastensäule eine die Adhäsion
der Paste an der Wand vermeidende Schicht zu schaffen, zunächst auf die Pastensäule
eine Auflage der überzugsmasse für die Röhrchenwandung aufzubringen, die sich im
Maße des Verbrauchs an Paste durch Anlegen an die Innenwand selbst verbraucht. Die
mit Bezug auf Abschlußpfropfen in sogenannten Großraumminen aufgeführten Argumente
treffen aber auch auf diesen Fall zu.
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Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß auf einfache Weise
ein Dochtschreiber schreibsicher und auslaufsicher mit einer großen Tintenmenge
gefüllt werden kann, wenn auf das Ende des Meniskus der Tintensäule ein Abschlußpfropfen
ähnlicher Eigenschaft, wie er für Kugelschreiber-Großraumminen verwendet wird, jedoch
festgelegter Penetration, gegeben wird. Unter »Penetration« wird dabei der Widerstand
eines unter festgelegten Bedingungen geprüften, sehr zähflüssigen Materials gegen
das Eindringen eines Eindringkörpers verstanden. Sie wird ausgedrückt in Penetrationseinheiten,
wobei eine Einheit 1/io mm Eindringtiefe entspricht. Es hat sich dabei in ebenfalls
überraschender Weise gezeigt, daß der Einsatz eines solchen Pfropfens aus einer
Masse mit bestimmten Eigenschaften nicht nur den Vorteil mit sich bringt, daß der
zur Verfügung stehende Tintenraum vollständig ausgenutzt und auf die Verwendung
von Patronen aller Art verzichtet werden kann, sondern daß darüber hinaus die Schreibeigenschaft
und damit die Qualität verbessernde Vorteile erzielbar sind.
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Ein sehr wesentlicher, bei Anwendung der Erfindung sich ergebender
Vorteil wird darin gesehen, daß sie erstmals die Möglichkeit schafft, die Tintenabgabe
eines Hartdochtes auf die Schreibfläche so einzustellen, daß bei gleichartiger Tinte
und gleichartigem Docht, je nach der Konsistenz der verwendeten Abschlußmasse,
eine verhältnismäßig hohe Tintenabgabe (Vollstrich) oder eine verhältnismäßig geringe
Tintenabgabe (Feinstrich) erzielt werden kann.
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Demnach betrifft die Erfindung ein Schreibgerät mit einem kapillaren
Docht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der nur mit Tinte gefüllte Tintenraum
an der dem Docht abgewandten Seite einen die Tintensäule abschließenden Pfropfen
aus einer thixotropen Masse enthält, deren Penetration zwischen 150 und
500 liegt.
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Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnung erklärt.
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1 ist der Schaft eines Hartdochtschreibers, dessen Innenraum
den Tintenraum abgibt. In diesen wird so viel Flüssigtinte 2 gegeben, daß der Tintenraum
weitgehendst in seinem Volumen genutzt ist. Nunmehr wird auf die Tinte durch eine
übliche automatische Füllvorrichtung die notwendige Menge der einen Pfropfen
3 bildenden Abschlußmasse gegeben. Dabei wird zweckmäßig so verfahren, daß
die Düse für das Einbringen der Abschlußmasse sich so dicht über dem Tintenmeniskus
4 befindet, daß bei Ab-
gabe der Abschlußmasse zwischen diesem und der Masse
kein ungewolltes Luftpolster eingeschlossen werden kann. Vor dem Füllen des Tintenraumes
und Aufgabe der Abschlußmasse ist in die Spitze 5 des Schreibers der Hartdocht
6 montiert worden. über der Abschlußmasse wird ein kleiner Leerraum
7 gelassen, der von dem eigentlichen Verschluß 8 in Form eines Stopfens,
einer Kappe od. dgl, abgeschlossen wird. In den Leerraum 7 mündet ein beispielsweise
die Seitenwandung des Schaftes 1 oder den Stopfen 8 durchsetzendes
Luftloch 9, durch das die für das Nachfließen der Abschlußmasse bei Verbrauch
der Tinte notwendige Verdrängungsluft eindringen kann.
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In dem Maße also, in dem bei der Benutzung Tinte2 durch die Kapillarkräfte
des Dochtes6 an die Schreibunterlage10 abgegeben und damit der Flüssigkeitsspiege14
in Pfeilrichtung gesenkt wird, rutscht der aus Abschlußmasse bestehende Pfropfen3
unter Vergrößerung des Leerraumes7 nach, ohne dabei die Berührung mit dem Meniskus
der Tintensäule zu verlieren und ohne dabei seine Dichtwirkung längs der Innenfläche
des Behältersl aufzugeben, aber auch ohne daß der spezifisch schwere Pfropfen in
die Tinte eindringt und diese seitlich verdrängt oder durch den Docht herauspreßt,
falls die Abschlußmasse des Pfropfens3 eine in Penetrationsgraden gemessene Viskosität
aufweist, die insbesondere der Tintenmenge, den physikalischen Eigenschaften der
Tinte (Normaltinte - Sondertinte) und dem Innendurchmesser des Tintenraumes
angepaßt ist. Eine solche Anpassung der Penetration ist auch grundsätzlich durch
die Eigenschaften der Hartdochte gegeben, deren Saugwirkung und kapillare Bremswirkung
in weiten Grenzen variiert. Die Penetration wird nach der Konusmethode nach
ASDM
E217 und DIN 51804 bestimmt. Ein besonderer Vorteil liegt auch in
der bereits erwähnten »Brernswirkung«, mit der bei gleichen Dochten unterschiedliche
Schriftstärken erreicht werden können. Selbstverständlich unter der Voraussetzung,
daß ein fehlerfreier Docht eingesetzt wird, kann also bei gleichen Abmessungen des
Tiefenraumes, gleicher Kapillarität des Dochtes und gleicher Oberflächenspannung
der Tinte durch Variation der Menge und/oder Penetration der Masse des Pfropfens
der Tintenfluß eingestellt werden, also ein voller Strich erzielt werden, wenn für
den Abschlußpfropfen eine in der Penetration hochliegende Masse gewählt oder die
Menge der Abschlußmasse entsprechend gering gehalten wird, während sich eine geringe
Tintenabgabe beim Schreiben erzielen läßt (z. B. für die Buchführung), wenn die
Masse in ihrer Penetration entsprechend niedriger liegt oder aber die Menge der
Abschlußmasse entsprechend größer gewählt wird. Auf diese einfache und während des
Fabrikationsvorganges beliebig zu ändernde Methode wird es erstmals möglich, bei
sonst vollständig gleicher Fabrikationsweise Hartdochtschreiber gewünschter unterschiedlicher
Schreibeigenschaften herzustellen.
