DE3415859A1

DE3415859A1 - Plotterstift

Info

Publication number: DE3415859A1
Application number: DE19843415859
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Schmidt Feintechnik GmbH
Current assignee: Schmidt Feintechnik GmbH
Priority date: 1984-04-28
Filing date: 1984-04-28
Publication date: 1985-11-07
Also published as: FR2563470B1; JPS60239299A; GB2160479B; DE3415859C2; GB8510213D0; US4712937A; FR2563470A1; GB2160479A

Description

Plotterstift

Die Erfindung betrifft einen Plotterstift mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Baugruppen. Ein Plotterstift ist ein Schreibstift für einen Plotter, also für ein Gerät zur automatischen grafischen Darstellung von Linien, Zeichen, Diagrammen oder dergleichen.

Bisher wurden als Plotterstifte Tuscheschreiber, Kugelschreiber, inbesondere solche mit flüssigen Tinten, Faser- oder Filzschreiber verwendet. Da Plotter häufig mit hohen Schreibgeschwindigkeiten arbeiten, lassen sich bei den bekannten Plotterstiften Aussetzer kaum vermeiden. Auch sind für Plotterstifte möglichst große Schreiblängen erforderlich, um ohne Unterbrechungen Aufzeichnungen durchführen zu können.

Die bisher üblichen Plotterstifte erfüllen diese Bedingungen noch nicht zufriedenstellend.

Postscheckkonto: Karlsruhe 76979-754 Baokk^ntccDeutsche Bank AG Villingen (BLZ 69470039) 146332

Der Erfindung liegt darum die Aufgabe zugrunde, einen Plotterstift zu schaffen, der hohe Schreibgeschwindigkeiten erlaubt, ein großes Tintenvolumen hat und außerdem bei vollständiger Ausnutzung der Tinte eine vom Tintenvorrat unabhängige konstante Tintenabgabe gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe geht von einem Tintenschreibgerät aus, bei welchem der die Schreibspitze mit dem Tintenvorratsraum verbindende Tintenleiter von einem Druckausgleicher umgeben ist. Solche Tintenschreibgeräte, wie sie z.B. in der DE-PS 26 09 668 im einzelnen beschrieben sind, sind vor allem für manuelle Betätigung entwickelt worden. Der bei diesen Geräten vorgesehene Druckausgleicher, oder auch Regler genannt, hat die Aufgabe, überschüssige Tinte bei Druck-,Temperatur oder auch Lageänderungen aufzunehmen, so daß diese nicht aus dem Schreibgerät durch die Schreibspitze austritt.

Damit die Tinte im Druckausgleicher eines manuellen Gerätes bei den unterschiedlichen Arbeits- und Betriebsbedingungen gehalten wird, müssen die Kammern des Druckausgleiches so dimensioniert sein, daß sie die Tinte auf Grund ihrer Kapillarität halten. Das bedeutet aber, daß die die Kammern begrenzenden Rippen in sehr geringen Abständen voneinander, die in der Größenordnung von 0,1 mm bis 0,2 mm liegen, angeordnet sein müssen. Um auf möglichst kleinem Raum ein großes Volumen für den Druckausgleicher zu schaffen, müssen zwangsläufig auch die Rippen sehr dünn dimensioniert sein; ihre Stärke liegt üblicherweise in der Größenordnung von 0,3 mm.

Die Herstellung von Druckausgleichern mit derart feinen Lamellen ist schwierig und kostspielig. Außerdem ist das Volumen dieser Druckausgleicher für Plotterstifte zu gering. Ferner bewirkt die Kapillarität des Druckausgleichers nachteiligerweise, daß die Menge der über die Schreibspitze abgegebenen Tinte vom Volumen der im Vorratsraum noch vorhandenen Tinte abhängt und daß ein Teil der Tinte im Druckausgleicher durch Kapillarkräfte gehalten wird, also die Tinte nicht vollständige ausgenutzt werden kann.

Mit der Erfindung wird ein mit einem Druckausgleicher ausgestatteter Plotterstift vorgeschlagen, der diese Nachteile nicht besitzt.

Gelöst wird die Aufgabe mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen. Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Plotterstift ist ein Druckausgleicher mit Kammern vorgesehen, die selbst keine Kapillarität besitzen. Bei einem Plotterstift kann nämlich dann auf die Kapillarität der Druckausgleicherkammern verzichtet werden, wenn, wie ferner vorgeschlagen ist, anders als bei manuellen Schreibgeräten die Belüftungsöffnung, die der Verbindung des Druckausgleichers mit der Atmosphäre dient, in Schreiblage des Stiftes oberhalb der Kammern gelegen ist. Die Produktion eines derartigen Druckausgleichers mit Rippen von etwa 1 mm Stärke und dem Abstand von 1 mm voneinander ist weit einfacher und preisgünstiger. Auch besitzt ein solcher Druckausgleicher verglichen mit den bekannten

Druckausgleichern bei gleichen Abmessungen ein größeres Tintenspeichervolumen.

