DE3640320C1 - Schreibeinsatz fuer Tinten- oder Tuscheschreibgeraete - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schreibeinsatz für manuell oder für Plotter oder sonstige automatische bzw. mechanische Aufzeichnungsgeräte benützbare Tinten oder Tusche-Schreibgeräte, wie sie im Oberbegriff des Hauptanspruches näher spezifiziert ist.

In dem deutschen Gebrauchsmuster Nr. 19 47 421 sowie in der CH-PS 4 51 745 sind derartige Schreibeinsätze im wesentlichen dargestellt und beschrieben. Obwohl diese bekannten Schreibeinsätze bereits in beachtlichem Maße auslaufsicher gewesen sein mögen und relativ gleichmäßigen Tintenfluß gewährleisteten, genügen sie den heutigen Qualitätsansprüchen nicht mehr in ausreichendem Maße.

Insbesondere bei schnellem Arbeiten bzw. bei hohen Ziehgeschwindigkeiten, z. B. beim Einsatz in Plottern oder ähnlichen Anlagen, kann es mit ihnen zu starken Veränderungen des Schreibmittelflusses, bis hin zu dessen Abreißen, kommen und somit zur Erzeugung ungleichmäßiger oder unvollständiger Linien führen. Außerdem können diese Schreibeinsätze bei stärkeren Temperatur- bzw. Druckschwankungen relativ leicht auslaufen und infolgedessen äußere Verschmutzungen und bei späterem eventuellem Eintrocknen des Schreibmittels - insbesondere der Tusche im Belüftungs- bzw. Ausgleichs-System - Funktionsstörungen bewirken und aufwendige Wartungsarbeiten erforderlich machen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Schreibeinsatz zu schaffen, der auch bei sehr hohen Arbeits- bzw. Ziehgeschwindigkeiten gleichmäßige und vollständige Linien bzw. Abstriche ergibt sowie eine relativ hohe Auslaufsicherheit gewährleistet und somit weitestgehend wartungsfrei ist.

Diese Aufgabe wird mit einem Schreibeinsatz, der die Merkmale des Hauptanspruches aufweist, durch dessen kennzeichnende Merkmale, gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den ergänzenden Unteransprüchen dargestellt.

Anhand einiger Ausführungsbeispiele wird die Erfindung mit Hilfe der Abbildungen nachfolgend näher erläutert.
Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Schreibeinsatz mit Schaft,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch den Schaft gemäß der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch den Schaft und den Schreibeinsatz gemäß der Linie B-B in Fig. 1,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung durch den Schaft und den Schreibeinsatz gemäß der Linie C-C in Fig. 1,

Fig. 5 den Schreibersatz nach Fig. 1 ohne Schaft,

Fig. 6 den geschnittenen Schreibeinsatz nach Fig. 1 ohne Schaft und ohne Innenteile,

Fig. 7 den Rohreinsatz nach Fig. 1,

Fig. 8 den Kerneinsatz nach Fig. 1,

Fig. 9 eine andere Ausführung eines erfindungsgemäßen Schreibeinsatzes,

Fig. 10 eine Variante mit Schreibkugel und

Fig. 11 eine weitere Variante mit Schreibdocht als Schreibspitze.

Der in Fig. 1 dargestellte, in einen Schaft (40) eingesetzte Schreibeinsatz (1) weist im wesentlichen ein Gehäuse (1′), ein hierin fest eingesetztes Schreibröhrchen (1′′) als Schreibspitze , einen dichtend eingesetzten und die Kanäle eines Ausgleichskanales (64) verschließenden Rohreinsatz (20) und einen axial gegen den Druck einer Feder (71) beweglichen Kerneinsatz (10′) auf.

Der Schaft (40) weist neben dem Aufnahmeraum (41), in den der Schreibeinsatz (1) eingeschraubt ist, einen Speicherraum (42) für die Tinte, Tusche oder für ein sonstiges flüssiges Auftragsmedium auf und stellt somit gleichzeitig den Schreibmittelspeicher (Patrone, Kartusche od. ä.) insgesamt dar.

