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Faserschreiber mit Gasabdichtung der Minenspitze Die Erfindung betrifft
Faserschreiber der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.
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Faserschreiber dieser Art sind mit lösungsmittelhaltiger Tinte gefüllt,
die beim Lagern durch Lösungsmittelverdunstung eintrocknen kann. Zur Verlängerung
der Lagerungsfähigkeit der Faserschreiber sind Konstruktionen der eingangs genannten
Art daher mit Dichtungseinrichtungen versehen, die das Verdunsten des Lösungsmittels
verhindern.
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Bei auf das Schreibergehäuse aufgesteckter Verschlußkappe ist bereits
ein gewisser Verdunstungsschutz gegeben.
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Dieser ist jedoch zumeist unzureichend, da die Verschlußkappe häufig
weniger gut dichtend sitzt, aus nicht ausreichend gasdiffusionsdichtem Material
besteht und einen zu großen Innenraum umschließt, in den Tinte verdunstet.
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Daher ist bei Schreiberkonstruktionen der eingangs genannten Art in
der Kappe ein Kappenschlauchstück vorgesehen, das einen kleinen Raum um die Schreiberspitze
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schließt und in seiner Konstruktion auf die Abdichtungszwecke
optimiert ist.
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Auch das Schreibergehäuse ist in seinem Material üblicherweise so
gewählt, daß es gut aussieht und herstellungstechnische Vorteile bietet, wobei zumeist
die Gasdurchlässigkeit zu hoch ist. Die Tintenfüllung befindet sich daher üblicherweise
in einer in das Gehäuse eingesetzten Mine, die zudem zum Ausgleich von Druckunterschieden
(Flugreise) mit Druckausgleichsöffnungen versehen ist, die im Spitzenbereich der
Mine angeordnet sind und den Mineninnenraum zum Gehäuse innenraum und von dort im
Spitzenbereich des Gehäuses nach außen in Verbindung setzen. Aus dem Gehäuseinnenraum
kann das Lösungsmittel der Tinte wiederum durch die Gehäusewand, insbesondere durch
ein dort vorgesehenes Schraubgewinde nach außen entweichen. Konstruktionen der eingangs
genannten Art sind daher dort mit einem Gehäuseschlauchstück vorgesehen, das den
Spitzenbereich der Mine einschließlich der Druckausgleichsöffnungen zum Gehäuseinnenraum
hin abdichtet.
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Ein Faserschreiber der beschriebenen Art ist aus der DE-PS 28 18 477
bekannt. Diese Konstruktion weist zur Abdichtung sowohl ein Gehäuseschlauchstück
als auch ein "Kappenschlauchstück auf, die beide bis zu ihrem freien Ende im wesentlichen
zylindrisch, dort aber unterschiedlich ausgebildet sind. Das bekannte Kappenschlauchstück
ist zum freien Ende hin mit konisch aufgeweitetem Innendurchmesser ausgebildet und
greift auf eine konische Gegensitzfläche auf der Gehäusespitze. Beim Aufschieben
kommen also zwei konische Flächen in flächigen Kontakt, der zwar gut dichtet, jedoch
eine schwer lösbare Verbindung schafft, so daß die Kappe nach dem Verschließen sehr
fest sitzt und nur schwer wieder geöffnet werden kann.
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Das bekannte Gehäuseschlauchstück ist auf der Innenfläche genau zylindrisch
und mit etwas geringerem Durchmesser ausgeführt wie die zylindrische Gegensitzfläche
der Mine. Das Schlauchstück wird nach außen über radiale Wände versteifend abgestützt
und soll mit hoher Spannkraft die Gegensitzfläche elastisch umgreifen. Auch hier
wird wiederum eine hohe Klemmkraft und insbesondere eine hohe Flächenreibung erzielt,
die sowohl das Einstecken als auch das Entfernen der Mine bei deren Ersatz außerordentlich
erschwert.
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Nachteilig bei beiden bekannten Schlauchstückkonstruktionen ist ferner
die erforderliche sehr kleineFertigungstoleranz. Bei geringem Ubermaß des Schlauchinnendurchmessers
findet keine ausreichende Dichtung mehr statt.