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Die nachfolgende tabellarische Übersicht erläutert an Hand von einigen
keinen Anspruch auf Vollständigkeit erhebenden Beispielen, in welcher Weise für
ein einwandfrei funktionierendes auslaufsicheres Schreibgerät die Art der verwendeten
Abschlußmasse, deren in Penetration gemessene Konsistenz und deren durch die Höhe
bestimmten Menge von der Art der Tinte und dem Innendurchmesser des Tintenraumes,
je nachdem, ob einVollstrich-Schreibgerät oder ein Feinstrich-Schreibgerät
verlangt wird, abhängt.
| Beispiel |
| 1 2 3 4 5 6 |
| 1. Oberflächenspannung Tinte (dyn cm-') 37, 0 37,0
44,0 44,0 50,0 50,0 |
| 2. Tintenbehälter |
| Volumen (cm3) ............... 2,5 2,5 4,0 4,0 4
' 0 4 9 0 |
| Innendurchmesser (mm) ....... 6,0 6,0 8,0 8,0 8J0 8,0 |
| 3. Abschlußmasse Vaseli nartige |
| Art ......................... Silikon Silikon Silikon
Silikon Substanz |
| Penetration ......... . ........ 200 200 300 300
450 450 |
| Höhe (mm) .................. 5 8 8 12
10 15 |
| 4. Strich ....................... voll fein
voll fein voll fein |
Dem Einsatz der vorstehend beschriebenen Abschlußmassen für Pfropfen in mit Flüssigtinte
gefüllte Hartdochtschreiber stand zunächst auch die überlegung entgegen, daß infolge
der grundsätzlich anderen Gegebenheiten gegenüber einem Kugelschreiber bei einem
nicht einwandfrei dicht in der Spitze des Schreibgerätes montierten Hartdocht die
Tinte, z. B. bei leichten Schleuderbewegungen, wie sie bei Erschütterungen oft vorkommen
können, zwischen dem Docht und der Dochthalterung austritt und das Gerät oder die
Schreibunterlage als Folge hiervon verunreinigt. Es hat sich entgegen diesen Erwartungen
überraschenderweise gezeigt, daß bei richtiger Penetration der Abschlußmasse mit
vollständiger Sicherheit ein Auslaufen nach rückwärts auch unter ungünstigen Gegebenheiten,
z. B. Erschütterungen mit der Spitze nach aufwärts, Luftdruckschwankungen im Flugzeug,
hohen Temperaturschwankungen, ebenso verhindert werden kann wie ein ungewolltes
oder ungeregeltes Austreten der Flüssigtinte aus der Spitze oder selbst neben der
Spitze bei auf Fabrikationsfehlem beruhenden, nicht genau dichten Dochthalterungen.
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Ein weiterer beachtlicher Vorteil liegt darin, daß bei Frost nicht,
wie dies sonst bei wäßrigen Tinten in Tintenpatronen häufig eintrat, ein Zerreißen
des Tintenbehälters eintreten kann, da die Abschlußmasse eine Ausdehnung der Tinte
nach rückwärts, also zur Seite der Abschlußmasse hin, eröffnet. Die Erfindung eignet
sich aber auch in hervorragender Weise dazu, ein Schreibgerät in Form einer zylinderförmigen
Halterung mit auswechselbaren Patronen zu speisen. Man kann sich leicht vorstellen,
daß die in der Zeichnung dargestellte Einheit einschließlich des Dochtes
6 mit Tinte 2 und Pfropfen 3
mit oder ohne Verschlußstopfen oder -kappe
8 in eine zylinderförmige, beispielsweise aus Kunststoff bestehende schreibseitig
eine öffnung für die Spitze 5
und den Hartdocht 6 aufweisende Halterung
eingesetzt und in ihr festgelegt werden kann. Gegenüber den zur Zeit üblichen Patronen
tritt unverkennbar der Vorteil zutage, daß der zur Verfügung stehende Raum in viel
höherem Maße für die Flüssigtinte zur Verfügung steht, daß komplizierte und teuere
Druckausgleichssysteme nicht erforderlich sind und eine Verschmutzung der Aufnahme
vermieden wird.