DE19948477A1 - Gerät zum Auftragen von Schreib-, Zeichen-, Druck-, Malflüssigkeit oder dergleichen auf einen Untergrund - Google Patents

Abstract

Gerät zum Auftragen von Schreib-, Zeichen-, Druck-, Malflüssigkeit oder dergleichen auf einen Untergrund, enthaltend eine in einem Gehäuse (2) angeordnete Flüssigkeitskammer (16), ein Auftragselement (10), eine Luftzufuhrleitung, die die äußere Atmosphäre mit dem Inneren der Flüssigkeitskammer verbindet, und eine vom Auftragselement (10) in die Flüssigkeitskammer (16) reichende Flüssigkeitsförderverbindung (22, 24, 26) mit einem kapillaren Flüssigkeitsleiter (22, 24), wobei eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der in der Flüssigkeitskammer befindlichen Flüssigkeit und dem kapillaren Flüssigkeitsleiter bei mit dem Auftragselement nach unten gerichteter Stellung des Gerätes unterbrochen ist, und wobei die Flüssigkeitskammer (16) über einen kapillaren Luftdurchlaß (36), der einen Teil der Luftzufuhrleitung bildet, mit einer im Gehäuse angeordneten Ausgleichskammer (18) verbunden ist, die derart ausgebildet ist, daß aus der Flüssigkeitskammer (16) in die Ausgleichskammer (18) übertretende Flüssigkeit nicht mit dem kapillaren Flüssigkeitsleiter (22, 24), dem Auftragselement (10) oder dem Außenraum des Gehäuses in Berührung kommt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Auftragen von Schreib-, Zeichen-, Druck-, Malflüs­ sigkeit und dergleichen auf einen Untergrund gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Solche gattungsgemäßen Geräte zeichnen sich dadurch aus, daß sich ihr kapillarer Flüssig­ keitsleiter, wenn sie mit dem Auftragselement nach oben gehalten werden, mit Flüssigkeit füllt und bei nach unten gehaltenem Gerät, d. h. in der Auftragsstellung, die von dem ka­ pillaren Flüssigkeitsleiter aufgenommene Flüssigkeit aufgetragen werden kann, wobei in diesem Zustand die Verbindung zwischen kapillaren Flüssigkeitsleiter und im Flüssig­ keitsbehälter befindlicher Vorratsflüssigkeit unterbrochen ist. Die Geräte sind somit bei einfachem Aufbau sehr funktionssicher.

Bei einem bekannten gattungsgemäßen Gerät (EP 0 459 146 B1) bildet praktisch der ge­ samte Innenraum des Gehäuses den Flüssigkeitsvorratsbehälter. Die Luftzufuhrleitung ist als ein Rohr ausgebildet, das von dem Auftragselement her in das Innere des Gehäuses einragt. Die Länge des Luftzufuhrrohrs und der maximale Füllstand des Flüssigkeitsbe­ hälters müssen derart aufeinander abgestimmt sein, daß bei mit dem Auftragselement nach oben gehaltenem Gerät das Luftzufuhrrohr nicht in die Flüssigkeit eintaucht, da sonst die Gefahr besteht, daß bei einer Erwärmung des Behälters Flüssigkeit in das Luftzufuhrrohr eintritt und nach außen gelangt. Bei mit dem Auftragselement nach unten gehaltenem Ge­ rät muß das Ende des Luftzufuhrrohrs über den Flüssigkeitspegel herausragen, da sonst die Gefahr besteht, daß bei einer Erwärmung des Gerätes oder bei versehentlichem kräftigem Schütteln Flüssigkeit nach außen gelangt. Somit kann der Gehäuseinnenraum des bekann­ ten Gerätes nur etwa bis zur Hälfte mit Flüssigkeit gefüllt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Gerät derart weiterzubil­ den, daß es bezogen auf seine Größe eine vergrößerte Flüssigkeitsaufnahmekapazität auf­ weist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Die in den erfindungsgemäßen Gerät vorgesehene, mit der Flüssigkeitskammer über einen kapillaren Lufteinlaß verbundene Ausgleichskammer kann, bezogen auf den Inhalt des Flüssigkeitsbehälters, ein verhältnismäßig kleines Volumen aufweisen, so daß der Innen­ raum des Gehäuses zu einem wesentlichen Teil zur Aufnahme eines Flüssigkeitsvorrats benutzt werden kann.

Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gerätes gerichtet.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Die Figuren stellen Längsschnitte durch fünf Ausfüh­ rungsformen von erfindungsgemäßen Geräten dar.