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Bei geringem Untermaß des Schlauchinnendurchmessers wird das Aufstecken
des Schlauches in seine Dichtstellung stark erschwert oder unmöglich gemacht.
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Je nach Konstruktion des Schreibers kann eine der beiden beschriebenen
Schlauchstückkonstruktionen an diesem vorgesehen sein oder vorzugsweise beide Schlauchstücke
wie bei der genannten bekannten Konstruktion.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Faserschreiber
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Dichtschlauchkonstruktion höhere
Fertigungstoleranzen zuläßt und bei geringen Einsteck-und Lösekräften eine sichere
Dichtwirkung gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles
des Anspruches 1 gelöst.
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Das freie Ende des Schlauches kann beispielsweise wulstartig nach
innen eingezogen sein oder in anderer Weise derart, daß sein Innendurchmesser gegenüber
dem Rest des Schlauches verringert ist. Dadurch wird in der Dichtungs-
stellung
im wesentlichen nur eine linienförmige Dichtungsanlage des freien Schlauchendes
erreicht, ohne daß der Rest des Schlauches an der Gegensitzfläche anliegt bzw. nur
mit wesentlich verringerter Flächenpressung.
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Es ergibt sich dabei eine Anlage mit hoher Flächenpressung auf geringer
Fläche bzw. eine Linienanlage, die bei geringer Reibungskraft eine gute Dichtwirkung
erbringt. Das Lösen dieser Dichtung in axialer Richtung, also das Abnehmen der Kappe
bzw. das Entfernen der Mine wird dadurch stark erleichtert. Außerdem können größere
Fertigungstoleranzen zugelassen werden, ohne daß die Dichtwirkung oder die Bedienung
der Dichtung (Einstecken bzw. Lösen) gefährdet werden. Der Durchmesser der Gegensitzfläche
im Bereich der Dichtstellung des freien Schlauchendes kann sich im wesentlichen
im Bereich zwischen dem Innendurchmesser am freien Ende und dem Innendurchmesser
des Schlauches, also beispielsweise in einem Durchmesserbereich von einigen zehntel
Millimeter bewegen, ohne daß die genannten Dichtungsfunktionen beeinträchtigt werden.
Bei der Herstellung des Faserschreibers ergibt sich daraus gegenüber der bekannten
Konstruktion ein erheblicher Kostenvorteil.
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Weiterhin vorteilhaft ist der erfindungsgemäße Faserschreiber durch
die Merkmale des Anspruches 2 gekennzeichnet. Bei üblicher Herstellung des Schlauches
in Spritzgußtechnik, wobei der Schlauch in bekannter Weise einzeln oder zusammen
mit der Kappe bzw. dem Gehäuse gegossen werden kann, ergibt sich hierdurch eine
erleichterte Entformbarkeit beim axialen Abziehen von dem das Schlauchinnere formenden
Formkern. Außerdem ergibt sich bei dieser Ausbildung eine vorteilhafte Spannungsverteilung
im freien Endstück des Schlauches bei den Dichtbewegungen, wenn das freie Ende des
Schlauches Durchmesserveränderungen erfährt. Dabei sind vorteilhaft die Merkmale
des Anspruches 3 vorgesehen, durch die das ntformen auch bei ungeteilter Form ermöglicht
wird.
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Weiterhin vorteilhaft ist der erfindungsgemäße Faserschreiber durch
die Merkmale des Anspruches 4 gekennzeichnet. Bei dieser Ausbildung des Dichtungsschlauches
und der Gegensitzfläche wird sichergestellt, daß der Dichtungsschlauch nur mit seinem
freien Ende in Liniendichtung anliegt, was die oben erwähnten Vorteile sichert.
Dabei sind, wie ebenfalls bereits erwähnt, erhebliche Fertigungstoleranzen zulässig.
