GERÄT ZUM AUFTRAGEN VON SCHREIB-, ZEICHEN-, DRUCK-, MALFLÜSSIGKEIT ODER DERGLEICHEN AUF EINEN UNTERGRUND

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Auftragen von Schreib-, Zeichen-, Druck-, Malflüssigkeit und dergleichen auf einen Untergrund gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

[0002] Solche gattungsgemäßen Geräte zeichnen sich dadurch aus, daß sich ihr kapillarer Flüssigkeitsleiter, wenn sie mit dem Auftragselement nach oben gehalten werden, mit Flüssigkeit füllt und bei nach unten gehaltenem Gerät, d.h. in der Auftragsstellung, die von dem kapillaren Flüssigkeitsleiter aufgenommene Flüssigkeit aufgetragen werden kann, wobei in diesem Zustand die Verbindung zwischen kapillaren Flüssigkeitsleiter und im Flüssigkeitsbehälter befindlicher Vorratsflüssigkeit unterbrochen ist. Die Geräte sind somit bei einfachem Aufbau sehr funktionssicher.

[0003] Bei einem bekannten gattungsgemäßen Gerät (EP 0 459 146 B1) bildet praktisch der gesamte Innenraum des Gehäuses den Flüssigkeitsvorratsbehälter. Die Luftzufuhrleitung ist als ein Rohr ausgebildet, das von dem Auftragselement her in das Innere des Gehäuses einragt. Die Länge des Luftzufuhrrohrs und der maximale Füllstand des Flüssigkeitsbehälters müssen derart aufeinander abgestimmt sein, daß bei mit dem Auftragselement nach oben gehaltenem Gerät das Luftzufuhrrohr nicht in die Flüssigkeit eintaucht, da sonst die Gefahr besteht, daß bei einer Erwärmung des Behälters Flüssigkeit in das Luftzufuhrrohr eintritt und nach außen gelangt. Bei mit dem Auftragselement nach unten gehaltenem Gerät muß das Ende des Luftzufuhrrohrs über den Flüssigkeitspegel herausragen, da sonst die Gefahr besteht, daß bei einer Erwärmung des Gerätes oder bei versehentlichem kräftigem Schütteln Flüssigkeit nach außen gelangt. Somit kann der Gehäuseinnenraum des bekannten Gerätes nur etwa bis zur Hälfte mit Flüssigkeit gefüllt werden.

[0004] Aus der EP 0 624 483 A1 ist ein Schreibgerät bekannt, dessen kapillarer Flüssigkeitsleiter ständig mit der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter verbunden ist und bei dem die Luftzufuhr in den Flüssigkeitsbehälter durch eine Ausgleichskammer hindurch erfolgt, die mit dem Flüssigkeitsbehälter über einen kapillaren Ringspalt verbunden ist. Der kapillare Ringspalt soll derart bemessen sein, daß er aufgrund der Oberflächenspannung bzw. von Kapillarenkräften Flüssigkeit in sich hält. Ein Problem dieses Schreibgerätes liegt darin, daß bei einer Erwärmung der Luft über dem Flüssigkeitsvorrat in der Flüssigkeitskammer, insbesondere in senkrechte Stellung des Gerätes, die Gefahr besteht, daß Flüssigkeit aus der Schreibspitze austritt. Der Grund dafür liegt darin, daß sich an der Schreibspitze kein stabiler Meniskus der Schreibflüssigkeit ausbilden kann, der dem Druck der über ihm befindlichen Flüssigkeitssäule standhält. Lediglich der höhere Durchflußwiderstand des Flüssigkeitsleiters im Vergleich zu dem der kapillaren Verbindung zwischen der Flüssigkeitskammer und der Ausgleichskammer kann das Auslaufen in einem gewissen Maß verhindern.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Gerät derart weiterzubilden, daß es bezogen auf seine Größe eine große Flüssigkeitsaufnahmekapazität und gleichzeitig ein hohes Maß an Auslaufsicherheit aufweist.

