EP0129099B1 - Ink supply system for writing devices working with liquid ink - Google Patents

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EP0129099B1
EP0129099B1 EP84105960A EP84105960A EP0129099B1 EP 0129099 B1 EP0129099 B1 EP 0129099B1 EP 84105960 A EP84105960 A EP 84105960A EP 84105960 A EP84105960 A EP 84105960A EP 0129099 B1 EP0129099 B1 EP 0129099B1
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EP
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ink
supply system
ink supply
flexible tube
cartridge
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EP84105960A
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EP0129099A3 (en
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Günther Dr. phil. Herrnring
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Dr Guenther Herrnring Te Alvesloe Bondsrepubliek
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Herrnring Guenther Dr
Montblanc Simplo GmbH
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    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K5/00—Pens with ink reservoirs in holders, e.g. fountain-pens
    • B43K5/18—Arrangements for feeding the ink to the nibs
    • B43K5/1818—Mechanical feeding means, e.g. valves; Pumps
    • B43K5/189—Pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/0005—Components or details
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K8/00—Pens with writing-points other than nibs or balls
    • B43K8/22—Pens with writing-points other than nibs or balls with electrically or magnetically activated writing-points

Definitions

  • the ink line 101 leads from the cartridge seat 81 to the peristaltic pump 160 and the line 102 from the peristaltic pump 160 to the secondary ink supply space 31. It is obvious that when the screw connection 13/14 is open and the screw ring 15 is unscrewed, the entire cartridge 16 can be pulled out of the front part 11 of the writing instrument . Since the cartridge 16 has no side wall in the region of the chamber 62, the dry cell 61 can be replaced via this missing side wall.
  • the cartridge 16, which is preferably made of conductive sheet metal, is used to save the electrical line connections that are required to connect the dry cell 61 to the electronic control designed as a circuit board, the electric motor 151 and the sensor 32 arranged in the region of the secondary ink supply space 31.
  • a housing insert 22 which is used to fix the nib 21 and to hold the cartridge 16, forms the ink conductor for the spring 21 and also contains a ventilation hole 23, which via the further hole 24 arranged on the secondary storage space 31 allows ventilation of the capillary system.
  • the ink conductor for the spring 21 carries an ink channel which continues through a gap in the cartridge 16 into the capillary reservoir 31.
  • the actual peristaltic pump 160 consists of a stator and a rotor.
  • the flat-track tube carrier 173 belongs to the stator is anchored between the plug 22 and the transverse wall 158.
  • This hose carrier 173 interacts with the U-shaped abutments 175 in order to clamp the outer ends of the flat hose fins 202 and 203 and to hold the middle section of the flat hose 12 in a precisely defined position on the flat web top of the hose carrier 173.
  • the clamping force between the components 173 and 175 is achieved by riveting pin-like projections 176 of the carrier 173 into U-shaped piston guides 170 or fastening them by welding.

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Abstract

An ink supply system for writing instruments which operate with liquid ink. The writing instrument has a large-volume ink reservoir which communicates via a recharge valve with a small-volume ink reservoir which is adjacent to the writing element. The transmission of ink from the large-volume ink reservoir to the secondary reservoir is controlled by a sensor as a function of the quantity of ink which is present in the secondary ink reservoir. In order to simplify the recharging of the ink, and to be able to operate with the least possible electrical energy, the present invention utilizes as a recharge valve a tube pump which is rotatably driven by an electric motor and also can generate the pressure necessary to convey the ink to the secondary ink reservoir.

Description

Die Erfindung betrifft ein Tintenversorgungssystem für mit flüssiger Tinte arbeitende Schreibgeräte, die in ihrem Gerätegehäuse für die Schreibflüssigkeit einen primären, vorzugsweise unter Überdruck stehenden, grossvolumigen Vorratsraum und einen mit der Aussenluft kommunizierenden und mit dem Schreiborgan in Verbindung stehenden kleinvolumigen Tintendurchflussraum enthalten, wobei primärer Vorratsraum und Tintendurchflussraum über ein bedarfsabhängig steuerbares, als Schlauchpumpe ausgebildetes Nachladeventil in Verbindung stehen.The invention relates to an ink supply system for writing instruments working with liquid ink, which contain in their device housing for the writing liquid a primary, preferably pressurized, large-volume storage space and a small-volume ink flow space communicating with the outside air and communicating with the writing element, the primary storage space and Ink flow space are connected via a reload valve, which can be controlled as required and is designed as a peristaltic pump.

Ein Tintenversorgungssystem dieser Art ist bekannt (GB-A 6361), mit dem versucht wurde, einen guten Tintenfluss in einer Schreibfeder während des Gebrauchs sicherzustellen und Mittel vorzusehen, mit denen die Tinte, die nach dem Gebrauch auf der Schreibfeder verbleibt, wieder in den Tintenvorratsraum hineingezogen werden kann. Darüber hinaus sollte es mit diesem Tintenversorgungssystem möglich sein, den Vorratsraum ohne Störungen mit Tinte zu füllen. Das als Schlauchpumpe ausgebildete Nachladeventil wird hierbei durch einen handbetätigten Mechanismus angetrieben, der seinerseits vom Benutzer mit grosser Kontinuität angetrieben werden muss, beispielsweise durch den Finger oder den Daumen. Es ist zur Betätigung der Schlauchpumpe unabdingbar erforderlich, dieses als Füllfederhalter ausgebildete Tintenversorgungssystem dafür vom Schreibuntergrund zu nehmen und den Fördermechanismus zu betätigen, da ein gleichzeitiges Schreiben und Betätigen des Fördermechanismus selbst bei grösster Geschicklichkeit des Benutzers nicht möglich ist. Ausserdem besteht der handbetätigte Mechanismus aus einem Handrädchen mit zwei diametralen Nocken, die bedingen, dass das Handrädchen in einer bestimmten Stellung angehalten werden muss, um die Verbindung zwischen Tintenvorratsraum und Schreiborgan zu unterbrechen.An ink supply system of this type is known (GB-A 6361), with which attempts have been made to ensure good ink flow in a nib during use and to provide means by which the ink which remains on the nib after use returns to the ink reservoir can be drawn in. In addition, this ink supply system should be able to fill the storage space with ink without interference. The reloading valve designed as a peristaltic pump is driven by a manually operated mechanism, which in turn has to be driven by the user with great continuity, for example by the finger or the thumb. To actuate the peristaltic pump, it is absolutely necessary to remove this ink supply system, designed as a fountain pen, from the writing surface and to actuate the conveying mechanism, since simultaneous writing and actuation of the conveying mechanism is not possible even with the greatest skill of the user. In addition, the hand-operated mechanism consists of a handwheel with two diametrical cams, which means that the handwheel must be stopped in a certain position in order to interrupt the connection between the ink reservoir and the writing element.

