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Füllfederhalter mit einer vom Tintenvorratsraum getrennten Tintenvorkammer
Einen der unangenehmsten Übelstände, der gebräuchlichen Füllfederhalter stellt das
sogenannte thermische Klecksen vor. Es kommt dies dadurch zustande, daß sich die
im Füllhalter eingeschlossene Luft unter dem Einfluß der Hand- oder Körperwärme
ausdehnt, wodurch Tinte in entsprechendem Maße in den Tintenleiter und die Feder
getrieben wird, die .dadurch mit Tinte überfüllt wird. Dies führt zu einer Überfärbung
der Schrift, einem Zusammenfließen der Buchstabenschlingen und schließlich einer
Klecksbildung.
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Man hat, um diese Nachteile zu beseitigen, Füllfederhaltex mit einer
vom Tintenvorratsraum getrennten Tintenvorkammer geschaffen, die mit dem Tintenvorratsraum
über ein Ventil in Verbindung steht, das durch ein schreibseitig nach außen ragendes
Hubmittel bewegt werden kann. In der kleinen Tintenvorkammer kann, wenn überhaupt,
dann nur ganz wenig Luft eingeschlossen sein. Die Ausdehnung dieser geringen Luftmenge
bewirkt aber kein thermisches Klecksen mehr. Die Erfindung bezieht sich auf Füllfedern
der obengenannten Art und beseitigt durch eine besonders zweckentsprechende Ausführung
der Ventilausbildung die Nachteile der bekannten Ausführungen, welche hauptsächlich
in einer nicht genügenden Betriebssicherheit des Füllhalters bestehen. Es wird dies
im wesentlichen dadurch erreicht, daß der Ventilkörper mit einem genuteten Führungsansatz
in die Tintenvorkammer reicht. Zweckmäßig beginnen hierbei, entsprechend einem weiteren
Kennzeichen der Erfindung, die am Führungsansatz seitlichen, hohlkehlenartigen Nuten
im Abstand vom Sitz des Dichtungskörpers, während gleichzeitig auf der im Tintenvorratsraum
geführten Ventilstange, zwischen dem Führungsansatz und einem Flansch eine Gummischeibe
als Dichtungskörper vorgesehen ist, was; wie sieh gezeigt hat, eine durchaus betriebssichere,
aber einfache und daher billige Lösung des Problems -ergibt.
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Zur besseren Erläuterung der genannten sowie weiterer Erfindungsgedanken
sei auf
die Zeichnungen verwiesen, die schematisch ein Ausführungsbeispiel
zeigen.
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Fig. i zeigt die erfindungsgemäße Füllfeder mit aufgesetzter Verschlußkappe
im Längsschnitt; die Fig. 2 und 3 veranschaulichen Ouerschnitte nach den Linien
II-II bzw. III-III der Fig. i, während Fig. d. einen Teillängsschnitt durch die
Feder gemäß Fig. i, jedoch bei abgenommener Verscblußkappe, darstellt.
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In den Darstellungen bezeichnet i den Griffteil, 2 den Halteteil,
3 den Tintenleiter, q. die Feder und 5 die Vorkammer. Auf dem Halteteil 2 ist ein
ringförmiger Ventilsitz 6 ausgebildet, auf den sich das eigentliche Ventil, bestehend
aus der Dichtungsscheibe 7 .aus Gummi und dein Flansch 8 aufsetzt. Der Flansch 8
ist mit der Ventilführungsstange g verbunden, die gleichzeitig auch die Feder io
trägt. Die Ventilstange ist oben in einem Haltekreuz i i geführt, das im Teil i
befestigt, z. B. verklebt, ist.
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Zum Anheben des Ventilkörpers 7, 8 dient e:n Hubmittel 1d., das zufolge
seiner U-Form @tveiseitig im unteren Teil des Tintenleiters 3 bzw. dem Halteteil
2 geführt ist, zu welchem Zweck der Tintenleiter mit zwei Nuten 15, 16 (Fig. 3)
versehen ist. Das nach außen ragende Ende des Hubmittels 1q. hat einen Ansatz 18,
um seine Bewegung zu erleichtern..
