DE870814C - Tintenvorratsbehaelter fuer Schreibgeraete, insbesondere Schreibgeraete mit Kugelspitze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Mittel zum Aufhalten oder Verhindern des Auskriechens einer Flüssigkeit aus dem offenen Ende einer Röhre od. dgl., in der die Flüssigkeit einen Meniskus bildet. Sie bezieht sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf Tintenvorratsbehälter, wie sie für Schreibgeräte verschiedener Art gebraucht werden. Die Erfindung läßt sich demgemäß insbesondere bei Schreibgeräten mit Kugelspitze, z. B. den bekannten Kugelschreibern, deren Vorratsbehälter mit einer besonders zusammengesetzten oder gewöhnlichen Tinte gefüllt wird, anwenden, ferner bei sog. Tintenfüllern, bei Füllfederhaltern wie auch bei anderen Schreibgeräten, bei denen die Tinte aus einem Kapillarsystem der Schreibspitze zugeführt wird. Zum Gebrauch bei Schreibgeräten dieser Art eignen sich mannigfache verschiedene Konstruktionen von Tintenvorratsbehältern. Unter diesen sollen die folgenden beispielsweise erwähnt werden.

Bei einer bekannten Bauart wird eine Röhre von beschränktem Innenquerschnitt verwendet, die an einem Ende offen ist und in Verbindung mit der Kugel am anderen Ende steht. Eine andere bekannte Konstruktion enthält eine Röhre von größerem Querschnitt, die an dem von der Kugel abgewandt liegenden Ende ebenfalls nach der Außenluft hin

offen ist; sie besitzt.indes einen Schwimmkolben der auf der Oberfläche der Tinte bleibt und entsprechend dem Verbrauch der Tinte in der Röhre abwärts sinkt.
Gemäß einer weiteren Äusführungsform eines Tintenvorratsbehälters besteht dieser aus einem Röhrchen, das an einem Ende mit der Kugel in Verbindung steht, aber am anderen Ende mit einer Flüssigkeitsschicht von höherer Viskosität, als sie ίο die Tinte besitzt, versehen ist. Es sei bemerkt, daß bei allen an ihren Enden offenen Rohren, die darin einen Meniskus bildende Flüssigkeiten enthalten, die Flüssigkeit eine gewisse Tendenz zeigt, die man ' üblicherweise als Kriechen bezeichnet. Wenn die Innenfläche des Rohres irgendwelche Unvollkommenheiten aufweist, z. B. eine axial verlaufende Kratzspur, so ist die Flüssigkeit bestrebt, an solcher Kratzspur entlang zu kriechen. Eine solche Kratzspur wirkt wie eine feine Leitung, und die Tinte wird durch Kapillarwirkung an derselben entlanggezogen. ,

Andere Ursachen für das Kriechen von Flüssigkeit liegen z. B. in kleinen Fehlern bei der' Herstellung des Röhrchens oder in falscher Handhabung desselben beim Gebrauch. .

