DE3220750A1

DE3220750A1 - Tintenversorgungssystem fuer mit fluessiger tinte arbeitende schreibgeraete

Info

Publication number: DE3220750A1
Application number: DE19823220750
Authority: DE
Inventors: Günther Dr.phil. 2081 Alvesloe Herrnring
Original assignee: Montblanc Simplo GmbH
Current assignee: HERRNRING, GUENTHER, DR.PHIL., 2081 ALVESLOE, DE
Priority date: 1982-06-02
Filing date: 1982-06-02
Publication date: 1983-12-08
Also published as: ATE44262T1; JPS5941300A; EP0096177A3; DE3380119D1; US4573819A; EP0096177B1; EP0096177A2

Description

****** DR. HEINZ HARMSEN

T DR. WOLFGANG UTESCHER

DIPL.-CHEM. PETER HARMSEN H. J. BARTHOLATUS DR. MICHAEL SCHAEFFER DR. FRIEDRICH W. FRICKE

Anwälte Harmsen, Utescher pp., Postf. 10 2905,2000 Hamburg 1 Patentanwälte

DR. G. SIEWERS

DIPL.-ING. HANS W. SCHÖNING

MontblanC-SimplO GmbH. zugelassene Vertreter beim

•f · Europäischen Patentamt

Schanzenstraße 75 - 77 unser zeichen

Pt 22/82 sg 5 / as 2000 Hamburg 6

Ihr Zeichen

Betreff: · Datum 24.5.1982

Tintenversorgungssystem für mit flüssiger Tinte arbeitende Schreibgeräte.

Die Erfindung betrifft ein Tintenversorgungssystem für mit flüssiger Tinte arbeitende Schreibgeräte.

Bei Füllhaltern für flüssige Tinte ist es üblich, das hängende Tintenniveau (Entengefäß), als das funktionelle physikalische Prinzip zu verwenden. Aufgrund der Gasgesetze ist diese technische Lösung äußerst empfindlich gegen Luftdruck- und Temperaturschwankungen. - Für die neueren Ausführungen von Handschreibgeräten, wie Faserschreibern, Tintenkugelschreibern und ähnlichen Geräten, hat sich eine kapillare Halterung der eingefüllten Schreibflüssigkeit mittels Faserstäben, auch Tampons oder Dochte genannt, durchgesetzt. Dieses System ist ausreichend unempfindlich gegen Luftdruck- und Temperatur-Veränderungen, aber unregelmäßig im Tintenfluß, da die

Adenauerallee 28 Telefon (040) 24 97 57/24 40 65 Deutsche Bank AG. BLZ 200 700 00 Postscheck Hamburg. BLZ 200100.20 aplic"

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kapillaren Querschnitte verschieden sind. Sowohl streut der Mittelwert ale auch die Verteilung der Kapillarpotentiale zwischen den Dochten, und auch die Kapillarpotentiale zeigen eine breite Verteilung innerhalb eines Dochtes. Letzteres führt auch dazu, daß nur ein Teil der eingefüllten Tinte durch das Schreiborgan absaugbar ist. Ferner nimmt das Material des Faserstabes einen beträchtlichen, ca. 5096, nicht zur Tintenfüllung zur Verfügung stehenden Raum ein.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Tintenspeicherung für Handschreibgeräte zu schaffen, die eine gleichmäßige von Klimaveränderungen weitgehend unbeeinflußte Versorgung des Schreiborgans mit flüssiger Tinte und eine möglichst große Schreiblänge mit einer Füllung gestattet. Letzteres kann nicht nur durch ein großes Fassungsvermögen, sondern auch durch eine hohe Farbintensität der Tinte erreicht werden. Die höhere Farbstoffkonzentration als z.B. in Füllhaltertinten hat eine üblicherweise auch höhere Viskosität zur Folge. Solche höher viskosen Tinten lassen sich bei Schreibgeräten, die nach obigem Prinzip des hängenden Niveaus arbeiten, nicht verwenden.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Schreibflüssigkeit ein primärer, permanent komprimierbarer, nicht-kapillarer groß-volumiger Vorratsraum und ein sekundärer mit der Außenluft kommunizierender und mit dem Schreiborgan in Verbindung stehender klein-volumiger Vorratsraum vorgesehen ist und daß primärer und sekundärer Vorrats-

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raum über ein bedarfsabhängig steuerbares Nachladeventil in Verbindung stehen.

