DE3544328A1 - Fluessigkeitsreservoir fuer schreib- oder druckgeraete - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsreservoir für Schreib- oder Druckgeräte. Es sind Schreib-/Druckgeräte bekannt, bei denen die gesamte Schreibflüssigkeit in einem mit der Kapi­ llarität der angeschlossenen Schreib-/Druckspitze in einer Be­ ziehung stehenden kapillaren Speicherkörper aufbewahrt und ge­ halten wird. Der Nachteil dieser bekannten Geräte besteht da­ rin, daß unter vertretbarem Kostenaufwand herstellbare Speicher­ körper eine sehr inhomogene Kapillarität besitzen, was zur Fol­ ge hat, daß in der Regel nur die Hälfte des darin aufgenomme­ nen Flüssigkeitsvolumens abgegeben werden kann. Bei anderen be­ kannten Schreib-/Druckgeräten wird die Flüssigkeit in einem ge­ schlossenen Behälter durch Unterdruck gehalten, in dem in die Luftzuführung ein Widerstand eingebaut ist, der nur durch die Saug- bzw. Benetzungskräfte bei Berührung der Schreib-/Druck­ spitze mit dem Medium, auf dem aufgezeichnet wird, überwunden wird. Der erhebliche Nachteil dieses Schreibflüssigkeitsabgabe­ systems liegt darin, daß einerseits beim Schreib-/Druckvor­ gang ständig ein sich über die Zeit sägezahnförmig verändernder und damit die Austrittsmenge beeinflussender Unterdruck über­ wunden werden muß und andererseits sich bei Erwärmung des Be­ hälters die über der Schreibflüssigkeit eingeschlossene Luft ausdehnt und die Schreibflüssigkeit aus der Austrittsöffnung hinausdrückt. Damit die Schreibflüssigkeit aber nicht sofort austropft, sind dort variantenreich ausgeführte kapillare Auf­ fangbehälter angeordnet, die aber nur in einem sehr begrenzten Temperaturschwankungsbereich das auf alle Fälle zu vermeidende Auslaufen bzw. Tropfen verhindern können und in der Regel tat­ sächlich auch nur sehr begrenzt tun.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Flüssigkeitsre­ servoir für schreibende und druckende Geräte zu schaffen, das einerseits die darin enthaltene Schreibflüssigkeit fast voll­ ständig abgibt, andererseits auch in der Lage ist, die Schreib­ flüssigkeit selbst bei großen Temperaturschwankungen unabhängig vom Luftdruck gleichmäßig und tropfenfrei über eine Schreib-/ Druckspitze an das Aufzeichnungsmedium abzugeben, das leicht und kostengünstig herstellbar ist und das Einfüllen extrem gro­ ßer Schreibflüssigkeitsmengen zuläßt.

Gelöst wird die Aufgabe gem. der Erfindung dadurch, daß ein zur Umgebungsluft hin offener, mit einem kapillaren Speichermittel gefüllter und mit einer Schreib-/Druckspitze verbundener Behäl­ ter über ein Verbindungsrohr mit einem geschlossenen Behälter zur Aufnahme der Schreibflüssigkeit gekoppelt ist, wobei die in den offenen Behälter hineinragende Öffnung des Verbindungsrohres das kapillare Speichermittel unter Bildung eines Zweiwegeventils berührt.

Der Vorteil dieses Flüssigkeitsreservoirs liegt darin, daß der von der Schreib-/Druckspitze entfernte Behälter zur Aufnahme der Schreibflüssigkeit in Form eines auch abgesetzt vom mit dem kapillaren Speichermittel gefüllten Behälter aufbaubaren Reser­ voirteils gestaltet werden kann, so daß der Behälter und damit der Vorrat an Schreibflüssigkeit beliebig groß gestaltet werden kann. Der andere Teil des Reservoirs, der im wesentlichen aus dem Behälter mit Schreibspitze und in ihm aufgenommenem kapi­ llarem Speichermittel besteht, kann verhältnismäßig klein und damit mit geringer Masse ausgebildet werden, so daß sich das erfindungsgem. Flüssigkeitsreservoir insbesondere für den Ein­ satz in automatischen Schreib-/Druckvorrichtungen eignet.

