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Patronenfüllhalter mit einer zentralen Schreibspitze Die Erfindung
geht aus von einem bekannten Patronenfüllhalter mit einer zentralen Schreibspitze,
welcher die Schreibflüssigkeit über einen von einem Flüssigkeitszufuhrrohr begrenzten
Tintenkanal zugeführt wird, welcher über eine innere Lufteintritts-Öffnung mit einer
konzentrischen Ausgleichskammer in Verbindung steht, die ihrerseits über eine Lufteinlaßöffnung
mit der Atmosphäre in Verbindung steht, welche sich in der Nähe des die Schreibspitze
tragenden Kopfstückes befindet.
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Es ist ein Füllfederhalter mit zentralem Schreibröhrchen bekannt,
bei dem in dem hülsenförmigen Haltervorderteil, und zwar in dessen Innenwandung,
eine schraubenförmige Nut eingearbeitet ist, die nach innen zu durch einen verlängerten
hülsenförmigen Ansatz des die Schreibspitze tragenden Kopfstückes abgedeckt ist.
Diese Nut steht am vorderen Ende des hülsenförmigen Halterteils mit der Atmosphäre
in Verbindung, während ihr von der Schreibspitze abgewandtes Ende über eine oder
mehrere Querbohrungen in der Verlängerung des Kopfstückes mit dem im Kopfstück vorgesehenen
Tintenleiterkanal in Verbindung steht. In dem Tintenleiterkanal ist noch ein kolbenartiger
langgestreckter Stößel eingesetzt, der an seinem vorderen Ende eine durch das Schreibröhrchen
ragende Nadel trägt, welche zur selbsttätigen Reinigung des Schreibröhrchens dient.
Der verlängerte Teil des Kopfstückes ist mit seinem von der Schreibspitze abgewandten
Ende in dem hülsenförmigen Vorderteil des Halters abdichtend eingeschraubt und stellt
eine Verbindung zwischen der Schreibspitze und dem Tintenvorrat im rückwärtigen
Teil des Halters dar. Die äußere Verbindungsöffnung zwischen Ausgleichskammer und
Atmosphäre liegt zwischen dem Kopfstück und einer Kappenabdichtungsstelle am vorderen
hülsenförmigen Halterteil. Die Wirkung der Ausgleichskammer soll bei dieser bekannten
Anordnung dadurch noch verbessert werden, daß der Querschnitt der schraubenförmigen
Nut in Richtung auf das von der Schreibspitze abgewandte Ende kleiner wird. Um außerdem
ein vorzeitiges Schließen der tiefer liegenden Teile der putenförmigen Ausgleichskammer
durch die in den kapillaren Nutenecken vorsickernden Tinte möglichst zu verhindern,
soll der Nutenquerschnitt breiter als tief sein.
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Bekanntlich wird der Tintenfluß zur Schreibspitze hin während des
normalen Schreibvorganges im wesentlichen durch den Tintenverbrauch und die kapillaren
Kräfte an der Grenzfläche zwischen der Ersatzluft und der zur Schreibspitze fließenden
Tinte gesteuert. Bei dem bekannten Füllhalter liegt während des normalen Schreibens
diese Grenzfläche weit ab von der Schreibspitze, so daß die kapillaren Kräfte auf
die gesamte Tintenflußsäule zwischen diesen öffnungen und der Schreibspitze in dem
Tintenzuführungskanal einwirken müssen. Das Gewicht dieser Flüssigkeitssäule begrenzt
die Steuerwirkung der Grenzfläche. Je größer das Gewicht dieser Flüssigkeitssäule
ist, um so größer müssen auch die Kapillarkräfte an der Grenzfläche sein. Das bedeutet,
daß die Verbindungsöffnung zwischen dem Tintenzuführungskanal und dem hinteren Ende
der Ausgleichskammer außerordentlich klein sein muß. Je kleiner diese Verbindungsöffnung
jedoch ist, um so größer wird der Einfluß der Genauigkeit dieser öffnung einerseits
und der Oberflächenbeschaffenheit der die Öffnung umgrenzenden Wand andererseits
auf die Kapillarkräfte. Es lassen sich daher außerordentlich schwierig genau die
Kapillarkräfte konstruktiv verwirklichen, die für eine günstige Beeinflussung des
Tintenflusses während des Schreibvorganges sind. Läßt sich aber andererseits die
Kapillarkraftwirkung an der Grenzfläche nicht genau genug einstellen, so besteht
leicht die Gefahr, daß Tinte aus dem Schreibröhrchen im überfluß ausfließt, der
Füllhalter insbesondere bei Druckschwankungen zum Tropfen neigt.