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Weiterhin vorteilhaft ist bei einem Faserschreiber mit einem Dichtungsschlauch
mit schräg verlaufendem Endstück eine Ausbildung gemäß Anspruch 5 vorgesehen. Bei
derartiger Ausbildung der Gegensitzfläche und bei axialer Vorspannung der Absatzfläche
gegen das freie Ende des Schlauches wird das schräg verlaufende Endstück des Schlauches
nach innen gebogen, so daß das freie Ende des Schlauches radial nach innen in festen
Dichtungssitz gepreßt wird. Der Innendurchmesser im Ruhezustand des freien Endes
in bezug auf den im wesentlichen zylindrischen Flächenteil der Gegensitzfläche ist
dabei von untergeordneter Bedeutung. Im Ruhezustand kann der Innendurchmesser des
Randes von geringfügig größerem Durchmesser als der zylindrische Flächenteil sein.
Auf diese Weise wird das Einstecken und Lösen weiter erleichtert und der zulässige
Toleranzbereich weiter vergrößert.
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Schließlich ist der erfindungsemäße Faserschreiber vorteilhaft durch
die Merkmale des Anspruches 6 gekennzeichnet. Durch die Verrundung des freien Endes
des Schlauches wird eine Linienanlage an der Gegensitzfläche sichergestellt, wodurch
die Gleiteigenschaften ebenso wie die Dichtungseigenschaften optimiert werden.
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Bei der Konstruktion gemäß Anspruch 5 ergibt sich vorteilhaft eine
Linienanlage sowohl in axialer als auch in radialer Richtung an die jeweiligen Flächenteile
der
Gegensitzfläche, wodurch zwei Linienabdichtungen ausgebildet werden, die eine Doppeldichtung
ergeben.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Spitze eines Schreibers
mit aufgesetzter Kappe und Fig. 2 eine schematische Ausschnittvergrößerung des mit
dem Pfeil II bezeichneten Details der Fig. 1.
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In Fig. 1 ist ein Faserschreiber im Achsschnitt dargestellt, der weitgehend
herkömmlicher Konstruktion entspricht. Ein Gehäuse 1 ist mittels eines Gewindes
2 teilbar und frontseitig mit der üblichen konischen Spitzenfläche 3 versehen. Das
rückseitig geschlossene Gehäuse 1 umschließt einen Innenraum 4, der zur Spitze hin
in eine Bohrung 5 übergeht.
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Nach Offnen des Gehäuses am Gewinde 2 kann eine Mine 6 in die dargestellte
Montagestellung gebracht werden.
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In dieser Stellung wird sie nach Schließen des Gehäuses durch Anlage
an dessen rückseitigem Ende pressend gehalten. Sie kann seitlich im Gehäuse 1 durch
Anlage beispielsweise an nicht dargestellten Rippen od. dgl.
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in ihrer Lage gesichert werden.
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Das Spitzenende der Mine weist eine im Durchmesser reduzierte zylindrische
Fläche 7 auf, die wiederum in eine zylindrische Spitze 8 übergeht, die in der Montagestellung
die Bohrung 5 des Schreibergehäuses durchsetzt.
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In einer zentrischen Bohrung in der Spitze 8 ist ein Faserdocht 9
eingesetzt, der die Spitze des Schreiber-
gehäuses überragt und
dort als Schreibspitze dient. Sein rückseitiges Ende 10 ragt in die Mine in ein
mit Tinte getränktes Füllmaterial 11, aus dem aufgrund von Kapillarwirkung Tinte
angesaugt und zur Schreibspitze transportiert wird.
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Der vordere Teil der Mine innerhalb des zylindrischen Teiles 7 geringeren
Durchmessers, also vor dem Füllmaterial 11 ist als Gasraum 12 ausgebildet und steht
über Ausgleichsöffnungen 13 mit dem Gehäuseinnenraum in Verbindung. Die Spitzenbohrung
5 des Gehäuses ist von etwas größerem Durchmesser als die Spitze 8 der Mine und
schafft eine Verbindung vom Innenraum der bline nach außen. Auf diese Weise wird
verhindert, daß bei Druckschwankungen Tinte durch den Faserdocht 9 nach außen gepreßt
wird und beispielsweise der Schreiber im Flugzeug kleckst.
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Auf die Spitze des dargestellten Faserschreibers ist eine Kappe 14
aufgesetzt, die die Schreibspitze des Faserdochtes 9 gegen Beschädigungen schützt
und außerdem das Verdunsten von Tintenlösungsmittel verhindert.
