DE3623065A1 - Ventil fuer ein tintenspritz-schreibwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Sperren des Tintenflusses in Tinte führenden Kanälen oder Kammern in einem Tintenspritz- Schreibwerk der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Durch die deutschen Offenlegungsschriften 21 32 082 und 21 64 614 sind Vorrichtungen zum Spritzen von Flüssigkeitstropfen bekannt, bei denen einzelne Tropfen durch eine schlagartige Volumenverän­ derung einer Flüssigkeitskammer aus einer Auslaßdüse gespritzt werden. Ein Spritzen von Tintentropfen ist bei diesen bekannten Anordnungen nicht mehr möglich, sobald Luft durch die Auslaßdüse in die Kammer eingesaugt wird. Aus diesem Grunde sind die Abmes­ sungen der Kanäle und damit die Oberflächenspannung und die Kapillarkräfte der Flüssigkeit in der Auslaßdüse so zu wählen, daß keine Luft in das System eindringen kann und daß nur ein Nachsaugen aus dem Vorratsbehälter erfolgt. Durch diese Maßnahme wird ein Lufteinsaugen der Spritzvorrichtung an einem bestimmten Arbeitsplatz der Maschine vermieden.

Wird nun diese Maschine aber zu einem anderen Arbeitsplatz oder vom Hersteller zum Kunden transportiert, so ist ein Strömen der Flüssigkeit zwischen dem Spritzkopf und dem Vorratsbehälter nicht zu vermeiden. Durch dieses Strömen der Flüssigkeit kann es daher vorkommen, daß Luft in die Kammer der als ventillose Pumpe arbei­ tenden Spritzvorrichtung eingesaugt wird. Dieses führt dazu, daß eine Benutzung der Maschine an einem anderen Arbeitsplatz oder beim Kunden nicht mehr möglich ist. Aus diesem Grunde muß dann der Spritzkopf ausgetauscht oder zum Hersteller zum Nachfüllen geschickt werden.

Dieses Lufteinsaugen in die Flüssigkeitskammer wird bei einer Tintenspritzvorrichtung nach der DE-AS 22 62 327 dadurch vermie­ den, daß ein Ventilraum mit einem Ventil in dem Zulaufkanal von einem Vorratsbehälter zum Spritzkopf angeordnet ist. Das Ventil ist über den Betriebsein- und -ausschalter betätigbar und sperrt den Zulaufkanal während des Transports. Durch diese bekannte Anordnung wird ein Lufteinsaugen während des Transports der Maschine zwar vermieden, aber die Steuerung des innerhalb des Tintenkanals angeordneten Ventils ist noch recht aufwendig und kompliziert.

In Tintenspritz-Schreibwerken mit einem mit kapillarwirksamen Tintenräumen versehenen auswechselbaren Tintenspritzkopf ist es ebenso notwendig, Tinte unter Ausschluß von Gasen von dem Tinten­ behälter bis zur Austrittsöffnung für die Tropfenbildung zu leiten. Die dem Tintenspritzkopf zugeführte Tinte ist entgast und handelsüblich in verschlossenen Behältern erhältlich. Kritisch ist das Auswechseln der Tintenbehälter. Hierbei muß der entleerte Tintenbehälter von dem zum Tintenspritzkopf führenden Rohr abge­ trennt und ein neuer angeschlossen werden. Während des Aus­ wechselvorganges ist ein Eindringen von Gasen, vornehmlich Luft, in die Rohre zu verhindern, da jegliche Luftaufnahme in dem System sich nachteilig auf den Spritzvorgang auswirkt.

