DE8901386U1

DE8901386U1 - Schreib- und Zeichengerät mit Luftzuführung

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Publication number: DE8901386U1
Application number: DE8901386U
Authority: DE
Original assignee: DATAPRINT DATENDRUCKSYSTEME R KAUFMANN KG 2000 HAMBURG DE
Current assignee: DATAPRINT DATENDRUCKSYSTEME R KAUFMANN KG 2000 HAMBURG DE
Priority date: 1989-02-08
Filing date: 1989-02-08
Publication date: 1989-05-03
Also published as: DE3903606A1

Description

NIEDMERS & icHÖNING JESSENSTRASSE 4 - D-2000 HAMBURG 50 · TEL, (040) 3893501 - TELEX 2166426 pahn d · FAX 3893502

DIPL-PHYS. OLE NIEDMERS
DIPL-ING. HANS W. SCHÖNING EUROPEAN PATEhJT ATTORNEY

DATAPRINT Datendrucksysteme R. Kaufmann KG, Witts Allee 32, 2000 Hamburg 55

Schreib- und Zeichengerät mit Luftzuführung
Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Schreib- und Zeichengerät» welches mit In einem Behälter aufgenommenem flüssigem Schre1bm1ttel. der Über ein kapillares Fördermittel mit einer Schreibspitze verbunden 1st, betrieben wird, wobei der BehKlter, der ein Ihn wenigstens teilweise anffüllendes kapillares Speichermittel aufweist, über eine Luftzuführung mit der das GerXt umgebenden Atmosphäre (Umgebung] verbunden 1st.

Bekannte Schreib- und Zeichengeräte dieser Art sind die allgemein bekannten, mit einer flüssigen Schreibtinte betriebenen Füllfederhalter, Schreib- und Zeichengeräte nach dem sogenannten roller-ban-Prinzip, sogenannte Tintenkulis oder dgl. Allen nach diesem bekannten Prinzip arbeitenden Sehreib· und Zeichengertften 1st grundsätzlich gemeinsam« das die Luft2ufllhrung zum Schreibmitteibehtli-&diams;··· 4* IUp tAPflt. &Agr;&lgr;§. &Agr;&lgr;&lgr; Ah &eegr;* ti &Agr;&lgr;&lgr; C*iii*«4k. turm.

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COMMERZBANK AG, BLZ 2flQttpO0|MR. Ük*9&\ !&iacgr;#&dgr;|&Rgr;&EEgr;6 BANK AC, BI2 20070000, NR, 656S675

SttRO'HWBÜRCeLZ 2001WI20, NR. 13048-209

Zeichenvorgang während der Benutzung verbrauchte SchreibmitteTvolumen durch ein gleich großes Luftvolumen ersetzt werden kann. Würde eine derartige Luftzuführung nicht vorhanden sein, würde sich nach kurzem Schreib- bzw. Zeichenbetrieb Im Schreibmittelbehälter ein Unterdruck einstellen, der den weiteren Austritt des flüssigen Schreibmittels aus der Schreibspitze verhindern würde.

Die bisher bei Schreib- und Zeichengeräten dieser Art verwendeten flüssigen Schreibmittel zeigen an de-3 Grenzen zur Umgebungsluft eine für den Benutzer derartiger Schreibgeräte höchst nachteilige Eigenschaft, sie trocknen nämlich nach längerem Nichtbenutzen und nicht verschlossenem Schreibgerät ein, mit der Folge, daß einerseits die Funktion des Schreib- und Zeichengerätes selbst beeinträchtigt wird oder andererseits ganz zum Erliegen kommt» wenn nämlich das Schreibmittei vollständig angetrocknet 1st.

Um diesem Nachteil zu begegnen, sind seit längerer Zelt Versuche bekannt geworden, den Schreibmittel &eegr; nicht flüchtige oder kaum noch flüchtige Beimengungen zuzusetzen, wobei diese Art der Erschwerung der Flüchtigkeit des Schreibmitteis an der Grenze zur Luft erfolgreich bei Schreib- und Zeichengeräten eingesetzt wird, die für den Einsatz auf saugenden Unterlagen, beispielsweise Papier, bestimmt sind. Das bedeutet für den Benutzer des Schreibgerätes, daß er ohne Beeinträchtigung der Anschreibbereitschaft das Schreibgerät tisch ohne aufgesetzte Kappe längere Zelt liegenlassen kann.