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Auf dem Boden 15 der rappe 14 ist koaxial zur Kappe ein Kappendichtungsschlauch
16 mit seinem frontseitigen Ende befestigt. Das freie Ende 17 dieses Schlauches
ist, wie die Figur zeigt, nach innen eingezogen, so daß dieses freie Ende einen
kleineren Durchmesser aufweist als der übrige Schlauch. In der in der Figur dargestellten
aufgesetzten Stellung der Kappe dichtet dieses freie Ende 17 mit einer Linienabdichtung
auf der konischen Spitzenfläche 3 des Gehäuses 1.
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Im Dichtungsbereich könnte die Spitze des Gehäuses 1 auch zylindrisch
ausgebildet sein, wobei der Durchmesser der Zylinderfläche etwas größer sein müßte
als der Innendurchmesser des freien Endes 17 des Kappendichtungsschlauches 16, jedoch
kleiner als der Innendurchmesser des restlichen Schlauches.
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Beim Aufstecken der Kappe gelangt das freie Ende 17 des Kappendichtungsschlauches
in Eingriffstellung auf der Gegensitzfläche 3 und wird dabei geringfügig aufgeweitet.
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Das elastische Kunststoffmaterial entfaltet dabei die notwendige Dichtkraft.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Kappendichtungsschlauch 16 einstückig
mit der Kappe 14 ausgebildet. Er kann jedoch auch als gesondertes Teil ausgebildet
und am Kappenboden 15 in üblicher Weise befestigt sein.
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Mit dem Kappendichtungsschlauch 16 wird ein gegenüber dem übrigen
Volumen der Kappe 14 stark verkleinertes Volumen umschlossen, wodurch die Abdampfrate
von Tintenlösungsmittel im geschlossenen Zustand des Faserschreibers stark verringert
wird. Dabei wird zum einen das bei jedem Abnehmen der Kappe entlüftete, mit Lösungsmittel
gefüllte Volumen stark verringert und zum anderen werden die Flächenbereiche verkleinert,
durch die Lösungsmittel diffundieren kann. Bei gesonderter Ausbildung des Dichtungsschlauches
kann dieser aus hochdampfdichtem Material gefertigt werden, während der Rest der
Kappe in seiner Materialwahl auf optische Wirkung optimiert werden kann.
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Vom Kappendichtungsschlauch 16 wird der Spitzenbereich des Schreibergehäuses
1 einschließlich der Schreibspitze des Faserdochtes 9 und der gasdurchgängigen Spitzenbohrung
5 des Gehäuses abgedichtet. Aus dem Innenraum der Mine 6 könnte jedoch Lösungsmitteldampf
noch immer durch die Ausgleichsöffnungen 13 in den Innenraum 4 des Gehäuses austreten
und durch dessen große Oberfläche und insbesondere durch das Gewinde 2 nach außen
diffundieren. Um auch hier die Gasverluste zu verringern, ist ein Gehäusedichtungsschlauch
18 vorgesehen, der frontseitig am verdickten Spitzenbereich
des
Gehäuses 1 befestigt und im dargestellten Ausführungsbeispiel mit diesem einstückig
ausgebildet ist.
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Auch der Gehäusedichtungsschlauch 18 kann gesondert ausgebildet und
am Gehäuse befestigt sein.
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Der GEhäusedichtungsschlauch 18 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
über seine gesamte Länge zu seinem freien Ende 19 hin einwärts gekrümmt ausgebildet.
Er kann jedoch, ebenso wie der Kappendichtungsschlauch 16, im wesentlichen zylindrisch
verlaufend mit eingezogenem freien Endbereich 19 versehen sein. Er dichtet auf dem
Umfang der der Zylinderfläche 7 dei Mine 6 ab und schließt somit den Spitzenbereich
der Mine, insbesondere deren Ausgleichsöffnungen 13 gegen den größeren Innenraum
4 des Schreibergehäuses ab und beschränkt daher den von Lösungsmitteldämpfen erfüllten
Spitzenraum im Schreibergehäuse auf ein kleines Volumen.