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Bei aufgesetzter Verschlußkappe (Fig. i) ist die Verbindung zwischen
dem Tintenvorratsraum und der Tintenvorkammer hergestellt. Um diese zu füllen, genügt
es, den Füllhalter in die gezeichnete Lage zu bringen und die Kappe in dieser Stellung
abzuschrauben, wodurch die in der Vorkammer befindliche Tintenmenge nicht mehr in
den Vorratsraum gelangen kann, weil ja die Verbindung mit diesem unter der Wirkung
des sich schließenden Ventils (Druckfeder io) unterbrochen worden ist. Die Füllfeder
ist alsdann schreibfertig.
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Wie Fig. 2 erkennen läßt, weist der Führungsansatz 2o seitliche, im
Abstand vom Sitz des Dichtungskörpers auf dem Führungskörper beginnende, hohlkehlenartige
Ausnelimungen i9 auf, die bezwecken, bei genügender Länge des Führungsansatzes auch
eine genügend fassungsfähige Vorkammer zu belassen. Es hat sich gezeigt, daß man
eine mit Sicherheit frei von thermischem Klecksen bleibende Ausführung erhält, wenn
die holilkehlenartigen Ausnehmungen bei einer Länge von q. bis 5 min einen Fassungsraum
von etwa 0,2 cm3 aufweisen. Dieser Ausführung liegen folgende Erwägungen zugrunde:
Bei der Bewegung des Ventils soll Tinte aus dem Vorratsraum in die Vorkammer fließen,
gleichzeitig aber die in der Vorkammer befindliche Luft in den Vorratsraum überströmen.
Die eine Strömung behindert bz«-. sperrt die andere uni so mehr, je enger der Übergangsquerschnitt
von einem Raum zum anderen ist. Eine Vergrößerung dieses Querschnittes bringt aber
zwangsläufig eine Verkleinerung des Umspülungsquerschnittes vom Venrilkörper mit
sich, wo sich die Gegenströmung Luft-Tinte wiederholt.
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Durch die Anordnung mehrerer (mindestens dreier) Längsnuten im Führungsansatz
der Ventilstange werden nun mehrere voneinander getrennte Überströmungsverbindungen
geschaffen, so daß jetzt Luft aus der Vorkammer in den Vorratsraum und gleichzeitig
Tinte in der umgekehrten Richtung strömen kann, ohne daß sich diese beiden entgegengesetzt
gerichteten Strömungen behindern oder gar sperren. Allerdings ist zur Einleitung
der Strömungen eine kleine Unsymmetrie in den Teildrücken auf die beim Öffnen des
Ventils in den Vorratsraum eintretenden Nutenausläufe erforderlich. Sind die Nuten
mit genau gleichem Querschnitt und gleicher Oberflächengüte ausgeführt, so ist diese
Unsymmetrie in den Teildrücken bei senkrechter Halterlage nicht vorhanden, die Teilabfüllung
wirkt in diesem Falle nicht; in der Praxis treten diese theoretischen Verhältnisse
allerdings fast nicht auf. Bei leichter Neigung des Halters wirkt jedoch jedenfalls
auf die unteren, etwas tiefer gelegenen Nuten ein etwas höherer statischer Flüssigkeitsdruck,
welche kleine Unsymmetrie schon genügt, um den Füllvorgang einzuleiten. Nun füllt
sich die Vorkammer sehr rasch, und zwar auch dann, wenn sie sich unterhalb des Ventilsitzes
etwas erweitert.
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Diese Erweiterung (in der Zeichnung nicht dargestellt) hat sich als
zweckmäßig erwiesen, weil dadurch der Vorkammerinhalt auf 4.0o bis 6oo mm-' erhöht
werden kann, so daß die Teilfüllung nicht so oft vorgenommen zu werden braucht.
Eine thermische Klecksgefahr besteht bei den normal vorkommenden Temperaturunterschieden
von etwa 2o° C erst bei Lufträumen von 700 mm3 aufwärts.