Einen kontinuierlichen Tintenfluss nachteilig hindernd ist bei dem bekannten Tintenversorgungssystem auch die Tatsache, dass aus dem Tintendurchflussraum, der hier lediglich durch ein übliches Verbindungsrohr zwischen Schlauchpumpe und dem Schreiborgan gebildet wird, infolge der Kapillarwirkung keine Tinte ohne gleichzeitige Handradbetätigung entnommen werden kann, so dass zur Sicherstellung eines kontinuierlichen Schreibens normalerweise in sehr kurzen Intervallen der Füllfederhalter vom Schreibuntergrund genommen werden muss, das heisst, der Schreibfluss unterbrochen werden muss und das Betätigungsorgan der Schlauchpumpe nachfolgend angetrieben werden muss.A disadvantageous hindrance to a continuous ink flow in the known ink supply system is also the fact that, due to the capillary action, no ink can be removed from the ink flow space, which is merely formed here by a conventional connecting tube between the peristaltic pump and the writing element, without simultaneous actuation of the handwheel, so that this is ensured a continuous writing, the fountain pen usually has to be removed from the writing surface at very short intervals, that is to say the writing flow has to be interrupted and the actuating element of the peristaltic pump subsequently has to be driven.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tintenversorgungssystem für mit flüssiger Tinte arbeitende Schreibgeräte zu schaffen, das einen kontinuierlichen Schreibfluss gestattet, ohne dass das Schreibgerät in relativ kurzen Zeitabständen von einem Schreibuntergrund zwecks Tintenförderung abgenommen werden muss und ohne dass die Schlauchpumpe in einer bestimmten Stellung angehalten werden muss, um die Verbindung zwischen Tintenvorrat und Schreiborgan zu unterbrechen.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ink supply system for writing instruments working with liquid ink which allows a continuous flow of writing without the writing instrument having to be removed from a writing surface for the purpose of conveying ink in relatively short time intervals and without the peristaltic pump being stopped in a specific position to disconnect the ink supply from the writing device.

Gelöst wird die Aufgabe gemäss der Erfindung dadurch, dass der Tintendurchflussraum als sekundärer Vorratsraum ausgebildet ist und die peristaltisch arbeitende Schlauchpumpe mindestens drei hintergeschaltete Kammern aufweist, in denen mit radial bewegten Kolben in den Kammern liegende Schlauchabschnitte der Reihe nach periodisch zusammengequetscht werden.The object is achieved according to the invention in that the ink flow space is designed as a secondary storage space and the peristaltic peristaltic pump has at least three downstream chambers in which hose sections lying in the chambers with radially moving pistons are periodically squeezed together in sequence.

Die Verwendung der Schlauchpumpe in Verbindung mit dem sekundären Vorratsraum hat den Vorteil, dass mit der Schlauchpumpe der Förderdruck aufgebracht werden kann, der die Tinte vom primären Vorratsraum zum sekundären Vorratsraum fördert, aus dem die Tinte kontinuierlich zur Schreibspitze gefördert wird, ein Abreissen des Tintenflusses somit über längere Zeit ausgeschlossen ist.The use of the peristaltic pump in connection with the secondary storage space has the advantage that the delivery pressure can be applied with the peristaltic pump, which conveys the ink from the primary storage space to the secondary storage space, from which the ink is continuously conveyed to the writing tip, thus tearing off the ink flow is excluded for a long time.

Ein weiterer Vorteil des Tintenversorgungssystems besteht darin, dass es bei der Verwendung der peristaltisch arbeitenden Schlauchpumpe mit mindestens drei hintereinandergeschalteten Kammern nicht erforderlich ist, dass die Schlauchpumpe derart gesteuert werden muss, dass sie im nichtbetätigten Zustand in einer Lage verbleibt, in der die Verbindung zwischen primärem und sekundärem Tintenvorratsraum abgesperrt ist. Vielmehr ist bei einer solchen Schlauchpumpe die Leitungsverbindung zwischen primärem und sekundärem Tintenvorratsraum in einer der drei Kammern immer abgesperrt.Another advantage of the ink supply system is that when using the peristaltic peristaltic pump with at least three chambers connected in series, it is not necessary for the peristaltic pump to be controlled such that it remains in a position in the non-actuated state in which the connection between the primary and secondary ink supply space is blocked. Rather, with such a hose pump, the line connection between the primary and secondary ink supply space in one of the three chambers is always blocked.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann über einen die Impedanz ausnutzenden Sensor, der beispielsweise im sekundären Vorratsraum angeordnet sein kann, ein elektromotorischer Antrieb der Schlauchpumpe derart gesteuert werden, dass sie dann mit einer elektrischen Trockenbatterie im Schreibgerätegehäuse versorgt werden kann. Da sich die elektrische Arbeit über eine grössere Zeit erstreckt und die elektrische Arbeit zudem noch diskontinuierlich geleistet werden muss, kommt das Tintenversorgungssystem mit einer geringen elektrischen Leistung aus.In an advantageous embodiment of the invention, an electromotive drive of the peristaltic pump can be controlled via a sensor that uses the impedance, which can be arranged, for example, in the secondary storage space, in such a way that it can then be supplied with an electric dry cell in the writing instrument housing. Since the electrical work extends over a longer time and the electrical work also has to be carried out discontinuously, the ink supply system manages with a low electrical output.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further details of the invention emerge from the subclaims.