Ein weiterer Vorteil des Flüssigkeitsreservoirs ist, daß auf­ grund des sehr großen geschlossenen Behälters zur Aufnahme der Schreibflüssigkeit die Nachfüllintervalle sehr groß gehalten werden können, so daß über lange Zeiträume ein ununterbrochen­ er kontinuierlicher Schreib-/Zeichenbetrieb möglich ist, wobei dabei wiederum von Vorteil ist, daß nahezu die gesamte Schreib-/ flüssigkeit aus dem geschlossenen Behälter für den Schreib- Zeichenvorgang abfließt, bevor der geschlossene Behälter erneut mit Schreibflüssigkeit gefüllt werden muß. Von Schwankungen der Temperatur und der Luft ist die kontinuierliche Abgabe der Schreibflüssigkeit völlig unbeeinflußt, wobei die diese Vortei­ le insgesamt bewirkenden konstruktiven Mittel des Flüssigkeits­ reservoirs vorteilhafterweise einfach und damit kostengünstig herstellbar sind.

Gem. einer vorteilhaften Ausführungsform ragt das Verbindungs­ rohr, das axial in den mit dem kapillaren Speichermittel ge­ füllten Behälter hineinragt, auch in das kapillare Speicher­ mittel hinein, wobei durch geeignete Einstellung der Eindring­ tiefe des Verbindungsrohres in das kapillare Speichermittel ein Speichervolumen für den aus dem geschlossenen Behälter wärme­ bedingt austretenden Flüssigkeitsüberschuß gebildet wird.

Vorzugsweise ist das Verbindungsrohr in zwei Kanäle unterschied­ licher Kapillarität unterteilt, wobei der Kanal mit der größeren Kapillarität zum Transport der Schreibflüssigkeit und der andere Kanal zum Transport der Luft dient, und die Richtung des Trans­ ports der Schreibflüssigkeit zur Richtung des Transports der Luft entgegengesetzt ist. Durch diese Ausführungsform wird die Fähigkeit der kontinuierlichen Förderung von Schreibflüssigkeit insofern verbessert, als in dem Verbindungsrohr die Förderung der Luft in den geschlossenen Behälter hinein und die Förderung von Schreibflüssigkeit aus dem geschlossenen Behälter in das kapillare Speichermittel hinein in getrennten Kanalbereichen innerhalb des Verbindungsrohres erfolgt und die Förderung der Schreibflüssigkeit durch kapillare Saugwirkung innerhalb des dafür bestimmten Schreibflüssigkeitsförderkanals unterstützt wird.

Gem. einer weiteren vorteilhaften anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Kapillarität des kapillaren Speichermittels größer als die des Kanals zum Transport der Schreibflüssigkeit, so daß die Kapillaren des Kapillarspeichers aus dem Schreibflüs­ sigkeitsförderkanal innerhalb des Verbindungsrohres letztlich den Grad der Förderung von Schreibflüssigkeit in ihn hinein be­ stimmen, bis der Kapillarspeicher bis zum Rand des zweikanaligen Rohres gefüllt ist.

Grundsätzlich ist jedes beliebige geeignete kapillare Speicher­ mittel zum Einsatz in dem hier beschriebenen Flüssigkeitsreser­ voir möglich. Vorteilhafterweise besteht jedoch das kapillare Speichermittel aus einem Kapillarschaummaterial, das einerseits ein sehr geringes Gewicht hat, was dem Gesamtaufbau förderlich ist und das leicht formbar und auswechselbar ist, wobei die Her­ stellungskosten ebenfalls verhältnismäßig gering sind.

Schließlich ist es vorteilhaft, daß die Kapillarität der Schreib-/ Druckspitze größer als die des kapillaren Speichermittels ist, so daß die Schreib-/Druckspitze durch ihre größere Kapillari­ tät Flüssigkeit aus dem Kapillarspeicher bis zu ihrer Öffnung herauszieht und nur Schreibflüssigkeit abgegeben wird, wenn ein Aufzeichnungsmedium berührt wird.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachfolgenden schematischen Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispieles eingehend beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Flüssigkeitsreservoir im Schnitt, das zwei ge­ sonderte, mit einem Verbindungsrohr verbundene Be­ hälter aufweist,

Fig. 2 einen Ausschnitt durch das untere Ende des in den Behälter hineinstehenden Verbindungsrohres in der Seitenansicht und

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Rohr entspre­ chend der Linie A-B von Fig. 1.