Die Erfindung richtet sich darauf, das Kriechen einer Flüssigkeit aus einem an seinem Ende offenen Rohr, in dem die Flüssigkeit einen Meniskus bildet, zu verhindern oder aufzuhalten. Wenn der Innendurchmesser des Tintenbehälters nicht größer als 2,5 mm ist, so ist der an dem von der Kugel abgewandten Ende in der Tintensäule gebildete Meniskus so widerstandsfähig, daß er unter normalen Gebrauchsbedingungen in gemäßigten geographischen Breiten nicht zerstört wird und die Tinte nicht aus dem offenen Ende herauskriecht. Das Tintenvolufnen in einem Behälter von 2,5 mm innerem Durchmesser ist indes -notwendigerweise im Hinblick auf die übliche Größe eines Schreibinstruments beschränkt: Wenn der Innendurchmesser des Behälters über 2,5 mm anwächst, um ein größeres Tintenvolumen zu gewährleisten, so wächst gleichzeitig die Gefahr des Aufbrechens des erwähnten Meniskus oder des Kriechens der Tinte. ' Die Erfindung richtet sich nun darauf, Mittel vorzusehen, um das Kriechern einer Tinte aus einem mit der Außenluft in Verbindung stehenden Röhrchen od. dgl., in dem die Tinte einen Meniskus bildet, aufzuhalten oder zu verhindern. Diese Mittel bestehen darin, daß wenigstens eine den Umfang umgebende oder im wesentlichen umgebende Stufe oder Ringnut an oder in der Innenfläche des Rohres und an geeigneter Stelle zwischen der erwähnten Öffnung und dem dieser öffnung benachbarten Ende der Tintensäule vorgesehen ist, wenn das Rohr mit der. Flüssigkeit gefüllt ist. Die erwähnte Stufe oder Ringnut ist so angeordnet, daß sie eine scharfe Richtungsänderung der" Bewegung des die Rohrwandung berührenden Flüssigkeitsfilms erzwingt, wenn die Flüssigkeit in axialer Richtung zu kriechen bestrebt ist. Bei der praktischen Ausführung dieser Erfindung sieht man vorzugsweise mehr als eine Stufe oder Ringnut vor, in die man alle solche Gebilde voneinander trennt. Die Trennung kann z. B. durch eine Leiste od. dgl. erfolgen.

Es ist hervorzuheben, daß die Verhinderung des Kriechens der Tinte bei [Schreibgeräten der erläuterten Art von erheblicher Bedeutung ist. Wenn ein Benutzer eines solchen Geräts das Ende eines Tintenbehälters berührt, in dem derartige Kriecherscheinungen auftreten, so bekommt er Tinte an die Hand, eine Unzuträglichkeit, die möglichst zu vermeiden ist. Ein besonderer Zweck der Erfindung besteht infolgedessen darin, das Kriechen von Tinte aus Tintenbehältern von Schreibinstrumenten der erläuterten Art durch Benutzung eines mit einem Luftloch versehenen Röhrchens, zu dem die Tinte einen Meniskus bildet und das die vorgenannten Merkmale aufweist, zu vermeiden oder aufzuhalten. Bei den ,Schreibgeräten der erläuterten Art können geeignete Tinten benutzt werden. Geeignete Tinten sind z. B. solche viskosen Tinten, deren Viskosität nicht geringer als 15 Poise bei 37⁰ C ist, jedoch bei normalen Temperaturen nicht so hoch liegt, daß ein ausreichender Fluß der Tinte zu der Kugel beim Schreiben verhindert würde. Eine derartige Tinte kann ein ölartiges Lösungsmittel enthalten, z. B. Olein, Rizinusöl, dehydratisiertes Rizinusöl oder eine Kombination derartiger Lösungsmittel, ein die Adhäsion förderndes Verdickungsmittel, z. B-. go Kolophonium, und einen Farbstoff.

Zum Zweck des leichteren Verständnisses der Erfindung soll dieselbe nachfolgend auf Grund der Zeichnungen an einigen Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigt

Fig. ι (hauptsächlich im Querschnitt) beispielsweise ein mit Tintenbehälter versehenes Schreibgerät der erläuterten Art in erfindungsgemäßer Ausgestaltung,

Fig. 2 einen Teil eines erfindungsgemäß, ausgestalteten Tintenvorratsbehälters,

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 abgeänderte Konstruktion,

Fig. 4 eine weitere Abänderung, Fig. 5 im einzelnen schaubildlich einen geschlitzten Ring,

Fig. 6 und 7 weitere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes.

Das in Fig. 1 dargestellte Gerät besteht aus einem Schreibende 1, das eine Kugel 2 aufnimmt und mit no einem röhrenförmigen Behälter 3 verbunden ist. Dieser Behälter steht mit dem zwischen der Kugel und ihrem Gehäuse gebildeten Spalt vermittels einer Speiseleitung in Verbindung.

