DE1511395A1 - Fuellfederhalter - Google Patents

Description

DJPL-INÖ.

HELMUT GORTZ '

6 Frankfurt am Main 70 1*1 ««5OC ¹9· Juli-1966 Schneckenhofsir. 27-Tel.6i7ö79 »SMliJiJO ßzf/g

"Textron■Inc β» 1Ü Dorrance Street Providence, Hhode Island, USA

Füllfederhalter

Die Erfindung bezieht-sieh'-auf ein Schreibgerät und insbesondere auf einen Füllfederhalter mit einer -verbesserten Tintenzufuhr-Steuereinrichtungο

Bei herkömmlichen FüllfederhalterjD.1st die Tinte in einem Speicher enthalten, dessen inneres Volumen während des normalen Schreibens konstant bleibt» Mr ein dauerndes Schreiben ist notwendigj dass ein gesteuerter Mnlasa von luft in den Speicher geschaffen wird, um sich das leichte Vakuum ausgleichen zu las·»- sen, das durch den Tintenentzug beim Schreiben entstanden ist_o Diese gleichzeitige"aber entgegengesetzte Strömung der Luft in den Speicher hinein gegenüber dem Tintenausfluss aus dem Spei- , eher wird hauptsächlich durch unmittelbare Luft- und Tintenfcanäle bewirkt, die sich innerhalb''der Zuführstange erstrecken oder mindestens teilweise von ihr begrenzt werden, welche vom Speicher zur Federspitze reicht. Der Tintenkanal wird gewöhnlich als relativ dichter KapiliarBchlitζ oder -Spalt in der Zufuhrstange ausgebildet, wobei der Luftkanal gewöhnlich der Raum unmittelbar benachbart der Zufuhratange ist» Der Luftkanal ist im Querschnitt klein genug, um sine. Tintensäule zu tragen, jedoch grosfi ■ genug, um eine Hindurchtev/egung von Luftblasen au gestatten_o

Luft im Speicher des Füllfederhalters sucht sich natürlich zu entspannen, wenn der Federhalter einer Temperaturerhöhung oder einer Luftdrückabsenkung ausgesetzt wird. Wenn eine solche Expansion auftritt, während der Federhalter in Schreibstellurig gehalten wird, wird-Tinte aus dem Speicher in grösserer Menge

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herausgedrückt, als sie von den Tinten- und Iiuftkanälen aufgenommen werdenkann.

Früher haben die Hersteller i:a ihrer) Federhaltern eine Art Expansionskammer eingebaut ι um eine solche übermäsaige Tintenströmung zu steuern Und ein Auslaufen der Tinte aus dem !federhalter zu verhindern Die Expansionskamnier hatte gewöhnlich die Form mehrerer relativ grosser kapillarer Nuten oder Kammschnitten, die in der Zuführung oder in einem getrennten Steuerglied benachbart der Zuführung eingearbeitet sind, wobei die Nuten so angeordnet sind, dass sie sowohl mit dem Tintenzufuhrkanal als auch mit der Atmosphäre kommuniziere/·,, Bei einer solchen Kon·= striktion strömt überschüssige Tinte, die in den Tintenzufuhrkanal eintritt, für eine vorüberge.ae.ade Speicherung in die Expansionskammernuten über, bis sie zum Zufuhrkanal zurückgeführt wird3 um entweder während des Schreibens entnommene Tinte zu ersetzen, oder sie zum Speicher zurückzuführen, nachdem der Tinten-Treibdruck im Speicher zurückgegangen ist_o

Ohne jede Frage haben sich die bekannten Expansionskammer~Einriehtungen in der Federhaltertechnik als wertvoll herausgestellt, da im wesentlichen viele, schwiarigs Undichtigkeitsprobleme, die bei damaligen Füllfederhaltern bestanden»in ihren Auswirkungen gemildert wurden., Jedoch haben diese Expansionskammereinrichtungen verschiedene zusätzliche Probleme mit sich gebracht, welche die Herateller fleissig versucht haben zu lösen, jedoch im Laufe der Jahre ohne merklichen Erfolg, denn die heutigen Füllfederhalter verwenden noch denselben Grundaufbau wie vor vielen Jahren« . ,

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Beispielsweise sind diese Expansionskammereinrichtungen, gleich» gültig ob aus Hartgummi hergestellt_r oder aus geeignetem Kunststoff geformt, wagen des komplizierten Präzisionemechanik relativ teuer und es werden Facharbeiter und viel Zeit benötigt, um die bei der Herstellung auftretenden extrem engen Toleranzen eläßauhalteno Darüber hinaus ist es sogar mit besten Herstellungsverfahren und -ausrüstungen schwierig, diese engen Toleranzen einzuhalten. Merkliche Abweichungen in bestimmten wichtigen Dimensionen dieser Einrichtungen machen oft den Unterschied zwischen·einem guten und elftem fehlerhaften Füllfederhalter aus«

Auch wegen der Zerbrechlichkeit der'^amme" und anderer Teile herkömmlicher Expansions- oder HediumBteuereinrichtungen, wird ein hoher Prosentsatz der Einrichtungen gewöhnlich entweder bei der Herstellung,oder während des Zusammenbaues zu den fertigen Haltern beschädigte DemgemäSB wird nicht nur die Herstellungszeit , die höch<iualifiziertt Arbeiter benötigen, verloren, sondern derartige beschädigte Steuereinrichtungen können nicht einmal teilweise wiederverwendet werden₀