Vorzugsweise dienen zur Steuerung des Nachladeventils auf die Füllung des sekundären Vorratsraumes ansprechende Sensoren. Eine manuelle Betätigung ist ebenfalls denkbar.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der nachfolgenden Beschreibung werden anhand der Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Schreibgerät gemäß einer ersten Ausführungsform in axialem Schnitt,

Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie III-III. der Fig. 2,

Fig. 4 den vorderen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Schreibgerätes gemäß einer zweiten Ausführungsform in axialem Schnitt,

Fig. 5 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie V-V der Fig. 4, " -

Fig. 6 eine Einzelheit der Fig. 4 in vergrößertem Maßstäbe,

Fig. 7 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie VII-VII der Fig. 6,

Fig. 8 einen axialen Schnitt durch den vorderen Teil eines erfindungsgemäßen Füllfederhalters,

Fig. 9 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie IX-IX der Fig. 8,

Fig.10 eine Einzelheit eines mit Tintenpatrone arbeitenden erfindungsgemäßen Schreibgerätes gemäß einer weiteren Ausführungsform,

Fig.11 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie XI-XI der Fig. 10,

Fig.12 einen axialen Schnitt durch eine Tintenpatrone für die erfindungsgemäßen Schreibgeräte,

Fig.13 eine der Fig. 12 entsprechende Darstellung einer Tintenpatrone in einer abgewandelten Ausführungsform,

Fig.14 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie XIV-XIV der Fig. 13,

Fig.15 eine den Fig. 12 und 13 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Tintenpatrone,

Fig.16 ein Prinzipschaltbild für die elektrische Steuerung des bei den erfindungsgemäßen Schreibgeräten vorge-

sehenen Nachladeventils,

Fig. 17 eine Schemadarstellung zur Erläuterung eines kapazitiven Sensors und

Fig.18 ein Rechteckdiagramm zur Erläuterung einer für die erfindungsgemäßen Schreibgeräte verwendbaren elektronischen Steuerung.

Handschreibgeräte bestehen üblicherweise aus einem meist röhrenförmigen Gehäuse, das die funktioneilen Teile umschließt. Es haben sich besonders zwei Auführungsformen der funktionellen Teile auf dem Markt durchgesetzt:

1. Für Schreiborgane mit langer Lebensdauer, z.B. Schreibfedern oder Röhrchen, die Tintenpatrone als aufsteckbares Tintenfläschchen und Zuführer und Schreiborgan als Bestandteile des Gehäuses.

2. Für Schreiborgane mit kurzer Lebensdauer, wie Kugelschreiber, Faserschreiber und ähnlichen, die Mine, oder auch Refill genannt, die im Behälter auswechselbar eingesetzt wird und Schreiborgan und Schreibmittel umfaßt.

Technische Lösungen zu diesen zwei Möglichkeiten berücksichtigen die vorstehend erwähnten Zeichnungen und die nachfolgende Beschreibung.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Schreibgerät mit Mine (Refill). Der Behälter 1 besteht aus dem Vorderteil 11, dem Mittelteil