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Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Patronenfüllhalter
der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß dieser erhöhte Sicherheit
gegen Auslaufen der Tinte aus der Schreibspitze trotz möglicher fabrikatorischer
Ungenauigkeiten innerhalb des Füllhalters bietet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbindungsöffnung
zwischen dem Tintenkanal und der im Querschnitt kreisringförmigen Ausgleichskammer
am vordersten Ende des
Tintenzuführungsrohres angeordnet ist und
daß die Verbindungsöffnung der Ausgleichskammer zur Außenluft am von der Schreibspitze
abgewandten Ende der Ausgleichskammer in einem Verbindungskanal einmündet. Auf Grund
dieser Ausbildung kommt die den Tintenfluß steuernde Grenzfläche zwischen der Ersatzluft
und der zur Schreibspitze fließenden Tinte sehr nahe der Schreibspitze im Kopfstück
des Füllhalters zu liegen. Da die Flüssigkeitssäule zwischen Schreibspitze und Grenzfläche
nur kurz ist und ihr Gewicht nur gering ist, können die Kapillarkräfte geringer
sein als in den bekannten Fällen. Das bedeutet, daß bei tiefliegender Verbindungsöffnung
zwischen Tintenkanal und Ausgleichskammer die Verbindungsöffnung einen größeren
Querschnitt besitzen kann, bei welchem sich die Oberflächenbeschaffenheit sowie
die Größe der Öffnung nur noch wenig auf die Kapillarkräfte auswirken. Herstellungstoleranzen
und Bearbeitungsungenauigkeiten spielen daher bei der neuen Anordnung eine untergeordnete
Rolle, so daß die Kapillarkräfte wesentlich genauer eingehalten werden können und
damit eine größere Gewähr gegen Auslaufen der Tinte aus der Schreibspitze gegeben
ist.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der neuen Anordnung ist darin zu
sehen, daß sich die im Querschnitt gesehen ringförmige Ausgleichskammer bei senkrecht
gestelltem Füllhalter von unten nach oben füllt und nur mit ihrem von der Schreibspitze
abgewandten Ende mit der Außenluftöffnung in Verbindung steht. Durch den kreisringförmigen
Querschnitt ergibt sich einmal die Gewähr, daß der Querschnitt der Ausgleichskammer
auf jeden Fall stets offen bleibt, selbst wenn sich Rückstände in der Kammer festsetzen
sollten, so daß der unmittelbare Kontakt zwischen der Schreibflüssigkeit und der
Außenluft niemals unterbrochen werden kann. Außerdem kann die Schreibflüssigkeit
aus der Ausgleichskammer nicht herausgeschüttelt werden, da erst das hintere Ende
der Ausgleichskammer über einen Verbindungskanal mit der Außenluft in Verbindung
steht. Außerdem kann auch keine Tinte wie bei dem bekannten Füllhalter von selbst
nach vorn in den Bereich der äußeren Einlaßöffnung für die Ersatzluft fließen, wo
im bekannten Fall die Gefahr eines Verschließens der Verbindung zur Außenluft besteht.
Eine solche Gefahr ist bei dem Füllhalter nach der Erfindung ausgeschlossen.
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Ein weiterer Vorteil der neuen Anordnung besteht darin, daß auf Grund
der tiefen Lage der inneren Verbindungsöffnung zwischen dem Tintenkanal einerseits
und der Ausgleichskammer andererseits die Steuerungswirkung der Kapillarkräfte an
der Grenzfläche zwischen Ersatzluft und Tinte wesentlich unabhängiger als bisher
von der relativen Lage des Füllhalters gegenüber der Senkrechten ist. Auch dieser
Vorteil beruht darauf, daß der Abstand zwischen Schreibspitze und Grenzfläche zwischen
Ersatzluft und Tinte nur gering ist, welcher Abstand sich dementsprechend auch bei
Neigung des Füllhalters gegenüber der Senkrechten nur relativ wenig ändert. Der
Tintenfluß ist damit im wesentlichen lageunabhängig und außerordentlich gleichmäßig.
