DE19930540A1 - Hand-Auftraggerät - Google Patents
Hand-AuftraggerätInfo
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Abstract
Ein Hand-Auftraggerät zum Auftragen einer Flüssigkeit auf eine Unterlage hat ein Gehäuse, an dessen vorderem Ende eine Schreibspitze vorgesehen ist, die über einen kapillaren Zuführer mit einem Vorratsraum für freie Flüssigkeit verbunden ist. Ein Pufferspeicher aus offenporigem Material umgibt den Zuführer und steht mit seinem vorderen Ende in Verbindung mit der Umgebungsluft. Zwischen dem hinteren Ende des Pufferspeichers und dem Vorratsraum ist eine Trennwand vorgesehen, durch die sich der Zuführer erstreckt und von der sich eine flüssigkeitsdichte Wandung aufweisendes Rohr nach vorn erstreckt, dessen Inneres mit dem Vorratsraum in Verbindung steht. Das Rohr bildet einen Kapillarkanal, und seine Öffnung befindet sich im vorderen Drittel des Pufferspeichers und im Abstand von dessem vorderen Ende.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Hand-Auftraggerät zum Auf
tragen einer Flüssigkeit auf eine Unterlage, insbesondere
Schreibgerät oder Marker, mit einem Gehäuse, an dessen vorderem
Ende eine Schreibspitze vorgesehen ist, die über einen kapilla
ren Zuführer mit einem Vorratsraum für freie Flüssigkeit ver
bunden ist, sowie mit einem geringere Kapillarität als der Zu
führer aufweisenden Pufferspeicher aus offenporigem Material,
der den Zuführer umgibt und der mit seinem vorderen Ende mit der
Umgebungsluft in Verbindung steht, wobei zwischen dem hinteren
Ende des Pufferspeichers und dem Vorratsraum eine Trennwand
vorgesehen ist, durch die sich der Zuführer erstreckt und von
der sich ein eine flüssigkeitsdichte Wandung aufweisendes Rohr
nach vorn erstreckt, dessen Inneres mit dem Vorratsraum in Ver
bindung steht.
Bei einem bekannten Auftraggerät dieser Art, das unter der Be
zeichnung Luminator von der Schwan-Stabilo Schwanhäusser GmbH&
Co. vertrieben wird, dient das sich von der Trennwand nach vorn
erstreckende Rohr zur Halterung des Zuführers, der an seinem
vorderen Ende in einem weiteren Rohrabschnitt gehalten ist, der
vom vorderen Abschnitt des Gehäuses gebildet ist. Vor dem vor
deren Ende des Rohres ist der Pufferspeicher angeordnet, dessen
vorderes Ende in geringem Abstand vom hinteren Ende des vorderen
Rohrabschnittes endet.
Es ist auch bereits bekannt (DE 15 11 395, EP 0 516 538), das
Rohr so anzuordnen, daß es sich bis in einen hinteren Bereich
des Pufferspeichers erstreckt, um auf diese Weise als Halterung
für den Pufferspeicher zu dienen.
Bei diesen bekannten Lösungen dient das Rohr lediglich zur Hal
terung von Bauteilen des Auftraggerätes, nämlich des Tintenzu
führers und gegebenenfalls zusätzlich auch des Pufferspeichers.
Bei einem anderen bekannten Hand-Auftraggerät (DE 195 29 865)
verlaufen zwei Kanäle zur Flüssigkeitsführung bildende Halbrohre
an gegenüberliegenden Seiten des Zuführers und erstrecken sich
von der Trennwand bis nach vorn zur Durchtrittsöffnung von Zu
führer bzw. Schreibspitze im vorderen Abschnitt des Gehäuses.
Der Zuführer steht im Bereich außerhalb der Halbrohre in Berüh
rung mit dem geringere Kapillarität aufweisenden Pufferspeicher,
so daß im Falle eines im Vorratsraum auftretenden Überdrucks aus
diesem herausgedrückte Flüssigkeit vom Zuführer in den Puffer
speicher übertreten kann. Diese Flüssigkeit wird dann bei Ver
brauch infolge eines Auftragvorganges wieder in den Zuführer
zurückgesaugt und steht somit als Auftragflüssigkeit zur Ver
fügung. Erfolgt ein Verbrauch von Flüssigkeit und entsteht da
durch ein Unterdruck im Vorratsraum, so gelangt Luft vom vor
deren Ende des Gehäuses durch den Pufferspeicher und den Zufüh
rer in den Vorratsraum. Bei diesem "Saugvorgang" kann auch ein
Teil der im Pufferspeicher befindlichen Flüssigkeit über den
Zuführer in den Vorratsraum zurückgesaugt werden.