[0006] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

[0007] Bei dem erfindungsgemäßen Schreibgerät saugt sich beispielsweise in dessen liegender Stellung der kapillare Flüssigkeitsleiter mit Flüssigkeit voll, wobei das Volumen der aus der Flüssigkeitskammer aufgenommenen Flüssigkeit durch Luft ausgeglichen wird, die durch den mit kleinerer Kapillarität ausgebildeten Luftdurchlaß in Form von Bläschen nachströmt. Dabei entsteht in der Flüssigkeitskammer ein Unterdruck, der sicherstellt, daß sich der kapillare Flüssigkeitsleiter nicht derart mit Flüssigkeit überfüllt, daß beispielsweise bei leicht schräg nach unten liegendem Schreibgerät Flüssigkeit aus dem Auftragselement ausläuft. Der Kapillarkörper, der mit dem kapillaren Lufidurchlaß unmittelbar verbunden ist, kann sich nicht mit Flüssigkeit voll saugen, da seine Kapillarität kleiner ist als die des kapillaren Luftdurchlasses.

[0008] Kommt es, beispielsweise wiederum bei liegendem Schreibgerät, zu einer Erwärmung, so nimmt der Unterdruck in der Flüssigkeitskammer ab, wodurch der mit kleinerer Kapillarität als der Luftdurchlaß ausgebildete Kapillarkörper in der Lage ist, durch den Luftdurchlaß hindurch entweichende Flüssigkeit aufzunehmen und dabei einen entsprechend seiner Kapillarität verminderten Unterdruck in der Flüssigkeit aufrechtzuerhalten, ohne daß es zu einem Überfüllen des kapillaren Flüssigkeitsleiters kommt. Sinkt die Temperatur wieder, so entleert sich der Kapillarkörper durch den Luftdurchlaß hindurch.

[0009] Beim Schreiben, bei dem die Verbindung zwischen dem kapillaren Flüssigkeitsleiter und dem Flüssigkeitsvorrat unterbrochen ist, können sich Druckabnahmen in der Flüssigkeit bzw. dem Luftvolumen über der Flüssigkeit ebenfalls nicht schädlich im Hinblick auf ein Kleksen oder Auslaufen des Gerätes auswirken, da der Kapillarkörper in ähnlicher Weise zur zeitweiligen Aufnahme überschüssige Flüssigkeit zur Verfügung steht und ein Unterdruck im Schreibgerät sicher erhalten bleibt.

[0010] Die in den erfindungsgemäßen Gerät vorgesehene, mit der Flüssigkeitskammer über den kapillaren Luftdurchlaß verbundene Ausgleichskammer kann, bezogen auf den Inhalt des Flüssigkeitsbehälters, ein verhältnismäßig kleines Volumen aufweisen, so daß der Innenraum des Gehäuses zu einem wesentlichen Teil zur Aufnahme eines Flüssigkeitsvorrats benutzt werden kann.

[0011] Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gerätes gerichtet.

[0012] Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

[0013] Die Figuren stellen Längsschnitte durch sechs Ausführungsformen von Geräten dar, wobei die Ausführungsformen der Fig. 2 und 6 einen Kapillarkörper aufweisen, der in direkter Verbindung mit einem in die Flüssigkeitskammer führenden kapillaren Luftdurchlaß ist.

[0014] Gemäß Fig. 1 weist ein Gerät ein Gehäuse 2 mit einer zylindrischen Außenwand 4 auf, die gemäß der Figur rechtsseitig offen ist und links über einen konischen Bereich 6 in einen zylindrischen Endbereich 8 mit verkleinertem Durchmesser übergeht, die eine Auftragsöffnung 9 bildet, in der ein aus dem Gehäuse 2 vorstehendes Auftragselement 10 aufgenommen ist.

[0015] Das Innere des Gehäuses 2 ist durch zwei Trennwände 12 und 14 in eine Flüssigkeitskammer 16, eine Ausgleichskammer 18 und eine Speicherkammer 20 unterteilt.