Das Flüssigkeitsreservoir besteht im wesentlichen aus einem ge­ schlossenen Behälter 10 und einem Behälter 11, die über ein Ver­ bindungsrohr 12 miteinander in Verbindung stehen. Das Verbin­ dungsrohr 12 kann von beliebiger Länge sein, so daß der geschlos­ sene Behälter 10 abgesetzt vom Behälter 11 angeordnet sein kann.

Der geschlossene Behälter 10 dient zur Aufnahme von Schreibflüs­ sigkeit 13 und kann in einer beliebigen geeigneten Form und aus beliebigen geeigneten Werkstoffen ausgebildet sein. Das Verbin­ dungsrohr 12 selbst braucht, abweichend von der Darstellung von Fig. 1, nicht in Form eines geraden Rohres ausgebildet zu sein, vielmehr kann es auch in einer beliebigen geeigneten Form gebo­ gen sein, um einen Förderweg zwischen dem geschlossenen Behälter 10 und dem Behälter 11 für Schreibflüssigkeit und Luft zu bilden.

Der Behälter 11, in den das Verbindungsrohr 12 hineinragt, weist bei dieser Ausführungsform zylindrische Konturen auf, er kann aber auch in einer beliebigen anderen geeigneten Be­ hälterform ausgebildet sein. Am Behälterboden 23, d. h. an seiner von der Öffnung 17 des Verbindungsrohres 12 wegweisen­ den Seite, weist der Behälter 11 eine Schreib-/Druckspitze 15 auf, die bei der dargestellten Ausführungsform im wesent­ lichen rechtwinklig vom Behälterboden 23 nach außen wegsteht. Die hier dargestellte Schreib-/Druckspitze 15 ist in Form ei­ nes kapillaren Rohres ausgebildet, wobei das kapillare Rohr an der Spitze, auf der es auf einem Aufzeichungsmedium aufliegt bzw. mit diesem beim Schreib-/Druckvorgang in Berührung kommt, eine Öffnung 20 zum Austritt der Schreibflüssigkeit 13 aus dem Behälter 11 durch die rohrförmige Schreib-/Druckspitze hindurch aufweist. Es wird darauf hingewiesen, daß es auch möglich ist, die Schreib-/Druckspitze über eine längere auch mehrfach ge­ krümmte kapillare Verbindung mit Schreibflüssigkeit zu versorgen.

Es sei hervorgehoben, daß grundsätzlich beliebige geeignete Schreib-/Druckspitzen 15 vorgesehen werden können, beispiels­ weise Schreibfedern, Kugelschreiber-, Faserschreiberspitzen oder dgl., so daß das Flüssigkeitsreservoir insgesamt ebenfalls mit derartigen Schreib-/Druckspitzen zu arbeiten in der Lage ist und ausdrücklich nicht auf den Einsatz mit rohrförmigen Schreib-/ Druckspitzen beschränkt ist.

Der Behälter 11 ist mit einem kapillaren Speichermittel 14 ge­ füllt, wobei ein Teil dieses kapillaren Speichermittels 14 be­ trächtlich über dem Niveau der Öffnung 17 des Verbindungsrohres 16 gegenüber dem Behälterboden 23 liegt. Das kapillare Speicher­ mittel 14 selbst kann von beliebiger geeigneter Form sein, wobei sich vorzugsweise für diese Zwecke ein kapillares Speichermittel in Form eines Kapillarschaummaterialkörpers eignet. Das in das kapillare Speichermittel 14 hineinragende Verbindungsrohr 12 kann in Form eines einfachen Rohres mit beliebigem Querschnitt ausgebildet sein, vorzugsweise weist es jedoch einen Querschnitt entsprechend der Darstellung von Fig. 3 auf, bei dem in einem grö­ ßeren kreisförmigen Rohrquerschnittsabschnitt ein Kanal 19 zur Förderung von Luft in den geschlossenen Behälter 10 hinein und ein kleinerer Kanalabschnitt 18 zur Förderung von Schreib­ flüssigkeit 13 aus dem geschlossenen Behälter 10 hinaus ausge­ bildet ist, wobei beide Kanäle 18, 19 zwar erheblich unter­ schiedliche Querschnittsgrößen aufweisen, jedoch nicht vonein­ ander abgetrennt sind.