Diese flir den Benutzer eines Schreib- und Zeichengerätes an und fUr sich vorteilhafte Möglichkeit der Verbesserung 6%f Handhabung führt Jedoch dazu, daß der f 1 lieht ig* Anteil des In Inneren des Schreibgerätes befindlichen flüssigen Schreibmitteis langsam durch die Luftzuführung, dte

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veriehwindtt, mit der nachteiligen Folge« daß die Sehr#1b#1g#nichaft«n del Schreib- und ZeichengerHtae eich Insgesamt wieder nachteilig verKndern. 01· Virdumtung geschieht sowohl einerseits durch Ein- und Ausströmen von Luft« bedingt durch Luftdruck und Temperaturschwankungen, was mit Konvektion bezeichnet wird, als auch andererseits auf dem Wege der Diffusion.

Es 1st Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schreibund Zeichengerät zu schaffen, bei dem die Verdunstung des flüssigen Schreibmitteis aus dem Schre1bi»1tte1beh81ter heraus auf einen vernachiXssigbaren Restteii vermindert werden kann, wobei die konstruktive Ausgestaltung nicht wesentlich von bisherigen konventionellen Methoden abweicht und somit leicht und kostengünstig hergestellt werden kann.

Gelöst wird die Aufgabe gentKB der Erfindung dadurch, daß die Zuführung In Form wenigstens einer Kapillare ausgebildet 1st, die gerHteseitig 1n einen schreibmitteifreien Raum mündet, und dessen Kapiiiarpotentiai niedriger als das des kapillaren Speichermitteis 1st.

Der Vorteil der erfindungsgemKßen Ausfuhrungen des Schreib- und ZeichengerStes besteht 1m wesentlichen darin, daß somit auf einfache Welse eine hochwirksame Diffusionssperre ausgebildet werden konnte, mit der verhindert wird, daß die Schreibmittei nicht auf dem Umweg der Diffusion des flüchtigen Anteils des Schre1bm1ttels aus ] dem Schreibm1tte1beha*1 ter heraus In Ihrer Wirkung stark i eingeschränkt werden. Es hat sieh gezeigt, daß durch die ' erfindungsgemäß ausgebildete Schreib- und Zeichenspitze &igr; der Verlust an SchreibnUtei durch Diffusion tatsächlich | un ein Vielfaches reduziert werden konnte.

Seng8 einer vorteilhaften Äosgestsrtüng der Erfindung hat die Luftzuführung einen Querschnitt von < 0,5 mm und/

oder tine LKnge von > 20 mm. Diese vorgenannten Größenordnungen stellen bevorzugte Auig«italtungtn des Querschnittes und der Länge der LuftiufUhrung dar, es sei jedoch darauf hingewiesen, daß In Abhängigkeit von der Art des Schreibmittels und dessen Flüchtigkeit diese Angaben auch noch variieren können.

Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung 1st die Luftzuführung vom Bereich der Schreibspitze an wenigstens teilweise um die kapillare Förderleitung herum bis zum Eintritt 1n den schre1bm1ttelfre1en Raum ausgebildet. Bei einer anderen sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung 1st die Luftzuführung vom Bereich der Schreibspitze an wenigstens teilweise mäanderförmig um die kapillare Förderleitung herum bis zum Eintritt In den schreibmitteifreien Raum ausgebildet, wobei mit beiden Ausgestaltungen vorte1lhafterwe1se erreicht wird, daß ohne zusätzlichen Werkstoff und/oder Platzbedarf beim Schreib- und Zeichengerät sehr lange Kapillaren gebildet werden können.

Es sei aber darauf hingewiesen, daß es grundsätzlich und aufgrund gesonderter Konstruktionen des Schreib- und Zeichengerates vorteilhafterweise möglich 1st, die Luftzuführung beliebig und/oder an einer beliebigen anderen geeigneten Stelle des Schreib- und Zeichengeräte* auszubilden.

Vorzugswelse wird die Eintritteöffnung der Luftzuführung 1n unmittelbarer Nähe der Schreibspitze angeordnet sein, wobei zur Vermeidung von Verschmutzung und zur Vereinfachung der Fertigung die Eintrittsöffnung vorzugsweise 1m wesentlichen orthogonal oder parallel zu einer das Schreibgerät durchquerenden gedachten Längsachse ausgebildet 1st.

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Schließlich kann die Eintritteöffnung vorteiihafterwelie füfdl· Luftzuführung verschließbar ausgebildet sein, um auch bei lunge rein Nichtgebrauch des erfindungiflemllßen Schreib- und Zeichengertites den kleinsten Verlust an flüssigem Schreibmittel durch Diffusion zu vermelden.