Ein anderer Nachteil herkömmlicher Expansionseinrichtungen besteht darin, dass ein erheblicher Prozentsatz des Gesamtvolumens aus einem Festkörper besteht und daher für das Halten von Tinte verloren geht»Der hohe Prozentsatz des festen Materials in derartigen Einrichtungen dient bloss als Stütze für die. .Kapillarkanäle, so dass sich das ergebende Bauteil nicht besonders zerbrechlich ist» Obgleich Hersteller auf verschiedenen Wegen versucht haben j das von der Exi.ansioii&einrichtung eingenommene Yio 2 urne η wirksamer zu verwenden,, ist ^*⁸ heute nur ein sehr

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geringer Fortschritt erzielt worden. Bei den schon beschränkt verwendbaren Innenraum bei heutigen Qualitätsfüllhaltern wird somit ein ziemlich bedeutender Teil von der Expansionseinrichtung eingenommen, die von genügender G-rösse sein muss, um eine angemessene Reserve-Überströmkapazität- für den Füllhalter zu schaffen., Wenn bisher die Grosse der Expansionseinrichtung verringert werden sollte, um eine gewünschte Zunahme der Speicher- ■ kapazität zu schaffen, würde beispielsweise ein Hersteller die Entstehung einer Bedingung riskieren, die wegen Undichtigkeit " au Abnehmerbeschwerden führen würde₀ Bei dem gewöhnlichen Füllhalter besteht somit ein Problem, einen richtigen Ausgleich zwischen der Speicher« und der Überströmkapazität herzustellen

Die vorliegende Erfindung stellt die erste wirtschaftlich bedeutende Verbesserung in Füllhaitersufuhr-Steuersystemen dar, und «war seit der Zeit* da Hersteller vor vielen Jahren A^e^Gedanken, Kapillar~Überströmkanäle vorzusehen, gefasst hatten_o Die Erfindung^Vermeidet nicht nur die verschiedensten oben diskutierten Probleme, bzw« scheidet sie im wesentlichen aus, sondern schafft auch.eine bedeutende Herabsetzung sowohl der Herstellungs« als auch der Reparaturkosten₀ .

Demgemäss ist es diejAufgabe der Erfindung, ein verbessertes Zufuhrsteuerglied für einen Füllhalter zu schaffen,, Das Glied soll aus einem einzigen Teil bestehen und leicht und preiswert herzustellen sein. Das stärk vereinfachte und besonders zuver-· ' lässige Steuerglied soll eine Vielzahl von "überström-Zellen" oder -Kammern haben, die dort über den gesamten Raum ziellos verteilt sindL ' · · .

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Das Steuerglied, soll aus einer geformten Kunetetoffmatrix bestehen, in welcher im gesamten Bereich die miteinander kommunizierenden kapillaren Überströmzellen vorgesehen sind, um überschüssige, aus dem Speicher abgegebene Tinte vorübergehend zu halten. Der lüllhalter mit der erfindungsgemässen Ausbildung soll einen Vakuumtihtenspeicher haben, wobei das geformte Kunststof ^Steuerglied wesentlich weniger zerbrechlich als bisherige Steuerungen ist und, auf die Grosse bezogen, eine hohe Tintenhai tekapazität besitztο Jn der Kunststoffmatrix sollen eine Vielzahl verschieden grosser, miteinander kommunizierender Räume geschaffen werden, von denen ein Seil als Übertragungskanäle und der Hest als Überström-Speieherzellen zurvorübergehenden Aufnahme überschüssiger Tinte dienen soll«, Schliesslioh soll das Steuerglied extrem einfach^ jedoch hochwirksam, preiswert, jedoch zuverlässig ausgebildet sein und routinemässig behandelt und vom Hersteller ohne Beschädigungsgefahr zusammengebaut werden,, *■

Weitere. Vorteiles Merkmale' und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnungο

Gemäss vorliegender Erfindung ist ein Füllhalter vorgeseheni der einen Schaft mit einem herkömmlichen Tintenspeicher im Schaft aufweistο Vorn am Schaft befindet sich die Schreibspitze· die von beliebiger Art sein kann. Eine Kapillarzufuhr erstrecket sich zwischen dem Speicher und der Schreibspitze und dient $urTinten-.Versorgungσ

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Vom Schaft wird benachbart der Zufuhr ein Steuerglied getragen, das eine poröse Matrix aufweist, die von Tinte nässbar ist und die eine Vielzahl ziellos angeordneter Tintenspeicherzellen bil~ det, die mit der Atmosphäre und mit der Zufuhr kommunizieren,, Diese Speicherzellen haben eine geringere Kapillarwirkung als die Zufuhr, und da sie normalerweise nicht mitTinte gefüllt sind, haben sie eine ausreichende Kapillarwirkung, Tinte zu halten, die aus der Zuführung unter Bedingungen Überschüssiger Tintenausgabe aus dem Speicher aufgenommen sein kann_o Wegen der niedrigeren relativen Kapillarität wird jedoch alle Tinte, die in den Zellen vorhanden ist, leicht zur Zufuhr freigegeben, nachdem Tinte aus der Zufuhr entfernt worden ist, so dass die Zellen nur vorübergehend Medium speichern, das aus dem Speicher während derartiger Perioden überschüssiger Tintenabgabe herausgedrückt worden isto

Es zeigt: , "

1 einen Längsschnitt eines Füllfederhalters gemäss der Erfindung,

_β 2 eine Vorderansicht des Füllfederhalters, Pig_o 3 eine vergrösserte Längsansicht, teilweise im Schnitt mit Darstellung des Zufuhrateuergliedee gemäss Pig. 1 und .