Bei Tintenschreibgeräten für den manuellen Gebrauch entsteht das größte Risiko des Tintenaustritts dadurch, daß das Schreibgerät bei Transport von einem Ort zum anderen, z.B. in der Jackentasche seines Benutzers, unterschiedlichen Temperatur- und Druckverhältnissen bei gleichzeitiger Lageänderung ausgesetzt wird.

Dieses Risiko tritt bei einem Plotterstift nur beim Transport zum dem in der Regel stationär arbeitenden Plotter auf. Um einen Tintenaustritt auf diesem Weg mit Sicherheit zu vermeiden, ist es, wie mit der Erfindung ferner vorgeschlagen wird, ratsam, den Tintenvorratsraum, wie bei Handschreibgeräten schon bekannt, in einer gesonderten Tintenpatrone vorzusehen, die vorzugsweise erst am Einsatzort in den Plotterstift eingesetzt wird.

Die Verwendung einer lösbaren Tintenpatrone bei einem Plotterstift bietet außerdem, zwei weitere Vorteile. Zum einen braucht der Plotterstift nicht ausgewechselt zu werden, wenn der Tintenvorrat verbraucht ist.Vielmehr kann eine neue Patrone eingesetzt werden.Um den Verbrauch der Tintj! zu beobachten und rechtzeitig feststellen zu können, ist es empfehlenswert, wie mit der --Erfindung ferner vorgeschlagen wird, eine Patrone aus transparentem Material zu verwenden.

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Zum anderen gestattet die Lösbarkeit der Patrone auch ohne Schwierigkeit einen Farbwechsel.Zweckmäßigerweise ist der Deckel der Patrone mit einer Farbkennzeichnung versehen oder besteht selbst aus farbigem Material. Auch kann der Deckel andere Markierungen, wie z.B. das Abfülldatum, tragen.

Zum Aufbringen der über den Tintenleiter aus dem Tintenvorratsraum zur Schreibspitze gebrachten Schreibtinte eignen sich die bei Kugelschreibern bekannten Kugelspitzen neben Filz- bzw. Faserschreibspitzen oder auch Spitzen aus extrudiertem Kunststoff.

Weitere Merkmale zur Ausgestaltung und Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind mit den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Außerdem ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. In dieser zeigen :

Fig. 1 einen Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Plotterstiftes mit angedeuteter Schutzkappe und

Fig. 2 einen Radialschnitt längs der Linie A-B in Figur 1.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der erfindungsgemäße Plotterstift aus folgenden Baugruppen :

Schreibspitze 10 mit Schreibkugel 11 Druckausgleicher 20 mit Ausgleichskörper 21 Tintenpatrone 50

Tintenleiter 40, der sich von der Schreibspitze 10 bis in den Tintenraum der Tintenpatrone 50 erstreckt. Schutzkappe 60, welche nur bei Lagerung, Transport oder auch im Ruhezustand auf die Schreibspitze aufgesetzt ist. Sie verhindert vor allem ein Eintrocknen der Tinte, bietet aber auch Schutz gegen mechanische Beschädigungen.

Zum besseren Verständnis der Plotterstiftkonstruktion, insbesondere des Aufbaus des Druckausgleichers, sei zunächst die physikalische Wirkungsweise erläutert. Vorauszuschicken ist, daß die Arbeitsposition des Plotterstiftes etwa um 90° gegenüber der in Fig. 1 dargestellten gedreht ist.

In dieser Position sammelt sich die in der Tintenpatrone 50 befindliche Tinte im verjüngten Kopfstück 56, aus welchem es unter der Wirkung der Kapillarkraft des Tintenleiters 40 und der in der Schreibspitze eingearbeiteten Kapillarkanäle zur Schreibkugel 11 transportiert wird.

Beim Schreibvorgang wird Tinte verbraucht, wodurch in der luft- und flüssigkeitsdicht mit dem Regler 20 verbundenen Tintenpatrone 50 ein Unterdruck entsteht. Zum Druckausgleich gelangt Luft aus der umgebenden Atmosphäre über Belüftungsöffnungen 27 und 28, die Ringkammern 23 des Druckausgleichers 20 und den Ring-

spalt 29 zwischen Tintenleiter 40 und dem Ausgleichskörper 21 in das Innere der Tintenpatrone 50. Eine Belüftung durch die Schreibspitze 10 oder auch die Fassung der Schreibspitze sowie durch den Spalt zwischen Patronenhals 51 und Druckausgleicheransatz 31 darf nicht erfolgen, da andernfalls beim Schreiben der Schreibfluß unterbrochen wird oder sich Tropfen an der Schreibkugel 11 bilden.