Zu diesem Zweck ist durch IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 15, No. 9, Feb. 1973, auf der Seite 2898 eine Einrichtung zur Erzeugung eines konstanten Vordruckes für einen Tintenspritzkopf bekannt, wobei zwei Tinte angefüllte Behälter durch ein an seinen Enden abgeschrägtes Rohr verbunden sind, das in den Auslauf­ stutzen eines Behälters eingeführt und einen diesen verschließen­ den Verschluß in dem Behälter verdrängt. In einer weiteren Aus­ führung durchstößt das schneidenartige Rohrende den Verschluß. Nach dem Einführen des Rohrendes wird der Verschluß in einer die Öffnung nicht verschließenden Stellung gehalten und das Rohr dichtet mit dem Auslaufstutzen ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zum Sperren des Tintenflusses in Tinte führenden Kanälen oder Membranen mit einem Tintenspritz-Schreibwerk zu schaffen, das ein Eindringen von Luft oder sonstigen Gasen in das geschlossene Flüssigkeits­ system sicher verhindert. Hierdurch wird gewährleistet, daß die leergewordenen Tintenbehälter nur noch sehr wenig Resttinte auf­ weisen. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch gekenn­ zeichnete Erfindung gelöst.

Das erfindungsgemäße Ventil zeichnet sich durch einen einfachen, billigen und sehr sicher wirkenden Aufbau aus. Da der Ventil­ stößel von außerhalb der Tinte führenden Kanäle oder Kammern mit dem Ventilsitz in Schließstellung bringbar ist, ist auch eine einfache Steuerung des Ventilstößels in die Schließ- oder Offen­ stellung möglich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Ventil in einem Tintenbehälter in Schließstellung,

Fig. 2 bis 4 verschiedene Stellungen des Ventils gemäß Fig. 1 und

Fig. 5 zwei miteinander verbundene Tintenbehälter zum Tintenaustausch.

Die Fig. 1 zeigt einen Tintenbehälter 1, der z. B. als Zwischen­ behälter in einem Tintenspritz-Schreibwerk eingesetzt wird. Die­ ser Tintenzwischenbehälter 1 ist z. B. topfförmig ausgebildet und weist auf dem Boden 2 einen in den Zwischenbehälter 1 mündenden Tintenein- oder -auslaßkanal 3 umgebenden ringförmigen bzw. wulstförmigen Ventilsitz 4 auf. Der Tintenein- oder -auslaßkanal 3 befindet sich in einem rohrförmigen Ansatz 5. Die Öffnung 6 des topfförmig ausgebildeten Zwischenbehälters 1 ist durch eine als elastische Wand ausgebildete flexible Membran 7 überspannt, die durch einen Ventilstößel 8 gegen den Ventilsitz 4 preßbar ist. Der Ventilstößel 8 weist z. B. einen halbkreisförmigen Ventil­ körper 10 auf, der durch eine Druckfeder 11 gegen den Ventilsitz 4 preßbar ist.

Das Abheben des Ventilkörpers 10 von dem Ventilsitz 4 kann gemäß Fig. 2 durch Druckerhöhung der Tinte bzw. durch Tintenfluß in dem Tintenein- oder -auslaßkanal 3 erfolgen. Hierbei wird die Druckfeder 11 weiter vorgespannt, wobei diese bei Nachlassen des erhöhten Druckes in der Tintenkammer 3 wieder automatisch schließt.

Auch kann die Membran 7 und damit der Druckstößel 8 entgegen der Pfeilrichtung 13 angehoben werden, wenn der Tintendruck in der Tintenkammer 9 erhöht wird. Diese ist in der Fig. 3 dargestellt. Bei Nachlassen des Tintendruckes in der Tintenkammer 9 schließt auch hier die Druckfeder 11 wieder das Ventil.