Gemäß Fig. 1 weist ein erfindungsgemäßes Gerät ein Gehäuse 2 mit einer zylindrischen Außenwand 4 auf, die gemäß der Figur rechtsseitig offen ist und links über einen koni­ schen Bereich 6 in einen zylindrischen Endbereich 8 mit verkleinertem Durchmesser über­ geht, die eine Auftragsöffnung 9 bildet, in der ein aus dem Gehäuse 2 vorstehendes Auf­ tragselement 10 aufgenommen ist.

Das Innere des Gehäuses 2 ist durch zwei Trennwände 12 und 14 in eine Flüssigkeitskam­ mer 16, eine Ausgleichskammer 18 und eine Speicherkammer 20 unterteilt.

In der Speicherkammer 20 ist ein Kapillarspeicher 22 angeordnet, der das Auftragselement 10 mit einem kapillaren Flüssigkeitsleiter 24 verbindet, der in einem Rohr 26 aufgenom­ men ist und zusammen mit dem Rohr durch die beiden Trennwände 14 und 12 hindurch bis zu einem Bodenteil 28 reicht, mit dem die Flüssigkeitskammer 16 gemäß der Figur nach rechts verschlossen ist. Das Rohr 26 ist rechtsseitig offen, so daß der kapillare Flüs­ sigkeitsleiter 24 an seinem dem Bodenteil 28 zugewandten Ende für einen Zutritt der in der Flüssigkeitskammer 16 aufgenommenen Flüssigkeit 30 freiliegt. Um zu gewährleisten, daß eine Verbindung zwischen dem kapillaren Flüssigkeitsleiter 24 und der Flüssigkeit 30 auch dann noch besteht, wenn in dem dargestellten waagerechten Zustand des Gerätes der Flüs­ sigkeitspegel unterhalb des Rohrs 26 liegt, ist das Bodenteil 28 mit Steigkapillaren 32 aus­ gebildet, die bei sinkendem Flüssigkeitspegel dem kapillaren Flüssigkeitsleiter 24 Flüssig­ keit zuführen.

Zur Lüftung der Flüssigkeitskammer 16 dient eine Luftzufuhrleitung, die von der äußeren Atmosphäre zwischen dem Auftragselement 10 und dem Endbereich 8 des Gehäuses 2 hindurch in die Speicherkammer 20 führt. Von der Speicherkammer 20 führt die Luftzu­ fuhrleitung durch die Trennwand 14 hindurch zwischen einem das Rohr 26 umgebenden Ringansatz 34 der Trennwand 14 und dem Rohr 26 hindurch in die Ausgleichskammer 18 und von dort durch einen oder mehrere in der Trennwand 12 ausgebildete kapillare Luft­ durchlässe 36 hindurch in die Flüssigkeitskammer 16.

Die Funktion des Gerätes ist Folgende:

In der dargestellten oder einer rechtsseitig nach unten verkippten Stellung des Gerätes füllt sich der kapillare Flüssigkeitsleiter 24 und durch den kapillaren Flüssigkeitsleiter 24 hin­ durch der Kapillarspeicher 22 und von diesem aus wiederum das Auftragselement 10 mit Flüssigkeit. Dabei wird die Flüssigkeitskammer 16 durch die geschilderte Luftzufuhrlei­ tung hindurch belüftet. Wird das Gerät nun in die Auftragsstellung verkippt, d. h. mit dem Auftragselement 10 nach unten gehalten, so wird die Verbindung zwischen kapillarem Flüssigkeitsleiter 24 und Flüssigkeit 30 unterbrochen. Das in dem kapillaren Flüssigkeits­ leiter 24, dem Kapillarspeicher 20 und dem Auftragselement 10 enthaltene Flüssigkeits­ volumen kann anschließend aufgetragen bzw. verschrieben oder vermalt werden. Beim Zurückkippen des Gerätes in eine Lage, in der die Flüssigkeitsverbindung zwischen der Flüssigkeit 30 und dem kapillaren Flüssigkeitsleiter 24, ggf. durch die Steigkapillaren 32 hindurch, wiederhergestellt wird, füllen sich der kapillare Flüssigkeitsleiter 24, der Kapil­ larspeicher 22 und das Auftragselement 10 erneut mit Flüssigkeit, die anschließend wie­ derum verschrieben werden kann.