4. eine vordere Stirnansicht des Steuergliedes gemäss Pig<> 3c

Der füllfederhalter 10 hat einen im allgemeinen .zylindrischen .Schaft 12, der aus geformtem Kunststoff bestehen kann. Ein Schaftvorderteil oder Griffteil 14 ist in axialer Ausfluchtung

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üit dem Schaft 12 beispielsweise durch die Gewinde 16 verschraubt um den Schaft und den Griffabschnitt zum Mllen leicht auseinandernehmen zu können, .

Wie am besten aus ?ig« 1 hervorgeht, hat der Griffabschnitt 14 Is allgemeinen eine zylindrische Gestalt mit einer allmählichen, nach innen zulaufenden Verjüngung zum Vorderende hin, um ein Ansprechendes Aussehen und einen bequemen Griff bereich für den Benutzer zu schaffen. ■■ ' '.

tint en« oder 0chreiliflüasigkeitsepeicher ißt bei dieser Ausführung ein herkömmlicher Vakuumapeicher, der aus einer Wegwerf patron«32 besteht, die aue Kunststoffmaterial mit niedrigen feuchtigkeitsdampf-Übertragungseigenechaften, wie Polypopylen öder Polyäthylen geformt ist. Diese Patrone hat einen «ylindriachen Körper 34, dessen eines Ende von einer einstückigen Wand 36 geBchlosaen ist und dessen anderes Ende mittels eines Verschlusstopfens oder einer Verschlusscheibe.37 abgedichtet isto Vorzugsweise sind beide Enden 36 und 37 der Patrone 32 so ausgebildet, dass sie durchbohrt werden können, so dass der Benutzer die Patrone beim Einsetzen in den füllfederhalter nicht au orientieren brauchte

Das innere Ende der Tergrösserten Greifabschnittsbohrung 48 ist durch einen Stopfen 38 geschlossen, der einen vergrösserten rückwärtigen Plansch 40 aufweist, welcher in der dargestellten Ausführung gegeri das rückwärtige Ende des Griffabsohnittes stösst und auf diesem sitZt₀ Der Flansch 40 dient nicht nur dazu, den Stopfen relativ zum Griffabschnitt in Stellun&.zu halten,

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sondern ermöglicht dem Stopfen, auf ähnliche Weise einfach am Griffabschnitt durch sogenanntes spin welding abgedichtet zu werden, falls dies gewlinscht wird»

In der mittleren Längsbohrung 42 des Stopfens 38. ist ein Bohrrohr 44 mit Presßitz eingesetzt, das einen Schrägschnitt am rückwärtigen Ende zur Bildung eines Bohrpunktes 46 hat, der ge*-, nügend scharf ist, um entweder die Wand 36 oder den Stopfen der Patrone 32 beim Einsetzen der Patrone in den Federhalter zu durchdringen, um den fintenvorrat zu erneuern*

Eine zentral angeordnete, im Durchmesser verringerte Längsbohrung 50 (Fig. 2)erstreckt sich von der Aussenbohrung 48 des Griffabschnittee 14 nadh vorn und endet am äusseren Ende des GriffÄbBchnittee und bildet somit ein offenes Vorderende. Hehrere Längsrippen 52-erstrecken sich von den BohrüngBbegren-BungBWänden dee Sriffabschnittea 14 radial in die. Bohrung 50 hinein und dienen zur weiteren Herabsetzung des wirksamen Durchmessers der Bohrung 5Oo

Obgleich andere fypen an Schreibspitzen in Verbindung mit dieser Erfindung benutzt werden können, wie eine ^Ngewohnliche Metallspitze* die einen iintenftihruagsschlitz aufweist, ist die Spitze 54 in dieser Ausführung ein im wesentlichen stangenartigeβ EIement von im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt und besteht aus porösem Kunststoff, dessen Matrix vorzugsweise aus einem Polyamid, wie ,Fluorkohlenstoff, besteht« Die Spitze 54 hat erstens einen Schreibspitzenabschnitt 56, der sich durch die

"Bohrung 50 Verringerten Durchmessers dea Griffabschnittes hin« . 909831/0112

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durch und nach vorn über diesen Abschnitt hinaus erstreckt und zweitens einen einstückigen, sich rückwärts erstreckenden länglichen Zufuhrabselmitt/ der aus einem Zwischenabschnitt 58 innerhalb der Bohrung 48 und einem durch .das Bohrrohr 44 zu dessen benachbartem Bohrpunkt 46 reichenden, im Durchmesser verringerten Abschnitt 60 besteht. Die Spitze 54 bildet somit einen kapillaren Tintenleiter zum Zuführen von !flinte aus dem Speicher 32 gur Schreibspitze 56ο Dieser Tintenleiter besteht aus einer Vielzahl miteinander verbundener Poren, die einen Durchmesser im Bereich von etwa 0,025 mm bis 0,152 mm haben, gemessen durch standardisierte ASTM-iOrengrö'ssen-Bestimmungsverfahreno

Die einzelnen Poren, insbesondere diejenigen der Schreibspitze 54, können in ihrer Grosse sowohl unterhalb als auch oberhalb des vorher erwähnten Durchmessers llegen₅ ohne dass sich ein lachteil bei der Verwendung der Schreibspitze ergibt,. Um jedoch eine richtige Kapillarzufuhr der Tinte sicherzustellen, sollte ein grösserer Teil der Poren in den angegebenen Bereich oder Im Durchschnitt dicht benachbart dazu fallen_s wenn übliche wässrige Schreibtinte verwendet wird« ■