Der erwähnte ,Spalt und die Speiseleitung sind nicht dargestellt, da sie für den mit der Konstruktion von Schreibgeräten dieser Art vertrauten Fachmann ohne weiteres in ihrer Anordnung egeben und verständlich sind. Es sei indes erwähnt, daß die Kugel zweckmäßig in der Größenordnung von etwa 1 mm Durchmesser sich hält. Der Durchmesser der Speiseleitung an dem mit dem Kugelehäuse in Verbindung stehenden Ende derselben ist kleiner als der der Kugel. Die Weite des Spaltes bewegt sich vorzugsweise zwischen 0,001 und 0,01 mm.

Die aus dem Schreibende ι und dem Behälter 3 bestehende Einheit ist in einem Gehäuse untergebracht, das aus einer mit einem Luftloch 5 versehenen Hülse 4 und einem Zwischenstück 6 besteht. Notwendigerweise ist das Schreibende 1 in das Zwischenstück 6 mittels Gewinde 7 eingeschraubt. Das Zwischenstück 6 und die Hülse 4 sind durch Gewinde 8 miteinander verschraubt. Eine nicht dargestellte Kappe kann für den Nichtgebrauch des Geräts vorgesehen sein, die über einen im Gehäuse angeordneten Ring 13 gesteckt wird, um das Schreibende zu schützen, und die, wenn das Gerät sich im Gebrauch befindet, über das hintere Ende des Geräts gesteckt wird.

Es ist zu bemerken, daß das hintere Ende 9, d. h. das der Kugel 2 entfernt liegende Ende, des röhrenförmigen Behälters 3 offen ist, so daß der Inhalt des Behälters zu diesem Ende dem Atmosphärendruck unterliegt. Die Tintensäule 10 bildet eine ununterbrochene Flüssigkeitsader, die sich von dem Meniskus 11 bis zu dem zwischen der Kugel und ihrem Gehäuse gebildeten Spalt erstreckt.

An der Innenwand des Behälters 3 ist eine Ringnut 12 vorgesehen. Die Ringnut weist beim Ausführungsbeispiel dreieckigen Querschnitt auf und ist zwischen dem Meniskus 11 und dem offenen Ende 9 des Behälters an dessen Innenwand angeordnet. Die Ringnut bildet eine Stufe, über welche der Tintenfilm kriechen muß. Gemäß Fig. 2 sind zwei Aussparungen 15 und 16 von rechteckigem Querschnitt vorgesehen.

Gemäß Fig. 3 sind die Aussparungen 18 und 19

jede von der anderen durch eine scharfe Leiste 20 getrennt. Diese Ringnuten können, wie dargestellt, einander benachbart liegen, oder sie können sich auch in einem gewissen Abstand voneinander befinden. Das hintere Ende des Behälters 3 ist beim Beispiel, gemäß Fig. 3, geschlossen, indes wird der Inhalt des Tintenbehälters infolge des kleinen Luftlochs 21 unter Atmosphärendruck gehalten.