Wenn im dargestellten "Nachfüllzustand" des Gerätes die Temperatur zunimmt oder der Umgebungsdruck abnimmt, dehnt sich das Luftvolumen innerhalb der Flüssigkeitskammer 16 aus, wodurch Flüssigkeit durch die kapillaren Luftdurchlässe 36 in die Ausgleichskam­ mer 18 austritt. Wegen des größeren Fließwiderstandes des kapillaren Flüssigkeitsleiters 24 im Vergleich zu dem des oder der kapillaren Luftdurchlässe 36 tritt dabei keine Flüs­ sigkeit aus dem Auftragselement 10 aus. Nimmt der Druck wieder zu oder die Temperatur ab, wird die in der Ausgleichskammer 18 ausgetretene Flüssigkeit durch die kapillaren Luftdurchlässe 36 hindurch der Flüssigkeitskammer 16 wiederum zugeführt. Das gleiche gilt bei einer Temperaturerhöhung oder Druckminderung während des Auftragens. Durch die kapillaren Luftdurchlässe 36 hindurch in die Ausgleichskammer 18 eintretende Flüs­ sigkeit wird beim erneuten Befüllen des kapillaren Flüssigkeitsleiters 24 durch die kapilla­ ren Luftdurchlässe 36 hindurch der Flüssigkeitskammer 16 wiederum zugeführt. Durch Ausbildung der Trennwand 14 mit dem Ringansatz 34 ist gewährleistet, daß keine in die Ausgleichskammer 18 eintretende Flüssigkeit mit dem Auftragselement 10 in Berührung kommt oder sonstwie irgendwie aus dem Gehäuse 2 austritt.

Das Auftragselement 10 kann in unterschiedlichster Weise ausgebildet sein, beispielsweise als eine Faserspitze, Pinselspitze, Feder, Kugelspitze, Druckerelement oder sonstwie.

Das beispielhaft in seiner Ausbildung als Marker beschriebene Gerät kann in vielfältiger Weise abgeändert werden:

Das Volumen der Auslaßkammer 18 und der Speicherkammer 20 kann in Relation zum Volumen der Flüssigkeitskammer 16 erheblich kleiner als dargestellt sein. Die Außenwand 4 muß nicht zylindrisch sein, sondern kann jedwelche andere Gestalt haben. Das Gehäuse mit den Trennwänden kann mehrteilig oder einteilig ausgebildet sein und besteht vorteil­ hafterweise aus Kunststoff. Das Gerät kann als Wegwerfartikel konzipiert sein oder nach­ füllbar sein, indem beispielsweise im Bodenteil 28 Nachfüllöffnungen (Befüllöffnung und Entlüftungsöffnung) vorgesehen sind oder der gesamte Flüssigkeitsvorrat in einer aus­ tauschbaren Patrone aufgenommen ist. Die Flüssigkeit 30 kann in einem in dem Gehäuse 2 aufgenommenen kollabierbaren Element, beispielsweise einem Sack, aufgenommen sein, der auf das Rohr 26 aufgeschoben wird. Der Kapillarspeicher 22 kann einteilig mit dem kapillaren Flüssigkeitsleiter 24 und/oder dem Auftragselement 10 ausgebildet sein oder, bei entsprechender Ausbildung des kapillaren Flüssigkeitsleiters, entfallen. Die Trennwand 14 kann entfallen, wobei das Gehäuse dann vorteilhafterweise um das Auftragselement 10 herum nach innen vorstehende Schwallwände aufweist, die verhindern, daß aus der Flüs­ sigkeitskammer 16 austretende Flüssigkeit unmittelbar mit dem Auftragselement in Berüh­ rung kommt oder nach außerhalb des Gehäuses gelangt. Das Rohr 26 kann durch eine ir­ gendwie geartete Ummantelung des kapillaren Flüssigkeitsleiters 24 ersetzt werden, die eine direkte Berührung zwischen dem kapillaren Flüssigkeitsleiter 24 und der Flüssigkeit 30 außerhalb des Bodenbereichs verhindert. Der kapillare Flüssigkeitsleiter kann zusam­ men mit der Ummantelung in jedwelcher geometrischen Anordnung von dem Auftrags­ element 10 zum Bodenbereich der Flüssigkeitskammer 16 führen. Die Trennwand 12 kann insgesamt porös oder mit einem kapillaren Schlitz ausgebildet sein.

Die Kapillaritäten sind vorteilhafterweise derart aufeinander abgestimmt, daß die Kapilla­ rität der Auftragsspitze 10 am größten ist und die Kapillarität des Kapillarspeichers 22 und des kapillaren Flüssigkeitsleiters 24 größer ist als die des kapillaren Luftdurchlasses 36. Damit ist gewährleistet, daß sich in der Füllphase die Bauteile 10, 22 und 24 jeweils voll­ ständig mit Flüssigkeit füllen. Die kapillaren Abzweigungen des Lufteinlasses liegen bei­ spielsweise bei 0,15 mm.