und dem Kopf 13. Am Mittelteil 12 ist der Clip 14 befestigt. Im Behälter 1 ist die Mine 2 auswechselbar eingesetzt, bestehend aus dem starren Gehäuse 21, nachfolgend auch primärer Vorratsraum genannt, und der Spitze 22. Die Spitze kann z.B. eine kapillare Kunststoffspitze, eine Faserspitze oder eine Kugelschreiberspitze sein. Die Mine 2 wird von einer Schraubendruckfeder 121 gegen den Anschlag 118 im Gehäusevorderteil 11 gedrückt. Die Spitze 22 erstreckt sich in den Kapillarraum 201 der Mine, der nachfolgend sekundärer Vorratsraum genannt wird und durch konzentrische Kunststoffzylinder gegliedert ist, die zwischen ihren Wänden zylinderförmige Kapillaren von einer Dicke vorzugsweise 0,1 - 0,2 mm bilden und miteinander kommunizieren. Diese Zylinder sind zeichnerisch nicht dargestellt, da solche Kapillarkörper wie auch auf Abstand gewickelte Kapillarkörper und aus zur Achse senkrechten im kapillaren Abstand angeordnete Scheiben bestehende Kapillarkörper bekannt sind. Dargestellt ist allein der äuBerste aus einem elektrisch leitenden Material,z_eB. austenitischem Stahl bestehende Zylinder 202, der ein Teil des nachfolgend noch zu beschreibenden kapazitiven Sensors bildet. Dieser Zylinder ist flüssigkeitsdicht mit einem elektrischen Anschluß durch das Minengehäuse 21 geführt und bildet mit der Gehäusewand 21 einen kapillaren Spalt, dessen Tintenfüllhöhe gemessen wird. Der gesamte Kapillarraum ist durch die öffnung 203 mit der Außenluft verbunden.

Eine gas- und flüssigkeitsdichte Trennwand 204 gliedert die

Mine in den klein-volumigen sekundären Kapillarraum 201 und den groß-volumigen primären, unter Druck stehenden Tintenvorratsraum 210. In dieser Wand 204 ist dicht ein Nachladeventil 230 eingesetzt. Zum Ventil 230 gehört ein Ventilsitz 231, auf dem ein Dichtungsring bzw. eine Dichtungsscheibe 232 liegt. Die Feder 233, die sich an einer Kappe 234 abstützt, drückt den Stößel 235 mit dem Ventilteller 236 dichtend gegen den Ventilsitz 231 und die Dichtung 232.

Das in den Kapillarraum 201 ragende Ende des Stößels 235 trägt eine Anschlagplatte 237 für Hebel 238, die durch die ferromagnetische Ringplatte 239 und einen Elektromagneten 111 in der Behälterspitze 11 betätigt werden.

Die Titenzufuhr vom Tintenraum 210 zum Ventilsitz 231 erfolgt durch eine kapillare archimedische Spirale, die rillenförmig in die Unterseite einer Kunst stoff-Bodenplatte 211 eingearbeitet ist. Die Rille mündet an der Wand des Minengehäuses in der Öffnung 212, in die dichtend eine nach oben offene Kapillare 213 mit Seitenöffnungen 214 eingesetzt ist. Über diese Kapillare ist ein saugfähiger Strumpf 215, beispielsweise aus einem Textilgewebe, allseitig geschlossen gestülpt.

Der primäre Tintenraum 210 ist mit Tinte und einem mit Tinte nicht-mischbaren Treibmittel, beispielsweise Isobutan oder einem Fluorkohlenwasserstoff, gefüllt. Der Strump 215 saugt sich bereits

beim ersten Füllen der Mine voll Tinte und verhindert als semipermeable Membran das Eindringen von gasförmigem Treibmittel in die Kapillare. Fig. 2 zeigt die ventilseitige Einmündung der Kapillare an der öffnung 216.

In der Behälterspitze 11 ruht ein ringförmiger Hufeisen-Elektromagnet 111. Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß der Spalt zwischen der ferromagnetisehen Platte 239 und dem Elektromagneten 111 möglichst klein wird.