Bei allen diesen bekannten Auftraggeräten sammelt sich die in
das Druckausgleichssystem, d. h. den Pufferspeicher gelangte
Flüssigkeit im normalen Gebrauch infolge Schwerkraft am vorderen
Ende des Pufferspeichers, in dem der Flüssigkeitsstand bei zu
nehmender Flüssigkeitszufuhr ansteigt. Diese Ansammlung von
Flüssigkeit am vorderen Ende des Pufferspeichers stellt insbe
sondere dann ein Problem dar, wenn es sich um ein Auftraggerät
mit einem verhältnismäßig großen Vorratsraum handelt, der freie
Flüssigkeit von beispielsweise mehr als 5 ml enthält. Durch den
sich dann ergebenden statischen Druck kann die Ansammlung von
Flüssigkeit am vorderen Ende des Pufferspeichers, die nach dem
ersten Entstehen praktisch nicht mehr rückgängig gemacht wird,
dazu führen, daß durch die Schreibspitze Flüssigkeit heraus
tropft. Ferner steht ein Teil der Flüssigkeit, die sich im Puf
ferspeicher angesammelt hat, nicht mehr für den Auftrag- oder
Schreibvorgang zur Verfügung, so daß die Kapazität des Auftrag
gerätes reduziert ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Hand-Auftraggerät derart zu
verbessern, daß das Risiko des Tropfens infolge Ansammlung von
Schreibflüssigkeit im vorderen Endbereich des Pufferspeichers
deutlich verringert, wenn nicht gar vollständig beseitigt sowie
die Kapazität vergrößert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Hand-Auftraggerät der ein
gangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß das
Rohr einen Kapillarkanal bildet, dessen Kapillarität kleiner als
die des Zuführers und größer als die des Pufferspeichers ist,
und die vordere Öffnung des Rohres sich im vorderen Drittel des
Pufferspeichers und im Abstand von dessen vorderem Ende befin
det. Vorzugsweise befindet sich die vordere Öffnung des Rohres
in einem Abstand von zwei Millimeter bis vier Millimeter vom
vorderen Ende des Pufferspeichers.
Bei dem erfindungsgemäßen Schreibgerät erstreckt sich somit das
mit dem Vorratsraum in Verbindung stehende Rohr in den Puffer
speicher und in diesem bis kurz vor dessen vorderes Ende, also
in den Bereich, in dem es zu der vorstehend erläuterten Ansamm
lung von Flüssigkeit infolge im Vorratsraum entstehenden Über
druckes kommt. Der vom Rohr gebildete Kapillarkanal, der ggf.
auch offenporiges Material enthalten kann, stellt daher eine
Verbindung zwischen diesem Bereich und dem Vorratsraum dar.
Infolge der Lage der vorderen Öffnung des Rohres nahe dem vor
deren Ende des Pufferspeichers wird somit beim Entstehen eines
Unterdrucks im Vorratsraum nicht nur Umgebungsluft durch dieses
Rohr in den Vorratsraum geführt, sondern es erfolgt auch ein
Zurücksaugen von Flüssigkeit aus dem Bereich des Pufferspeichers
um die vordere Öffnung des Rohres in den Vorratsraum und steht
wieder für den Auftragvorgang zur Verfügung. Auf diese Weise
wird beim Auftreten eines Unterdrucks im Vorratsraum der Haupt
druckausgleich durch das Rohr bewirkt, während bei den bekannten
Lösungen im wesentlichen die gesamte axiale Erstreckung des
Pufferspeichers für diesen Druckausgleich zur Verfügung steht.
Die den Druckausgleich bewirkende, in das vordere Ende des Ge
häuses eintretende Luft nimmt jedoch den Weg des geringsten Wi
derstandes und tritt bei den bekannten Lösungen somit im hinte
ren Bereich des Pufferspeichers durch diesen hindurch und in den
Zuführer ein, um von dort in den Vorratsraum zu gelangen. Nur
entlang dieses Weges wird aber auch Flüssigkeit aus dem Puffer
speicher in den Vorratsraum zurückgesaugt, so daß ein Zurücksau
gen der im vorderen Ende des Pufferspeichers befindlichen Flüs
sigkeit bei den bekannten Auftraggeräten nicht bewirkt werden
kann. Dies wird jedoch durch den erfindungsgemäßen Aufbau er
reicht, wobei durch die geringere Kapillarität des vom Rohr
gebildeten Kapillarkanals, verglichen mit der Kapillarität des
Zuführers, sichergestellt ist, daß das Zurücksaugen nur durch
den vom Rohr umschlossenen Kapillarkanal erfolgt, der Zuführer
also nicht eine Art Nebenschluß bildet.