[0016] In der Speicherkammer 20 ist ein Kapillarspeicher 22 angeordnet, der das Auftragselement 10 mit einem kapillaren Flüssigkeitsleiter 24 verbindet, der in einem Rohr 26 aufgenommen ist und zusammen mit dem Rohr durch die beiden Trennwände 14 und 12 hindurch bis zu einem Bodenteil 28 reicht, mit dem die Flüssigkeitskammer 16 gemäß der Figur nach rechts verschlossen ist. Das Rohr 26 ist rechtsseitig offen, so daß der kapillare Flüssigkeitsleiter 24 an seinem dem Bodenteil 28 zugewandten Ende für einen Zutritt der in der Flüssigkeitskammer 16 aufgenommenen Flüssigkeit 30 freiliegt. Um zu gewährleisten, daß eine Verbindung zwischen dem kapillaren Flüssigkeitsleiter 24 und der Flüssigkeit 30 auch dann noch besteht, wenn in dem dargestellten waagerechten Zustand des Gerätes der Flüssigkeitspegel unterhalb des Rohrs 26 liegt, ist das Bodenteil 28 mit Steigkapillaren 32 ausgebildet, die bei sinkendem Flüssigkeitspegel dem kapillaren Flüssigkeitsleiter 24 Flüssigkeit zuführen.

[0017] Zur Lüftung der Flüssigkeitskammer 16 dient eine Luftzufuhrleitung, die von der äußeren Atmosphäre zwischen dem Auftragselement 10 und dem Endbereich 8 des Gehäuses 2 hindurch in die Speicherkammer 20 führt. Von der Speicherkammer 20 führt die Luftzufuhrleitung durch die Trennwand 14 hindurch zwischen einem das Rohr 26 umgebenden Ringansatz 34 der Trennwand 14 und dem Rohr 26 hindurch in die Ausgleichskammer 18 und von dort durch einen oder vorzugsweise mehrere, längs des Umfangs verteilte in der Trennwand 12 ausgebildete kapillare Luftdurchlässe 36 hindurch in die Flüssigkeitskammer 16. Die kapillaren Luftdurchlässe 36 können insgesamt einen Ringspalt bilden.

Die Funktion des Gerätes ist Folgende:

[0018] In der dargestellten oder einer rechtsseitig nach unten verkippten Stellung des Gerätes füllt sich der kapillare Flüssigkeitsleiter 24 und durch den kapillaren Flüssigkeitsleiter 24 hindurch der Kapillarspeicher 22 und von diesem aus wiederum das Auftragselement 10 mit Flüssigkeit. Dabei wird die Flüssigkeitskammer 16 durch die geschilderte Luftzufuhrleitung hindurch belüftet. Wird das Gerät nun in die Auftragsstellung verkippt, d.h. mit dem Auftragselement 10 nach unten gehalten, so wird die Verbindung zwischen kapillarem Flüssigkeitsleiter 24 und Flüssigkeit 30 unterbrochen. Das in dem kapillaren Flüssigkeitsleiter 24, dem Kapillarspeicher 20 und dem Auftragselement 10 enthaltene Flüssigkeitsvolumen kann anschließend aufgetragen bzw. verschrieben oder vermalt werden. Beim Zurückkippen des Gerätes in eine Lage, in der die Flüssigkeitsverbindung zwischen der Flüssigkeit 30 und dem kapillaren Flüssigkeitsleiter 24, ggf. durch die Steigkapillaren 32 hindurch, wiederhergestellt wird, füllen sich der kapillare Flüssigkeitsleiter 24, der Kapillarspeicher 22 und das Auftragselement 10 erneut mit Flüssigkeit, die anschließend wiederum verschrieben werden kann.

[0019] Wenn im dargestellten "Nachfüllzustand" des Gerätes die Temperatur zunimmt oder der Umgebungsdruck abnimmt, dehnt sich das Luftvolumen innerhalb der Flüssigkeitskammer 16 aus, wodurch Flüssigkeit durch die kapillaren Luftdurchlässe 36 in die Ausgleichskammer 18 austritt. Wegen des größeren Fließwiderstandes des kapillaren Flüssigkeitsleiters 24 im Vergleich zu dem des oder der kapillaren Luftdurchlässe 36 tritt dabei keine Flüssigkeit aus dem Auftragselement 10 aus. Nimmt der Druck wieder zu oder die Temperatur ab, wird die in der Ausgleichskammer 18 ausgetretene Flüssigkeit durch die kapillaren Luftdurchlässe 36 hindurch der Flüssigkeitskammer 16 wiederum zugeführt. Das gleiche gilt bei einer Temperaturerhöhung oder Druckminderung während des Auftragens. Durch die kapillaren Luftdurchlässe 36 hindurch in die Ausgleichskammer 18 eintretende Flüssigkeit wird beim erneuten Befüllen des kapillaren Flüssigkeitsleiters 24 durch die kapillaren Luftdurchlässe 36 hindurch der Flüssigkeitskammer 16 wiederum zugeführt. Durch Ausbildung der Trennwand 14 mit dem Ringansatz 34 ist gewährleistet, daß keine in die Ausgleichskammer 18 eintretende Flüssigkeit mit dem Auftragselement 10 in Berührung kommt oder sonstwie irgendwie aus dem Gehäuse 2 austritt.