Mit einem Moosgummiring 113 federnd zwischen der in diesem Bereich nicht leitend ausgebildeten Minenwand 21 und Behälterspitze 11 gelagerte Edelstahl-Halbschalen 112 bilden das Kondensatorplattenpaar mit dem Zylinder 202 in der Mine. Auf dem Boden der Behälterspitze 11 befindet sich der Federkontakt 11A für den inneren Kondensatorbeleg, d.h. den Zylinder 202 befestigt. Der Federkontakt 114, der Kondensatorbeleg 202 und der Elektromagnet 111 sind elektrisch leitend mit Kontaktfedern oder -stiften 115 verbunden. Die Kontakte 115 stellen die Verwindung zwischen Schreiborgan mit Sensor im vorderen Teil des Schreibgerätes und den im hinteren Teil des Schreibgerätes angeordneten elektrischen Bauelementen (Stromquelle, Steuerschaltung) her. Die Behälterspitze 11 ist mit dem Mittelteil 12 des Schreibgerätes mechanisch durch einen NockenVerschluß verbunden, z.B. durch die in Behält erausnehmungen 122 einspringende Nocken 116. Durch eine asymmetrische Anordnung dieser Nocken 116 wird erreicht, daß keine Fehl verbindungen der Kontakte 115 mit den

im hinteren Teil des Schreibgerätes angeordneten Gegenkontakten 123 auftreten können. Die Behälterausnehmung en 122 dienen auch der Belüftung des Behälterraumes. Letzteres ist bei Ausführungsformen gemäß Fig. 10 und bei allen Minen- und Patronenausführungen, die mit einem mechanisch zusammendrückbaren Tintenraum arbeiten für die Funktion wichtig.

Die Gegenkontakte 123 sind elektrisch leitend verbunden mit einer Platine 124, die sich in dem oberen, durch die Trennwand 125 abgeteilten Raum des Sclireibgeräte-Mittelteils 12 befindet und sämtliche elektrische Schaltungen außerhalb des IC-Gehäuses 126 trägt. IC-Gehäuse 126 und Platine 124 werden durch den Klemmring 127 gehalten. Das optische oder akustische Signal element 128 meldet, wenn die Mine 2 keine Tinte mehr enthält oder die Stromquelle 129 im hinteren Teil des Schreibgerätes keinen ausreichenden Strom mehr liefert. Batterie oder Akkumulator 129 werden durch die Platine 124 und die sich im hinteren Ende des Schreibgerätes abstützende Feder 131 kontaktierend gehalten.

Das Prinzip des vorstehend anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen erfindungsgemäßen Handschreibgerätes und auch der nachfolgend noch zu beschreibenden Schreibgeräte ist in.Fig. 16 schematisch erläutert.

Die unter Druck stehende Schreibflüssigkeit 901 im primären

Vorratsbehälter 21 wird von einem Ventil 902, d.h. in Fig. 1 dem Nachladeventil 230, das durch eine Feder und/oder dem auf der Tinte stehenden Druck geschlossen ist, nach Bedarf in den vorderen Kapillarraum 903, d.h. dem sekundären Vorratsraum 201 dosiert. Die Dosierung erfolgt über einen Sensor 904, d.h. dem Kondensator 112/202, dessen Kapazität von der Füllung des sekundären Vorratsraumes 201 abhängt. Der Sensor 904 stellt die Tintenfüllung des sekundären Vorratsraumes 201 fest und gibt über ein Schaltwerk 905 (in Fig. 1, 124 u. 126) die Befehle zum öffnen und Schließen des elektromagnetischen Ventils 902. Eine Batterie oder ein Akkumulator 906 (in Fig. 1, 129) liefert die elektrische Energie. 907 symbolisiert den in Fig. 1 mit 128 bezeichneten Signalgeber für den Benutzer. Dieser Signalgeber kann beispielsweise LED sein. 908 deutet die öffnung des Kapillarraumes 903 zur Atmosphäre an. Dies steht im Gegensatz zu dem geschlossenen Druckraum 909 der Mine 2. Denkbar ist, nur mit einem Öffnungsbefehl auszukommen und über ein Zeitglied die Schließung zu veranlassen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß das öffnungsintervall kurz gehalten werden muß, um ein Überlauf des Kapillarraumes zu vermeiden. Dabei muß mit maximalem Druck gerechnet werden. Herrscht aber ein verhältnismäßig niedriger Druck, z.B. wenn der Tintenvorrat in der Patrone oder Mine fast erschöpft ist, dann haufen sich die Pumpenhübe und es kann zum Flattern des Ventils kommen.