In der Fig. 4 ist der Druckstößel 8 ohne die Druckfeder 11 gemäß den Fig. 2 und 3 dargestellt, wobei die Steuerung des Druck­ stößels 8 zum Öffnen oder Schließen des Ventils (4, 10) durch ein nicht näher dargestelltes Steuerelement erfolgt. Dieses Steuer­ element kann z. B. aus einem Elektromagneten bestehen. Die Tinte kann bei von dem Ventilsitz 4 abgehobenem Ventilkörper 10 ent­ weder aus dem Tintenkanal 3 in die Tintenkammer 9 oder umgekehrt aus der Tintenkammer 9 in den Tintenauslaßkanal 3 fließen. Da der Ventilstößel 8 mit dem Ventilkörper 10 außerhalb der Tintenkammer 9 angeordnet ist, ist eine einfache Steuerung des Ventilkörpers 8 möglich. Durch die in Schließstellung des Ventils zwischen dem Ventilkörper 10 und dem Ventilsitz 4 angeordnete elastische Membran 7 wird ein einfaches und sicher dicht abschließendes Ventil geschaffen. Im Rahmen der Erfindung kann der wulstförmige Ventilsitz 4 gegenüber dem sonst starren Zwischenbehälter 1 auch elastisch ausgebildet sein. Auch kann die Tintenkammer 9 in einem bei Entleerung in sich zusammenfallenden Beutel angeordnet sein.

In der Fig. 5 ist eine Vorrichtung zum leckfreien Verbinden zweier Tinte gefüllter Behälter 14, 15 mit die Verbindung her­ stellenden Anschlußstutzen 16, 17 dargestellt. Die Anschluß­ stutzen 16, 17 weisen zusammenfügbare vorstehende Stirndicht­ flächen 18, 19 auf, in die Tintenein- oder -auslaßkanäle 20, 21 der Behälter 14, 15 münden. Die Tintenein- oder -auslaßkanäle 20, 21 sind auf ihren den Tinte gefüllten oder Tinte zu füllenden Kammern 22, 23 zugewandten Seiten durch Ventile 24, 25 flüssig­ keitsdicht verschließbar. Die Kammern 22, 23 weisen je eine als elastische Wand ausgebildete Membran 26, 27 auf, die wiederum durch einen abgefederten (28, 29) Ventilstößel 30, 31 gegen je einen die Tintenein- und -auslaßkanäle 20, 21 ringförmig umgeben­ den Ventilsitz 32, 33 preßbar angeordnet ist. Jeder Ventilstößel 30, 31 ist mit der zugeordneten Membran fest verbunden und weist an der Stirnfläche je einen Dichtkegel 36, 37 auf. Diese Dicht­ kegel 36, 37 sind in die entsprechend ausgebildeten Tintenein­ und -auslaßkanäle 20, 21 durch die Kraft von Federn 28, 29 in Schließstellung bring- und haltbar. Um die beiden Behälter 14, 15 sicher und schnell miteinander zu verbinden, sind die Anschluß­ stutzen 16, 17 der Behälter 14, 15 konzentrisch zu den Stirn­ flächen 18, 19 mit Schutz- und Führungskragen 38, 39 versehen. Der Schutzkragen 39 des einen Behälters 15 ist als konischer Hohlkörper ausgebildet, der in eine entsprechend konisch ausge­ bildete Ausnehmung des anderen Behälters 14 einschieb- und ver­ riegelbar angeordnet ist. Die Fig. 5 zeigt die beiden Behälter 14, 15 in verriegelter Stellung, wobei die Verriegelungselemente selbst nicht näher dargestellt sind. In dieser verriegelten Stellung liegen die Stirndichtflächen 18, 19 der beiden Behälter 14, 15 und die Stirnflächen der Dichtkegel 36, 37 der beiden Ventilstößel 30, 31 luft- und flüssigkeitsdicht aufeinander. Soll nun Tinte von einem Behälter in den anderen Behälter geleitet werden, dann sind die beiden Ventile 24, 25 durch nicht näher dargestellte Steuermittel, die aus Elektromagneten bestehen können, aus ihrer Schließ- in ihre Offenstellungen zu bewegen. Hierbei kann keine Luft in eine der beiden Tintenkammern 22, 23 eindringen. Die Rückstellung der Ventile 24, 25 erfolgt wieder über die Druckfedern 28, 29. Das Abdichten der Ventilsitze er­ folgt auch hierbei wieder über die flexiblen Membranen 26, 27 die durch die entsprechenden Ventilkörper 34, 35 gegen die Ventil­ sitze 32, 33 preßbar sind. Durch die flexiblen Membranen 26, 27 werden nicht so hohe Fertigungsgenauigkeiten an die Ventilkörper 34, 35 und die Ventilsitze 32, 33 gestellt.