[0020] Das Auftragselement 10 kann in unterschiedlichster Weise ausgebildet sein, beispielsweise als eine Faserspitze, Pinselspitze, Feder, Kugelspitze, Druckerelement oder sonstwie.

[0021] Das beispielhaft in seiner Ausbildung als Marker beschriebene Gerät kann in vielfältiger Weise abgeändert werden:

[0022] Das Volumen der Auslaßkammer 18 und der Speicherkammer 20 kann in Relation zum Volumen der Flüssigkeitskammer 16 erheblich kleiner als dargestellt sein. Die Außenwand 4 muß nicht zylindrisch sein, sondern kann jedwelche andere Gestalt haben. Das Gehäuse mit den Trennwänden kann mehrteilig oder einteilig ausgebildet sein und besteht vorteilhafterweise aus Kunststoff. Das Gerät kann als Wegwerfartikel konzipiert sein oder nachfüllbar sein, indem beispielsweise im Bodenteil 28 Nachfüllöffnungen (Befüllöffnung und Entlüftungsöffnung) vorgesehen sind oder der gesamte Flüssigkeitsvorrat in einer austauschbaren Patrone aufgenommen ist. Die Flüssigkeit 30 kann in einem in dem Gehäuse 2 aufgenommenen kollabierbaren Element, beispielsweise einem Sack, aufgenommen sein, der auf das Rohr 26 aufgeschoben wird. Der Kapillarspeicher 22 kann einteilig mit dem kapillaren Flüssigkeitsleiter 24 und/oder dem Auftragselement 10 ausgebildet sein oder, bei entsprechender Ausbildung des kapillaren Flüssigkeitsleiters, entfallen. Die Trennwand 14 kann entfallen, wobei das Gehäuse dann vorteilhafterweise um das Auftragselement 10 herum nach innen vorstehende Schwallwände aufweist, die verhindern, daß aus der Flüssigkeitskammer 16 austretende Flüssigkeit unmittelbar mit dem Auftragselement in Berührung kommt oder nach außerhalb des Gehäuses gelangt. Das Rohr 26 kann durch eine irgendwie geartete Ummantelung des kapillaren Flüssigkeitsleiters 24 ersetzt werden, die eine direkte Berührung zwischen dem kapillaren Flüssigkeitsleiter 24 und der Flüssigkeit 30 außerhalb des Bodenbereichs verhindert. Der kapillare Flüssigkeitsleiter kann zusammen mit der Ummantelung in jedwelcher geometrischen Anordnung von dem Auftragselement 10 zum Bodenbereich der Flüssigkeitskammer 16 führen. Die Trennwand 12 kann insgesamt porös oder mit einem kapillaren Schlitz ausgebildet sein.

[0023] Die Kapillaritäten sind vorteilhafterweise derart aufeinander abgestimmt, daß die Kapillarität der Auftragsspitze 10 am größten ist und die Kapillarität des Kapillarspeichers 22 und des kapillaren Flüssigkeitsleiters 24 größer ist als die des kapillaren Luftdurchlasses 36. Damit ist gewährleistet, daß sich in der Füllphase die Bauteile 10, 22 und 24 jeweils vollständig mit Flüssigkeit füllen. Die kapillaren Abmessungen des Lufteinlasses liegen beispielsweise bei 0,15 mm.

[0024] Bei dem anhand der Figur 1 beschriebenen Gerät hängt die Auslaufsicherheit, wie erläutert, in erster Linie von dem im Vergleich zu dem des Flüssigkeitsleiters kleineren Durchflußwiderstand des kapillaren Luftdurchlasses ab. Der Durchflußwiderstand spielt zwar bei dynamischen Vorgängen eine gewisse Rolle ; bei langsam ablaufenden oder dauerhaft anhaltenden Vorgängen tritt seine Bedeutung zurück, sodaß ein gewisses Auslaufrisiko bestehen bleibt.