Der Kanal 18 zur Förderung der Schreibflüssigkeit 13 ist in Form einer Kapillaren ausgebildet, wobei die Kapillarität die­ ses Kanals 18 eine größere Kapillarität als die des Kanals 19 zur Förderung von Luft aufweist. Die Luft 21 steigt von der Öffnung 17 des Verbindungsrohres 16, was später noch eingehend beschrieben wird, in den geschlossenen Behälter 10 hinein, wäh­ rend dort befindliche Schreibflüssigkeit 13 aus dem Behälter durch den Kanal 18 in das kapillare Speichermittel 14 im Behäl­ ter 11, wie nachfolgend noch beschrieben wird, hineinströmt.

Die Kapillarität der an den Behälter 11 angeschlossenen Schreib-/ Druckspitze 15 ist größer als die Kapillarität des kapillaren Speichermittels 14 und diese ist wiederum größer als die größere der Kapillaritäten der beiden Kanäle 18, 19.

Der Transport der Schreibflüssigkeit vom geschlossenen Behälter 10 zur Schreib-/Druckspitze 15 geschieht nach der Befüllung des geschlossenen Behälters 10 mit Schreibflüssigkeit 13 dadurch, daß die Kapillaren des kapillaren Speichermittels 14 aus dem Ka­ nal 18 mit der größeren Kapillarität Schreibflüssigkeit ansaugen und die Luft 21, die von der offenen Behälterseite 24 durch das schreibmittelfreie kapillare Speichermittel 14 oberhalb des Ni­ veaus der Öffnung 17 des Verbindungsrohres 16 in den zweiten Ka­ nal 19 entsprechend der Darstellung von Fig. 2 hineingelangen kann, solange das kapillare Speichermittel 14 nicht bis zum Rand der Öffnung 17 des Verbindungsrohres 16 und darüber gefüllt ist und damit die Zufuhr von Luft 21 nicht abgeschnitten ist. Die Schreib-/Druckspitze 15 bezieht durch ihre größere Kapillarität die Schreibflüssigkeit 13 aus dem kapillaren Speichermittel 14 bis zu ihrer Öffnung 20 und gibt die Schreibflüssigkeit 13 ab, wenn ein hier nicht dargestelltes Aufzeichnungsmedium mit der Schreib-/Druckspitze 15 bzw. mit deren Öffnungsbereich be­ rührt wird.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Flüs­ sigkeitsreservoirs überragt das Niveau des kapillaren Speicher­ mittels 14 relativ zum Niveau des Behälterbodens 23 das Niveau der Öffnung 17 des Verbindungsrohres 16.

Dieses zusätzliche Volumen an kapillarem Speichermittel 14 oberhalb des Niveaus der Öffnung 17 des Verbindungsrohres 16 kann bei geeigneter Dimensionierung zur vollständigen Aufnah­ me der bei Erwärmung aus dem geschlossenen Behälter 10 aus­ tretenden Menge an Schreibflüssigkeit 13 dienen. Da diese durch Temperaturerhöhung momentan überschüssige Menge an Schreib­ flüssigkeit 13 die Öffnung 17 des Verbindungsrohres 16 voll­ ständig luftdicht umschließt, wird sie entweder bei nachfolgen­ der Verminderung der Temperatur wieder in den geschlossenen Behälter 10 zurückgesogen oder aber beim Schreib-/Druckvorgang verbraucht, so daß auch andauernde Temperaturschwankungen das kapillare Speichermittel 14 nicht zum Überlaufen bringen können. Das kapillare Speichermittel 14 dient somit im Bereich der in das kapillare Speichermittel 14 hineinragenden Öffnung 17 des Verbindungsrohres 16 gewissermaßen als kapillares Zweiwegeven­ til.

Die Füllhöhe der Schreibflüssigkeit 13 im Behälter 11 darf je­ doch auch infolge des temperaturerhöhungsbedingten Austretens von Schreibflüssigkeit 13 aus dem geschlossenen Behälter nicht so hoch sein, daß sie im Behälter 11 die kapillare Haltefähig­ keit bzw. Steighöhe des kapillaren Speichermittels 14 über­ steigt.

Das hier beschriebene Flüssigkeitsreservoir schafft eine von den Umgebungsparametern wie Luftdruck und Temperatur weitgehend, kontinuierliche und tropfenfreie Schreibflüssigkeitsabgabe beim Schreib-/Druckvorgang u. z. weitgehend unabhängig von der kon­ kreten konstruktiven Ausgestaltung der einzelnen Elemente der Erfindung.

