DE19930540B4

DE19930540B4 - Hand-Auftraggerät

Info

Publication number: DE19930540B4
Application number: DE19930540A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Witz; Gerold Anderka; Bernd Bastiansen; Ralf Polley
Original assignee: Sanford GmbH
Current assignee: SANFORD GMBH, 22525 HAMBURG, DE
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2019-06-29
Also published as: DE19930540A1; US6322269B1; EP1065073B1; EP1065073A1; ATE348017T1; DE10084731B9; DE10084731B4; JP3778782B2; JP2001026193A; DE10084731T5; DE50013847D1

Abstract

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 Zuführer (7; 7'; 7'') mit einem Vorratsraum (5) für freie Flüssigkeit verbunden ist, sowie mit einem geringere Kapillarität 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 hinteren 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 flüssigkeits dichte Wandung aufweisendes Rohr (11; 11'; 11'') nach vorn erstreckt, dessen Inneres mit dem Vorratsraum (5) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (11; 11'; 11'') in seinem Inneren einen...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hand-Auftraggerät zum Auftragen einer Flüssigkeit auf eine Unterlage, insbesondere Schreibgerät oder Marker, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei einem bekannten Auftraggerät dieser Art, das unter der Bezeichnung 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 vorderen 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-OS 1 511 395 , EP 0 526 538 A1 ), 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 Halterung von Bauteilen des Auftraggerätes, nämlich des Tintenzuführers und gegebenenfalls zusätzlich auch des Pufferspeichers.

Bei einem anderen bekannten Hand-Auftraggerät ( DE 195 29 865 A1 ) verlaufen zwei Kanäle zur Flüssigkeitsführung bildende Halbrohre an gegenüberliegenden Seiten des Zuführers und erstrecken sich von der Trennwand bis nach vorn zur Durchtrittsöffnung von Zuführer bzw. Schreibspitze im vorderen Abschnitt des Gehäuses. Der Zuführer steht im Bereich außerhalb der Halbrohre in Berührung mit dem geringere Kapillarität aufweisenden Pufferspeicher, so daß im Falle eines im Vorratsraum auftretenden Überdrucks aus diesem herausgedrückte Flüssigkeit vom Zuführer in den Pufferspeicher übertreten kann. Diese Flüssigkeit wird dann bei Verbrauch infolge eines Auftragvorganges wieder in den Zuführer zurückgesaugt und steht somit als Auftragflüssigkeit zur Verfügung. Erfolgt ein Verbrauch von Flüssigkeit und entsteht dadurch ein Unterdruck im Vorratsraum, so gelangt Luft vom vorderen Ende des Gehäuses durch den Pufferspeicher und den Zuführer 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 zunehmender Flüssigkeitszufuhr ansteigt. Diese Ansammlung von Flüssigkeit am vorderen Ende des Pufferspeichers stellt insbesondere 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 heraustropft. Ferner steht ein Teil der Flüssigkeit, die sich im Pufferspeicher angesammelt hat, nicht mehr für den Auftrag- oder Schreibvorgang zur Verfügung, so daß die Kapazität des Auftraggerätes reduziert ist.

Aus der EP 0 899 128 A1 ist ein weiteres Hand-Auftraggerät bekannt, bei dem eine sich in axialer Richtung des Pufferspeichers ändernde Kapillarität vorgesehen ist, indem der Pufferspeicher am hinteren Ende stärker komprimiert ist als am vorderen Ende, so daß auf diese Weise ein Zurücksaugen von Schreibflüssigkeit vom vorderen Ende des Pufferspeichers zu seinem hinteren Ende bewirkt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Hand-Auftraggerät derart zu verbessern, daß das Tropfrisiko weiter deutlich verringert, wenn nicht gar vollständig beseitigt, sowie die Nutzung der im Auftraggerät vorhandenen Auftragflüssigkeit optimiert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Hand-Auftraggerät der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß so ausgestaltet, wie im Kennzeichen von Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Hand-Auftraggerätes ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Schreibgerät erstreckt sich somit das mit dem Vorratsraum in Verbindung stehende Rohr in den Pufferspeicher 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 Überdruckes 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 vorderen 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 diese steht wieder für den Auftragvorgang zur Verfügung. Auf diese Weise wird beim Auftreten eines Unterdrucks im Vorratsraum der Hauptdruckausgleich 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 Gehäuses eintretende Luft nimmt jedoch den Weg des geringsten Widerstandes und tritt bei den bekannten Lösungen somit im hinteren 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 Pufferspeicher in den Vorratsraum zurückgesaugt, so daß ein Zurücksaugen der im vorderen Ende des Pufferspeichers befindlichen Flüssigkeit bei den bekannten Auftraggeräten nicht bewirkt werden kann. Dies wird jedoch durch den erfindungsgemäßen Aufbau erreicht, 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 gebildeten 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 sicherzustellen, 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 Pufferspeicher verbunden sein.