[0025] Fig. 2, in der ebenso wie in den weiteren Figuren für mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 funktionsgleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, zeigt eine erfindungsgemäß verbesserte Ausführungsform des Gerätes gemäß Fig. 1. Nachfolgend werden nur die Abänderungen gegenüber Fig. 1 beschrieben.

[0026] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 befindet sich in der Ausgleichskammer 18 ein Kapillarkörper 40 aus kapillarem Material mit einer Kapillarität kleiner als die des kapillaren Luftdurchlasses 36. Der Kapillarkörper 40 ist in der Ausgleichskammer derart angeordnet, daß seine Kapillaren direkt mit dem kapillaren Luftdurchlaß 36 verbunden sind. Der Kapillarkörper 40 nimmt aus der Flüssigkeitskammer 16 bei einer Temperaturerhöhung oder bei einer Druckminderung austretende Flüssigkeit auf und gibt sie bei einer nachfolgenden Temperatursenkung, Druckerhöhung oder einem nachfolgenden Füllvorgang wieder ab. Durch das Vorhandensein des Kapillarkörpers 40, durch den hindurch der Flüssigkeitsleiter 24 mit dem Rohr 26 geführt ist, kann der Ringansatz 34 (Fig. 1) entfallen.

[0027] Wie weiter oben erläutert, besteht eine wesentliche Funktion des Kapillarkörpers 40 darin, daß er durch den kapillaren Luftdurchlaß 36 hindurch ständig Flüssigkeit entsprechend seiner Kapillarität ansaugt, sodaß er im Falle einer Druckabnahme in der Flüssigkeitskammerl6 Flüssigkeit aufnimmt und dadurch in der Flüssigkeitskammer ein Unterdruck aufrechterhalten bleibt, der zuverlässig verhindert, daß Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsleiter 24 tropft. Nimmt der Unterdruck in der Flüssigkeitskammer zu, so wird Flüssigkeit aus dem Kapillarkörper in die Flüssigkeitskammer zurückgesaugt.

[0028] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 befindet sich die Ausgleichskammer 18 auf der vom Auftragselement 10 abgewandten Seite der Flüssigkeitskammer 10. Die Trennwand 14, durch die das Rohr 26 dicht hindurchgeführt ist, trennt die Speicherkammer 20 von der Flüssigkeitskammer 16. Die rechtsseitige Trennwand 12 trennt die Flüssigkeitskammer 14 von der Ausgleichskammer 18 und ist mit dem kapillaren Luftdurchlaß 36 und den Steigkapillaren 32 versehen.

[0029] Das die Ausgleichskammer 18 rechtsseitig verschließende Bodenteil 28 des Gehäuses 2 weist einen zylindrischen Ansatz 42 auf, der mit einem axialen Durchlaß 44 ausgebildet ist, über einen radialen Kanal 46 in eine zwischen dem Gehäuse 2 und dem Bodenteil 28 ausgebildete wendelförmige Nut 48 verbunden ist, die über einen Durchlaß 50 zur äußeren Atmosphäre führt.

[0030] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 führt der Lufteinlaß zur Belüftung der Flüssigkeitskammer 16 von dem Durchlaß 50 durch die wendelförmige Nut 48, den radialen Kanal 46 und den axialen Durchlaß 44 in die Ausgleichskammer 18 und von dort durch den kapillaren Luftdurchlaß 36 in die Flüssigkeitskammer 16. Die Funktion des Gerätes gemäß Fig. 3 entspricht im übrigen der des Gerätes der Fig. 1.

[0031] Ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 könnte ein Kapillarkörper 40 in der Ausgleichskammer 18 der Fig. 3 angeordnet werden, um maximale Auslaufsicherheit zu gewährleisten.

[0032] Die Ausführungsform des Gerätes gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der der Fig. 1 dadurch, daß die Speicherkammer 20 fehlt und die Ausgleichskammer 18 bis zum vorderen Bereich 6 des Gehäuses 2 reicht. Der vordere Endbereich des Gehäuses 2 ist mit einem das Rohr 26 umgebenden Ringansatz 52 ausgebildet. Der Innendurchmesser des Ringansatzes 52 weitet sich gemäß Fig. 4 nach links konisch auf. Das Rohr 26 ist dieser konischen Aufweitung angepaßt, so daß auch der kapillare Flüssigkeitsleiter 24 einen sich konisch aufweitenden Bereich 54 aufweist, über den er mit dem Auftragselement 10 verbunden ist bzw. in das Auftragselement 10 übergeht. Auf diese Weise ist das Flüssigkeitsaufnahmevermögen des kapillaren Flüssigkeitsleiters 24 vergrößert, so daß dieser die Funktion des kapillaren Speichers mit übernimmt und jeweils ein ausreichendes Schreib- bzw. Auftragsvolumen zur Verfügung steht.