Nachfolgend werden anhand der beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

In Zeichnungen zeigen:

  • Fig. 1a und 1b vertikal untereinandergelegt einen vergrösserten Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemässes Schreibgerät mit peristaltisch arbeitender Schlauchpumpe,
  • Fig. 2 einen Ausschnitt der Fig. 1b in noch stärker vergrössertem Massstab,
  • Fig. 3 einen Querschnitt gemäss der Schnittlinie VI-VI der Fig. 2,
  • Fig. 4 einen Querschnitt gemäss der Schnittlinie VII-VII der Fig. 2,
  • Fig. 5 einen Querschnitt gemäss der Schnittlinie VIII-VIII der Fig. 2,
  • Fig. 6 eine auseinandergezogene perspektivische Schemazeichnung der in der Pumpe gemäss Fig. lb und 2 vorgesehenen Exzenterführung und
  • Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Formkörpers zur Herstellung des in
  • Fig. 8 dargestellten Pumpenschlauches.
In drawings show:
  • 1a and 1b vertically one below the other an enlarged vertical section through an inventive writing instrument with a peristaltic peristaltic pump,
  • 2 shows a detail of FIG. 1b on an even larger scale,
  • 3 shows a cross section along the section line VI-VI of FIG. 2,
  • 4 shows a cross section along the section line VII-VII of FIG. 2,
  • 5 shows a cross section along the section line VIII-VIII of FIG. 2,
  • 6 is an exploded perspective schematic drawing of the eccentric guide provided in the pump according to FIGS. 1b and 2
  • Fig. 7 is a perspective view of a molded body for producing the in
  • Fig. 8 shown pump hose.

Das in den Figuren dargestellte, mit flüssiger Tinte arbeitende Schreibgerät verwendet als Schreiborgan eine Feder, obwohl genauso gut als Schreiborgan eine Kugel, ein Schreibröhrchen oder eine Faserspitze vorgesehen sein könnte. Dieses in Art eines Füllfederhalters ausgebildete Schreibgerät besteht aus den nachfolgenden Haupt-Bauelementen:

  • dem Gehäusevorderteil 11, dem Gehäusehinterteil 12, dem als Feder ausgebildeten Schreiborgan 21, dem sekundären, mit der Aussenluft kommunizierenden und mit dem Schreiborgan 21 in Verbindung stehenden kleinvolumigen Tintenvorratsraum 31, der den Vorratsraum 31 speisenden Schlauchpumpe 41, dem die Schlauchpumpe 41 antreibenden Elektromotor 151, der den Elektromotor 151 speisenden Trockenbatterie 61, der elektronischen Steuerung 71, dem Tintenpatronensitz 81 und der Tintenpatrone 91, die den primären, vorzugsweise unter Überdruck stehenden grossvolumigen Vorratsraum umschliesst. Eine zum Schreibgerät gehörige, üblicherweise vorgesehene Abdeckkappe für das Schreiborgan 21 ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.
The liquid ink writing instrument shown in the figures uses a spring as the writing element, although a ball, a writing tube or a fiber tip could also be provided as the writing element. This writing instrument, designed in the manner of a fountain pen, consists of the following main components:
  • the front housing part 11, the rear housing part 12, the writing element 21 designed as a spring, the secondary, small-volume ink supply space 31 communicating with the outside air and communicating with the writing element 21, the peristaltic pump 41 feeding the storage space 31, the electric motor 151 driving the peristaltic pump 41, the dry battery 61 that feeds the electric motor 151, the electronic control 71, the ink cartridge seat 81 and the ink cartridge 91, which encloses the primary, preferably pressurized, large-volume storage space. A cover cap for the writing element 21 belonging to the writing instrument, usually provided, is not shown in the drawings.

Die beiden Teile 11 und 12 sind über Schraubgewinde 13/14 miteinander verbunden. Die Trennung der beiden Gehäuseteile 11 und 12 erleichtert die Fertigung des Schreibgerätes und dient in erster Linie auch dem Austausch von Trockenbatterie 61 und Tintenpatrone 91 nach entsprechender Erschöpfung. Das in Überlänge hergestellte Muttergewinde 14 am Gehäusevorderteil dient auch noch zur Aufnahme eines Schraubringes 15, mit dem im Gehäusevorderteil eine Kartusche 16 fixiert wird. Diese mit einem Blechmantel versehene Kartusche 16 verbindet den sekundären Tintenvorratsraum 31, die Schlauchpumpe 160, den Elektromotor 151, die elektronische Steuerung 71, die Kammer zur Aufnahme der Trockenbatterie 61 und den Patronensitz 81 zu einer Baugruppe, in der sich auch die Tintenleitungen 101 und 102 befinden. Die Tintenleitung 101 führt vom Patronensitz 81 zur Schlauchpumpe 160 und die Leitung 102 von der Schlauchpumpe 160 zum sekundären Tintenvorratsraum 31. Es ist offensichtlich, dass bei geöffneter Schraubverbindung 13/14 und Herausdrehen des Schraubringes 15 die gesamte Kartusche 16 aus dem Schreibgerätevorderteil 11 herausgezogen werden kann. Da die Kartusche 16 im Bereich der Kammer 62 keine Seitenwand aufweist, kann man die Trockenbatterie 61 über diese fehlende Seitenwand austauschen. Die vorzugsweise aus leitendem Blech ausgebildete Kartusche 16 dient zur Einsparung von elektrischen Leitungsverbindungen, die erforderlich sind, um die Trockenbatterie 61 mit der als Platine ausgebildeten elektronischen Steuerung, dem Elektromotor 151 und dem im Bereich des sekundären Tintenvorratsraumes 31 angeordneten Sensor 32 zu verbinden.The two parts 11 and 12 are connected to one another via screw threads 13/14. The separation of the two housing parts 11 and 12 facilitates the manufacture of the writing instrument and is primarily used to replace the dry cell 61 and the ink cartridge 91 after the corresponding exhaustion. The excess length nut thread 14 on the front part of the housing also serves to receive a screw ring 15 with which a cartridge 16 is fixed in the front part of the housing. This cartridge 16, which is provided with a sheet metal jacket, connects the secondary ink supply chamber 31, the peristaltic pump 160, the electric motor 151, the electronic control 71, the chamber for receiving the dry battery 61 and the cartridge seat 81 to form an assembly in which the ink lines 101 and 102 are also located are located. The ink line 101 leads from the cartridge seat 81 to the peristaltic pump 160 and the line 102 from the peristaltic pump 160 to the secondary ink supply space 31. It is obvious that when the screw connection 13/14 is open and the screw ring 15 is unscrewed, the entire cartridge 16 can be pulled out of the front part 11 of the writing instrument . Since the cartridge 16 has no side wall in the region of the chamber 62, the dry cell 61 can be replaced via this missing side wall. The cartridge 16, which is preferably made of conductive sheet metal, is used to save the electrical line connections that are required to connect the dry cell 61 to the electronic control designed as a circuit board, the electric motor 151 and the sensor 32 arranged in the region of the secondary ink supply space 31.