Es sei erwähnt, daß die für den Zuführer, für den vom Rohr ge
bildeten Kapillarkanal, für den Pufferspeicher und auch für die
Schreibspitze gewählten Größen der Kapillaritäten vom jeweiligen
Aufbau des Gerätes abhängen und üblicherweise durch Versuche
ermittelt werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich das Rohr
parallel zum Zuführer und im seitlichen Abstand von diesem. In
einer anderen Ausgestaltung kann sich das Rohr den Zuführer
umgebend koaxial zu diesem erstrecken.
Bei koaxialer Anordnung von Zuführer und Rohr kann das Rohr
einen Bereich des Zuführers mit verringertem Durchmesser umgeben
und sich mit seinem vorderen Ende an einer Übergangsschulter des
Zuführers abstützen, um auf diese Weise im Betrieb sicherzustel
len, daß der Zuführer durch den Schreibdruck nicht nach hinten
verschoben wird. Der Kapillarkanal ist dann zwischen Innenwand
des Rohres und Außenfläche des Zuführers gebildet, und er kann
über einen vorderen kapillaren Axialspalt und mindestens einen
im Abstützbereich vorgesehenen Radialspalt mit dem Pufferspei
cher verbunden sein.
In einer anderen derartigen Ausgestaltung kann das Rohr den
Zuführer an dessen Außenfläche anliegend umgeben, und der Kapil
larkanal kann durch einen koaxial im Zuführer verlaufenden Kanal
gebildet sein. In diesem Fall tritt infolge eines im Vorratsraum
entstehenden Unterdruckes zurückgesaugte Flüssigkeit und Luft
auf kürzestem Weg, d. h. radial durch die Zuführerwandung hin
durch und in den koaxialen Kapillarkanal im Zuführer ein, um von
dort in den Vorratsraum zu gelangen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematisch Ausfüh
rungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Hand-Auftraggerät in schemati
scher Darstellung.
Fig. 2 zeigt in einer Darstellung entsprechend Fig. 1 ein
anderes Hand-Auftraggerät.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III aus
Fig. 2, wobei das Gehäuse weggelassen wurde.
Fig. 4 zeigt in einer Darstellung entsprechend Fig. 3 einen
Schnitt entlang der Linie IV-IV aus Fig. 2.
Fig. 5 zeigt in einer Darstellung entsprechen Fig. 1 und
2 ein anderes Hand-Auftraggerät.
Das in Fig. 1 dargestellte Auftraggerät hat ein übliches, hal
terschaftförmiges Gehäuse 1 mit einem an dessen vorderem Ende
dichtend, etwa durch Schweißung oder Klebung befestigten Vorder
teil 2. Der hintere Teil des Gehäuses 1 bildet einen Vorratsraum
5 für freie Auftragflüssigkeit, etwa Tinte, und ist vorn durch
eine Trennwand 10 begrenzt. Diese hat eine Mittelöffnung, in der
ein üblicher, offenporiger Zuführer 7 sitzt, der mit seinem
hinteren Ende in Berührung mit der Flüssigkeit im Vorratsraum 5
steht und der mit seinem vorderen Ende eine Schreibspitze 8
bildet. Der vordere Abschnitt des Zuführers 7 erstreckt sich
durch eine Mittelöffnung im Vorderteil 2, das eine Belüftungs
öffnung 3 zur Verbindung des Innenraums des Gehäuses mit der
Umgebungsluft aufweist. Der Zuführer 7 ist in üblicher Weise von
einem Pufferspeicher 9 aus offenporigem Material umgeben, dessen
Kapillarität geringer ist als die des Zuführers, wobei zumindest
in Teilbereichen eine direkte Berührung zwischen Zuführer 7 und
Pufferspeicher 9 besteht. Es sei erwähnt, daß der Zuführer 7
einschließlich der von ihm gebildeten Schreibspitze beispiels
weise aus einem Sintermaterial bestehen kann, während man den
Pufferspeicher 9 üblicherweise aus einem Faser- oder Schwammate
rial herstellt. Geeignete Fasermaterialien werden von den Fil
trona Filter GmbH hergestellt.