Am besten sollte die Schreibspitze 54 aus einem Material hergestellt werden, das durch gewöhnliche Schreibtinte nässbar ist,

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oder entweder durch Behandlung mit einem Qberfläehenafctivmittel oder durch Aussetzen der Tinte selbst nässbar gemacht werden. ^v kann. ■

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Die Schreibspitze 54 wird in der richtigen Betriebsstellung im Griffabschnitt durch Reibeingriff des Schreibspitzenab- Ί schnittes 56 in den radial verlaufenden Rippen 52 in der im Durchmesser verringerten Bohrung 50 :ios Grriffabachnittes 14 gehaltene Der Durchmesser der Bohrung ^!jQ ist grosser als derjenigen des Schreibspitzenteils 36_:, jedoch iat der wirksame Durchmesser der Bohrung 50 durch die radialen Rippen 52 in Wirklichkeit verringert, dass er etwas geringer als der des Spitzenabschnittes 56 ist, so dass sich eine dichte Helbungswirkung ergibt» Trotz dieseB dichten Reibeingriffes zwischen den Rippen 52 und der Spitze 56 wird eine lufts-iitige Verbindung von der Atmosphäre in das Innere des Gk-riffab-^hnittee durch die Bohrung 50 längs des ümfangs der Spitz··; 56 iß den Räumen zwischen den Rippen 52 geschaffen» Innerhalb des -riffabschnittes 14 befindet sich ein verbessertes, neues Medium-;.} beuerglied 62, das in kommunizierender Verbindung mit dem länglichen Zuführabschnitt der Schreibspitze 54 besteht« Dieses Steuerglied hat eine im allgemeinen zylindrische Gestalt und ist.zur Innenfläche der Griffabschnittsbohrung 48 konform. Wie am besten aus den Figo 1, 3 und 4 hervorgeht j hat dieses Steuerglied 62 eine mittlere Längsbohrung 64, die etwae grosser i:.a Durchmesser als der benachbarte mittlere Abschnitt 53 der Zuführung isto Beispielsweise solltet wenn der Mittelabschnitt 53 der Zuführung im Durchmesser. 1,9 wn beträgt, die Bohrung 64 der Zuführung 62 et\/a 2,1 mm gross sein. Darüber hinaus sollte der Durchmesser der Bohrung 64 vorzugsweise geringfügig kleiner.als der äussere Durchmesser des Bohrrohres 44 sein, so dass der sich vom Stopfen 38 nach vorn erstreckende Abschnitt des Bohrrohres 44 mit Press*·

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Bit« eingesetzt werden kann (Mg» 1')» Dieses letztere Merkmal wird hauptsächlich aue HerstellungBgründen vorgeschlagen» denn somit können der Stopfen 38, das Bohrrohr 44 und das Steuerglied 62 vorher zusammengesetzt werden, bevor sie ale vollständige 0nteranordnung in den Griffabschnitt 14 eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang ßoll darauf hingewiesen werden, dass die iufuhrsteuerung vorzugsweise kurz genug ist, ao data sie keine Berührung alt der nach rückwärts zeigenden Schulter 66 hat, die ;«b übergang von der vorderen Bohrung 50 zur mittleren Bohrung 48 dee Griffabschnittes 14 liegtο

der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, dass die Zuführabschnitte 58 und 60 einen yiüssigkeiteleiter *ur direkten Überführung von lunte aus dem Speicher zur Schreibspitze 56 schaffen, wobei ein Rtickluftkanal durch die Bohrung 50, die die Schreibapi tee 56 umgibt, vorgesehen wird, und «war durch den Baum «wischen dem vorderen Ende der Zuführeteuerung 62 und der Schulter' 66 und rückwart» längs der Zuführabscbnitte 58 und 60 zwischen deren ausseremUmfang und den Innenflachen des benachbarten Zufuhrateüergliedes 62 und Bohrrohres 44· Da beim Schrei- j ben !Einte gewöhnlich im Bohrrohr vorhanden ist, wird im Speicher 32 ein geringfügiger Unterdruck erzeugt,^aufgrund dessen kleinste Iiu.ftblasen durch den gerade beschriebenen luftkanal hindurchgezogen werden, um diesen Unterdruck abzubauen und eine fortgesetzte Tintenzufuhr auB dem Speicher zum weiteren-.Schreiben. zu-~ gestatten«

Wie oben schon kurz erwähnt, weist das gewöhnliche Zufuhrsteuerg-lied-"mehreremaschinelle ■ Kammschnitte oder eine äquivalente , 90 98 3 1/0112 BADORiGlNAL . ;

Ausbildung auf, um vorübergehend Flüssigkeit zu speichern,, die aus dem Speicher infolge eines dort aufgetretenen Druckanstiegs herausgedrückt worden ist_o Mit der -vorliegenden Erfindung werden die Kompliziertheit und die hohen Kosten, die die Herstellung solcher Steuerglieder anhaften, eliminiert, während gleichzeitig eine Erhöhung der Wirksamkeit und derHaltbarkeit erreicht wirdo Diese und andere sehr bedeutende Vorteile werden durch die Schaffung eines Zufuhrsteuergliedes ermöglicht, das aus einer Rohatoffinatris besteht» die in ihrem gesamten Bereich eine Vielzahl ziellos verteilter Tintenspeicherräume oder -Zellen aufweist, die miteinander und fler Atmosphäre kommunizieren und die mindestens unter Überströmbedingungen mit dem Zufuhrleiter kommunizieren, der sich zwischen dem Speicher und der Schreibspitze erßtreckto Wie am bestell aus den Figo 1, 3 und 4 hervorgeht, wird die Verbindung «wischen diesen Zellen und der Atmosphähre durch einen im allgemeinen halbzylindrischen Entlüftungskanal 68 geschaffen, der in. Längsrichtung über die gesamte länge des Steuergliedes 62 ausgebildet ist. Dieser Entlüftung skan al 68 steht dann mit der Atmosphäre durch die Räume zwischen den Rippen 52, die die Spitze 56 in der im Durchmesser verringerten Bohrung 55_S wie vorher beschrieben, umgeben» in kommunizierender Verbindung.