Immer wenn der vorzugsweise kapazitiv ausgebildete Sensor 32 erfasst, dass der Tintenvorrat im Vorratsraum 31 zu Ende geht, wird mit einem vom Sensor 32 kommenden Signal mittels der elektronischen Steuerung 71 der Elektromotor 151 eingeschaltet, so dass in nachfolgend noch zu beschreibender Weise die zwischen Kartusche 91 und sekundärem Tintenvorratsraum 31 angeordnete Schlauchpumpe 160 anläuft und den sekundären Tintenvorratsraum 31 aus der Patrone 91 wieder auffüllt, bis der Sensor 32 wieder eine ausreichende Füllung signalisiert und über die Steuerung 71 der Motor 151 wieder abgeschaltet wird, und zwar derart, dass die Leitungsverbindung 101/102 zwischen den beiden Tintenvorratsräumen voneinander getrennt wird. Der aktive Schaltkreis des Sensors registriert zum Beispiel die Impedanzschwankungen und signalisiert sie in Form von Spannungsstössen in verschiedenen Intervallen. Dabei ist die Zeit zwischen den einzelnen Impulsen umgekehrt proportional zum gemessenen Füllstand. Diese durch Impulsabstand verschlüsselten Signale sind störungsfreier zu verwenden als spannungs-oder frequenzmodulierte Signale für die Steuerung des die Pumpe antreibenden Schrittmotors.Whenever the preferably capacitive sensor 32 detects that the ink supply in the storage space 31 is running out, the electric motor 151 is switched on with a signal coming from the sensor 32 by means of the electronic control 71, so that the cartridge 91 between the cartridge 91 will be described in the following and the secondary ink supply chamber 31 arranged peristaltic pump 160 starts up and refills the secondary ink supply chamber 31 from the cartridge 91 until the sensor 32 signals sufficient filling again and the motor 151 is switched off again via the control 71, in such a way that the line connection 101 / 102 between the two ink supply spaces. The active circuit of the sensor, for example, registers the impedance fluctuations and signals them in the form of voltage surges at various intervals. The time between the individual pulses is inversely proportional to the measured level. These signals, encoded by the pulse interval, can be used without interference than voltage- or frequency-modulated signals for controlling the stepper motor driving the pump.

Innerhalb des vorderen Gerätegehäuses 11 befinden sich ein Gehäuseeinsatz 22, der zur Fixierung der Schreibfeder 21 und zur Aufnahme der Kartusche 16 dient, den Tintenleiter für die Feder 21 bildet und auch eine Belüftungsbohrung 23 enthält, die über die am sekundären Vorratsraum 31 angeordnete weitere Bohrung 24 eine Belüftung des Kapillarsystems ermöglicht. Der Tintenleiter für die Feder 21 trägt einen Tintenkanal, der sich durch einen Spalt in der Kartusche 16 in den kapillaren Vorratsraum 31 fortsetzt.Inside the front device housing 11 there is a housing insert 22, which is used to fix the nib 21 and to hold the cartridge 16, forms the ink conductor for the spring 21 and also contains a ventilation hole 23, which via the further hole 24 arranged on the secondary storage space 31 allows ventilation of the capillary system. The ink conductor for the spring 21 carries an ink channel which continues through a gap in the cartridge 16 into the capillary reservoir 31.

Der innerhalb der Kartusche 16 angeordnete Elektromotor 151 ist begrenzt in radialer Richtung beweglich und zu diesem Zweck mittels einer Drahtfederanordnung einer nicht dargestellten seitlich an einer nach innen gesickten Wand der Kartusche 16 aufgehängt. Die Achse 153 des Elektromotors 151 ragt durch die Mitte der Wand 153. Da die Schlauchpumpe 160 nicht nur ein Ventil, sondern auch ein Förderorgan darstellt, kann das Schreibgerät mit einer drucklosen Tintenpatrone 91 versehen werden.The electric motor 151 arranged inside the cartridge 16 is movable to a limited extent in the radial direction and for this purpose is suspended laterally on an inwardly crimped wall of the cartridge 16 by means of a wire spring arrangement of an unillustrated one. The axis 153 of the electric motor 151 protrudes through the center of the wall 153. Since the peristaltic pump 160 is not only a valve but also a delivery device, the writing instrument can be provided with an unpressurized ink cartridge 91.

Das in den Figuren dargestellte Schreibgerät, weist eine mit Flachschlauch arbeitende Pumpe auf, die bei beliebiger Stellung der Pumpenanordnung die Verbindung zwischen primärem und sekundärem Tintenraum absperrt und sowohl mit unter Druck stehender Tintenpatrone, als auch mit druckloserTintenpatrone arbeiten kann.The writing instrument shown in the figures has a pump working with a flat hose, which, at any position of the pump arrangement, shuts off the connection between the primary and secondary ink spaces and can work both with a pressurized ink cartridge and with an unpressurized ink cartridge.

