DE2256413A1 - Spritzkopf zur tropfenbildung - Google Patents

Description

• Spritzkopf zur Tropfenbildung Die Erfindung betrifft einen spritzkopf zur Tropfenbildung, insbesondere Tintenspritzkopf, mit zwet durch einen 13anal in Verbindung stehenden Kammern, die einseitig durch Deckel verachließbar sind, mit einem in eine Kammer mündenden Zulauf- und Auslaufkanal für die aus einem Behälter kommende Flüssigkeit und mit in der zweiten Kammer angeordneten Mitteln zum Erzeugen kurzzeitiger Druckanstiege in der eingefüllten Flüssigkeit.
• Bei derartigen Tintenspritzköpfen ist es erforderlich, die in den Hohlräumen vorhandene Luft zu evakuieren, um bei dem sich daran anschließenden Einfüllen der Tinte sich auf den Spritzvorgang schädlich auswirkende Luftpolster zu vermeiden. Es sind Tintenspritzköpfe bekannt. geworden, denen vor dem Einfüllen der Tintenflüssigkeit die in diesem befindliche Luft durch Einsetzen in eine Vakuumkammer entzogen wird.
• Nach dem Eintauchen des ßpritzkopfes in die Tintenflüssigkeit erfolgt die Zufuhr des atmosphärischen Druckes, so daß die den Tintenspritzkopf umgebende Flüssigkeit in die Kammern gesogen wird, Hierbei wird die Tinte verwendet, die nach dem Einbau des Spritzkopfes in die Schreibeinheit beim Spritzen bzw. Schreiben aus einem Behälter in den Tintenspritzkopf nachfließt.
• Es ist ein Tintenspritzkopf der genannten Art bekannt geworden, der in ein Tintenschreibwerk eingesetzt, Tintentropfen auf die Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers aufbringt.
• Dieser ist mit einer zweigeteilten Flüssigkeitskammer versehen und zwar mit einer inneren und einer äußeren Kammer, die durch einen Verbindungskanal in Fließverbindung stehen. Bei- @ de Kammern sind nach außen verschließbar. Die innere im Grundkörper eingelassene Kammer wird durch als Deckel ausgebildete Mittel, die dem Erzeugen sines kurzzeitigen Druckanstieges in der Flüssigkeit dienen und die äußere in einem Deckel eingelassene Kammer durch diesen Deckel beim Aufsetzen auf den Grundkörper verschlossen. Die aus einem Tintenreservoir zu -fließende Tinte wird über einen Kanal in die äußere Kammer gerührt. Die tinte wird bei Erregen des aus einer Membrane und einem piezoelektrischen Kristall bestehenden kittel infolge kurzzeitigen Druckanstieges in der Flüssigkeit aus einem in die außere Kammer mündenden ind an der Oberfläche des Deckels austretenden Auslaufkanal tropfenweise ausgestoßen. Das Füllen dieses Tintenspritzkopfes setzt jedoch ein aufwendiges Füllverfahren voraus, bedingt durch das Evakuieren der in den Hohlräumen vorhandenen Luft. Das Montieren des Tintenspritzkopfes muß in einem staubfreien Raum erfolgen.
• Es ist nun Aufgabe der Erfindung, einen Tintenspritzkopf zu schaffen, durch den die Voraussetzungen des Vermahlene zum Tinteeinfüllen verbessert werden.
• Diese Aufgabe wird erfindungagemäß dadurch gelöst, da3 die Kammern in in dem Grundkörper oder den Deckeln eingelassene Ausnehmungen münden und daß in die Ausnehmungen hileiareichenda kolbenartige Ansätze an den Deckeln oder dem Grundkörper angeordnet sind.
• Um einen konstruktiv einfachen, auch von Hilfskräften zusammenfügbaren Tintenspritzkopf zu erhalten, ist der Grundkörper mit zwei kolbenartigen Ansätzen versehen, über lie die Deckel mit an ihnen angebrachten die Ausnehmungen bildenden hohlzylinderischen Bunden aufschiebbar angeordnet sind. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Mittel zum Erzeugen kurzzeitiger Druckanstiege in der Flüssigkeit in dem die zweite Eammer verschließenden Deckel angeordnet.
• Durch diese konstruktiven Maßnahmen wird in vorteilhafter Weise das Montieren und Füllen des Tintenspritzkopfes in einem Arbeitsgang erreicht, wobei das Evakuieren der Luft durch Einsetzen des Tintenspritzkopfes in eine Vakuumkammer entfällt.