Das Steuerglied 62 besteht aus einer einheitlichen homogenen, porösen Matrix aus einem synthetischen Kunststoff von der Art, der nässbar ist oder durch gewöhnliche Püllfederhaltertinte hässbar gemächt werden kann. Andere Materialien können für dieses Steuerglied verwendet werden einschliesslich anorganischer

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unc organischer; fester gegenüber Tinte inerter Teilchen, die miteinander "verbunden werden oder sonstwie miteinander 'befestigt werden. -können, jedoch wird Polypropylen vor gezogene 'Das Steuerglied 62 besteht aus einer Vielzahl an Materialteilchens die" an iareu Berührungspunkten miteinander verbunden werden» Die ö-rös;j« dieser Teilchen wird so gewählt, dass die nachstehend genauer, angegebenen Di&.snsionen der Zellen erreicht werden, Als ein Beispiel eines Verfahrens zur Bildung eines Steuergliedes aus diesen Teilchen, können die Teilchen locker in eine Form gewünschter Gestalt gepackt werden, wonach die ■lOrm genügend aufgeheizt wird, um ein Aufweichen und nachfolgendes Verbinden-' der Oberflächenberührungspunkte der Teilchen zu erreichen» !lach dem anschliessenden Kühlen bleiben die Teilchen miteinander verbunden und bilden somit die notwendige einheit·= 'liehea hojEogene, poröse Matrix.,, Die- Menge für dieses Verfahren benötigter %rme hängt natürlich voi.. dem besonderen, für diese Tailchen .gewählten Material ab, wie die verwendete Wärme beim 'S.3.iaaelzen der Aussenflachen einer Art von Materialien ein ungenügendes oder alternativ 'vollständiges- Schmelzen eines anderen Materials zur Folge haben kann, Έίχτ das besondere gewählte Tsileheniaaterial würde es somit gewöhnlich notwendig sein, einigs SoLitinetests -'.durchzuführen, um die Wärmemenge und deren Bauer sowie die iür das anfängliche leichte Packen der Teilchen 210 fcweriidigen Drucke zpi bestimmen„

Dia -'Eäiime-.i?i dein Steuerglied 62 sind ziellos verteilt und von verschieden an GrOssen_o Das Gesamtvolumen dieser Räume, hier mit ri.¹' beselehnet_s liegt vorimgsweise im Bereich von etwa

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40 fo bis 75 ⁰A des Gesamtvolumens des Steuergliedes« Wenn das leervolumen unter etwa 40 $ fällt, ist die Kapazität der Zuführung im allgemeinen als zu gering anzusehen, und wenn das leervolumen 75 "/> überschreitet, erscheint der Stützaufbau mit vorliegenden Materialien und Verfahren zu zerbrechlich zu sein« Sin gewisser Prozentsatz dieser Räioe oder Leerräume im Bereich von etwa 10 % bis etwa 60 % der Gesamträume umfasst Medium-Speicherzellen, deren Weite im Bereich zwischen 0,-25 mm bis 1,78 mm liegto Zellen innerhalb dieses Grössenbereiches füllen sich mit Medium nur während derjenigen Perioden, während deren überschüssige Tinte aus dem Speicher 32 abgegeben wird und geben daher solch Medium leicht wieder frei wegen der höheren Kapillarität der Poren der Sehreibnpitye 58 entweder während des nachfolgenden Schreibens. oder wenn das Medium infolge einer Druckabsenkurifc, -iifi Speicher in dies9.i zurückgezogen wird_o

He Weite der kleineren MeöiiimfühnLigsräume in dem Steuerglied 62 liegt im Bereich zwischen 0,025 nm und etwa 0,25 mm* Diese kleineren Räume bilden ein aciernart.iges netzwerk an Kapillarkanälen, durch welche Tinte so schnell entfernt wird, wie sie aus dem Zwiechenabschnitt 58 der Zuführung während der Perioden überschüssiger Tintenströmung oder Tin^J:enüberflutung abgegeben wird ο Mittels dar kleineren Käiune la der Mediuineteuerung wird O.'inte wirksam über das gesamte Steuerglied 62 zu den Speichers;ellen 67 verteilt« Dieses adernarti^e Netzwerk dient auf ähnliche V/eise dazu, !Tinte aus den .Speicherzellen abzuziehen und bei der ansohliessenclen Entfernung von Tinte aus der Zuführung «ie schnell der Zuführung wieder zrrüölzufuhren«