Der Verschluß der E1ntr1ttsöffmung der Zuführung kann schließlich gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gleichzeitig mit einer die Schreibspitze umhüllenden Kappe verschließbar sein, wobei Kappen dieser Art 1n der Regel zu jedem Schreib- und Zeichengerat, das mit flüssigem Schreibmittei arbeitet, gehören. Auf diese Welse erspart man sich fUr den Verschluß der Eintrittsöffnung für die Luftzuführung einen gesondert ausgebildeten Verschluß.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachfolgenden schematischen Zeichnungen anhand eines Ausflihrungsbeispieles beschrieben. Diese zeigen:

Flg. 1 Im Schnitt den vorderen Abschnitt eines Schreib- und Zeichengerätes mit einem kapillaren Speichermittel 1m Schre1bm1ttelbehälter und mit einer gestrichelt dargestellten, die Eintrittsöffnung und die Schreibspitze verschließenden Kappe und

Fig. 2 ein Schreib- und Zeichengerät gemäß Flg. 1, das jedoch nur elften teilweise «1t einen kapillaren Spe1cherm1tt«l gefüllten Schreibmittelbehälter aufweist.

Das Schreib- und Zeichengerät 10 1st, was seinen allgemeinen Aufbau angeht, konventionell gestaltet und umfaßt ein Gehäuse 20, 1n dem an geeigneter Stelle ein Schreibmittel behälter 12 angeordnet ist, der auf konventionelle Heise Kit Schreibmittel 11 entweder mittels allgemein

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bekannter SchreibnMttelpatronen oder mittels nuts konventionellen Schreibmitteintbesyttems gefüllt wird. Am einen Ende des 6ehNuses 20 des Sehreib- und Zefchenge-

r8tes 10, das Im wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer das Schreib- und Zeichengerät 10 1m wesentlichen Ourchiaufenden Längsachse 23 ausgebildet 1st. 1st eine Schreibspitze 14 angeordnet, die aus einer gewöhnlichen Feder, wie sie beispielsweise bei Füllfederhaltern verwendet wird, oder durch eine sogenannte roller-ball-Spitze ausgebildet 1st, wobei grundsätzlich aber beliebige andere geeignete Schreibspitzen 14 verwendet werden können, so daß die hler Im Zusammenhang beschriebene Schreibspitze 14 lediglich stellvertretend für alle möglichen anderen Schre1bsp1tzenausb11dungen anzusehen 1st.

\ Die Schreibspitze 14 1st durch eine kapillare Förderlei-

\ tung 13 mit dem Schre1bm1tte1behSlter 12 und somit mit

dem darin aufgenommenen Schreibmittel 11 verbunden. Der Schre1bm1ttelbeha*lter kann entweder vollständig mit einem kapillaren Speichermittel 25, vergl. F1g. 1, oder teilweise mit einem kapillaren Spe1herm1tte1 25, vergl. F1g. 2, gefüllt sein. In unmittelbarer Nähe der Schreibspitze 14 weist das Gehäuse 20 eine Eintrittsöffnung 18 wjf, wobei der der Eintrittsöffnung 18 nachfolgende Kanal eine Luftzuführung 15 zu einem schre1bm1ttelfre1en Raum 17 darstellt. Die Zuführung 15 steht über die Austrittsöffnung 19 mit dem schre1bm1tte1fre1en Raum 17 in Verbindung.

Bei der hler beschriebenen Ausführungsform des Schreibund Zeichengerä'tes 10 1st die Luftzuführung 15 vom Bereich der Schreibspütze 14 an spiralförmig um die kapillare Förderleitung herum bis zum Eintritt 1n den schreibmittelfreien Ra um 17 ausgebildet, wobei auf diese Welse bei grundsätzlicher Beibehaltung des gewöhnlichen Aufbaus derartiger Schreib- und Zeichengeräte 10 ohne zusätzlichen Werkstoff und Platzbedarf sehr Tange Kapillaren,

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d. h&ldquor; eine sehr lange Luftzuführung IS, gebildet werden kann.

Der schreibmittelfreie Raum 17 steht über die Durchgangsöffnung 21, die hler rotationssymmetrisch um die kapillare Förderleitung 13 herum ausgebildet sein kann, 1n Verbindung.