Der Druckausgleicher 20 besteht aus einem Gehäuse 26, in welchem sich der Ausgleichskörper 21 befindet. Dieser Ausgleichskörper 21 besitzt eine Reihe koaxial angeordneter Ringrippen 22, welche derart im Abstand a voneinander angeordnet sind, daß sie Ringkammern 23 begrenzen. Die Abstände a die bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 1,1 mm betragen, sind so gewählt, daß die Ringkammern für die Schreibtinte keine Kapillarität besitzen. Die Stärke b der Ringrippen 22 liegt etwa in der gleichen Größenordnung, bei dem Ausführungsbeispiel beträgt sie genau 0,9 mm.

Der Durchmesser der Ringrippen 22 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 26, so daß sich zwischen den Umfangsflachen und der Gehäuseinnenwandung Ringspalte bilden, die jedoch so bemessen sind, daß sie auf die Schreibtinte kapillare Kräfte ausüben. Die Ringrippen 22 sind in ihrer Lage zum Gehäuse 26 durch die Endflansche 35 und 36 fixiert, welche dicht an der Innenwandung des Gehäuses 26 anliegen. Alle Ringkammern 23 sind miteinander über einen achsparallel verlaufenden Tintenkanal 24 verbunden, der dadurch gebildet ist, daß ein rechteck-

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förmiges Segment der Ringrippen ausgeschnitten ist, wie die Darstellung gem. Fig. 2 und die fehlende Schraffur der Rippen 22 unterhalb des Tintenleiters 40 in Fig. 1 deutlich machen. Außerdem sind, wie schon oben erwähnt, die Ringkammern 23 über die kapillaren Spalte zwischen den Rippen 22 und der Gehäuseinnenwandung 26 miteinander verbunden. Die der Schreibspitze 10 benachbarte Kammer 23a ist mit dem Tintenleiter 40 über einen kapillaren Spalt 25 unmittelbar verbunden. An diesen Spalt 25 schließen sich zur Kammer 23a offene in der Rippe 22a bzw. dem Flansch 35 vorgesehene Verbindungskanäle 25a an, welche bis zum Ringspalt zwischen den Rippen 22 und der Innenwand des Gehäuses 26 reichen.

Dieser Druckausgleicher hat folgende Funktionsweise.

Bei Erwärmung oder Druckerhöhung inbesondere des Luftraumes über der stehenden Tinte in der Tintenpatrone wird diese infolge Volumenausdehnung der Luft aus dem Tintenleiter 40 in den Ringspalt 29 und zunächst in die Kammer 23a gedruckt. Ist die Kammer 23a gefüllt, werden die nachfolgenden Kammern 23 von unten nach oben einerseits über die kapillaren Ringspalte zwischen den Ringrippen 22 und der Gehäuseinnenwandung und andererseits über den axialen Tintenkanal 24 gefüllt. Beim Abkühlen oder bei Druckabnahme gelangt die vom Druckausgleicher aufgenommene Tinte in umgekehrter Richtung in die Tintenpatrone zurück. Da die Entlüftungsöffnung 28 in Schreibposition des Plotterstiftes oberhalb der letzten Kammer 22 gelegen ist, ist ein Tintenaustritt nicht möglich, obwohl die Ringkammern auf die gespeicherte Tinte keine Kapülarkräfte ausüben.

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Wegen dieser fehlenden Kapillarität des Druckausgleichers ist es ratsam, die Tintenpatrone SO erst am Einsatzort mit dem Plotterstift zuverbinden. Zu diesem Zweck ist die Tintenpatrone 50 mit ihrem verjüngten Kopfstück 56 in die zylindrische Aufnahme 32 des Druckausgleichers 20 einzusetzen. Hierbei dringt der zylindrische Ansatz 31 des Ausgleichskörpers 21 in den Patronenhals 51 ein und drückt die die innere Öffnung des Halses 51 verschließende Kugel 52 in den Patroneninnenraum. Die Kugel 52 ist bei der noch nicht benutzten Patrone 50 mit dem als Dichtlippe 55 ausgebildeten, im Behälterinnern gelegenen Teil des Halses 51 verbunden, vorzugsweise in diesen eingepreßt.

Der Ansatz 31 ist an seinem in die Patrone ragenden Ende 34 abgeschrägt. Diese Abschrägung bewirkt, daß die Luft beim Druckausgleich nur in Form von kleinen Bläschen in das Patroneninnere austritt, wodurch Stöße im Tintenfluß verhindert werden.