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Die "Weite" der Räume und der Leerräume wird vorzugsweise mittels eines Mikroskops unter Verwendung eines Messaugenstücks geraessen, un<3 zwar in Querrichtung .aur Richtung der grössten Länge, wobei die "Weite" die kleinere der beiden Dimensionen ist„

la ist für den lachiaann klar, dass die Dimensionen der Räume in der Spitze 54 und im Steuerglied 62 variiert werden müBsen in Abhängigkeit vom Charakter der im Füllfederhalter verwendeten !Einte und der Häf^!3"barkeitse±genschaften zwischen Tinte und poröoer Matrix* Jedoch haben sioh bei einem Steuerglied mit richtiger Fassbarkeit und der gewöhnlichen wässrigen Tinte mit einer Oberflächenspannung im Bereich zwischen 40 ~ 60 Dyn/em und einer Viskosität von etwa 1 centipoise, die oben erwähnten Grossen al» zufriedenstellend erwiesene

Abhängig von dem für die Matrix des Steuergliedes 62 verwendeten Materials kann die fertige Steuerung behandelt werden, um die Häßsbarkeit mit der für den Füllhalter 25U verwendenden Tinte KU verbessern. Beispielsweise ist gefunden worden, dass eine Poly*· propylen-Matrix mit einem Oberflächenaktivmittel behandelt werden sollte» um einen richtigen Betrieb bei der anfänglichen. Benutzung öicherzustellen. Ein solches geeignetes Mittel kann aus einer tibsung■ voη 99 ^ Wasser, O₅5 # "Span 80" (Sorbitan Monooleat) und 0_f5 $> "Tween 80" (Polyoryäthylen) (20 Sorbitan Monooleat) hergestellt werden, die Erzeugnisse der Atlas Chemical Industries, Ine ο j Wilmington Delaware sind_o Es ist gefunden vroi'den, dass ein Eintauchen txnd ein Rühren des Steuergliedes in einer solcher. Lösung mit nachfolgender Trocknung eine Ober-

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fläche ergibt, die sehr zufriedenstellend im Hinblick auf die Nasebarkeit ist₀ Alternativ hat sich herausgestellt, dass ein Polypropylen-Steuerglied geeignet nässbar gemacht werden kann» indem es in die Schreibflüssigkeit eingetaucht wird, mit welcher es während es eines Zeitraumes von mehreren Jahren benutzt werden soll.

Die lässbarkeit eines besonderen Materials durch eine spezielle Flüssigkeit wird gewöhnlich durch eine Eontaktwinkelbezeichnung bestimmt ο Es ist gefunden worden, dass der Kohtaktwinkel bestimm= ter Tinten mit einer Oberflächenspannung zwischen etwa 40 und etwa 70 Dyn/cm einen Kontaktwinkel auf einer sauberen festen Polypropylenfläche von etwa 80 «-· 100° bilden*« Der Kontaktwinkel auf den kleinen Teilchen, die benutzt werden bei der Herstellung der unbehandelten Polypropylenateuerglieder, wie oben erwähnt, ist schwieriger zu erhalten, er liegt jedoch wahrscheinlich im selben Bereich zwischen 80 und 100 _o Dies scheint ein zu hoher Winkel zu sein, um eine richtige anfängliche Meßbarkeit der Steuerglieder zu erhalten und es erscheint günetig, eine Herabsetzung durch ein Oberflächenaktivmittel oder längeres Tauchen in der Tinte vorzunehmen« Ein Kontaktwinkel von unterhalb etwa

50 erscheint für die vorliegenden Steuerglieder geeignet, ob= er .

gleich natürlich auf einen so niedrigen Wert wie möglich herabgesetzt werden sollteο

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, arbeitet die vorliegende Ausführung in ihrer Zufuhr und Entlüftung vielfach in derselben Weise wie ein regulärer Füllfederhalter, wobei

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"inte aus dem Speicher durch die Zuführung oder die Spitze 54 Ablagerung auf der Schreibfläche abgezogen wird und wobei

in den Speicher durch den vorher beseh-riebenen Entlüftungskanal eintritt,'-um die so benutzte Flüssigkeit zu ersetzen_o Sollte eine"Luftexpansion im Speieher auftreten, wenn der füllfederhalter nach unten gehaltsn wird, wird uberscnüssige Tinte aus «ler Zuführung heraus und in den die Zuführung umgebenden -•laiüii hineingedrückt-o Dieser Überschuss wird schnell über das gesamte Medium-Steuerglied 62 dessen grösseren Mediumspeieher= "seilen sugeführt, wobei er durch die kleineren aderähnlichen "läiims hindurch gelangte Während dieser Übertragung und Verteilung wird Luft aus dem Steuerglied durch den Entlüftungskanal •58 und somit durch die Räume in der die Sehreibspitze 56 um-,jebsndeii Bohrung 50 zur'Atmosphäre entlüftete Die Tinte, die in den Speicnerzellen lagert, wird aioher gegen einen

zurückgehalten., bis sie entweder während des nachfolgenden Schreibens oder, wenn die luft im Speicher sieh zusammen-sieht, und"der Druck darin fällt, zur Schreibspitze zurückgezogen wird _Q

3s ist natürlich klar_s dass es vorzuziehen ist, so viele Spei-3herzei'len.wi-3 möglich in clem Me drums teuer gli ed 62 unterzubringen c Abhängig von der Art, in welcher das Steuerglied 62 lergestellt .-worden ist und dem besonderen-Material_s aus dem die iatrix besteht, liegt der .Prozent.satss derartiger Speieherzellen (von'einer Grosse zwischen etwa 0,25 mm and 1,78 im in der Weite) im--allgemeinen'im'Bereich zwischen 40 fo bis 90 f° des gesamten