Wie die Fig. 1a zeigt, wird der Patronensitz 81 von einem napfartigen Einsatz 82 der Kartusche 16 gebildet. Am Boden des Einsatzes 82 ist mit einem konischen Stopfen 83 die Tintenleitung 101 angeschlossen, über die der Tintenvorratsraum 94 der Patrone 91 mit der Schlauchpumpe 41 verbunden ist. Der Boden des Einsatzes 82 enthält in einer Bohrung einen Stössel 84, der mit einer federnden Kontaktzunge 92 zusammenwirkt. Wenn sich in der Ausnehmung des Einsatzes 82 keine Patrone befindet, drückt der federnde Kontakt 92 den Stössel 84 nach oben, so dass es nicht zu einer Beaufschlagung eines Gegenkontaktes 93 kommt, welcher bei eingesetzter Patrone ständig mit dem Kontakt 92 verbunden ist. Die Kontaktanordnung 92/93 schaltet bei fehlender Tintenpatrone 91 die Batterie 61 ab, um deren Lebensdauer zu vergrössern.As shown in FIG. 1 a, the cartridge seat 81 is formed by a cup-shaped insert 82 of the cartridge 16. At the bottom of the insert 82 is with The ink line 101 is connected to a conical plug 83, via which the ink reservoir 94 of the cartridge 91 is connected to the hose pump 41. The bottom of the insert 82 contains a plunger 84 in a bore, which interacts with a resilient contact tongue 92. If there is no cartridge in the recess of the insert 82, the resilient contact 92 presses the plunger 84 upward, so that there is no action on a mating contact 93 which is constantly connected to the contact 92 when the cartridge is inserted. The contact arrangement 92/93 switches off the battery 61 in the absence of an ink cartridge 91 in order to increase its service life.

Der Innenraum der Tintenpatrone 91 ist mittels eines freibeweglichen Kolbens 96 in den eigentlichen Tintenraum 94 und einem Gasdruckraum 95 unterteilt. Der Gasdruckraum 95 ist in diesem Fall durch einen verschweissten geschlossenen Dekkel 108, eine Dichtungsscheibe 107 und einen Dichtungsträgerring 106 verschlossen. Bei einer druckfrei ausgebildeten Tintenpatrone folgt der Kolben 96 oder ein pastöser Nachfolgeflotter der Tinte; der Verschlussdeckel 108 erhält eine zentrale Öffnung und die Dichtungsscheibe 107 ist mit einem Schnitt versehen, so dass ein Druckausgleich zur Atmosphäre stattfindet und sich kein Unterdruck im Raum 95 ausbilden kann. Der Kolben 96 verhindert eine Mischung von Druckgas und Tinte. Mit einer Einbördelung ist am vorderen offenen Ende der Patrone 91 ein Verschlussstopfen 97 eingesetzt, der formschlüssig in den Einsatz 82 eingreifen kann und über ein Röhrchen 98 im eingesetzten Zustand den Tintenraum 94 mit der Tintenleitung 101 verbindet. Im Innern des Stopfens 97 ist ein Rückschlagventil mit einer Verschlusskugel 100 vorgesehen, die normalerweise in einem Ventilsitz 99 des Stopfens 97 verrastet und unter dem Überdruck in der Patrone 91 die letztere verschlossen hält. Die Fig. la lässt erkennen, dass beim Einsetzen der Patrone 91 in den Ventilsitz das Röhrchen 98 eingeschoben wird, um die Kugel 100 aus dem Ventilsitz 99 herauszustossen, so dass eine freie Verbindung zwischen dem Tintenraum 94 und der Tintenleitung 101 möglich wird. Nimmt man nach Lösen der Schraubverbindung 13/14 die Tintenpatrone 91 aus ihrem Sitz 81 heraus, kann das Röhrchen 98 sich aufgrund des Überdrucks, von der Verschlusskugel 100 getrieben zurückbewegen, bis die Kugel 100 wieder ihren Ventilsitz 99 erreicht und die Patrone 91 hermetisch verschliesst. Beim Herausnehmen der Patrone 91 öffnet sich dann auch wieder wie vorerwähnt die Kontaktanordnung 92/93.The interior of the ink cartridge 91 is divided into the actual ink space 94 and a gas pressure space 95 by means of a freely movable piston 96. In this case, the gas pressure chamber 95 is closed by a welded closed cover 108, a sealing washer 107 and a seal carrier ring 106. In the case of an ink cartridge which is designed to be pressure-free, the piston 96 or a pasty follow-up liquor follows the ink; the closure cover 108 has a central opening and the sealing washer 107 is provided with a cut so that a pressure equalization to the atmosphere takes place and no negative pressure can develop in the space 95. The piston 96 prevents mixing of compressed gas and ink. With a crimp, a sealing plug 97 is inserted at the front open end of the cartridge 91, which can engage positively in the insert 82 and connects the ink space 94 to the ink line 101 via a tube 98 in the inserted state. In the interior of the stopper 97, a check valve with a closing ball 100 is provided, which normally latches in a valve seat 99 of the stopper 97 and keeps the latter closed under the excess pressure in the cartridge 91. FIG. 1 a shows that when the cartridge 91 is inserted into the valve seat, the tube 98 is inserted in order to push the ball 100 out of the valve seat 99, so that a free connection between the ink space 94 and the ink line 101 is possible. If, after loosening the screw connection 13/14, the ink cartridge 91 is removed from its seat 81, the tube 98 can move back, driven by the sealing ball 100, until the ball 100 reaches its valve seat 99 again and the cartridge 91 hermetically seals. When the cartridge 91 is removed, the contact arrangement 92/93 then opens again as previously mentioned.