• Das Füllen des Tintenspritzkopfes erfolgt im in die Flüssigkeit getauchten Zustand durch das Zusammenfügen von Grundkörper und Deckeln Zur Durchführung des Verfahrens zum Einfüllen von Tinte ist ein staubarmer Raum ausreichend. Erfindungswesentlich ist daß kammerähnliche Ausnehmungen geschaffen sind, daß sich das Volumen dieser Kammern beim Zussmmenbau verändert, so daß demzufolge Flüssigkeit durch alle im Betriebszustand des Spritzkopfes mit Flüssigkeit gefüllten Riume bewegt bzw. verdrängt wird.
• Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele sollen im folgenden näher beschrieben werden.
• Dabei zeigen: Fig. 1 die vergrößerte Schnittdarstellung eines Tintenspritzkopfes in einer ersten Ausführungsform.
• Fig. 2 die geschnittene vergrößerte eildarstellung eines Tintenspritzkopfes jr.
• einer zweiten Ausführungsform und Fig. 3 die vergrößerte Schnitt darstellung (er in einem Deckel angeordneten Mittel zum kurz zeitigen DruckerzeugenO Die Spritzköpfe in den Fig. 1 und 2 sind konstruktiv so aufgeteilt, daß die Kapillarräume 4, 5 im zusammengebauten Zustand durch die @ sich gegenüber angeordneten Grundkcrper 1 und Deckel 2 und 3 gebildet werden. Diese Kapillarräume sind feinstausgedrehte Flächen im Grundkörper 1. Der eine Xintenkammer bildende Kapillarraum 4 ist mit einem in den Deckel 2 eingelassenen Auslaufkanal 6 versehen und steht über einen Zulauf 7 mit einem Zulaufkanal 8 für die einfließende Flüssigkeit in Verbindung. Eine zweite Kammer 9 ist über einen Verbindungskanal 10 mit der ersten verbunden. Im dem Verbindungskanal 10 entgegengesetzten Bereich der Kalter 9 ist diese durch den Kapillarraum 5 erweitert. Beide Kammern 4 und 9 sind durch die Deckel 2 und 3 verschlossen. Die Deckel 2, 3 in Fig. 1 bestehen aus Grundplatten 11, 12 und aufgesetzten oder angedrehten Bunden 13, 14. Der Grundkörper wie auch die Deckel sind vorteihaft rotationssymmetrische Körper, Aus fertigungetechnischen Gründen sind auch die durch die Bunde 13, 14 gebildeten Ausnehmungen 15 und die am Grundkörper 1 angeordneten kolbenartigen Ansätze 16, 17 rotationssymmetrisch.
• Die Ausnehmungen 15 sind in Fig. 1 und 2 durch die kolbenartigen Ansätze 16, 17 des Grundkörpers 1 ausgefüllt, jedoch in Fig. 3 zu erkennen. In den linken Deckel 3 ist eine zusätzliche Ausnehmung 18 eingelassen, in der eine Membrane 19 und ein mit dieser z. B. durch Kleben verbundener piezoelektrischer kristall 20 angeordnet sind. Die Membrane 19 ist zwischen der Auflagefläche 21 des Grundkörpers 1 und einer entsprechenden Gegenauflagefläche 22 des Deckels 3 ausgespannt. Du luft- und flüssigkeitsdichte Verschließen kann durch entsprechende Paßsitze zwischen Grundkörper 1 und den Deckeln 2, 3 oder durch eingelassene Dichtringe erfolgen. Diese figürlich nicht dargestellten Mittel sind jedoch bekannt. In Fig. 2 ist ein Teil des Spritzkopfes nicht dargestellt, da die Anordnung wie in Fig. 1 oder wie in Fig. 2 aufgebaut sein kann. In den Grundkörper 1 sind gleiche Kammern wie in Fig. 2 eingelassen. Der Grundkörper 1 trägt einen Bund 23, der bei aufgesetztem Dekkel 3 einen wie in Fig, 3 in Deckel eingebrachten Hohlraum 15 bildet. An dem Dedel 3 ist ein kolbenartiger Ansat. 23 angeordnet, der den Hohlraum 15 in Grundkörper 1 altililt. Die Membrane 19 mit den Kristall 20 ist in der Ausnehmung 18 des Deckels 3 angeordnet, wobei die Membrane zwischen Auflageflächen 21 des Grundkörpers i und der Gegenaulagefläche 22 ausgespannt ist. Es ist Jedoch möglich, wie vorteilhaft in Fig. 3 dargestellt, Membrane 19 und Kristall 20 in dem Deckel 3 bewegbar anzuordnen. Hierzu ist die Membrane 19 an einem gleitend gelagerten ri@gförmigen Schieber 25 befestigt. Ein den Kristall 20 überspannendes brückenartiges Glied liegt auf dem Schieber 25 auf. Ein Verstellglied 27 ist in dem Deckel 3 eingelassen, daß am Brückenglied 26 aufl-iegt oder fest mit diesem verbunden ist. Das Brückenglied 26 weist einen Vorsprung 28 auf als Anlage cgs Kristalls 20.