Eine abgeänderte, zur Ausführung der Erfindung dienende Konstruktionsweise ist in Fig. 4 dargestellt, die das hintere Ende eines ähnlich der Ausführung nach Fig. 2 ausgebildeten Tintenbehälters zeigt. Die auf der Innenseite des Behälters gemäß Fig. 2 gebildeten rechteckigen Ringnuten sind hier durch zwei entfernbare Ringe 23 ersetzt. Eine ins einzelne gehende Darstellung eines dieser Ringe ist in Fig. 5 gezeigt, aus der hervorgeht, daß der Ring 23 als nicht durchlaufender Ring mit einem ,Schlitz 26 ausgebildet ist. Auf der Innenseite des Ringes ist eine V-förmige Rille 22 vorgesehen, die verhältnismäßig scharfe Kanten 27 und 28 besitzt. Der Ring 23 besteht vorzugsweise aus federndem Material und ist so bemessen, daß, wenn der Ring zusammengepreßt ist, so daß der Spalt 26 sich schließt, d. h. wenn die beiden durch den Schlitz 26 getrennten. Flächen 24 und 25 miteinander in Berührung kommen, der Außiendurchmesser des Ringes gleich dem inneren Durchmesser des Tintenbehälters wird. Die Ringe 23 werden vom offenen Ende 9 aus in den Behälter 3 geschoben. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß zwei Ringe mit kurzem Abstand vorgesehen sind, so daß zwischen ihnen ein Ringraum 29 entsteht. Vorzugsweise sind die Schlitze 26 nicht hintereinander, sondern versetzt angeordnet. Dabei wirken nicht nur die Rillen 22 in den Ringen als Vorratsraum für den Fall, daß Tinte zu kriechen beginnen könnte, sondern es dient auch der zwischen den Wänden der beiden Ringe 23 gebildete Ringraum 29 als ein Tintenreservoir. In diesen besonderen Beispielen ist der Querschnitt der Ringnuten oder Kanäle rechteckig oder dreieckig ausgestaltet. Es sei bemerkt, daß eine irgendwie geeignete Querschnittsform benutzt werden kann. Indes muß man sich vorzugsweise einer Querschnittsgestaltung bedienen, die eine verhältnismäßig scharfe Kante sowohl beim Eintritt in die Ringnut als auch beim Austritt aus derselben bestehen läßt, wenn man sich ihr in der Achsenrichtung des Behälters nähert. Der Zweck dieser scharfen Kante ist der folgende: Wenn ein Flüssigkeitsfilm zu kriechen beginnt, so wird seine Oberflächenspannung das Bestreben haben, einer plötzlichen Richtungsänderung Widerstand zu leisten, da z. B. bei Bewegung über eine Kante die Oberfläche des Films stark gekrümmt werden müßte. Solch eine Krümmung kann nur erzeugt werden, wenn die Flüssigkeit an dieser Stelle sich unter höherem Druck als die Atmosphäre befindet. Ein derartig hoher Druck kann nur durch die Schwerkraft hervorgerufen werden (in welchem Fall die Flüssigkeit sich zuerst anhäufen müßte) oder durch Stöße od. dgl. Einwirkungen. Es ist daher ersichtlich, daß es wesentlich ist, die Kante scharf zu gestalten, so daß der Krümmungsradius an dieser Stelle so klein wie möglich wird.

Die Ringnut wirkt auch als Auffangraum für etwa kriechende Flüssigkeit. Wenn die Flüssigkeit in die Ringnut kriecht, so wirkt diese selbst als kapillarer Vorratsbehälter. Die Flüssigkeit wird dadurch veranlaßt, die Ringnut aufzufüllen, bevor sie versucht, aus derselben zu entweichen. Wenn man mehrere derartige Ringnuten vorsieht, wird die Gesamtfassung derselben natürlich vergrößert.

Es sei bemerkt, daß üblicherweise das Gesamtvolumen der Tinte, das während der Lebensdauer eines dieser Tintenauffangräume im Kriechzustand sich befindet, d. h. bevor alle Tinte im Auffangraum durch die normale Benutzung verbraucht ist, verhältnismäßig klein ist. Die Tintenfassungskraft einer der gemäß der Erfindung angeordneten Ringnuten ist verhältnismäßig klein im Vergleich mit der des Tintenvorratsbehälters. Indes genügt sie im allgemeinen, um dem Volumen der tatsächlich kriechenden Tinte Rechnung zu tragen.