[0033] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ragt im Gegensatz zu der der Fig. 1 das den kapillaren Flüssigkeitsleiter 24 aufnehmende Rohr 26 nicht bis zum Bodenteil 28 durch die gesamte Flüssigkeitskammer 16 hindurch, sondern endet bereits im Bereich der Trennwand 12. Auf der der Flüssigkeitskammer 16 zugewandten Seite der Trennwand 12 ist ein Ventil 56 vorgesehen, daß die Verbindung von der Flüssigkeitskammer 16 zum kapillaren Flüssigkeitsleiter 24 bei mit dem Auftragselement 10 nach unten gehaltenem Gerät verschließt und öffnet, sobald das Gerät deutlich verkippt wird. Das Ventil weist als Ventilglied eine Kugel 60 auf, die in einem mit Durchlässen ausgebildeten Käfig 62 aufgenommen ist und in Schließstellung am Rand des Rohrs 26 anliegt. Es versteht sich, daß andere Ventilkonstruktionen eingesetzt werden können, die vorzugsweise mit Schwerkraft arbeiten.

[0034] Ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 könnte, um maximale Auslaufsicherheit zu gewährleisten, bei den Ausführungsformen gemäß Figuren 4 und 5 in der Ausgleichskammer 18 ein Kapillarkörper angeordnet werden, dessen Kapillarität kleiner als die des Luftdurchlasses 36 ist und der unmittelbar mit dem Luftdurchlaß 36 verbunden ist.

[0035] Eine weitere Ausführungsform des Gerätes ist in Fig. 6 dargestellt. Diese Ausführungsform entspricht in gewisser Weise der der Fig. 3, wobei in der Ausgleichskammer 18 ein Kapillarkörper 40 angeordnet ist. Die Trennwand 12 ist dicht mit der Außenwand 4 verbunden, die eine zentrale Durchgangsöffnung 60 aufweist. Die Durchgangsöffnung 60 wird von eonem Kapillarleiter 62 zw. Docht verschlossen, der in den Kapillarkörper 40 hineingeführt und in unmittelbarer Berührung mit diesem ist. Vorteilhafterweise endet der Kapillarleiter 60 zur Flüssigkeitskammer 16 hin derart, daß er in Flüssigkeitsverbindung mit den in der Trennwand 12 ausgebildeten Steigkapillaren 32 ist. Der durch die Durchgangsöffnung 60 hindurchgeführte Kapillarleiter 62 bzw. dessen Kapillaren mit der geringsten Kapillarität bildet den kapillaren Lufteinlaß in die Flüssigkeitskammer 16 und übernimmt die Funktion der kapillaren Luftdurchlässe 36 der Fig. 2.

[0036] Der Flüssigkeitsleiter 24 ist mit dem Mantelrohr 26 bis zu einer Hilfswand 64 geführt, zwischen der und der Außenwand 4 Öffnungen 66 ausgebildet sind, sodaß die Flüssigkeitskammer 16 effektiv bis zur Trennwand 12 reicht und der Flüssigkeitspegel beidseitig der Hilfswand 64 gleich hoch ist. Ähnlich wie die Trennwand 12 ist die Hilfswand 64 mit Steigkapillaren 32 ausgebildet, sodaß ein Nachfüllen des Flüssigkeitsleiters 26 auch bei einer geringen, noch vorhandenen Flüssigkeitsmenge gewährleistet ist.

[0037] Die Kapillaritäten des kapillaren Flüssigkeitsleiters 24, des den Luftdurchlaß bildenden Kapillarleiters 50 und des Kapillarkörpers 40 sind wiederum derart aufeinander abgestimmt, daß die Kapillarität des Kapillarleiters 60 kleiner ist als die des Flüssigkeitsleiters 24 und die Kapillarität des Kapillarkörper 40 kleiner ist als die des Kapillarleiters 60.