• Im folgenden soll nun das besonders vorteilhafte Füllverfahren aufgezeigt werden. Beide in Fig. 1 und 2 gezeigten Tintenspritzköpfe werden in gleicher Weise gefüllt. Der Deckel 3 ist vormontiert, wobei die Mittel zum Erzeugen kurzzeitiger Druckanstieg. fest, wie zu den Fig. 1 und 2, oder bewegbar wie zur Fig. 3 beschrieben, in diesem angeordnet sind. Der Grundkörper 1 sowie die Deckel 2 und 3 werden in die in einem Behälter befindliche Tinte getaucht. Durch leichtes Bewegen in der Tinte sollen vor allem die Hohlräume 4, 5, 6, 7, 9, 10, 15 sowie die kolbenartigen Ansätze 16, 17, 24 benetzt werden; die Hohlräume füllen sich hierbei zum Teil mit Tinte auf. Die Montage des Tintenspritzkopfes beginnt mit dem Aufsetzen des die Druckwandler aufnehmenden Deckels 30 Durch das Eintauchen des kolbenartigen Ansatzes 17 in die durch den Bund 14 des Deckels 3 gebildete Ausnehmung 15 beim Aufschieben des Deckels 3 wird die in diesem Bereich vorhandene Tinte durch die Kammer 9 und den Verbindungskanal 10 aus dem Grundkörper 1 verdrängt Hierbei wird in dem Kapillarraum 5 und der Kammer 9 vorhandene9 beim Benetzen nicht ausgestoßene Luft mitgefördert. Es verbleiben Jedoch kleinste insbesondere an den Wandungen anhaftende Luftpolster von etwa 0,1 bis höchstens 0,2 mm Durchmesser. Die Ausnehmung 15 ist durch du Eintauden des kolbenartigen Ansatzes 17 ausgefüllt, Die Kammer 9 nit des Kapillarraum 5 ist durch die Membrane 19 verschlossen. Hieran schließt sich das Aufsetzen des Deckels 2 an.
• Die durch den Bund 13 gebildete Ausnehmw3g verringert sich in ihren Volumen entsprechend dem Eintauchen des kolbenartigen am Grundkörper 1 angebrachten Ansatzes 16. Die verdrängte Tinte führt die noch in den Hohlräumen 4, 6, 7, 8 verbliebene Luft aus dem Tintenspritzkopf. Der Auslaufkanal 6, sowie der Zulaufkanal 8 sind hierbei wechselseitig zu schließen, so daß gewihrleistet ist, daß Jeder Kanal durchflutet wird. Vorteilhaft ist der Tintenfluß zuerst durch den Auslaufkanal, der anschließend zu verschließen ist. Auch beim Aufsetzen des Deckels 2 verbleiben kleinste Luftpartikel, die kugelförmig an den Kammerwandungen haften. Es ist hierbei Jedoch von dem Fachwissen auszugehen, daß Flüssigkeiten imstande sind, Gase zu absorbieren. Versuchen zufolge werden die bis maximal O,2mm großen Lufteinflüsse in etwa 30 Min. von der Tinte autgenomnen. Vorteilhafterweise wird eine entgaste Tinte verwendet, die dieses bekannte Absorbtionsverhalten beschleunigt. Ist der Druckwandler 19, 20, wie in Fig. 3 gezeigt1 in Richtung auf die Kammer 9 belegbar angeordnet, ist es möglich, störende, beim Aufsetzen des Deckels 2 in den Verbindungskanal 10 gewanderte Luftpolster zumindest in einen größeren tintegerollten Kammerteil zu saugen bzw. zu drücken. Sind Membrane 19, Schieber 25, Brückenglied 26 und Verstellglied 27 fest miteinander verbunden, ist ein Saug- und Druckvorgang nach den Einfüllen der Tinte möglich. Der Vorsprung 28 am Brückenglied 26 verhindert eine Auslenkung des Kristalls 20 in Richtung auf den Deckel 3.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Spritzkopf zur Tropfenbildung, insbesondere Tintenspritzkopf, mit zwei durch einen Kanal in Verb indung stehenden Kammern, die einseitig durch Deckel verschließbar sind, mit einem in eine Kammer mündenden Zulauf- und Auslaufkanal für die aus eines Behälter kommende flüssigkeit und mit in der zweiten Kammer angeordneten Mittel zum Erzeugen kurzzeitiger Druckanstiete in der eingefüllten Flüssigkeit, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kammern (4, 9) in in dem Grundkörper (1) oder den Deckeln (2, 3) eingelassene Ausnehmungen (15) münden und daß in die Ausnehmungen (15) hineinreichende kolbenartige Ansätze (16, 17, 24) an den Deckeln (2, 3) oder dem Grundkörper (1) angeordnet sind 2.