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Es würde ausreichen, wenn das eingezogene freie Ende 19 des Gehäusedichtungsschlauches
18 nur auf der zylindrischen Fläche 7 in ähnlicher Weise abdichtend anliegt, wie
der Kappendichtungsschlauch 16 mit seinem freien Ende 17 auf der Spitzenfläche 3
des Schreibergehäuses.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel gelangt der Gehäusedichtungsschlauch
18 jedoch in besonders vorteilhaften Dichtungseingriff.
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Wie die Fig. 1 zeigt, gelangt das freie Ende 19 des Gehäusedichtungsschlauches
18 in Eingriff in die Kante zwischen der zylindrischen Fläche 7 der Mine und der
radial zur Minenachse stehenden Fläche 20, die den im Durchmesser verringerten zylindrischen
Bereich 7 mit dem Hauptteil 6 der Mine verbindet. In Fig.
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ist dieser Kantenbereich schematisch in Ausschnittsvergrößerung des
in Fig. 1 mit dem Pfeil II bezeichneten Bereiches dargestellt.
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Wird (siehc Fig. ) die Mine unter Vorspannung in Richtung des Pfeiles
31 im Gehäuse 1 gehalten, so gelangt sie in axialer Richtung angepreßt in Anlage
an das freie Ende 19 des Gehäusedichtungsschlauches 18 und verschwenkt das freie
Schlauchende mit einer nach innen schwenkenden Bewegung, die in Fig. 2 durch den
gebogenen Pfeil 22 angedeutet ist, nach innen. Das freie Ende 19 wird dann in Richtung
des Pfeiles 23 radial nach innen auf die zylindrische Fläche 7 gedrückt. An den
mit den Pfeilen 21 und 23 bezeichneten Stellen gelangt das freie Ende 19 des Gehäusedichtungsschlauches
18, das vorteilhaft, wie in Fig. 2 dargestellt, verrundet ausgebildet ist, an zwei
Stellen in Linienanlage an der Zylinderfläche 7 und der Radialfläche 20 und wirkt
somit als Doppeldichtung.
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Bei dieser Ausbildung kann der Ruhe durchmesser des freien Endes 19
des Gehäusedichtungsschlauches 18 größer sein als der Außendurchmesser der Zylinderfläche
7, so daß das Einstecken der Mine in das Gehäuse besonders leicht vonstatten geht.
Erst nach Anpressen der Mine gegen das freieEnde 19, welche Preßkraft beispielsweise
durch Schließen der Verschraubung 2 des Gehäuses 1 aufgebracht wird, ergibt sich
die doppelte Dichtung gemäß Fig. 2.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist vorteilhaft die Wandstärke des Dichtungsschlauches
18 mit einem derartigen Verlauf vorgesehen, daß sie zum freien Ende 19 hin geringfügig
abnimmt. Auf diese Weise wird das Entformen dieses Teiles bei der üblichen Herstellung
im Spritzgußverfahren erleichtert.
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Es muß hier darauf hingewiesen werden, daß die erfindungsgemäße Ausbildung
des Dichtungsschlaue-hes 16 bzw. 18 mit nach innengezogenem freien Endbereich 17
bzw. 19
nicht nur dichtungstechnische, sondern auch herstellungstechnische
Vorteile bietet. Lin im Durchmesser verringertes freies Ende könnte auch als innen
ausgebildeter Wulst bei bis zum freien Ende konstant bleibendem Schlauchaußendurchmesser
ausgebildet sein. Durch die Wandverdickung im freien Endbereich würden sich dann
jedoch Nachteile beim Entformen ergeben. Durch schräg nach innen verlaufende Ausbildung
des freien Endbereiches 17 bzw. 19 werden diese Nachteile vermieden.
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Die dargestellten Schlauchausführugen können einzeln oder kombiniert
an einem Faserschr.iber vorgesehen sein.
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Der besondere Dichtungseingriff des Gehäusedichtungsschlauches 18
gegen eine Kante 7, 20 kann selbstverständlich auch beim Kappendichtungsschlauch
16 vorgesehen sein, wenn eine entsprechende Kante an der Spitzenfläche 3 des Schreibergehäuses
1 vorgesehen ist.
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Die erfindungsgemäße Dichtungsschlauchkonstruktion ist auch für rotationssymmetrische
Gegensitzflächen, z. B.
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Flächen ovalen Querschnittes, geeignet.
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