Beispielhaft wird ein kapazitiver Sensor in den Ausführungsformen benutzt, der eine quantitative Messung des Füllvolumens des Kapillarraumes gestattet. Bei einem Zylinderkondensator ist die Kapazität gegeben durch die Gleichung:

^2/ίί

Ct,-A)h

In vorstehender Gleichung werden nachfolgende Symbole verwendet:

C_n « absolute Dielektrizitäts-

konstante = 0,8855 χ 10 "" ¹ ■ V s / A cm

relative Dielektrizitätskonstante . der Luft ss j des Wassers = 81

h - Füllhöhe L ο Zylinderhöhe

gemäß Fig. 17 D = äußerer. Durchmesser

d = innerer Durchmesser

Unter den Maßverhältnissen eines Schreibgerätes liegt die Anfangskapazität C_Q bei 4 - 20 pF. 1 mm Tintenhöhe bedeutet

eine Veränderung der Kapazität von 8 χ Co ^ 8 - 80 pF.

4f

Bei diesen Angaben ist L mit 1 cm bis 2 cm und In (D/d) zwischen 0,05 - 0,2 gewählt.

Um so geringe Kapazitätsveränderungen sicher messen zu können, wird z.B. eine Schaltung nach Fig. 18 verwandt und die Kapazitätsveränderung durch die Verstimmung eines Schwingkreises digital gemessen. Es kann beispielhaft die zu messende Kapazität C als zusätzliche Bürdenkapazität in Serie einem dreipoligen Biegeschwinger im Quarzoszillator Q01 aufgeschaltet werden. Dabei entsprechen 1 Hz bei einer Grundfrequenz von 16384 Hz z.B. etwa 5 pF. Benutzt man einen Uhrenoszillator Q02 mit exakter Frequenz 16384 Hz und ein Zählwerk ZT als Timer, so kann die Differenz der Frequenzen von Q01 und Q02 im Zähler ZR, einem reversiben Zähler mit Nulldurchgangsschaltung, gebildet werden und als Maß der Kapazität und damit der Füllung des Kapillarraumes mit Tinte dienen. Diese Differenz im Zähler ZR wird in vorgegebenen Taktzeichen TR ermittelt und über die Gatter 1...n in den Puffer P gegeben, in dem sie in den integrierenden Meßintervallen ansteht und über einen Digital-Analog-Wandler DA dem Schaltwerk S zur Steuerung des Elektroventils 902 zur Verfügung steht.

Fig. 4 bis 7 zeigen unter teilweiser Verwendung der zuvor benutzten Bezugszeichen geänderte Ausführungen zu

bis 3 ebenfalls mit auswechselbaren Minen (Refills). Bei diesen Minen ist Gasraum 223 und Tintenraum 220 im primären Vorratsbehälter durch den Kolben 221 getrennt. Der verschiebbare Kolben 221 wird durch das im Raum 223 befindliche Gas gegen die Tinte gepreßt. Gedichtet gegen die Behälterwand des Minenbehälters 21 wird der Kolben durch die O-Ringe 222.

Auch ist das in die Trennwand 204 eingesetzte Nachladeventil anders gestaltet. Der Ventilkörper 240 mit dem Ventilsitz 241. und der Dichtung 242 ist gleichzeitig mit seinem zur Schreibspitze zeigenden Teil die innere Kondensatorfläche. Durch die radialen Bohrungen 259 und zentrale Bohrung wird die Tinte zwangsweise dem inneren Kapillarraum 201, d.h. dem sekundären Vorratsbehälter, zugeleitet.

Damit die Tinte nicht, wie bei Fig. 1 bis 3, frei in den Kapillarraum 201 austreten kann, ist der im Kapillarraum liegende Teil des Ventilstößels 245 mit Ventilteller 246 als Doppelkolben ausgebildet, wie Fig. 6 und 7 im vergrößerten Maßstab zeigen. Die Darstellungen gemäß Fig. und 7 weichen von Fig. 4 insoweit ab, als die Winkelbohrung 258/259 durch vier gleichartig wirkende aber einfacher zu fertigende Axialbohrungen 255 ersetzt sind.