.üeervolume-ns des Steuergliedeso ·

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Im allgemeinen werden jedoch die Speicherzellen im Bereich zwischen etwa 50 $> bis 70 # des Leervoltime ns des Steuergliedes liegen. Der Rest des Leervolumens wird aus kleineren Räumen bestehen;, die im allgemeinen bis au etwa 0,25 mm hinaufreichen,, Das gesamte Leervolumen liegt im Bereich zwischen 40 $ bis etwa 75 $>s wie schon aufgezeigt worden ist_o

Abhängig von ihrer Grosse kann ein Teil der kleineren Räume mindestens teilweise während öer normalen Benutsung des Füllfederhalters mit Schreibflüssigkeit angefüllt bleiben,, Während dieser faktor die höchste Kapazität des Steuergliedes 62 etwas herabsetzt, haben diese vorgefeuchteten oder vorgefüllten Räume den Vorteil, eine schnellere Entfernung und Übertragung der Tinte au gestatten, als es sonst möglich wäre* Auch ergeben sie wohl eine bessere und schnellere Verteilung der Tinte über das gesamte Steuerglied 62, speziell über dessen oberes oder rück« wärtiges Ende»

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, dass das Mediumsteuerglied 62 eine Anzahl einzigartiger neuer Vorteile und Merkmale mit sich bringt_o Beispielsweise wird es in einer sehr einfachen und preiswerten form hergestellt> Es benötigt ein Minimum an Material, das hauptsächlich aus Speieherräumen besteht? es erfordert keine nachträgliche Bearbeitung; es kann sehr leicht im Hinblick auf Qualitätuelriflüsse überprüft werden (ohne schwierige _r Kämme, Risse und dergleichen); es kann gehandhabt und zusammengebaut werden, wobei nur geringe oder gar keine Gefahr des Zsrbrechens oder der Beschädigung besteht; und es ist hochwirksam, wodurch es pro gegebener Raummenge eine grossere

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Speicherkapazität als-das übliche Steuergliedbringt„

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführoungsform beschränkt ρ sondern auf andere Arten von Schreibgeräten und ähnlichaiVorrichtungen rnwendbaro

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Claims (1)

1. j Darf Wcflfgeändert werdenJ ' ' . - 20 - · :

   Ansprüche

   1.'Schreibgerät", insbesondere Füllfederhalter, dessen Schaft einen Unterdrucktintenspelcher sowie, eine kapillare Zufuhreinrichtung zur Überführung von Tinte aus dem Speicher zur Schreibspitze enthält, gekennzeichnet durch eine tDintenzufumsteuereinrichtung (62) im Schaft (10) in Form einer durch die Tinte näßbaren, porösen Matrix, die eine Vielzahl miteinander verbundener Tintenaufnahmezellea begrenzt, welche einerseits mit der Atmosphäre kommunizieren und andererseits mit der kapillaren Zufuhreinrichtung (54) in-Tintentibertragungsverbindung stehen. ■■-■"-,■.

   2.O Sehreibgerät nach Anspruch ,1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarität der Zufuhrsteuereinrichtung (62). kleiner als die der Zufuhreinrichtung (54) ist, jedoch in der lage ist, aus dem Speicher zu viel an die Zuführeinrichtung abgegebene Tinte aufzunehmen und zu halten und sie anschließend bei allmählicher Abgabe von Tinte aus der Zufuhreinrichtung (54) freizugeben.

   3ο Schreibgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarität der Zuführeteuereinrichtung {62) relativ zu derjenigen derBuiuhreinrichtung (54) so groß let, daß unter Hör-

   malbedingungeη der Tintenzufuhr die poröse Matrix der Steuereinrichtung (62) im wesentlichen von Tinte frei ißt.

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   51 j,

   ψ, Schreibgerät nach einem der Ansprüche 1 - 3_S dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung aus einem sich zwischen ■Speichor-(32) und Schreibspitze (56) erstreckenden Kapillarleiter (54) besteht, der mit der als poröses Steuerglied (62) ausgebildeten. Steuereinrichtimg«, die im Griff abschnitt (14) urrt-er gebracht 'ist, in Mediunisübertr&ijungaverbindung steht ₀

   5"» "Ct reihte rät nach Anspruch 4_P dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (62) aus einem im wesentlichen zylindrischen porcsen Körper mit einem axialen Durchlaß (64) für den Zufuhrleiter (.5Ai besteht„

   Setreibgerät nach einem der Ansprüche 1 - 5₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherzellen der porösen Matrix ziellos angeordnet und von unregelmäßiger Größe und Gestalt sind«

   Scr.reibßerät naoh einem der Ansprüche 1 --6, gekennzeichnet durch einen .sich übei" die ganse-axiale Länge des Steuerglie-' des ('62) erBtreckenden kapillsiren Entlüftungskanal (68), der ui)'!.e Verbindung sswischen den Zellen des Steuergliedes (62) imc der Atmosphäre herstellt_} wobei die Kapillarität des Entlii-ftungEJ-kanals (68) kleiner als die der fellen ist _s so daß der L>,jr-al offen bleibt und während der Überführung von Tinte aus G*·ϊ SufT'hxeiarichtun^ (54) In die-Zelle-:i die dort vorhandene Lid't ■ heraus 111 iiri; ο '-.'·■■

   9 09 83 1 /t) 1 12 ^ßAD

   8» Schreibgerät nach einem der Aasprüche 1 - 7* dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Matrix des Steuergliedes (62) aus größeren Speicherzellen mit geringerer Kapillarität als die Zuführeinrichtung (54) zur vorübergehenden Aufnahme von überschüssiger Tinte sowie kleinere Transportzellen mit größerer Kapillarität besteht, die ein Netzwerk aus kapillaren Übertragungskanülen -zur schnellan Überführung von Tinte aus der Zufuhreinrichtung (5.4) in die größeren Zellen der Steuereinrichtung (62) und umgekehrt, bilden,