In einer anderen derartigen Ausgestaltung kann das Rohr den Zuführer an dessen Außenfläche anliegend umgeben, und der Kapillarkanal 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 hindurch und in den koaxialen Kapillarkanal im Zuführer ein, um von dort in den Vorratsraum zu gelangen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematisch Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert.
1 zeigt im Schnitt ein Hand-Auftraggerät in schematischer Darstellung.
2 zeigt in einer Darstellung entsprechend 1 ein anderes Hand-Auftraggerät.
3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III aus 2, wobei das Gehäuse weggelassen wurde.
4 zeigt in einer Darstellung entsprechend 3 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV aus 2.
5 zeigt in einer Darstellung entsprechend 1 und 2 ein anderes Hand-Auftraggerät.
Das in 1 dargestellte Auftraggerät hat ein übliches, halterschaftförmiges Gehäuse 1 mit einem an dessen vorderem Ende dichtend, etwa durch Schweißung oder Klebung befestigten Vorderteil 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 Belüftungsöffnung 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 8 beispielsweise aus einem Sintermaterial bestehen kann, während man den Pufferspeicher 9 üblicherweise aus einem Faser- oder Schwammaterial herstellt. Geeignete Fasermaterialien werden von der Filtrona 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 Abstand 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 gezeigt, daß ein Abstand von 2 mm bis 4 mm den gewünschten Effekt ergibt.
Wie dargestellt, verbindet der vom Rohr 11 gebildete Kapillarkanal 12 den vorderen Endbereich des Pufferspeichers 9 mit dem Vorratsraum 5. Wenn daher im Vorratsraum 5 ein Unterdruck entsteht, wird durch diesen aus dem Bereich des Pufferspeichers 9, der die vordere 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 Kapillarität des Zuführers 7 geringeren Kapillarität und des damit geringeren Widerstandes des Kapillarkanals 12 durch diesen.
Das in 2 bis 4 dargestellte Auftraggerät stimmt in seinem Aufbau weitgehend mit demjenigen des Auftraggerätes aus 1 überein, und gleiche Teile sind daher mit gleichen Bezugszeichen und entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen und zusätzlich mit gekennzeichnet.
Bei dem Auftraggerät gemäß 2 bis 4 ist das Rohr 11', das einstöckig 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 Vorsprünge, die an der Ringschulter anliegen, während zwischen den Vorsprüngen 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 5 dargestellte Auftraggerät ähnelt in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise den Auftraggeräten gemäß 1 und gemäß 2 bis 4 und gleiche Teile wie im Auftraggerät gemäß 1 sind daher mit gleichen Bezugszeichen und entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen und zusätzlich mit " gekennzeichnet.
Wie in 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 einstöckig 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 Pufferspeichers 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 Zuführers 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

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 Zuführer (7; 7'; 7'') mit einem Vorratsraum (5) für freie Flüssigkeit verbunden ist, sowie mit einem geringere Kapillarität 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 hinteren 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 flüssigkeits dichte Wandung aufweisendes Rohr (11; 11'; 11'') nach vorn erstreckt, dessen Inneres mit dem Vorratsraum (5) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (11; 11'; 11'') in seinem Inneren einen Kapillarkanal (12; 12'; 12'') bildet, 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.
Hand-Auftraggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Rohr (11) parallel zum Zuführer (7) und in seitlichem Abstand von diesem erstreckt.
Hand-Auftraggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Rohr (11'; 11'') den Zuführer (7'; 7'') umgebend koaxial zu diesem erstreckt.
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.
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 (7'') verlaufenden Kanal gebildet ist.
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.