Um einen für die Punktionsweise wichtigen dichten Abschluß zwischen Patronenhals 51 und dem Ansatz 31 zu gewährleisten, ist der Patronenhals 51 auf seiner Innenseite zu einer elastischen Dichtlippe 55 ausgebildet, die sich luft- und flüssigkeitsdicht an der Außenseite des Ansatzes 31 anlegt. Für eine Lagesicherung der Patrone 30 innerhalb der Aufnahme 32 sorgen Raststege 33, die auf der Außenfläche des Kopfstükkes 56 anliegen oder in dort vorgesehenen Ausnehmungen eingreifen.

Die Befüllung der Patrone 50 erfolgt über die rückwärtige Öffnung, welche mit einem Deckel 53 verschlossen ist.

Die gegenüber dem Rand des Deckels etwas zurückgesetzte Deckelfläche 54 eignet sich vorteilhafterweise zur Farbkennzeichnung oder Beschriftung.

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Figurenlegende

10	11	20	21	Schreibspitze	Ringkammern	Axialer Tintenkanal	Gehäuse des Druckausgleichers	Hals
22	Schreibkugel	23a Vordere Ringkammer	Kapilarer Spalt	Belüftungsöffnung	Verschlußkugel
Druckausgleicher	24	25a Verbindungskanal	Belüftungsöffnung	Deckel
Ausgleichskörper	25	26	Ringspalt	Deckelfäche
Ringrippen	27	Aufnahme
22a Vordere Ringrippe	28	Zylindrischer Ansatz
23	29	Patronenaufnahme
30	Raststeg
31	Schräge am Ansatzende
32	,36 Endflansche
33	40 Tintenleiter
34	50 Tintenpatrone
35,	51
52
53
54

-H-

55 Dichtlippe

56 Verjüngtes Kopfstück

Schutzkappe

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Claims

Patentansprüche

.) Plotter.stift mit einer Schreibspitze und einem Vorratsraum für stehende Tinte, die miteinander mittels eines Tintenleiters verbunden sind, der von einem Druckausgleicher umgeben ist, welcher zur Aufnahme überschüssiger Tinte Ringkammern besitzt, welche von im Abstand angordneten Rippen gebildet und miteinander über einen Kanal bzw. Ringspalt und mit der Atmosphäre über eine Belüftungsöffnung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Rippen (22) voneinander so groß ist, daß die Ringkammern (23) für die Schreibtinte keine Kapilarität besitzen, und daß die Belüftungsöffnung (28) zur Verbindung des Druckausgleichers (20) mit der Atmosphäre in Schreiblage des Stiftes oberhalb der Kammern(23)gelegen ist.
2. Plotterstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) der Rippen (22) etwa l.nm beträgt.
3. Plotterstift nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke (b) der Rippen (22) etwa l.nm beträgt.
4. Plotterstift nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch

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gekennzeichnet, daß als Vorratsraum für die Tinte eine an sich bekannte Tintenpatrone (50) dient, die mit dem Plotterstift vorzugsweise erst am Einsatzort verbindbar ist.
5. Plotterstift nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleicher (20) an seinem von der Schreibspitze (10) abgewandten Ende einen zylindrischen, den Tintenleiter (40) umfassenden Ansatz( ?.! )aufweist, der in den Hals (51) der Tintenpatrone (50) luft- und flüssigkeitsdicht einsetzbar ist.
6. Plotterstift nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Tintenpatrone (50) reichende Ende (34) des Ansatzes (31) schräg angeschnitten und langer als der Patronenhals (51) bemessen ist und daß letzterer bei Lagerung und Transport von innen mittels einer eindrückbaren Kugel (52) oder dgl. verschlossen ist.
7. Plotterstift nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Patronenhals (51) an seinem im Tintenraum gelegenen Ende eine elastisch federnde Ringlippe( 55)aufweist, welche den Ansatz (31) des Druckausgleichers (20) bei eingesetzter Patrone (50) dicht umschließt.
8. Plotterstift nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (26) des Druckausgleichers (20) eine zylindrische Aufnahme (32) mit einem innen gelegenen Raststeg (33) besitzt, in welchen die

Patrone (50) mit einem verjüngten Kopfstück (56) einsetzbar ist.
9. Plotterstift nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenpatrone (50) mit einem unlösbaren Deckel (53) verschlossen ist, der gleichzeitig als Träger für eine Färb- bzw. Schriftmarkierung dient.
10.Plotterstift nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenpatrone aus transparentem Material besteht.
11.Plotterstift nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Schutzkappe (60), die auf die Schreibspitze (10) aufsetzbar ist.
12.Plotterstift nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Schreibspitze eine Kugelspitze mit Schreibkugel (11) eine Filz- bzw. Faserschreibspitze oder eine Spitze aus extrudiertem Kunststoff vorgesehen ist.