Der in der Kartusche 16 auf der Zwischenwand 152 abgestützte Elektromotor 151, dessen Abtriebswelle 153 die Mittelöffnung der Zwischenwand 152 durchquert und am freien Ende ein Antriebsritzel 154 trägt, dient zum Antrieb. Das Antriebsritzel 154 kämmt mit drei äquidistant angeordneten Ritzeln 156 auf kurzen Achsen 157. Wie die Fig. 2 erkennen lässt, sind die kurzen Achsen 157 in einer weiteren Querwand 158 der Kartusche 16 gelagert. Diese Achsen 157 tragen an ihren von den Ritzeln 156 abgelegenen Ende Kegelräder 159, mit denen der Pumpenmotor in nachfolgend zu beschreibender Weise angetrieben wird. Im Grunde könnte das zentrale Antriebsritzel 154 allein den Pumpenmotor antreiben doch ist es zweckmässiger, im Hinblick auf sonst ausserordentlich genau einzuhaltende Toleranzen, den Rotor an drei über den Umfang verteilten Stellen abzustützen und anzutreiben.The electric motor 151 supported in the cartridge 16 on the intermediate wall 152, the output shaft 153 of which passes through the central opening of the intermediate wall 152 and carries a drive pinion 154 at the free end, is used for driving. The drive pinion 154 meshes with three equidistantly arranged pinions 156 on short axes 157. As can be seen in FIG. 2, the short axes 157 are mounted in a further transverse wall 158 of the cartridge 16. At their ends remote from the pinions 156, these axes 157 carry bevel gears 159, with which the pump motor is driven in a manner to be described below. Basically, the central drive pinion 154 could drive the pump motor alone, but it is more expedient to support and drive the rotor at three locations distributed over the circumference in view of tolerances which are otherwise to be kept extremely precisely.

Das eigentliche Pumpenaggregat 160 befindet sich in der Kartusche 16 zwischen der Querwand 158 und dem konischen Einsatz 22 oberhalb des kapillaren Tintenvorratsraumes 31. Der Tintenzufluss ist die von der Tintenpatrone 91 kommende Tintenleitung 101. Der Abfluss aus der Pumpe zum kapillaren Tintenvorratsraum 31 erfolgt über die im Stopfen 22 verankerte Tintenleitung 102. Zwischen diesen beiden Tintenleitungen 101 und 102 befindet sich der in Fig. 8 dargestellte Flachschlauch 200, dessen Querschnitt im geöffneten und im geschlossenen Zustand besonders deutlich in den Schnittdarstellungen der Fig. 4 und 5 erkennbar ist. Da sich ein Flachschlauch nicht von allein in eine offene Durchgangsstellung einstellt, muss, sofern als primärer Tintenvorrat eine drucklose Patrone verwendet wird, eine besondere Vorkehrung getroffen werden, um den Flachschlauch von der in Fig.5 dargestellten Lage in die Lage der Fig. 4 zu bewegen. Zu diesem Zweck ist der Flachschlauch mit drei radialgerichteten Flossen versehen, von denen die beiden unteren Flossen 202 und 203 zur Verankerung dienen und die obere Flosse 201 in nachfolgend zu beschreibender Weise als Betätigungsorgan dient, an dem eine Klammer angreifen kann, um den Mittelteil des Flachschlauches zu öffnen.The actual pump unit 160 is located in the cartridge 16 between the transverse wall 158 and the conical insert 22 above the capillary ink supply space 31. The ink inflow is the ink line 101 coming from the ink cartridge 91. The outflow from the pump to the capillary ink supply space 31 takes place via the in Plug 22 anchored ink line 102. Between these two ink lines 101 and 102 is the flat tube 200 shown in FIG. 8, the cross-section of which can be seen particularly clearly in the sectional view of FIGS. 4 and 5 in the open and in the closed state. Since a flat hose does not set itself into an open passage position, if a pressure-free cartridge is used as the primary ink supply, special precautions must be taken to move the flat hose from the position shown in FIG. 5 to the position in FIG. 4 move. For this purpose, the flat tube is provided with three radially directed fins, of which the two lower fins 202 and 203 serve for anchoring and the upper fin 201 serves in the manner to be described below as an actuating element, on which a clip can engage around the middle part of the flat tube to open.

Eine besonders vorteilhafte Fertigung des Schlauches gemäss Fig. ist im Tauchverfahren möglich mit Hilfe des in Fig. dargestellten Kernes. Dieser massiv ausgebildete Kern hat an dem in Fig. links dargestellten Ende einen zylinderstangenförmigen Ansatz 211, der beim Formvorgang ein dünnes Röhrchen 221 erzeugt, das an die Tintenleitung 102 dichtend angeschlossen werden kann. Zwei der mittig angeordneten Rippen 212 bilden zusammen den Mittelteil des Flachschlauches 200. Die beiden zwischen den Rippen 212 des Formkörpers gemäss Fig. 7 liegenden Rippen 213 bilden die beiden Verankerungsflossen 202/203, die aufgrund des Fertigungsverfahrenszweilagig ausgebildet sind. Die noch verbleibende untere Rippe 214 bildet die Betätigungsflosse 201. Das in Fig. 8 rechts dargestellte Schlauchende 222 dient zum Anschluss der Tintenleitung 101. Nach dem Eintauchen des Formkörpers gemäss Fig. 10 in ein entsprechendes Schlauchbildnermaterial und dem Ausvulkanisieren, kann der dünne sich auf dem Formkörper gebildete Schlauch abgezogen werden, um dann in der Gestalt gemäss Fig. 8 in die Pumpe gemäss Fig. 2 eingesetzt zu werden.A particularly advantageous production of the hose according to FIG. 1 is possible in the immersion process with the aid of the core shown in FIG. This solid core has at the end shown in Fig. Left a cylindrical rod-shaped projection 211, which produces a thin tube 221 during the molding process, which can be connected to the ink line 102 in a sealing manner. Two of the ribs 212 arranged in the center together form the middle part of the flat tube 200. The two ribs 213 lying between the ribs 212 of the molded body according to FIG. 7 form the two anchoring fins 202/203, which are constructed in two layers due to the manufacturing process. The remaining lower rib 214 forms the actuating fin 201. The hose end 222 shown on the right in FIG. 8 serves to connect the ink line 101. After the molded body according to FIG. 10 has been immersed in a suitable hose-forming material and vulcanized, the thin layer can stick to the Shaped body formed hose are withdrawn, in order then to be used in the shape according to FIG. 8 in the pump according to FIG. 2.