Die übrige Ausbildung des Ventils ist identisch mit der erstbeschriebenen Ausführungsforii. Der mit dem Ventil-

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stößel 245 axial verbundene Doppelkolben 251/253 läuft gedichtet mit O-Ringen 252/254 in der Innenbohrung des Ventilkörpers 240. An der Stirnfläche 247 des Zylinderteils 251 greifen die drei Druckhebel 248 ein, die in der Achse 250 drehbar sind und in der Ausnehmung 256 geführt werden. Die Feder 243 und der Flüssigkeitsdruck halten das Ventil geschlossen, solange die Hebel 248 den Ventilteller 246 nicht anheben. Wird die ferromagnetische Scheibe 240 gegen die Hebel 248 beim Einschalten des Elektromagneten 111 gedrückt, öffnet sich das Ventil so lange, wie der Elektromagnet unter Strom steht. Die Feder 243 findet ihren zweiten Anschlagring 244. Die Tinte wird dem Ventil durch kapillare Nuten im Anschlagring 244 und durch den Raum zwischen Stößel 245, und Ventilkörper 240 und Spiralfeder 243 zugeleitet;

Fig. 8 und 9 zeigen eine Ausführung mit einem in die Gehäusespitze 411 fest eingebauten Schreiborgan, z.B. einer Schreibfeder 417, einem fest eingebauten Sensor 422/423, einem fest eingebauten Ventil mit Betätigung 424-432 und einer Tintenpatrone 600. Bei der Ventilführung gemäß Fig. ist die Vorspannfeder 429 in den Kapillarraum verlegt. Sie findet ihren Anschlag einerseits an der Scheibe 430, die fest verbunden ist mit der Stößelstange 427, und andererseits an der Buchse 431, die einen Festsitz im Ventilgehäuse 423 hat. Der durch Einkapselung korrosionsgeschützte Elektromagnet 433 fixiert das Ventilgehäuse und das innere Kondensatorrohr 423 und bildet den oberen Abschluß der Gehäuse-

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spitze 411. Aus diesem Abschluß ragt der Teil des Ventilgehäuses 423» der die druckdichte Verbindung zur Patrone 6ÖO herstellt.

Je nach Ausführung des Patronenverschlusses, z.B. mit einer Kugel oder Membrane, ist das Ende des Röhrchens 423 geeignet ausgebildet: Z.B. wenn eine Kugel als Verschluß der Patrone dient, durch einen Einsatz 434 mit tiefen axialen Rillen, damit bei aufliegender Kugel die Tinte nicht abgesperrt wird. Damjt der Innendruck nicht die Tintenpatrone 600 aus ihrem Sitz drückt, wird letzterer mit Gewindebuchse 418 im Vorderteil 411 und Gewindekern 603 auf dem Patronenhals in das Vorderteil 411 eingeschraubt. Dabei wird die Verschlußkugel 601 angehoben und die Tinte kann in den Ventilkörper 423 durch den Hals 602 mit den Nuten 607 gelangen.

Die Lüftung des Kapillarraumes erfolgt durch die öffnung 415f die Vorkammer 416 und den Kanal 438 in den Raum 439. Die Tinte wird der Feder durch die Kapillare 436 über den Zuführer 435 zugeleitet, der die Feder 417 im Vorderteil 411 fixiert. Der Zuführer ist auf die Anschlagsnute 413 im Vorderteil 411 mittels 0-Ring 414 dicht eingesetzt.