Was nun die in Fig. 6 und 7 dargestellten Konstruktionen betrifft, so ergibt sich, daß in der Konstruktion gemäß Fig. 6 auf der Innenfläche des Behälters 3 eine Reihe Stufen 30 angeordnet sind. Jede derselben steht senkrecht zu der Längsachse des Behälters. In der in Fig. 7 dargestellten Konstruktion bildet jede Stufe 30 einen stumpfen Winkel zu der genannten Achse. Wenn aus irgendeinem Grunde die Tinte 10 bestrebt ist, nach der offenen Mündung 9 des Behälters 3 zu kriechen, so

wird ihr Kriechen-durch jede Stufe der Reihe nach angehalten, weil die Tinte infolge ihrer Oberflächenspannung einen Widerstand, gegen eine plötzliche Richtungsänderung des Flusses ausübt." Die Anzahl der Stufen kann gegebenenfalls geändert werden, indes zeigt die Praxis, daß zwei oder drei Stufen genügen, um ein Kriechen der Tinte aus der offenen Mündung ' des Tintenbehälters zu verhindern. Gegebenenfalls kann dabei noch eine Ring-

nut am unteren Teil jeder Stufe vorgesehen sein. Indes bilden die Stufen selbst das wesentliche

_:': Mittel zur Verhinderung des Kriechens: der Tinte. Der Vorteil der in den Ausführungsformen 6 und γ dargestellten Konstruktionen liegt darin, daß dieselben ohne. "Schwierigkeit durch einen spanlosen Formgebungsprozeß hergestellt werden können. Dabei sind keine besonderen Arbeitsgänge, wie z. B. beim Einschneiden von Ringnuten nach Fertigstellung des Röhrchens, erforderlich.

Es sei bemerkt, daß in allen dargestellten Konstruktionen die Stufen und Ringnuten so an-

• geordnet sind, daß, wenn ein Tintenfilm in axialer Richtung zu denselben hin zu kriechen versucht, ein solcher Film mit Notwendigkeit über der scharfen Kante der .Stufe oder Ringnut einen bestimmten Krümmungsgrad annehmen muß. DieseErscheinung wirkt sich dann darin aus, daß das Kriechen aufgehalten wird.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Vorrichtung an einem mit einem Luftloch

   versehenen rohrförmigen Vorratsbehälter für ein Schreibgerät mit Kugelspitze, die das Kriechen der in dem Vorratsbehälter einen Meniskus bildenden Tinte über die Innenfläche des Vorratsrohres nach dem Luftloch hin auf-

   " half oder verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung aus einem scharfen ring- ·■■ förmigen Rand im Innern des Rohres besteht, - " wobei dieser Rand sich als Schranke in den Kriechfluß der Tinte schiebt und vollkommen oder im wesentlichen vollkommen rund in dem Rohrinnern innerhalb des Luftlochs vorgesehen Und so angeordnet ist, daß, um ihn zu überkriechen, die freie Oberfläche des Tintenfilms eine konvexe Krümmung in der Kriechrichtung benötigt und daß ferner die Bohrung durch diesen ringförmigen Rand nicht weniger als 2,5 mm bei kreisförmigem Querschnitt oder eine ähnliche Größe bei nicht kreisförmigem Querschnitt besitzt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von ringförmigen, im Abstand voneinander angeordneten Rändern vorgesehen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand oder jeder der Ränder durch die Kante einer Stufe in der Innenoberfläche des Vorratsbehälters gebildet ist. '
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Querschnittsgröße des Vorratsbehälters' an der Luftlochseite der Stufe (oder jeder Stufe) größer ist als an der Seite, auf- der die Kugel angebracht ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ■ Stufe oder die Stufen durch ein Preßverfahren gebildet sind.
   ■
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Stufe oder den Stufen und der Achse des Vorratsbehälters ein stampfer Winkel ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand oder jeder der Ränder durch die Kante einer Ringnut in

   ■ der inneren Oberfläche des Vorratsbehälters gebildet ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe oder jede der Stufen durch eine innere Kante eines in das Innere des Vorratsbehälters eingeführten Ringes gebildet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 5785 3.53