Spritzkopf nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß der Grundkörper (1) mit zwei kolbenartigen Ansätzen (16, 17) versehen ist, über die die Deckel (2, 3) mit an ihnen angebrachten, die Ausnehmungen (15) bildenden hohlzylindrischen' Bunden (13, 14) aufschiebbar angeordnet sind.

30Spritzkopf nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n -z e i c h n e t @ daß die Deckel (2, 3) mit Je einem kolbenartigen Ansatz (24) versehen sind und daß die Deckel (2, 3) mit diesen in al Grundkörper (1) eingelaseene Ausnehmungen (15) einschiebbar angeordnet sind.

4. Tintenspritzkopf nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Mittel zum Erzeugen von kurzzeitigen Druckanstiegen aus einem piez@elektrischen Kristall (20) und einer durch diesen beeinflußbaren Membrane (19) bestehen und daß diese in dem die zweite Kammer (5! 9) verschließenden Deckel t3v angeordnet sind.

5. Tintenspritzkopf nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k en n z e i c h n e t , daß die Membrane (19) an einem vorzugsweise ringförmigen Schieber (25) im Deckel (3) verschiebbar gelagert ist.

6. Tintenspritzkopf nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß ein über den Kristall (20) geführtes einerseits mit dem Schieber (25) und andererseits mit einem Verstellglied (27) wirkverbundenes BrUckenglied (26) in dem Deckel (3) verschiebbar angeordnet ist.

7. Verfahren zum Füllen des TintenspritzkopSes nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, der in die in einem Behälter befindliche und in ihn einzufüllende Tinte eingesetzt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die vorgefertigten Grundkörper (1) und Deckel (2, 3) voneinander getrennt in die Tinte getaucht und von dieser benetzt werden, wobei sich die Hohlräume (4, 5, 6, 7, 8, 9.

10, 15) mit Tinte füllen, und daß die Deckel (2, 3) auf den Grundkörper (1) in getauchtem Zustand geschoben werden, wobei sich das Volumen der im Grundkörper (1) oder den Deckeln (2, 3) eingelassenen Ausnehmungen (15) durch Eintauchen der diesen zugeordneten kolbenartigen Ansätzen (16, 17, 24) in diese verringert, so daß die beim Tauchen in den Ausnehmungen (15) angesammelte Tinte durch die Kammern und Kanäle verdrängt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß zunächst der den Druckerzeuger (19, 20) aufnehmende Deckel (3) auf den Grundkörper (1) aufgeschoben wird, wobei die Tinte in der im Grundkörper (1) oder dem Deckel (3) eingelassenen Ausnehmung (15) durch die zweite Kammer (9) und den Kanal (10) verdrängt wird und aus der ersten Kammer (4) austritt, daß dran anschließend der die erste Kammer (4) verschließende Deckel (2) aufgeschoben wird, wobei die Tinte in der im Grundkörper (1) oder in dem Deckel (2) eingelassenen Ausnehmung (15) durch den Auslauf- und Zulaufkanal (6, 7, 8) verdrängt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i ch n e t , daß die Tinte zunächst durch den Auslaufkanal (6) und nach Verschließen dieses durch den Zulaufkanal (7, 8) verdrängt wird.

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