Während des Betriebes des Schreib* und ZeichengerHtes 10 befindet sich Schreibmittel 11 Im Schreibmittelbehälter 12. Wird während des Schreib- bzw. Zeichenbetriebes Schreibmittel 11 durch die kapillare Förderleitung 13 2ur Schreibspitze 14 gefördert, entsteht Im Schreibmittelhehülter 12 ein Unterdruck, so daß Luft der das Schreibund Zeichengerät 10 umgebenden Atmosphäre 16 1n die Eintrittsöffnung 18 Über die spiralförmig ausgebildete Luftzuführung 15 und Über die am Ende dieser ausgebildeten Austrittsöffnung 19 In den schre1bm1ttelfre1en Raum 17 gelangen kann. Vom schre1bm1ttelfre1en Raum 17 gelangt die Luft dann Über die Durchgangsöffnung 21 In den SchreibmitteibehKiter 12 und kann den durch den Schreibbetrieb entstandenen Unterdruck 1m Schre1bm1tte1behä1ter

12 wieder ausgleichen.

Da das Kap111arpotent1a1 des schre1bm1ttelfre1en Raumes 17 niedriger als das des kapillaren Speicherffiltteis 25 1st, tritt Schreibmittel 11 dort nicht ein. Dieses Verhalten kann vorteiihaftarweise dadurch unterstützt werden, da0 das Kapiliarpottntiai dti schre1bm1tte1fre1en Räumet 17 niedriger als da· der kapillaren Förderleitung

13 kapillares Fördermittel 1st.

Der Querschnitt der Luftzuführung 16 lit In der Regal < 0,6 mm²* wobei d1· Lunge der Luftzuführung 1n der Regel > 20 mm 1st.

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Im folgenden werden noch die das erfindungsgemäß Erreichte stützenden Überlegungen dargelegt. Beispiel:

Ein Schreibgerät mit 1 g wässeriger, kapillar gespeichertem SchreibmttteT (Tinte) und 1 cm Luft Im Innenraum sei 10 Temperaturschwankungen von 4⁰C pro 24 Std. ausgesetzt und befinde sich In einer Umgebung von 3O⁰C und SO % Luftfeuchte. Daraus ergibt sich folgende Rechnung:

1. Volumenlinderung von 1 cm bei 4O⁰C TemperaturSnderung

V - 1 cm³ &khgr; 4 &khgr; 273"¹ « 15 &khgr; &Igr;&Ogr;"⁹ m³.

2. 1 m Luft kann bei 30 C ca. 30 g Wasserdampf aufnehmen. Betrügt die Differenz der Luftfeuchte zwischen Außenluft und Innenraum des Gerätes 50 &Idigr;, wird durch eine VolumenKnderung folgende Menge Wasserdampf ausgetauscht.

6_W - 15 &khgr; 10"⁹ m³ &khgr; 15 g/m³ - 0.225 X 10"³ mg Wasserdampf bzw. Wasser.

Pro 24 Stunden bei 10 Temperaturschwankungen ergeben sich 2,25 &khgr; 10"³ mg, d.h. nach 1000 Tagen 2,25 mg Wasserverlust von ursprünglich vorhandenem 1 g.

Obwohl bei dieser Berechnung Umgebungsbedingungen zum Ansatz kamen, die fUr Schreibgeräte sehr ungünstig sind und normalerweise nicht vorkommen, entspricht der durch Konvektion bedingte Verlust nach 1000 Tagen nur 2 °/oo der Menge des Schreibmitteis.

Tatsächlich let der Verlust am Wasseranteil des Schreibmittels weitntUch höher, was der Diffusion zuzuschreiben Ht. Die Diffusionsgeschwindigkeit von zwei verschiedenen Satan, die sich 1n zwei verschiedenen RVumen befinden und durch einen Kanal miteinander verbunden sind« nimmt mit 9u»mkmmndmv> Lltne* und ihnah«*n<i«m üua*m.&hni±t ame.

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proportional ab. Ein sehr langer und dUnner Kanal wirkt dabei regelrecht als Diffusionssperre. Versuche haben nun ergeben, daß schon Querschnitte von 0,5 mm und einer Kanal länge von 20 mm den Verlust an Schreibmittel bei Schreib« und Zeichengeriten durch Diffusion asSerordenteilch verringern.

Beispiele:

Zwei Behälter von je 2 cm Innenvolumen werden mit je 1 cm Flüssigkeit gefüllt, wobei die Verbindung zur Außenluft bei dem einen Behälter durch einen Kanal» der der erfindungsgejnäßen Luftzuführung nicht entspricht; von 10 mm Länge und 2 mm Durchmesser und bei dem zweiten Behälter durch einen Kanal, (der der erfindungsgemäßen Luftzuführung entspricht) von 70 mm Länge und 0,6 mm Durchmesser hergestellt wird.