In den nachfolgenden Figuren, die gegenüber der Fig. 1 abgeänderte Ausfiuurungsformen des Geräts zeigen, sind für die mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 funktionsgleichen Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Nachfolgend werden nur die Abänderun­ gen gegenüber Fig. 1 beschrieben.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 befindet sich in der Ausgleichskammer 18 ein Ka­ pillarkörper 40 aus kapillarem Material mit einer Kapillarität kleiner als die des kapillaren Luftdurchlasses 36. Dieser Kapillarkörper 40 nimmt aus der Flüssigkeitskammer 16 bei einer Temperaturerhöhung oder bei einer Druckminderung austretende Flüssigkeit auf und gibt sie bei einer nachfolgenden Temperatursenkung, Druckerhöhung oder einem nachfol­ genden Füllvorgang wieder ab. Der Kapillarkörper 40 befindet sich vorteilhafterweise in unmittelbarer Berührung mit einem der kapillaren Luftdurchlässe 36. Durch das Vorhan­ densein des Kapillarkörpers 40 kann der Ringansatz 34 (Fig. 1) entfallen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 befindet sich die Ausgleichskammer 18 auf der vom Auftragselement 10 abgewandten Seite der Flüssigkeitskammer 10. Die Trennwand 14, durch die das Rohr 26 dicht hindurchgeführt ist, trennt die Speicherkammer 20 von der Flüssigkeitskammer 16. Die rechtsseitige Trennwand 12 trennt die Flüssigkeitskammer 14 von der Ausgleichskammer 18 und ist mit dem kapillaren Luftdurchlaß 36 und den Steig­ kapillaren 32 versehen.

Das die Ausgleichskammer 18 rechtsseitig verschließende Bodenteil 28 des Gehäuses 2 weist einen zylindrischen Ansatz 42 auf, der mit einem axialen Durchlaß 44 ausgebildet ist, über einen radialen Kanal 46 in eine zwischen dem Gehäuse 2 und dem Bodenteil 28 ausgebildete wendelförmige Nut 48 verbunden ist, die über einen Durchlaß 50 zur äußeren Atmosphäre führt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 führt der Lufteinlaß zur Belüftung der Flüssig­ keitskammer 16 von dem Durchlaß 50 durch die wendelförmige Nut 48, den radialen Ka­ nal 46 und den axialen Durchlaß 44 in die Ausgleichskammer 18 und von dort durch den kapillaren Luftdurchlaß 36 in die Flüssigkeitskammer 16. Die Funktion des Gerätes gemäß Fig. 3 entspricht im übrigen der des Gerätes der Fig. 1.

Die Ausführungsform des Gerätes gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der der Fig. 1 da­ durch, daß die Speicherkammer 20 fehlt und die Ausgleichskammer 18 bis zum vorderen Bereich 6 des Gehäuses 2 reicht. Der vordere Endbereich des Gehäuses 2 ist mit einem das Rohr 26 umgebenden Ringansatz 52 ausgebildet. Der Innendurchmesser des Ringansatzes 52 weitet sich gemäß Fig. 4 nach links konisch auf. Das Rohr 26 ist dieser konischen Auf­ weitung angepaßt, so daß auch der kapillare Flüssigkeitsleiter 24 einen sich konisch auf­ weitenden Bereich 54 aufweist, über den er mit dem Auftragselement 10 verbunden ist bzw. in das Auftragselement 10 übergeht. Auf diese Weise ist das Flüssigkeitsaufnahme­ vermögen des kapillaren Flüssigkeitsleiters 24 vergrößert, so daß dieser die Funktion des kapillaren Speichers mit übernimmt und jeweils ein ausreichendes Schreib- bzw. Auftrags­ volumen zur Verfügung steht.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ragt im Gegensatz zu der der Fig. 1 das den kapil­ laren Flüssigkeitsleiter 24 aufnehmende Rohr 26 nicht bis zum Bodenteil 28 durch die ge­ samte Flüssigkeitskammer 16 hindurch, sondern endet bereits im Bereich der Trennwand 12. Auf der der Flüssigkeitskammer 16 zugewandten Seite der Trennwand 12 ist ein Ventil 56 vorgesehen, daß die Verbindung von der Flüssigkeitskammer 16 zum kapillaren Flüs­ sigkeitsleiter 24 bei mit dem Auftragselement 10 nach unten gehaltenem Gerät verschließt und öffnet, sobald das Gerät deutlich verkippt wird. Das Ventil weist als Ventilglied eine Kugel 60 auf, die in einem mit Durchlässen ausgebildeten Käfig 62 aufgenommen ist und in Schließstellung am Rand des Rohrs 26 anliegt. Es versteht sich, daß andere Ventilkon­ struktionen eingesetzt werden können, die vorzugsweise mit Schwerkraft arbeiten.