[0038] Die Funktion des Gerätes der Fig. 6 entspricht dem der Fig. 2: Der Flüssigkeitsleiter 24 füllt sich, indem er aufgrund seiner großen Kapillarität Flüssigkeit einsaugt und dabei Luft durch den mit kleinerer Kapillarität ausgebildeten, zumindest teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Kapillarleiter 62 hindurchsaugt. Im Innern der Flüssigkeitskammer 16 entsteht ein durch die Kapillarität des Kapillarleiters 62 definierter Unterdruck, der durch geeignete Wahl der Kapillarität derart ist, daß ein Austropfen von Flüssigkeit aus dem Auftragselement 10 sicher verhindert ist. Bei einer Abnahme des Unterdrucks in der Flüssigkeitskammer 16, beispielsweise infolge einer Erwärmung, ist der Kapillarkörper 40 entsprechend seiner Kapillarität in der Lage, Flüssigkeit aufzusaugen, sodaß in der Flüssigkeitskammer 16 ein Unterdruck aufrechterhalten bleibt, der die Auslaufsicherheit des Gerätes garantiert.

[0039] Die Kapillaren der Flüssigkeitsleiter 24 und 62 sowie des Kapillarkörpers 40 müssen nicht notwendigerweise einheitlich bzw. homogen sein. Wenn diese Kapillaren Größenverteilungen haben, muß gewährleistet sein, daß der Flüssigkeitsleiter 24 Kapillaren mit einer größeren Kapillarität als die Kapillarität des Kapillarleiters 62 aufweist und der Kapillarkörper 40 zumindest einen Großteil an Kapillaren aufweist, deren Kapillarität kleiner ist als die derjenigen Kapillaren des Kapillarleiters 62, die den Lufteinlaß bilden, das sind die mit kleinerer Kapillarität ausgebildeten Kapillaren des Kapillarleiters 62.

[0040] Der Kapillarleiter 62 und der Kapillarkörper 40 der Fig. 6 müssen nicht notwendigerweise getrennte Bauteile sein, sondern können durch einen, mit geeigneter Kapillarität ausgebildeten Kapillarkörper gebildete sein, der einen Ansatz zum Verschließen der Öffnung 62 aufweist. Alternativ könnte die Trennwand 12 mit einem solchen Kapillarkörper integriert sein.

[0041] Der Kapillarspeicher 22 ist bei der Ausführungsform gem. Fig. 6 als den Flüssigkeitsleiter 24 umgebender Plattenspeicher dargestellt, der zumindest teilweise eine kleinere Kapillarität als der Flüssigkeitsleiter 24 hat. Damit ist ein weiteres Puffervolumen zur zeitweiligen Aufnahme von Flüssigkeit geschaffen wodurch die Funktionssicherheit des Gerätes zusätzlich erhöht ist. Es kann jedwelcher anderer Kapillarspeicher verwendet werden. Die Luftzufuhr in die Ausgleichskammer 18 erfolgt bei der Ausführungsform gem. Fig. 6 ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3, wobei er Ansatz 42 fehlt.

[0042] Unter Kapillarität wird in der vorstehenden Beschreibung die Kapillarkraft (entsprechend Steighöhe) verstanden, die sich aus der Oberflächenspannung der Tinte sowie der Größe der Kapillare und dem Netzwinkel zwischen der Flüssigkeit und der Oberfläche des Kapillarmaterials ergibt. Bei der Funktionsbeschreibung wurde gute Benetzung der relevanten Materialien durch die Flüssigkeit vorausgesetzt.

[0043] Die konstruktiven Merkmale der geführten Ausführungsformen können in unterschiedlicher Weise miteinander kombiniert werden.