Die Versuchsergebnisse waren folgende:

Flüssigkeit Temperatur Verdunstung pro tag durch
10 mm langen Kanal« 6mm 0

Spiritus 2O⁰C 70 mg / Tag Azeton 2O⁰C 180 mg / Tag Wasser bei 20⁰C u. 70* Feuchte 7 mg / Tag Wasser bei 4O⁰C u.70* Feuchte 35 ma / Tag

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Flüssigkeit Temperatur Verdunstung pro Tag durch 70 mm langen Kanal 0.6mmrf

Spiritus

20⁰C

1 mg / Tag

Azeton

20⁰C

2 mg / Tag

Wasser bei 20 C u. 70S Feuchte 0,1 mg / Tag Wasser bei 4O⁰C u. 30t Feuchte 0,5 mg / Tag

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10 Schreib- und Ztichtngerlft

11 Schreibmine!

12 Schreibmittelbehälter

13 kapillare Förderleitung

14 Schreibspitze

15 Luftzuführung

16 Atmosphäre

17 Schre1bm1tte1fre1er Raum

18 Eintrittsöffnung

19 Austrittsöffnung

20 GehHuse

21 Durchgangsöffnung

22 Kappe

23 Längsachse

24 LuftzufUhrungskörper

25 kapillares Spe1cherm1tte1

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Claims

NIEDMERS &SCHÖNINC

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DIPL-PMVS. ÖLE NIEDMERS
DIPL-ING. MANS W, SCHÖNING EUROPEAN PATENT ATTORNEY

DATAPRINT Datendrucksysteme R. Kaufmann KG, Witts Allee 32, 2000 Hamburg 55

Schreib- und Zeichengerät mit Luftzuführung
wrtnsprUche

1. Schreib- und Zeichengerät, welches mit 1n einem Behälter aufgenommenem flüssigem Schreibmittei, der Über ein kapillares Fördermittel mit einer Schreibspitze verbunden 1st, betrieben wird, wobei der Behälter, der ein Ihn wenigstens teilweise anffüllendes kapillares Speichermittel aufweist, Über eine Luftzuführung mit der das Gerät umgebenden Atmosphäre (Umgebung) verbunden 1st, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführung (15) 1n Form wenigstens einer Kapillare ausgebildet 1st· die geräteseitig 1n einen schre1bm1ttelfre1en Raum (17) mündet, und dessen Kapillarpotential niedriger als das des kapillaren Speichermittels (25) 1st.
2. Schreib- oder Zeichengerät nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarpotentiai des schreibmitteTfreien Raumes (17) niedriger als das des kapillaren Fördermittels 1st.

COMMERZBANK AC. BLZ 2«&iacgr;^|^&dgr;6,&idigr;16&rgr;&ogr;&iacgr; ^EUTSCHE BANK AC, «| 20079000, NR, 6565675 POCTORCTHA(MBURG:*LZ: 20010020, NR. 13048-205;
3. Schreib- und Zeichengerät naeh öl new öder bilden der Ansprüche 1 oder 2» dadurch gekennzeichnet, daB die Luftzuführung (IS) einen Querschnitt von < O₁S m² und/oder eine Länge von > 20 mm hat.
4. Schreib- und Zeichengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführung (15) vom Bereich der Schreibspitze (14) an wenigstens teilweise spiralförmig um die kapillare Förderleitung (13) herum bis zum Eintritt 1n den Raum (17) ausgebildet 1st.
5. Schreib- und Zeichengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführung (15) vom Bereich der Schreibspitze (14) an wenigstens teilweise mäanderförmig um die kapillare Förderleitung (13) herum bis zum Eintritt in den Raum (17) ausgebildet 1st.
6. Schreib- und Zeichengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (18) der Luftzuführung (15) in unmittelbarer Nähe der Schreibspitze (14) angeordnet 1st.
7. Schreib- und Zeichengerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (18) im wesentlichen orthogonal oder parallel zu einer das Schreibgerät (10) durchquerenden gedachten Längsachse (23) ausgebildet 1st.
8. Schreib- und Zeichengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (18) für die Luftzuführung (15) verschließbar 1st.
9. Schreib- und Zeichengerät nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (18) mit einer

die Schreibspitze (14) umhüllenden Kappe (22) verschließbar 1st.