Das mit seiner Umfangsfläche dichtend in den Aufnahmeraum (41) eingesetzte Gehäuse (1′) weist in seiner Mantelfläche einen mehrmals umlaufenden Außenkanal (66), im Inneren einen spiralförmig verlaufenden Ausgleichskanal (64) und am rückwärtigen Ende einen Verbindungskanal (65) auf und beinhaltet somit die wesentlichen Elemente des Ausgleichs-Systems.

Der Rohreinsatz (20) ist axial durchgehend dichtend in die Bohrung des Gehäuses (1′) eingesetzt und liegt fertig montiert mit einem fest angeordneten Verschluß (30) an einem Dichtanschlag (43) abdichtend an.

Der Verschluß (30) verhindert somit den direkten Schreibmitteleintritt in das Ausgleichssystem und schließt auch dessen Verbindungskanal (65) rückwärtig dichtend ab. Eine zylindrische Bohrung (73) weist rückwärtig Stützanschläge (32) für eine Feder (71) auf und setzt sich dann als mit kapillaren Einlaßkanälen (59) versehene Einlaßbohrung (31) bis zum rückwärtigen Ende des Rohreinsatzes (20) fort. In die schreibspitzenseitige (vordere) Hälfte des Rohransatzes (20) ist im Mantel umlaufend ein, vorzugsweise kapillarer, Ringkanal (63) eingearbeitet, von dem aus ein, vorzugsweise als nichtkapillare Bohrung oder als rechteckiger Durchbruch gestalteter, Anschlußkanal (62) die Wandung des Rohreinsatzes (20) vollständig durchdringt und im Bereich eines in der Bohrung (73) angeordneten, axial bis in den Speicherraum (42) durchgehenden, nichtkapillaren Luftkanals (61), in das Innere der Schreibspitze (1) mündet.

Der Kerneinsatz (10′) weist einen rückwärtigen - hier zylindrisch gestalteten, alternativ aber auch kegelig formbaren - Zapfen (13), einen Kegel (12), ein anschließendes Zylinderstück (14) und eine fest eingesetzte Nadel (11) auf.

Das Zufluß-System besteht aus dem von der Einlaßbohrung (31) und dem Zapfen (13) gebildeten, vorzugsweise kapillaren, Einlaßraum (51), in den die kapillaren Einlaßkanäle (59) radial münden, aus dem aus der zylindrischen Bohrung (73) und dem Zapfen (13) gebildeten, die Feder (71) aufnehmenden, i. d. R. nichtkapillaren Innenraum (52), aus einem, zunehmende Kapillarität aufweisenden Konusraum (53), der sich aus dem von der zylindrischen Bohrung (73) und dem Mantel des Kegels (12) gebildeten Ringraum ergibt, aus einem kapillaren Halteraum (54) zwischen Zylinderstück (14) und Bohrung (73), aus einem von radialen Zuflußkanälen (58) teilweise durchdrungenen Zwischenspeicherraum (55) sowie aus einem Schreibspeicherraum (56) und einem Schreibraum (57). Der Zwischenspeicherraum (55), der Schreibspeicherraum (56) und der Schreibraum (57) werden hierbei als Ringräume mit zum Schreibkörper (1′′) zunehmender Kapillarität durch abgestufte Bohrungen im Gehäuse (1′) sowie im Schreibröhrchen (1′′) und die Außenfläche der mit dem Kerneinsatz (10′) axial beweglichen, das Schreibröhrchen (1′′) stirnseitig etwas überragenden Nadel (11), gebildet.

Zur sicheren koaxialen Fixierung des Schreibeinsatzes (1) im Schaft (40) dient einerseits der in einer Paßbohrung (44) des Schaftes (40) zentrierend und abdichtend eingesetzte Verschluß (30) sowie ein mit einem Luftdurchlaß (67) versehener Zentrierbund (72), der an der Wandung des Aufnahmeraumes (41) des Schaftes (40) vorne zentrierend und ebenfalls abdichtend anliegt.