Will man bei diesem Funkt ions system allein mit dem hydrostatischen Druck der Tintenflüssigkeit ohne zusätzlichen Druck arbeiten, so kann eine Ausführung gemäß Fig. 10 benutzt werden. Dabei ist es notwendig», während des Nach-

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ladevorganges des Kapillarraumes, also während der Öffnungszeit des Ventils 526, für einen Luftdruckausgleich zwischen Innenraum der Patrone und Außenatmosphäre zu sorgen. Letzteres geschieht durch das Ventil 527,dessen Ventilteller 528 sich gleichzeitig anhebt wie das Ventil 526, da beide gemeinsam durch die ferromagnetische Platte 532 und den Magneten 533 gesteuert werden. Platte 532 ist durch drei Stäbe 534 starr mit dem Ventil 527 verbunden. Das Belüftungsventil 527 ist mit den drei Stäben 534 lösbar verbunden, um den Wechsel der Patrone zu gestatten. Das Luftventil 527 hat hinter dem Ventilteller vor den Luftöffnungen 535 einen Sensor 536 für Tinte, z.B. einen kleinen saugfähigen Filzring. Wird dieser mit Tinte benetzt, d.h. das Gerät wird geschrieben in dieser Schreibstellung, bei der seine Achse die Horizontale schneidet und die Federspitze über der Horizontalen liegt, so kann Tinte am Ventil 528 austreten, gelangt an den Sensor und die Ventile 526 und 527 schließen sich. Dieser Sensor kann z.B. als ein elektrischer Widerstand geschaltet sein, der sich vermindert, wenn die Tinte als Eketrolyt die Strecke im. Filzring zwischen 2 isolierten Kontakten 537 und 538 überbrückt. Ein solches System ohne zusätzlichen Druck kann in dieser Lage über der Horizontalen nur so lange schreiben, wie Tinte im Kapillarraum zur Verfügung steht.

Fig. 12 zeigt eine Patrone 600 mit einem beweglichen Druckkolben 604, der den Treibgasraum 605 vom Tintenraum 606 trennt. Die Patrone ist mit einer Kugel 601 im Hals 602 dicht verschlossen. Zum Einsetzen der Patrone wird diese mittels Gewinde 603 z.B. in den Behälterteil 411 mit Gewindeteil 418 geschraubt. Dadurch wird die Kugel 601 mittels des Röhrchens 423 mit Einsatz 434 angehoben und der Tintenzuflmß durch die Nuten 607 im Hals 602 sichergestellt.

Gemäß Fig. 13 und 14 wird der Druck auf die Tinte mechanisch aufgebracht. Die zwei Federn 710/711 drücken den nut Tinte gefüllten Sack 712 zusammen, der in dem Patronengehäuse 713 aufgehängt ist.

Fig. 15 zeigt eine Faltenbalgpatrone . Der Faltenbalg 822 wird durch die Feder 821 zusammengedrückt. Die Federn 821 oder 710/711 können sich am Patronengehäuse befinden, sie können aber auch am Behälter 12 oder an der Gehäusespitze 11 befestigt sein.

Die dargestellten Ausführungsformen lassen sich in den verschiedenen Versionen sinngemäß kombinieren.

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Claims

Patentansprüche

1.) Tintenversorgungssystem für mit flüssiger Tinte arbeitende Schreibgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schreibflüssigkeit ein primärer, permanent komprimierbarer, nicht-kapillarer, großvolumiger Vorratsraum (901) und ein sekundärer, mit der Außenluft (908) kommunizierender und mit dem Schreiborgan (22) in Verbindung stehender klein-volumiger Vorratsraum (201) vorgesehen ist und daß primärer und sekundärer Vorratsraum (901, 201) über ein bedarfsabhängig steuerbares Nachladeventil (902) in Verbindung stehen (Fig. 16).

2. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch ein die Tintenfüllung meldendes Anzeige organ (128) und ein manuell bedienbares Betätigungsorgan für das Nachladeventil (902).

3. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch einen auf die Tintenfüllung des sekundären Vorratsraumes (201) ansprechenden Sensor (904),der über eine aus Primärelementen (906) gespeiste Steuerschaltung (905) auf eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung (902) des Nachladeventils einwirkt.

4. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Sensor ein Kondensator ist, dessen elektrisch von einander getrennte Elektroden (112, 202; 422, 423) beidseitig eines tintengefüllten Spaltes des kapillaren sekundären Vorratsraumes (201) angeordnet sind.

5. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kondensator-Elektrode von einem zum Schreiborgan gehörigen Röhrchen gebildet wird.

6. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem vom Schreiborgan (22) abgelegenen Ende des Tintensehreibgerätes eine dem Gerätequerschnitt angepaßte platinenartig ausgebildete Steuerschaltung (126) mit einer primären Stromquelle (129) angeordnet sind, wobei die Steuerschaltung (126) in Abhängigkeit von den vom Sensor (112, 202) kommenden Signalen das Nachladeventil (240) steuert.

7. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (126) von einem IC-Element gebildet ist.

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8. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 6 und 7 für ein mehrteiliges in axialer Richtung auseinandernehmbares Schreibgerätegehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsleitungen zwischen Sensor und Nachladeventil einerseits und Steuerschaltung und Stromquelle andererseits zusammenwirkende Kontaktpaare vorgesehen sind, die sich bis in die Trennebene des Schreibgerätegehäuses erstrecken.

9. Tint en ver s orgung s system nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktpaare bezüglich der Trennebene des Schreibgerätegehäuses asymmetrisch angeordnet sind.

10. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 1 bis 9, r_oLn\ dadurch gekennzeichnet, daß das Nachladeventil'aus einem koaxial hinter dem Schreiborgan (22) angeordneten ringförmigen Ventilsitz (241) einem in Schließrichtung vorgespannten Ventilstößel (235) besteht, an dem radial gerichtete Betätigungsorgane (237/238) angreifen.

11. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Teile des Nachladeventils (230) in das Innere des primären Tintenvorratraumes (210) hineinragen.

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12. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Nachladeventils (230) im Bereich der Schreibspitze (22) ein konzentrisch ausgerichteter ringförmiger Hufeisenmagnet (111) vorgesehen ist, in dessen Magnetfeld eine ferromagnetische Ringscheibe (239; 432) liegt, die in mechanischer Wirkverbindung mit dem Ventilstößel des Nachladeventils (230) steht.

13. Tintenrersorgungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetische Ringscheibe (239) über radial gerichtete zweiarmige Hebel (238) auf den Ventilstößel (235) des Nachladeventils (230) einwirkt.

14. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der primäre Tintenvorratsraum (21) oberhalb der Tintenfüllung einen Gas-Druckraum (210) umfaßt, dessen Gasfüllung mit der Tintenflüssigkeit compatibel und mit der Flüssigkeit nicht mischbar ist.

15. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß am ventilseitigen Auslaß des primären. Tintenvorratsraumes (21) eine den Tintendurchlaß nicht behindernde, das Gas aber zurückhaltende semipermeable Trennwand (215) angeordnet ist.

16. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die semipermeable Trennwand (215) großflächig ausgebildet ist und von einem tintenaufsaugenden Textilgewebe gebildet wird.

17. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im primären Tintenvorratsraum (21) neben einer die Tintenfüllung aufnehmenden Kammer (220) eine mit Druckgas gefüllte Kammer (223) vorgesehen ist und daß die beiden Kammern (220, 223) mit einem dichtend eingesetzten Kolbenelement (221) von einander getrennt sind.

18. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der primäre Tintenvorratsraum (21) von einem unter mechanischem Druck stehenden Tintenschlauch oder -balg (Fig. bis 15) gebildet ist.

19. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im primären Tintenvorratsbehälter (21) der hydrostatische Druck der Tintenflüssigkeit ist und daß der primäre Tint en vorratsbehälter (21) mit einer zur Atmosphäre führenden Belüftungsöffnung versehen ist (Fig. und 11).

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20. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsöffnung mit einem Absperrventil (527) versehen ist, welches in Synchronismus mit dem Nachladeventil (526) betätigbar ist.

21. Tintenversorgungssystem nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit der aus einem Primärelement gespeisten Steuerschaltung ein von der Außenseite des Schreibgerätes erkennbares Anzeigeorgan (907) vorgesehen ist, welches in Abhängigkeit von der eingesteuerten Öffnungszeit des Nachladeventils (210) die Erschöpfung des Tintenverrates im primären Tintenvorratsbehälter (21) meldet.