Der bisher beschriebene Aufbau des Auftraggerätes ist üblich.
Die Besonderheit besteht darin, daß sich von der Trennwand 10
nach vorn ein Rohr 11 erstreckt, das seitlich von und parallel
zum Zuführer 7 verläuft und mit seinem vorderen Ende in kurzem
Abstand vom vorderen Ende des Pufferspeichers 9 endet. Der Ab
stand zwischen vorderem Ende des Pufferspeichers 9 und vorderem
Ende und damit vorderer Öffnung des Rohres 11 wird üblicherweise
durch Versuche ermittelt. Er sollte so gering wie möglich sein,
jedoch ausreichend groß, um sicherzustellen, daß die nachstehend
erläuterte Funktion erreicht wird. In der Praxis hat sich ge
zeigt, daß ein Abstand von 2 mm bis 4 mm den gewünschten Effekt
ergibt.
Wie dargestellt, verbindet der vom Rohr 11 gebildete Kapillarka
nal 12 den vorderen Endbereich des Pufferspeichers 9 mit dem
Vorratsraum 5. Wenn daher im Vorratsraum 5 ein Unterdruck ent
steht, wird durch diesen aus dem Bereich des Pufferspeichers 9,
der die vorderen Öffnung des Rohres 11 umgibt sowie vor dieser
liegt, dort vorhandene Flüssigkeit und dann auch Luft in den
Vorratsraum 5 gesaugt, und zwar wegen der gegenüber der Kapilla
rität des Zuführers 7 geringeren Kapillarität und des damit
geringeren Widerstandes des Kapillarkanals 12 durch diesen.
Das in Fig. 2 bis 4 dargestellte Auftraggerät stimmt in sei
nem Aufbau weitgehend mit demjenigen des Auftraggerätes aus
Fig. 1 überein, und gleiche Teile sind daher mit gleichen Be
zugszeichen und entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen
und zusätzlich mit ' gekennzeichnet.
Bei dem Auftraggerät gemäß Fig. 2 bis 4 ist das Rohr 11', das
einstückig mit der Trennwand 10' ausgebildet ist, koaxial zum
Zuführer 7' angeordnet. Dieser hat einen hinteren Abschnitt mit
verringertem Durchmesser, den das Rohr 11' umgibt, und bildet
daher am vorderen Ende dieses Abschnittes eine Ringschulter, an
der sich das vordere Ende des Rohres 11' abstützt. Das Rohr 11'
hat in diesem vorderen Bereich zwei kreisbogenförmige Vorsprün
ge, die an der Ringschulter anliegen, während zwischen den Vor
sprüngen kreisbogenförmige Spalte 14 gebildet sind. Von einem
dieser Spalte 14 erstreckt sich ein kapillarer Axialspalt 13
nach hinten, an dessen hinterem Ende ein zwischen Rohr 11' und
Zuführer 7' gebildeter, kapillarer Ringspalt 12' beginnt, der
sich bis zum hinteren Ende des Zuführers 7' erstreckt und in
Verbindung mit dem Vorratsraum 5 steht. Dieser Ringspalt 12'
bildet den Kapillarkanal, der über den Axialspalt 13 und den
einen Radialspalt 14 mit dem Pufferspeicher 9' in Verbindung
steht. Ein sich im Vorratsraum 5 ausbildender Unterdruck führt
daher zu einem Absaugen von Flüssigkeit aus dem vorderen Bereich
des Pufferspeichers 9' und einem Ansaugen von Luft durch den
Radialspalt 14, den Axialspalt 13 und den Kapillarkanal 12'.
Das in Fig. 5 dargestellte Auftraggerät ähnelt in seinem Aufbau
und seiner Funktionsweise den Auftraggeräten gemäß Fig. 1 und
gemäß Fig. 2 bis 4 und gleiche Teile wie im Auftraggerät
gemäß Fig. 1 sind daher mit gleichen Bezugszeichen und entspre
chende Teile mit gleichen Bezugszeichen und zusätzlich mit "
gekennzeichnet.