Die Abbildung macht auch deutlich, daß bei der dargestellten - besonders vorteilhaften - Ausführungsform der Erfindung, der das Zufluß- und das Ausgleichssystem verbindende Anschlußkanal (62) praktisch im Bereich der höchsten Kapillarität des Konusraumes (53) in diesen mündet und auch den sich anschließenden, hohe Kapillarität aufweisenden, Halteraum (54) noch berührt. Anstelle der dargestellten Feder (71) kann der hier aus Kunststoff bestehende Kerneinsatz (10′) auch axial frei beweglich angeordnet sein und ggf. aus Metall bestehen sowie u. U. sonst ein Massegewicht aufweisen.

Das Ausgleichssystem ist besonders wirksam, wenn es aus einem spiral- oder mäanderförmig verlaufenden inneren oder vorgeschalteten Ausgleichskanal (64) und aus einem sich über eine Verbindung (65) anschließenden, ebenfalls spiral- oder mäanderförmig gestalteten Außenkanal (66) besteht. Der Ausgleichskanal (64) kann sich auch über den Anschlußkanal (62) hinaus axial fortsetzen und so eine ggf. zusätzlich wirksam werdende Pufferzone (68) bilden, die entweder in den Zwischenspeicherraum (55) mündet oder auch nur als einseitig verschlossener Restkanal eine geringe Schreibmittelmenge bedarfsweise aufnimmt.

Die Schnittdarstellungen in den Fig. 2 bis 4 lassen den axialen Verlauf der einzelnen Zonen und Bereiche sowie deren Querschnitte erkennen. Im Schaft (40) ist zunächst (gem. Fig. 2) über dem Speicherraum (42) der Verschluß (30) mit der Einlaßbohrung (31) und den Einlaßkanälen (59) sichtbar. In den vom Zapfen (13) und der Einlaßbohrung (31) gebildeten Einlaßraum (51) mündet der axial durchgehende nichtkapillare Luftkanal (61).

Fig. 3 zeigt zudem den am Gehäuse (1′) angebrachten spiralförmigen Außenkanal (66), den ebenfalls spiralförmigen Ausgleichskanal (64), den Konusraum (53), den Rohreinsatz (20) und die Feder (71), während aus Fig. 4 noch der mit einem Luftdurchlaß (67) versehene Zentrierbund (72), der den Rohreinsatz (20) radial durchdringende und in den Ringkanal (63) mündende Anschlußkanal (62), der kapillare Halteraum (54), sowie das geschnittene Zylinderstück (14), ersichtlich sind.

Der Schreibeinsatz (1) gemäß Fig. 5 weist im wesentlichen das in das Gehäuse (1′) fest eingesetzte Schreibröhrchen (1′′), einen den am Verschluß (30) erkennbaren Einlaßkanal (59), den spiralförmig umlaufenden und stufenweise abgesetzten Außenkanal (66) und den von dem Luftdurchlaß (67) durchbrochenen Zentrierbund (72) auf.

Mittels eines Anschlußgewindes (75) kann dieser Einsatz im Schaft (40) bzw. in einem Halter oder in einer Patrone befestigt werden, während ein Verschluß-Gewinde (76) zum Befestigen einer hier nicht dargestellten Verschlußkappe dienen kann.

Nach Fig. 6 ist das Schreibröhrchen (1′′) in die vordere Zone des Gehäuses (1′) eingepreßt. Der nach vorn über den, den Zentrierbund (72) axial durchdringenden, Luftdurchlaß (67) mit der Außenluft verbundene Außenkanal (66) steht am rückwärtigen Ende mit dem spiralförmigen, innenliegenden Ausgleichskanal (64) über den Verbindungskanal (65) in Kontakt, so daß einerseits jederzeit Luft und andererseits notfalls auch Schreibmittel in den dann als Überschußkammer wirkenden Außenkanal (66) gelangen kann. Ist dieser Außenkanal (66) kapillar gestaltet oder durchgehend mit kapillaren Zonen versehen, so entleert sich das eingedrungene Schreibmittel bei Druckabbau i. d. R. wieder selbsttätig.