Claims (10)

1. Ventil zum Sperren des Tintenflusses -in Tinte führenden Kanälen oder Kammern in einem Tintenspritz-Schreibwerk, wobei die Ventilöffnung von einem ringförmigen Ventilsitz umgeben ist, der durch einen Ventilstößel flüssigkeitsdicht verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wand des Tintenkanals oder der Tintenkammer (9) aus einer elastischen Wand (7) besteht, die durch den außerhalb des Tintenkanals oder der Tintenkammer (9) bewegbar angeord­ neten Ventilstößel (8) zum Sperren des Ventils gegen den Ventilsitz (4) preßbar angeordnet ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (4) auf dem Boden (2) eines starren Zwischenbehälters (1) für Tinte angeordnet ist und daß der Zwischenbehälter (1) die elastische Wand (7) aufweist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der z. B. topfförmig ausgebildete Zwischenbehälter (1) auf dem Boden (2) den in den Zwischenbehälter (1) mündenden Tintenkanal (3) umgebenden ringförmigen Ventilsitz (4) auf­ weist, und daß die Öffnung (6) des topfförmigen Zwischenbe­ hälters (1) durch eine flexible Membran (7) flüssigkeits­ dicht verschließbar ist, die durch einen Ventilkörper (10) des Ventilstößels (8) gegen den Ventilsitz (4) preßbar ist.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (8) mit dem Ventilkörper (10) durch eine Druckfeder (11) gegen den Ventilsitz (4) preß- und von diesem durch ein Steuerelement abhebbar angeordnet ist.

5. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (8) durch ein Steuerelement in und außer Eingriff mit dem Ventilsitz (4) bringbar ist.

6. Vorrichtung zum leckfreien Verbinden Tinte gefüllter Behäl­ ter mit die Verbindung herstellenden Anschlußstutzen und mit Ventilen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anschlußstutzen (16, 17) zusammenfügbare vorstehende Stirndichtflächen (18, 19), in die Tintenein- oder Auslaßkanäle (20, 21) der Be­ hälter (14, 15) münden, aufweisen, und daß die Tintenein­ oder Auslaßkanäle (20, 21) auf ihren den Tinte gefüllten oder Tinte zu füllenden Kammern (22, 23) zugewandten Seiten durch die Ventile (24, 25) verschließbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kammern (22, 23) je eine als elastische Wand ausgebildete Membran (26, 27) aufweisen und daß jede Membran (26, 27) durch einen abgefederten (28, 29) Ventilstößel (30, 31) gegen einen die Tintenein- und -auslaßkanäle (20, 21) ringförmig umgebenden Ventilsitz (32, 33) preßbar angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder Ventilstößel (30, 31) mit der zugeordneten Membran (26, 27) fest verbunden ist und an seiner Stirn­ fläche einen Dichtkegel (36, 37) aufweist, der in dem ent­ sprechend konisch ausgebildeten Tintenein- und -auslaßkanal (20, 21) durch die Kraft einer Feder (28, 29) in Schließ­ stellung schiebbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Tinte gefüllten Hohl­ räume aus Tintenbehältern bestehen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlußstutzen (16, 17) der Behälter (14, 15) konzentrisch zu den Stirnflächen (18, 19) angeord­ nete Schutz- und Führungskragen (38, 39) aufweisen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schutz- und Führungskragen (39) des einen Behälters (15) ein konisch ausgebildeter Hohlzapfen ist, der in eine entsprechend konisch ausgebildete Ausnehmung des Führungskragens (38) des andern Behälters (14) einschieb­ und verriegelbar ist.