Die eigentliche Schlauchpumpe 160 besteht aus einem Stator und einem Rotor. Zum Stator gehört der flachbahnige Schlauchträger 173, der zwischen dem Stopfen 22 und der Querwand 158 verankert ist. Dieser Schlauchträger 173 wirkt mit den U-förmig profilierten Widerlagern 175 zusammen, um die Aussenenden der Flachschlauchflossen 202 und 203 einzuklemmen und den Mittelabschnitt des Flachschlauches 12 in genau definierter Lage auf der flachbahnigen Oberseite des Schlauchträgers 173 zu halten.The actual peristaltic pump 160 consists of a stator and a rotor. The flat-track tube carrier 173 belongs to the stator is anchored between the plug 22 and the transverse wall 158. This hose carrier 173 interacts with the U-shaped abutments 175 in order to clamp the outer ends of the flat hose fins 202 and 203 and to hold the middle section of the flat hose 12 in a precisely defined position on the flat web top of the hose carrier 173.

Wie die Fig. 2 in Verbindung mit den Fig. 4 und 5 erkennen lassen, wird die Einspannkraft zwischen den Bauelementen 173 und 175 dadurch erzielt, dass man zapfenartige Ansätze 176 des Trägers 173 in U-förmige Kolbenführungen 170 einnietet oder durch Schweissen befestigt.As can be seen from FIG. 2 in connection with FIGS. 4 and 5, the clamping force between the components 173 and 175 is achieved by riveting pin-like projections 176 of the carrier 173 into U-shaped piston guides 170 or fastening them by welding.

Der eigentliche Pumpenrotor besteht aus vier Exzenterführungsscheiben 161-164, die mit Hilfe zwischengesetzter Rohrabschnitte 165, 166 und 167 zu einem Trommelläufer vereinigt sind. Jeweils zwischen den Exzenterführungsscheiben 161-164 im Bereich der Rohrabschnitte 165-167 befinden sich drei Pumpenkammern 184,185 und 186, in denen sich die Abschnitte a, b und c des Pumpenschlauches 200 befinden. Jeweils in diesen Pumpenkammern 184, 185 und 186 befinden sich die vorerwähnten U-förmigen Kolbenführungen 170, in denen die drei Kolben 181, 182 und 183 angeordnet sind. Der Kolben 181 ist an gegenüberliegenden Seiten, den Führungsscheiben 161 und 162 zugewandt, mit koaxial aufeinander ausgerichteten Führungszapfen 187 versehen. In entsprechender Weise befinden sich am Kolben 182 in koaxialer Ausrichtung zwei Führungszapfen 188 und am Kolben 183 zwei koaxial aufeinander ausgerichtete Führungszapfen 189.The actual pump rotor consists of four eccentric guide disks 161-164, which are combined to form a drum rotor with the aid of pipe sections 165, 166 and 167 interposed. Between the eccentric guide disks 161-164 in the region of the pipe sections 165-167 there are three pump chambers 184, 185 and 186, in which the sections a, b and c of the pump hose 200 are located. In each of these pump chambers 184, 185 and 186 are the aforementioned U-shaped piston guides 170, in which the three pistons 181, 182 and 183 are arranged. The piston 181 is provided on opposite sides, facing the guide disks 161 and 162, with coaxially aligned guide pins 187. Correspondingly, there are two guide pins 188 on the piston 182 in a coaxial orientation and two guide pins 189 are arranged on the piston 183 in a coaxial manner.

Die Führungszapfenpaare 187, 188 und 189 greifen in spiegelbildlich gleich ausgebildete Führungsrinnen der Exzenterführungsscheiben ein, wie es die Fig. 9 zeigt.The pairs of guide pins 187, 188 and 189 engage in guide grooves of the eccentric guide disks of identical design, as shown in FIG. 9.

Der vorerwähnte, von den Bauelementen 161 bis 167 gebildete Pumpenrotor wird mit Hilfe der Kegelräder 159 angetrieben, die in ein innenverzahntes Kegelrad 171 eingreifen, das aussen in der Exzenterführungsscheibe 161 ausgebildet ist. Die drei Kegelräder 159 sorgen für die koaxiale Ausrichtung. Als Gegenlager dient ein Schräg-oder Kegelrollenlager 168, welches an der Innenseite des Gehäuseeinsatzes 22 angeordnet ist. Die Kugeln oder Rollen des Schräglagers stützen sich an einer Rollenbahn ab, die aussen an der Exzenterführungsscheibe 164 vorgesehen ist.The aforementioned pump rotor, which is formed by the components 161 to 167, is driven by means of the bevel gears 159, which mesh with an internally toothed bevel gear 171, which is formed on the outside in the eccentric guide disk 161. The three bevel gears 159 ensure coaxial alignment. An inclined or tapered roller bearing 168, which is arranged on the inside of the housing insert 22, serves as the counter bearing. The balls or rollers of the inclined bearing are supported on a roller conveyor which is provided on the outside on the eccentric guide disk 164.

Da die Kolben 181,182 und 183 in radialer Richtung in den U-förmig profilierten Kolbenführungen fixiert sind, werden sie bei Umlauf des Pumpenrotors 161-167 in Abhängigkeit von den an den Führungsscheiben 161-164 vorgesehenen Führungsrinnen 191, 192 und 193 (Fig. 6) in radialer Richtung hin- und herbewegt. Bei diesen radialen Bewegungen der Kolben 181-183 wird der Flachschlauch 200 (Fig. 4 und 8) abschnittsweise der Reihe nach in radialer Richtung auseinandergezogen und damit geöffnet, da die Schlauchflosse 201 zwischen Backenpaaren 194 der Kolben 181-183 eingespannt ist.Since the pistons 181, 182 and 183 are fixed in the radial direction in the U-shaped piston guides, when the pump rotor 161-167 rotates, they become dependent on the guide grooves 191, 192 and 193 provided on the guide disks 161-164 (FIG. 6) moved back and forth in the radial direction. During these radial movements of the pistons 181-183, the flat tube 200 (FIGS. 4 and 8) is pulled apart in sections in the radial direction in sequence and thus opened, since the tube fin 201 is clamped between pairs of jaws 194 of the pistons 181-183.