   9, Schreibgerät nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (62) aus einer einheitlichen homogenen, porösen,, von der Tinte näßbaren Matrix aus synthetischem Polymer, insbesondere einem Polyolefin bestahto

   ^C Schreibgerät nach -einem, der Ansprüche 1 ~- 9, dadurch gekennzeichnet ₃ daß eier Tintenaufubrleiter (*<·) aus einem länglichen, im allgemeinen s*,yiiridri sehen Glied (56; 58, 60) besteht, in welchem eine Kapillarverbindung zwischen Unterdrucktintenspeicher (32) und Schreibspitze (56) ausgebildet ist,

   Ί1', Schreibgerät nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Leervolumen des Steuergliedes (52) im Bereich zwischen 40 °ß> und 75 $> dessen Gesiimtvolumens liegt.

   9 0 9831/0112 BAD ORIGfNAL

   12. Schreibgerät nach einem der Ansprüche 8 - 11, dadurch- gekennzeichne.t, daß das leervolumen der Speicherzellen des Steuergliedes (62) im Bereich zwischen 40 $ und 90 # dessen Gesamtleervolumens liegt.

   0« Scfeelbgerät nach einem der Ansprüche 8 - 12, daduroh gekenn- ;. zeichnet * daß das Iieervolumen der !Eranspbrtzellen des Steuerr gliedee (62) im Bereich zwischen 10 $· und 60$ dessen Seaamtleer- 'φ- ifoxumens liegt. , . :

   |4· Schreibgerät nach einem der Ansprüche 8-13, dadurch gekenn-Beichnet, daß das Leervolumen der Speicherzellen des Steuerglieäes (62) etwa 5 i» bis 15 # des Volumens des TJnterdruokepei- , chers (32) ausmacht»

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   -VJ, Söhreibgerät nach einem der Ansprüche 8 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherzellen des Steuergliedee (62) eine ι

   Weite im Bereich zwischen 0^25 mm bis 1_f78 mm haben» ι

   Ki₀ Schreibgerät nach einem der Anspruchs.¹ 8 - 15₉ dadurch gekenn- ; zeichnet, daß die außer den Speicherzellen im Steuerglied (62) ; vorgeeehenen kleinerenZellen eine Weite im Bereich «wischen 0,025 mm bis 0,25 mm haben_o

   ■•■7«. Schreibgerät nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekenn-Eeichn'j-:;, daß mindestens das hintere Ende (60) des Zuführglied des (54) von eineai' in den Yslaiumepeiober (32) hineinragenden BcBrro'i;. (54) unter Bolassung eines ISntlüftungskanals umgeben

   909831/0 1 12 ^BAD

   ist, dessen vorderes Ende zusammen mit einem Mittelstüok des <5ufuhrgliede8 (54) vom Steuerglied (62) umgeben ist»

   '8, Schreibgerät nach einem der Ansprüche 1 - 17, daduroh gekenn- ' zeichnet, daß der Luftssufuhrkanal für den Unterdrucktinten»· speicher (52) zwischen konzentrischen flächen des Zufuhrgliedes (54) und des Steuergliedes (62) ausgebildet isto

   '3, Schreibgerät nach einem der Ansprüche 1 -'18, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführglied (54) an seinem vorderen Ende die ebenfalls aus poröaem kapillaren Material bestehende Schreibspitze (56) aufweist und das Zufuhrglied (54) im Füllfederhalterschaft (14) gegen AxialVerschiebung unter Be-• laatung einer kommunizierenden Verbindung des Innenraumes zur Atmosphäre festgelegt ist»

   ?(i₀ Schreibgerät nach einem der Ansprüche 17 - 19, dadurch gekennzeichnet, da,i3 im hohlen Griffabachnitt (H) ein Stopfen (38) dicht eingesetzt ist, der eine Bohrung aufweist, in welcher das Bohrrohr (44) dicht aufgenommen ist, in welchem das rückwärtige Ende (60) des Zufuhrgliedes (54) mit Spiel angeordnet iet, und daß das Steuerglied (62) über das Vorderende des Bohrrohres (44) geschoben ist und den Hittelabschnitt des Zufuhrglledee (54) mit Spiel umgibt, dessen vorderes Ende in einer

   ö verengten Vorflerbohrung des Füllfederhalterschaftes (14) unter co

   ' oo Üelassung des Imftkanals (50) eingespannt ist, so daß eine c*>

   ■-*' kcmmuiiizierende Verbindung swischen dem Unterdruckspeicher (32)

   2* tVber äen koaxialen Ringe palt zwioclien Zuführglied (54) einer- -* -.-"■■ * ; - · ' '

   •o tseits und Stfeuerglied (62ί haw« Bohrrohr (44) andererseits und über den Luftkanal C50J zur Jitmospnäre besteht_o BADORlGfNAL

   W1395

   2:. Scmrceibgerät nach einem der Ansprüche 17 - 20, dadurch gek^nh-

   ;zelohnet, daß die verengte Bohrung im Vorderende des Griffab-.-schnittes (14) mit Längsnuten {50) versehen ist, zwischen denen ¹ jeweils--Stege, verbleiben,, die das Zuführglied (54) haltern«

   BAD ORIGINAL 90983 1/01 12

   ~3ί Lee rs e ι te