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Bei der Füllung der Vorkammer (Ventil geöffnet) würde sich auch am
Ventilkörper (Gummischeibe -E- Federteller) die oben angeführte Schwierigkeit der
doppelten Umströmung ergeben, wenn die aufsteigende Luft Zeit hätte, sich nach dem
Austritt aus der Vorkammer noch unterhalb des Ventilkörpers zu sammeln. Dies verhindert
aber der genutete Führungsansatz bereits von selbst. Die ziemlich schmalen Nuten
lassen nämlich die Luft nur in verhältnismäßig kleinem Querschnitt aus der Vorkammer
in den Vorratsraum überströmen. Es können sich also im Vorratsraum unterhalb des
geöffneten Ventilkörpers nur kleine Luftbläschen
bilden, die zufolge
ihres großen Auftriebes sehr rasch beim Ventilkörper vorbeiperlen und ein Nachströmen
der Tinte über den unteren Teil des Ventilkörpers nicht behindern.
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Um ein unter allen Umständen von exzentrischen Kräften freies Ventilsystem
zu erhalten und dadurch auch bei möglichen Maßänderungen (z. B. durch geringste
Quellungserscheinungen oder thermische Dehnungen) absolute Betriebssicherheit zu
wahren, ist es zweckmäßig, die die Dichtung ergebende Gummischeibe 7 mit .geringem
Spiel auf ,der Stange 9 und zwischen einem auf 9 mit Spiel sitzenden Flansch 8 und
dem Führungsansatz 6 zu lagern. Der Anpreßdruck der Feder io genügt dann, um die
Scheibe? etwas zu verformen, so daß sich diese allseitig dicht abschließend auf
den Sitz 6 legt. Einseitige Duellungen der Gummidichtung werden, ohne Beeinträchtigung
der Dichtigkeit, durch Schrägstellen des Flansches ausgeglichen. Es muß nämlich
berücksichtigt werden, daß thermische Überdrücke von 7o und mehr cm Wassersäule
in Betracht kommen, die das Ventil verläßlich aufnehmen muß, weil sonst bei nahezu
erschöpftem Vorratsraum Tintenmengen von 300 mm' und mehr thermisch ausgepreßt
werden könnten.
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Ist der Tintenvorrat in der Vorkammer 5 verbraucht, so wird diese
durch Druck auf den Ansatz 18 wiedergefüllt, was durch Aufstützen des Teiles 18
auf der Schreibunterlage oder die Schraubkappe 24 erfolgt, die zu diesem Zweck vom
rückwärtigen Ende abgenommen wird. Das Ventilhubmittel 14 weist die Form eines ungleich
lange Schenkel besitzenden U auf und gleitet mit diesen Schenkeln längs zweier
einander gegenüberliegender Teile der Vorkammerwand bzw. ist es in Nuten 15, 16
(Fig. 3) des Tintenleiters geführt. Dadurch ist ein Klemmen oder Ecken des Hubmittels
ausgeschlossen und damit auch ein den bekannten Einrichtungen dieser Art anhaftender
Übelstand beseitigt, der darin besteht, daß das Hubmittel das Ventil dauernd offen
läßt, wodurch Tinte ausfließen kann, mindestens aber wieder das thermische Klecksen
einsetzt.
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Fig. i zeigt eine Ausführung, bei welcher das Ventil bei aufgeschraubter
Verschlußkappe geöffnet ist, was durch Druck des: Ansatzteiles :der Schraubkappe
auf 18 bewirkt wird. Dies hat den Vorteil, daß die Vorkammer jederzeit nach Abnehmen
der Schraubkappe gefüllt ist, jedoch den Nachteil, daß der Halter nicht etwa versehentlich
mit der Feder nach unten einer Erwärmung ausgesetzt werden darf, weil sonst Tinte
bis zum Kappenge,#yinde gelangen könnte, wenn nicht die Dichtung zwischen Kappe
und Halterende besonders sorgfältig ausgeführt ist. Durch entsprechendes Verkürzen
des Ansatzes 18 -wird erreicht, daß dieser durch Aufsetzen der Verschlußkappe nicht
geöffnet wird.