Fig. 7 stellt den Rohreinsatz (20) dar, wobei der auf dem Außenmantel (21) umlaufende Ringkanal (63), der in diesem und in dem axial durchgehenden Luftkanal (61) radial die Wandung durchdringende Anschlußkanal (62), der die zylindrische Bohrung (73) hinten gegen die Einlaßbohrung (31) abgrenzende Stützanschlag (32) und der mit Einlaßkanälen (59) versehene Verschluß (30) ersichtlich sind.

Der Kerneinsatz (10′) gemäß Fig. 8 besteht im wesentlichen aus der in das Zylinderstück (14) eingesetzten Nadel (11) bzw. dem bei Röhrchenschreibgeräten üblichen Reinigungsdraht , dem Kegel (12) und dem Zapfen (13). Er kann vorzugsweise aus thermoplastischem Kunststoff oder aus Metall, Keramik od. ä. gefertigt sein.

Der ebenfalls mit einem Schreibröhrchen (1′′) ausgestattete und in einem Schaft (40) eingeschraubte Schreibeinsatz (1) nach Fig. 9 weist einen als Fallgewicht gestalteten Kerneinsatz (10′′) mit einem Zapfen (13) und einer Nadel (11) und dem Verschluß (30) auf.

Das Schreibmittel gelangt hierbei aus einer im Schaft (40) angeordneten Kartusche (80) über Durchbrüche (77) und eine Zwischenkammer (78) in den vom Zapfen (13) durchdrungenen Einlaßraum (51) und weiter über den Innenraum (52) und den von einem zylindrischen Mantel des Kerneinsatzes (10′′) und einer konischen Bohrung (74) des Gehäuses (1′) gebildeten Konusraum (53) sowie über den Halteraum (54) und über Zuflußkanäle (58) in den Zwischenspeicherraum (55), den Schreibspeicherraum (56) und den Schreibraum (57).

Der Schreibmittelausgleich erfolgt aus dem Konusraum (53) und/oder dem Halteraum (54) über den Anschlußkanal (62) in einen Ausgleichskanal (64) nach hinten, über einen hier nicht gezeigten Verbindungskanal (65) zum Außenkanal (66) und durch diesen nach vorn und über den im Zentrierbund (72) angeordneten Luftdurchlaß (67) nach außen.

Bei dem Schreibeinsatz (2) gemäß Fig. 10 wird die Schreibspitze von einer Schreibkugel (2′′) gebildet, die über einen als kapillarer Zuleitungsdocht ausgebildeten zylindrischen Kerneinsatz (10′′′) sowie über den hier konisch verlaufenden Einlaßraum (51), den ebenfalls konischen Innenraum (52), den eigentlichen Konusraum (53), den Halteraum (54), die Zuflußkanäle (58) und den Schreibspeicherraum (56) mit relativ dünnflüssigem Schreibmittel - vorzugsweise mit Tinte - versorgt wird. Die Wandung einer mindestens bis zu den Anschlußkanälen (62) konisch verlaufenden Bohrung (74) des Rohreinsatzes (20) wird axial durchgehend von zwei nichtkapillaren Luftkanälen (61) unterbrochen, die am rückwärtigen Ende des Verschlusses (30) in einen (nicht dargestellten) Schreibmittelspeicher münden.

Der Luftausgleich erfolgt hierbei über Luftkanäle (61), die in diese und in einen Ringkanal (63) mündenden beiden Anschlußkanäle (62), einen Ausgleichskanal (64), einen Verbindungskanal (65), den Außenkanal (66) und den Luftdurchlaß (67). Der innen in das Gehäuse (2′) eingeschnittene Ausgleichskanal (64) wird vom Außenmantel (21) des Rohreinsatzes (20) abgedeckt bzw. verschlossen.