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Vorteilhafterweise ist zur Begrenzung der Ausgleichskammer das Tintenzufuhrrohr
von einem langgestreckten konzentrischen Hülsenteil mit merklichem radialem Abstand
umgeben, der mit seinem von der Schreibspitze abgewandten Endabschnitt mit Reibsitz
in einem den Verbindungskanal außen begrenzenden, hülsenförmigen Halterteil einsetzbar
ist und von diesem gehalten wird. Dadurch erhält man nicht nur einen einfachen Aufbau,
sondern zugleich auch einen Verbindungskanal zwischen dem hinteren Ende der Ausgleichskammer
und dem vorderen Lufteinlaß, welcher Verbindungskanal ringförmigen Querschnitt besitzt
und daher ebensowenig wie die Ausgleichskammer selbst von zurückbleibender Tinte
verstopft werden kann.
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Damit die Ausgleichskammer in ausreichender Menge Tinte aufnehmen
kann, ohne daß diese in den äußeren Verbindungskanal übertritt, sind die Verbindungsöffnungen
zwischen der Ausgleichskammer und dem Verbindungskanal im Hülsenteil im merklichen
axialen Abstand von dem der Schreibspitze abgewandten Ende der kapillaren Ausgleichskammer
angeordnet.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an
zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt im Längsschnitt den vorderen Teil eines Patronenfüllhalters
gemäß der Erfindung, bei dem als zentrale Schreibspitze ein bekanntes Schreibröhrchen
vorgesehen ist; F i g. 2 bis 4 sind Querschnitte in verschiedenen Höhenlagen des
in F i g. 1 gezeigten vorderen Teils des Füllhalters, wobei in F i g. 2 der Schnitt
in Höhe der Schnittlinie II-II, in F i g. 3 in Höhe der Schnittlinie III-III und
in F i g. 4 in Höhe der Schnittlinie IV-IV gelegt ist; F i g. 5 zeigt ein abgewandeltes
Ausführungsbeispiel des Patronenfüllhalters gemäß der Erfindung im Längsschnitt,
während F i g. 6 bis 8 Querschnitte entlang der entsprechenden Schnittlinien des
Füllhalters nach F i g. 5 sind.
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In den beiden Ausführungsbeispielen sind gleiche Teile mit den gleichen
Bezugszeichen versehen, wobei diese Teile nachfolgend nur einmal beschrieben werden.
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Bei beiden Ausführungsbeispielen weist der Patronenfüllhalter ein
Kopfstück 1 auf, in welchem die zentrale Schreibspitze unterstützt ist. Im dargestellten
Beispiel geht das Kopfstück 1 in einen hülsenförmigen vorderen Halterabschnitt
1 a über, wobei zwischen beiden eine Schulter 15 vorgesehen ist, mit der
eine nicht wiedergegebene Füllhalterkappe abdichtend zusammenwirken kann.
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Von hinten ist in die hülsenförmige Verlängerung 1 a des Halterteils
ein konzentrischer Hülsenteil 2 eingeschoben, der in dem Halterteil 1 a mit seinem
rückwärtigen Ende mit Reibsitz festgehalten ist. Das vordere eingeschnürte Ende
des Hülsenteils 2 greift in eine entsprechende Ausdrehung im Kopfstück 1 ein. Die
Anordnung ist so getroffen, daß der vordere Halterteil 1 a den Hülsenteil 2 mit
radialem Spiel umgibt, so daß sich zwischen den beiden ein ringförmiger Verbindungskanal
9 ergibt, der mit seinem vorderen Ende mit einer äußeren Lufteinlaßöffnung 8 in
Verbindung steht, die zwischen dem Kopfstück 1 und der Abdichtungsschulter 15 vorgesehen
ist. Der Hülsenteil weist im Abstand von seinem rückwärtigen Ende eine oder mehrere
Durchbrechungen 10 in seiner Wandung auf, durch die der Verbindungskanal 9 mit einer
Ausgleichskammer in Verbindung steht, die zwischen dem Hülsenteil 2 und einem mit
radialen Spiel konzentrisch in diesem aufgenommenen Tintenzuführungsrohr 3 begrenzt
ist.