Unter Kapillarität wurde in der vorstehenden Beschreibung die Kapillarkraft (entsprechend Steighöhe) verstanden, die sich aus der Oberflächenspannung der Tinte sowie der Größe der Kapillare und dem Netzwinkel zwischen der Flüssigkeit und der Oberfläche des Ka­ pillarmaterials ergibt. Bei der Funktionsbeschreibung wurde gute Benetzung der relevanten Materialien durch die Flüssigkeit vorausgesetzt.

Claims (10)

1. Gerät zum Auftragen von Schreib-, Zeichen-, Druck-, Malflüssigkeit oder derglei­ chen auf einen Untergrund, enthaltend
eine in einem Gehäuse (2) angeordnete Flüssigkeitskammer (16),
ein Auftragselement (10),
eine Luftzufuhrleitung, die die äußere Atmosphäre mit dem Inneren der Flüssigkeitskam­ mer verbindet, und
eine vom Auftragselement (10) in die Flüssigkeitskammer (16) reichende Flüssigkeitsför­ derverbindung (22, 24, 26) mit einem kapillaren Flüssigkeitsleiter (22, 24), wobei eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der in der Flüssigkeitskammer befindlichen Flüssigkeit und dem kapillaren Flüssigkeitsleiter bei mit dem Auftragselement nach unten gerichteter Stellung des Gerätes unterbrochen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Flüssigkeitskammer (16) über einen kapillaren Luftdurchlaß (36), der einen Teil der Luftzufuhrleitung bildet, mit einer im Gehäuse angeordneten Ausgleichskammer (18) ver­ bunden ist, die derart ausgebildet ist, daß aus der Flüssigkeitskammer (16) in die Aus­ gleichskammer (18) übertretende Flüssigkeit nicht mit dem kapillaren Flüssigkeitsleiter (22, 24), dem Auftragselement (10) oder dem Außenraum des Gehäuses in Berührung kommt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kapillare Flüssigkeitslei­ ter (22, 24) von einer flüssigkeitsdichten Ummantelung (26) umgeben ist und nur im Be­ reich seines nur im Bereich seines einen Endes für eine Berührung mit der in der Flüssig­ keitskammer befindlichen Flüssigkeit freiliegt.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von dem für eine Berührung mit der Flüssigkeit freiliegenden Ende des kapillaren Flüssigkeitsleiters (24) zu den Au­ ßenwänden (2) der Flüssigkeitskammer (16) Steigkapillaren (32) führen.

4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (56) vorge­ sehen ist, das bei mit dem Auftragselement (10) nach unten gerichtetem Gerät das norma­ lerweise für einen Flüssigkeitszutritt freiliegende Ende des kapillaren Flüssigkeitsleiters (22, 24) von einem Zutritt der Flüssigkeit trennt.

5. Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kapil­ lare Flüssigkeitsleiter (22, 24) mit seiner Ummantelung (26) durch eine dem Auftragsele­ ment zugewandte Trennwand (12) der Flüssigkeitskammer (16) hindurch bis zu einem Boden (28) der Flüssigkeitskammer (16) reicht.

6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskammer (18) auf der dem Auftragselement (10) zugewandten Seite der Trennwand (12) angeordnet ist und der kapillare Flüssigkeitsleiter (22, 24) mit seiner Ummantelung (26) durch die Ausgleichskammer hindurch verläuft und daß an einer dem Auftragselement zugewandten Begrenzungswand der Ausgleichskammer ein in die Ausgleichskammer einragender, die Ummantelung (26) umgebender Ringansatz (34) ausgebildet ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ gleichskammer (18) auf der vom Auftragselement (10) abgewandten Seite der Flüssig­ keitskammer (16) angeordnet ist und daß von der Ausgleichskammer zur äußeren Atmo­ sphäre ein Luftkanal (44, 46, 48, 50) führt, der durch einen in die Ausgleichskammer ein­ ragenden Ringansatz (42) führt.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ge­ häuse (2) eine Speicherkammer (20) vorgesehen ist, in der ein einen Teil des kapillaren Flüssigkeitsleiters (22, 24) bildender Kapillarspeicher (22) angeordnet ist.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarität des kapillaren Luftdurchlasses (36) kleiner ist als die des kapillaren Flüssigkeitsleiters (22, 24).

10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ gleichskammer einen Kapillarkörper (40) mit einer Kapillarität kleiner als die des kapilla­ ren Luftdurchlasses (36) enthält.