Wie in Fig. 5 dargestellt, sind Zuführer 7" und Schreibspitze
8" als getrennte Elemente ausgebildet, und die Kapillarität der
Schreibspitze 8" ist in üblicher Weise größer als diejenige des
Zuführers 7". Im Zuführer 7" ist ein durchgehender, koaxialer
Kanal ausgebildet, der einen Kapillarkanal 12" bildet. Das ein
stückig mit der Trennwand 10" ausgebildete Rohr 11" umgibt den
Zuführer 7" und steht in Berührung mit dessen Außenfläche, d. h.
zwischen Rohr 11" und Außenfläche des Zuführers 7" ist kein in
Verbindung mit dem Vorratsraum 5 stehender Kanal ausgebildet.
Vielmehr verläuft der für die Funktion wesentliche Kapillarkanal
12" koaxial im Zuführer, so daß beim Entstehen eines Unterdruckes
im Vorratsraum 5 Flüssigkeit aus dem Bereich des Pufferspei
chers 9" um und vor dem vorderen Ende des Rohres 11" sowie Luft
durch die vor dem vorderen Ende des Rohres 11" liegende Wandung
des Zuführers 7" gesaugt und in den Kapillarkanal 12" befördert
wird. Dabei nehmen Flüssigkeit und Luft den Weg des geringsten
Widerstandes, d. h. sie treten radial durch die Wandung des Zu
führers 7" hindurch, um dann durch den Kapillarkanal 12" axial
nach hinten befördert zu werden, während ein entsprechender
Transport in axialer Richtung durch den Zuführer 7" wegen des
vergleichsweise wesentlich höheren Strömungswiderstandes nicht
eintritt.
Claims (6)
1. Hand-Auftraggerät zum Auftragen einer Flüssigkeit auf eine
Unterlage, insbesondere Schreibgerät oder Marker, mit einem
Gehäuse (1, 2), an dessen vorderem Ende eine Schreibspitze
(8; 8'; 8") vorgesehen ist, die über einen kapillaren Zufü
hrer (7; 7'; 7") mit einem Vorratsraum (5) für freie Flüs
sigkeit verbunden ist, sowie mit einem geringere Kapillari
tät als der Zuführer (7; 7'; 7") aufweisenden Pufferspeicher
(9; 9'; 9") aus offenporigem Material, der den Zuführer (7;
7'; 7") umgibt und der mit seinem vorderen Ende mit der
Umgebungsluft in Verbindung steht, wobei zwischen dem hinte
ren Ende des Pufferspeichers (9; 9'; 9") und dem Vorratsraum
(5) eine Trennwand (10; 10'; 10") vorgesehen ist, durch die
sich der Zuführer (7; 7'; 7") erstreckt und von der sich ein
eine flüssigkeitsdichte Wandung aufweisende Rohr (11; 11';
12") nach vorn erstreckt, dessen Inneres mit dem Vorratsraum
(5) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das
Rohr (11; 11'; 11") einen Kapillarkanal (12; 12'; 12") bil
det, dessen Kapillarität kleiner als die des Zuführers (7;
7'; 7") und größer als die des Pufferspeichers (9; 9'; 9")
ist, und daß die vordere Öffnung des Rohres (11; 11'; 11")
sich im vorderen Drittel des Pufferspeichers (9; 9'; 9") und
in Abstand von dessen vorderem Ende befindet.
2. Hand-Auftraggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sich das Rohr (11) parallel zum Zuführer (7) und in
seitlichem Abstand von diesem erstreckt.
3. Hand-Auftraggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sich das Rohr (11'; 11") den Zuführer (7'; 7") umgebend
koaxial zu diesem erstreckt.
4. Hand-Auftraggerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (11') einen Bereich des Zuführers (7') mit
verringertem Durchmesser umgibt und sich mit seinem vorderen
Ende an einer Übergangsschulter des Zuführers (7') abstützt
und daß der Kapillarkanal (12'), der zwischen Innenwand des
Rohres (11') und Außenfläche des Zuführers (7') gebildet
ist, über einen vorderen, kapillaren Axialspalt (13) und
mindestens einen im Abstützbereich vorgesehenen Radialspalt
(14) mit dem Pufferspeicher (9') verbunden ist.
5. Hand-Auftraggerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (11") den Zuführer (7") an dessen Außenfläche
anliegend umgibt und daß der Kapillarkanal (12') durch einen
koaxial im Zuführer verlaufenden Kanal gebildet ist.
6. Hand-Auftraggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß sich die vordere Öffnung des Rohres (11;
11') in einem Abstand von 2 mm bis 4 mm vom vorderen Ende
des Pufferspeichers (9; 9') befindet.
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