Das Tintenzuführungsrohr 3 liegt mit seinem der Schreibspitze
zugewandten Ende an der inneren Bodenfläche der Ausnehmung des Hülsenteils 2 an,
während sein rückwärtiges Ende einen Flanschtei13 aufweist, der abdichtend mit Reibsitz
in den vorderen hülsenförmigen Halterteil 1 a eingesetzt ist. Das Tintenzuführungsrohr
3 weist an seinem vorderen Ende eine innere Lufteinlaßöffnung 12 auf, welche das
vordere Ende der Ausgleichskammer 11 mit dem von dem Tintenzuführungsrohr 3 begrenzten
Tintenkanal 13 in Verbindung bringt.
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Der Tintenkanal 13 erstreckt sich vom vorderen Ende des Tintenzuführungsrohres
3 als geschlossener Kanal bis zu einer verengten rückwärtigen Verlängerung 3 a des
Zuführungsrohes 3. Diese Verlängerung ragt in eine hintere Kammer 14, die in bekannter
Weise zur Aufnahme der Patrone dient, wobei der Ansatz 3 a die Verbindung zwischen
der Patrone und dem Tintenkanal 13 herstellt. Nach vorn zu setzt sich der Tintenkanal
13 durch den vorderen verengten Teil des Hülsenteils 2 fort, so daß die Tinte
bis in das Eintrittsende des Röhrchens 7 fließen kann, welche im Beispiel nach F
i g. 1 die zentrale Schreibspitze bildet.
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Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 bis 8 unterscheidet sich von
dem nach F i g. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß als zentrale Schreibspitze ein
Faserschreibstift 19 dient, der mit Hilfe eines Halters 20
in dem Kopfstück
eingesetzt ist. Auch hier ist der Hülsenteil 2 mit einem rückwärtigen Flansch 2
a mit Reibsitz in dem äußeren vorderen Halterteil 1 a eingesetzt, während das Tintenzuführungsrohr
3 mit einem hinteren Flansch 3 b in dem gleichen vorderen hülsenförmigen Halterteil
abdichtend und unter Reibungssitz eingesetzt ist.
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Soweit das Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 noch weitere Abweichungen
gegenüber den nach F i g. 1 aufweist, handelt es sich um Merkmale, die nicht Gegenstand
der vorliegenden Erfindung sind.
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Beim Schreiben gelangt die Ersatzluft durch die äußere Lufteinlaßöffnung
8 in den Verbindungskanal 9, durch die Durchbrechungen 10 in
das hintere Ende der Ausgleichskammer 11 und, sofern diese leer ist, bis an die
Grenzfläche im Bereich der inneren Lufteinlaßöffnung 12. Der Tintenkanal 13 besitzt
außer der Öffnung 12 keinerlei Verbindung, auch keine kapillare Verbindung, mit
der Ausgleichskammer 11. Die Ersatzluft kann beim Schreiben daher nur durch die
innere Lufteinlaßöffnung 12 in den Tintenkanal 13 und von da perlförmig in den eigentlichen
Tintenvorratsraum 14 gelangen, in welchem die Patrone angeordnet ist. Andererseits
kann aber auch überschußtinte nur durch die innere Lufteinlaßöffnung 12 in
die Ausgleichskammer 11 eintreten und diese von unten her füllen.
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Die Durchbrechungen 10 im hinteren Bereich des Hülsenteils
2 sind im Verhältnis zur Weite der Ausgleichskammer 11 sehr groß bemessen, so daß
sie sich nicht zusetzen können. Dabei können mehrere solche Durchbrechungen 10,
z. B. zwei oder vier auf den Umfang des Hülsenteils 2 verteilt angeordnet sein.
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Auf Grund des äußeren Verbindungskanals 9 wird die Möglichkeit geschaffen,
daß sich die Ausgleichs-. kammer 11 von unten her füllt. Durch den kreisringförmigen
Querschnitt dieses Verbindungskanals wird weiterhin gewährleistet, daß dann, wenn
doch einmal ausnahmsweise überschußtinte durch die Durchbrechungen 10 in
den Verbindungskanal 9 gelangen sollte, diese den Verbindungskanal praktisch
nie ganz verschließen kann, so daß stets eine direkte Verbindung zwischen der Außenluft
und dem Tintenfluß im Tintenkanal besteht.