So kann der geschlossene Behälter 10 und der Behälter 11 derart über das Verbindungsrohr 12 miteinander verbunden werden, daß beide Behälter 10, 11 nach außen wie ein einstückiger Behälter erscheinen, wobei sich derartige Ausführungsformen vorzugsweise als manuell betriebene Schreibgeräte eignen. Die Zufuhr von Luft 21 erfolgt bei einer derartigen Ausführungsform dann durch ein oder mehrere in der Seitenwand des Behälters 11 oberhalb des kapillaren Speichermittels 14 angeordnete, hier nicht dargestel­ lte Löcher. Bei einer derartigen Ausführungsform befindet sich dann vorzugsweise die Schreib-/Druckspitze 15 in axialer Rich­ tung zu dem aus dem geschlossenen Behälter 10 und dem Behälter 11 gebildeten Gesamtbehälter, wenn dieser einen im wesentlichen kreisförmigen Gesamtquerschnitt aufweist. Beide Behälter 10, 11 können dann trennbar voneinander ausgebildet sein, so daß Schreibflüssigkeit 13 auf leichte Weise in den abgenommenen ge­ schlossenen Behälter 10, gfl. über das Verbindungsrohr 12 einge­ füllt werden kann oder die geschlossenen Behälter in Form von Patronen ausgewechselt werden können.

Bei allen Ausführungsformen muß der Behälter 11, der das kapi­ llare Speichermittel 14 aufnimmt, nur etwa ¹/₁₀ des Volumens des geschlossenen Behälters 10 aufweisen, so daß der im Behäl­ ter 11 bei vollständiger Abgabe der Schreibflüssigkeit 13 aus dem gesamten Flüssigkeitsreservoir darin zurückbleibende Schreibflüssigkeitsrest vernachlässigbar klein ist.

Das Flüssigkeitsreservoir gestattet somit die Aufnahme von be­ trächtlichen Schreibflüssigkeitsmengen, so daß es sich insbe­ sondere für automatische Schreib- bzw. Zeichenvorrichtungen eig­ net, während andere bekannte Schreibgeräte Füllmengen lediglich im Bereich bis zu 2 cm³ aufnehmen können.

• Bezugszeichenliste 10 geschlossener Behälter
  11 Behälter
  12 Verbindungsrohr
  13 Schreibflüssigkeit
  14 kapillares Speichermittel
  15 Schreib-/Druckspitze
  16 
  17 Öffnung des Verbindungsrohres
  18 Kanal
  19 Kanal
  20 Öffnung
  21 Luft
  22 Zweiwegeventil
  23 Behälterboden
  24 offene Behälterseite

Claims (6)

1. Flüssigkeitsreservoir für Schreib- oder Druckgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Umgebungsluft hin offener, mit ei­ nem kapillaren Speichermittel (14) gefüllter und mit einer Schreib-/Druckspitze (15) verbundener Behälter (11) über ein Verbindungsrohr (12) mit einem geschlossenen Behälter (10) zur Aufnahme einer Schreibflüssigkeit (13) gekoppelt ist, wo­ bei die in den offenen Behälter hineinragende Öffnung (17) des Verbindungsrohres (12) das kapillare Speichermittel (14) unter Bildung eines Zweiwegeventils (22) berührt.

2. Flüssigkeitsreservoir nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verbindungsrohr (12) in das kapillare Speicher­ mittel (14) hineinragt.

3. Flüssigkeitsreservoir nach einem oder beiden der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr (12) in zwei Kanäle (18, 19) unterschiedlicher Kapillarität unter­ teilt ist, wobei der Kanal (18) mit der größeren Kapillarität zum Transport der Schreibflüssigkeit (13) und der andere Kanal (19) zum Transport der Luft (21) dient, wobei die Richtung des Transports der Schreibflüssigkeit (13) und die des Trans­ ports der Luft (21) einander entgegengesetzt sind.

4. Flüssigkeitsreservoir nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarität des ka­ pillaren Speichermittels (14) größer als die des Kanals (10) zum Transport der Schreibflüssigkeit (13) ist.

5. Flüssigkeitsreservoir nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das kapillare Speichermit­ tel (14) durch Kapillarschaummaterial gebildet wird.

6. Flüssigkeitsreservoir nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarität der ange­ schlossenen Schreib-/Druckspitze (25) größer als die des ka­ pillaren Speichermittels (14) ist.