Wie die Fig. zeigt, sind die Führungsrinnen 191-193 der Führungsscheiben 161-164 jeweils um 120° gegeneinander versetzt. Durch die Anordnung von drei hintereinandergeschalteten Pumpenkammern 184-186 folgt zwingend, dass zu jeder Zeit der Durchgang des Pumpenschlauches zwischen den Tintenleitungen 101 und 102 an einer oder zwei Stellen abgesperrt ist. Es ist somit egal, in welcher Lage der Pumpenrotor stehenbleibt, wenn er sensorgesteuert abgeschaltet wird und zum Stillstand kommt. In allen Fällen erfolgt eine peristaltische Tintenförderung von der Tintenleitung 101 zur Leitung 102. Würde man weniger als drei Pumpenkammern verwenden, müsste ein Sensor vorgesehen werden, der die Betriebslage der Schlauchpumpe abtastet und die Abschaltung so fixiert, dass die Förderleitung für die Tinte abgesperrt wird. Eine Anordnung von mehr als drei Pumpenkammern ist möglich, bringt aber keine weiteren Vorteile und vergrössert nur den gerätemässigen Aufbau und die Fertigungskosten.As shown in the figure, the guide grooves 191-193 of the guide disks 161-164 are each offset by 120 °. The arrangement of three pump chambers 184-186 connected in series necessarily means that the passage of the pump hose between the ink lines 101 and 102 is blocked at one or two points at all times. It does not matter in which position the pump rotor stops when it is switched off by sensor control and comes to a standstill. In all cases there is peristaltic ink delivery from ink line 101 to line 102. If fewer than three pump chambers were used, a sensor would have to be provided which scans the operating position of the peristaltic pump and fixes the shutdown in such a way that the delivery line for the ink is shut off. An arrangement of more than three pump chambers is possible, but does not bring any further advantages and only increases the construction and the manufacturing costs.

Die anhand der Fig. 2 bis 8 offenbarte peristaltisch arbeitende Schlauchpumpe, mit dem sich im wesentlichen in Axialrichtung erstreckenden Schlauch kann verständlicherweise auch einer Vielzahl von anderen Anwendungen dienen, die mit Schreibgeräten nichts zu tun haben. Dadurch, dass mindestens drei hintereinander gschalteten Kammern vorgesehen sind, die der Reihe nach periodisch zusammengequetscht werden, ergibt sich die vorteilhafte Wirkung, dass in jeder beliebigen Abschaltstellung der Strömungsmitteldurchfluss durch den Schlauch absperrventilartig unterbrochen wird.The peristaltic tube pump disclosed with reference to FIGS. 2 to 8, with the tube extending essentially in the axial direction, can understandably also serve a multitude of other applications which have nothing to do with writing implements. The fact that at least three successively connected chambers are provided, which are periodically squeezed together in succession, results in the advantageous effect that the fluid flow through the hose is interrupted like a shut-off valve in any switch-off position.

Claims (11)

1. An ink supply system for recording instruments working with liquid ink which contain, in their instrument housing, a primary storage compartment of large volume, preferably under excess pressure, for the recording fluid and an ink flow compartment of small volume communicating with the outside air and in communication with the recording member, primary storage compartment and ink flow compartment being in communication through a reloading valve which is constructed in the form of a flexible tube pump (41; 160) and can be controlled when necessary, characterised in that the ink flow compartment is constructed in the form of a secondary storage compartment (31) and the flexible tube pump, working peristaltically, comprises at least three chambers (184-186) connected in series in which portions of flexible tube (200a, 200b, 200c) lying in the chambers (184-186) are successively squeezed together by pistons (181-183) moved radially.
2. An ink supply system as claimed in claim 1, characterised in that the portions of flexible tube (200a, 200b, 200c), are formed by a flexible tube extended substantially in the axial direction of the instrument housing (11).
3. An ink supply system as claimed in claim 1 or 2, characterised in that the radially moved pistons (181-183) are held against rotation and are moved radially backwards and forwards by means of eccentric cam guides (161-164) disposed at both sides and driven in rotation by the motor (151).
4. An ink supply system as claimed in claims 1 to 3, characterised in that the pistons (181-183) moved radially by cams operate against a flat- bedway support (173) on which the preferably flat flexible tube (200) of the pump is supported.
5. An ink supply system as claimed in claims 1 to 4, characterised in that the flat flexible tube (200) is provided, at its side remote from the flat- bedway support (173), with a ridge (201) formed thereon which is gripped in the radially moved pistons (181-183).
6. An ink supply system as claimed in claims 1 to 5, characterised in that the flat flexible tube (200) is provided, at its side supported on the flat- bedway support (173), with anchoring extensions (202, 203) which are frictionally and positively inserted in the support (173).
7. An ink supply system as claimed in claims 1 to 6, characterised in that an electric motor (51, 151) and a battery (61) feeding the electric motor (51, 151) are provided to drive the flexible tube pump (11, 12).
8. An ink supply system as claimed in claims 1 to 6, characterised in that a spring-driven motor, for which an electric motor (51) fed from a battery (61) is provided as a tensioning device inside the instrument housing (11, 12), is provided to drive the flexible tube pump (41; 160).
9. An ink supply system as claimed in claims 1 to 8, characterised in that a sensor monitoring the filling of the secondary ink compartment (31) is provided to control the flexible tube pump drive (51,151).
10. An ink supply system as claimed in claims 1 to 9, characterised in that the ink storage compartment of large volume is constructed in the form of a replaceable ink cartridge (91) and that provided in the cartridge seat (17) of the instrument housing (12) is a sprung contact arrangement (92, 93) which, in the absence of a cartridge (91) in the cartridge seat (17), switches off the battery (61) of the recording instrument.
11. An ink supply system as claimed in claims 1 to 10, characterised in that the primary ink storage compartment (91) is substantially at atmospheric pressure and the pressure necessary for delivering the ink is produced by the flexible tube pump (41; 160).
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