Der in Fig. 11 dargestellte Schreibeinsatz (3) weist als Schreibspitze (3′′) einen Schreibdocht auf, dessen rückwärtige Verlängerung gleichzeitig den kapillaren, zylindrisch gestalteten und den Schreibeinsatz (3) nach hinten überragenden Kerneinsatz (10′′′) bildet.

Analog zu Fig. 10 fließt auch hierbei das Schreibmittel einerseits durch den hochkapillaren Kerneinsatz (10′′′) und zudem ggf. über Einlaßkanäle (59) und über die durch die konische Bohrung (74) gebildeten, zunehmende Kapillarität aufweisenden Ringräume, wie den Einlaßraum (51), den Konusraum (53), den hochkapillaren Halteraum (54), den Zwischenspeicherraum (55) und den Schreibspeicherraum (56), sofern der Schreibdocht bzw. der Kerneinsatz (10′′′) in diesen Bereichen eine schreibmitteldurchlässige Außenwand aufweist. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt der Schreibmitteleinlaß und -transport bis zur Spitze über das hochkapillare Zentrum des Kerneinsatzes (10′′′) bzw. des Schreibdochtes. Die Ringräume (51 bis 56) dienen dann lediglich der Überflußregelung des Ausgleichs-Systems (60), das zudem ebenfalls mindestens einen axialen nichtkapillaren Luftkanal (61) sowie einen Anschlußkanal (62), einen Ringkanal (63), einen Ausgleichskanal (64), einen Verbindungskanal (65), einen Außenkanal (66) und einen Luftdurchlaß (67) aufweist.

Der am Rohreinsatz (20) angeordnete Verschluß (30) ist mit radial nach innen gerichteten, in den Innenraum (51) mündenden und mindestens teilweise kapillaren Einlaßkanälen (59) versehen. Das rückwärtige - hier abgeschrägte - Ende ragt üblicherweise in einen Tintenspeicher, der auch mit einer saugfähigen Speicherfüllung versehen sein kann.

Der in Fig. 9 dargestellte Kerneinsatz (10′′) kann, ebenso wie die Kerneinsätze (10′′′) der Ausführungen gem. Fig. 10 und 11, einen durchgehenden kapillaren Zuleitungsdocht und ggf. eine Hülse als Belastungskörper aufweisen. Die Befestigung der Nadel (11) erfolgt in der Hülse oder im Zuleitungsdocht, der zudem die Hülse mit dem Zapfen (13) nach hinten überragt, sowie ggf. nach vorne stirnseitig ganz oder teilweise durchdringt.

Wenn systembedingt keine axiale Bewegung des Kerneinsatzes (10′′) erforderlich oder erwünscht ist, so kann dieser auch unbeweglich fest im Gehäuse (1′) fixiert sein.

Positionen

Claims (14)

1. Schreibeinsatz für manuell oder für Plotter oder sonstige automatische bzw. mechanische Aufzeichnungsgeräte benützbare Tinten- oder Tusche-Schreibgeräte, wobei das Gehäuse des Schreibeinsatzes mit einem die Tinte oder Tusche enthaltenden, als Halter und/oder Speicher dienenden Schaft verbunden oder verbindbar ist und ein Zuflußsystem und ein Ausgleichssystem sowie eine Schreibspitze und ggf. weitere Einzelteile aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zufluß-System im Bereich des Gehäuses (1′, 2′, 3′) einen in axialer Folge unterschiedliche Kapillarität aufweisenden Ringraum (52 bis 57) enthält, wobei die Kapillarität zur Schreibspitze (1′′, 2′′, 3′′) hin ein- oder mehrmals zunimmt und daß mindestens ein Bereich als Konusraum (53) ausgebildet ist, der in sich unterschiedliche, zur Schreibspitze (1′′, 2′′, 3′′) hin zunehmende, Kapillarität aufweist.

2. Schreibeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich dem Konusraum (53), axial zur Schreibspitze (1′′, 2′′, 3′′) hin, ein mit Zuflußkanälen (58) versehener Zwischenspeicherraum (55), ein Schreibspeicherraum (56) und ein Schreibraum (57) mit jeweils steigender Kapillarität anschließen.

3. Schreibeinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er, axial zwischen dem Konusraum (53) und der Schreibspitze (1′′, 2′′, 3′′), einen kapillaren Halteraum (54) aufweist.

4. Schreibeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Zufluß-System (50 bzw. 51 bis 59) und das Ausgleichssystem (60 bzw. 63 bis 68) verbindender Anschlußkanal (62) im Bereich der höchsten Kapillarität des Konusraumes (53) und somit an dessen schreibspitzenseitigem (vorderen) Ende in diesen oder in einem ggf. vorhandenen kapillaren Halteraum (54) mündet.

5. Schreibeinsatz nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem einen Einlaßraum (51), einen Innenraum (52), den Konusraum (53) und einen ggf. vorhandenen Halteraum (53) axial durchdringenden, nichtkapillaren Querschnitt aufweisenden Luftkanal (61) versehen ist und daß der Anschlußkanal (62) im Bereich dieses Luftkanals (16) in das Zufluß-System eintritt.

6. Schreibeinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Kerneinsatz (10′) enthält, der zumindest über einen Teil seiner axialen Länge als Kegel (12) mit zur Schreibspitze (1′′) hin zunehmendem Durchmesser ausgebildet ist und in diesem konischen Bereich, zusammen mit einer zylindrischen Bohrung (73) des Gehäuses (1′, 2′, 3′) oder eines Rohreinsatzes (20), den Konusraum (53) bildet.

7. Schreibeinsatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerneinsatz (10′) einen rückwärtigen Zapfen (13), einen Kegel (12) sowie eine vorn angeordnete Nadel (11) aufweist und in dem Schreibeinsatz (1), ggf. entgegen dem Druck einer Feder (71) oder gegen ein Massegewicht, axial beweglich angerodnet ist.

8. Schreibeinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerneinsatz (10′′, 10′′′) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und, zusammen mit einer konischen, zur Schreibspitze (2′, 3′) hin kleiner werdenden Bohrung (74) des Gehäuses (2′′, 3′′), den Konusraum (53) bildet.

9. Schreibeinsatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerneinsatz (10′′, 10′′′) als kapillarer Zuleitungsdocht ausgebildet oder mit einem solchen ausgestattet und in dem Schreibeinsatz (2, 3) axial unbeweglich angeordnet ist.

10. Schreibeinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (13) bzw. das rückwärtige Ende des Kerneinsatzes (10′, 10′′, 10′′′) das Gehäuse (1′, 2′, 3′) und/oder einen Verschluß (30) axial durchdringt oder überragt.

11. Schreibeinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichs-System (60) im wesentlichen aus einem - spiralförmig verlaufenden - inneren Ausgleichskanal (64) und einem - spiral- oder mäanderförmig gestalteten - Außenkanal (66) sowie einem Verbindungskanal (65) und ggf. einem Luftdurchlaß (67), besteht.

12. Schreibeinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkanal (62) in einen am Außenmantel (21) des Rohreinsatzes (20) angeordneten Ringkanal (63) mündet.

13. Schreibeinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkanal (62) in der schreibspitzenseitigen Hälfte des inneren Ausgleichskanals (64) in diesen mündet und daß der Verbindungskanal (65) zum Außenkanal (66) am rückwärtigen Ende des Gehäuses (1′, 2′, 3′) angeordnet ist.

14. Schreibeinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der innere Ausgleichskanal (64) über den Anschlußkanal (62) hinaus zur Schreibspitze (1′′, 2′′, 3′′) hin fortsetzt und im oder kurz vor dem Zwischenspeicherraum (55) endet.