Bezugszeichenliste

[0044] 

2

Gehäuse

4

Außenwand

6

konischer Bereich

8

Endbereich

9

Auftragsöffnung

10

Auftragselement

12

Trennwand

14

Trennwand

16

Flüssigkeitskammer

18

Ausgleichskammer

20

Speicherkammer

22

Kapillarspeicher

24

kapillarer Flüssigkeitsleiter

26

Rohr

28

Bodenteil

30

Flüssigkeit

32

Steigkapillaren

34

Ringansatz

36

kapillarer Luftdurchlaß

40

Kapillarkörper

42

Ansatz

44

Durchlaß

46

Kanal

48

Nut

50

Durchlaß

52

Ringansatz

54

Bereich

56

Ventil

58

Kugel

60

Durchgangsöffnung

62

Kapillarleiter

64

Hilfswand

66

Öffnung

Ansprüche

1. Gerät zum Auftragen von Schreib-, Zeichen-, Druck-, Malflüssigkeit oder dergleichen auf einen Untergrund, enthaltend
eine in einem Gehäuse (2) angeordnete Flüssigkeitskammer (16),
ein Auftragselement (10),
eine Luftzufuhrleitung, die die äußere Atmosphäre mit dem Inneren der Flüssigkeitskammer verbindet,
einen Kapillarkörper (40), der derart angeordnet ist, daß aus der Flüssigkeitskammer durch die Mündung der Luftzufuhrleitung hindurch austretende, in ihn gelangende Flüssigkeit weder mit dem kapillaren Flüssigkeitsleiter (22,24), noch mit dem Auftragselement (10), noch mit dem Außenraum des Gehäuses in Berührung kommt, und
eine vom Auftragselement (10) in die Flüssigkeitskammer (16) reichende Flüssigkeitsförderverbindung (22, 24, 26) mit einem kapillaren Flüssigkeitsleiter (22, 24), wobei eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der in der Flüssigkeitskammer befindlichen Flüssigkeit und dem kapillaren Flüssigkeitsleiter bei mit dem Auftragselement nach unten gerichteter Stellung des Gerätes unterbrochen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Luftzufuhrleitung über einen kapillaren Luftdurchlaß (36;62) in die Flüssigkeitskammer (16) mündet und mit der Flüssigkeit der Flüssigkeitskammer (16) zumindest dann verbunden ist, wenn diese Flüssigkeit mit dem kapillaren Flüssigkeitsleiter (24) in Verbindung steht, wobei die Kapillaren des kapillaren Luftdurchlasses unmittelbar mit dem Kapillarkörper (40) verbunden sind und die Kapillarität des kapillaren Luftdurchlasses (36) kleiner ist als die des kapillaren Flüssigkeitsleiters (22,24) und die Kapillarität des Kapillarkörpers (40) kleiner ist als die des kapillaren Luftdurchlasses.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kapillare Flüssigkeitsleiter (22, 24) von einer flüssigkeitsdichten Ummantelung (26) umgeben ist und nur im Bereich seines von dem Auftragselement (10) abgewandten Endes für eine Berührung mit der in der Flüssigkeitskammer (16) befindlichen Flüssigkeit freiliegt, wobei der kapillare Flüssigkeitsleiter zusammen mit der Ummantelung durch die Flüssigkeitskammer hindurch bis zu deren bei mit dem Auftragselement (10) nach unten gerichteten Gerät unten liegenden Bodenbereich reicht.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (56) vorgesehen ist, das bei mit dem Auftragselement (10) nach unten gerichtetem Gerät das normalerweise für einen Flüssigkeitszutritt freiliegende Ende des kapillaren Flüssigkeitsleiters (22, 24) von einem Zutritt der Flüssigkeit trennt.

4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß von dem für eine Berührung mit der Flüssigkeit freiliegenden Ende des kapillaren Flüssigkeitsleiters (24) zu den Außenwänden (2) der Flüssigkeitskammer (16) Steigkapillaren (32) führen.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, zu dadurch gekennzeichnet, daß der Kapillarkörper (40) in einer durch eine Trennwand (12) von der Flüssigkeitskammer (16) abgetrennten Ausgleichskammer (18) aufgenommen ist.

6. Gerät nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskammer (18) auf der dem Auftragselement (10) zugewandten Seite der Flüssigkeitskammer (16) angeordnet ist und der Flüssigkeitsleiter (24) mit der Ummantelung (26) durch die Ausgleichskammer hindurchgeführt ist.

7. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskammer (18) auf der von dem Auftragselement (10) abgewandten Seite der Flüssigkeitskammer (16) angeordnet ist und die Luftzufuhrleitung durch eine Wand (28) der Ausgleichskammer in die äußere Atmosphäre führt.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7,dadurch gekennzeichnet, daß der kapillare Luftdurchlaß (36) durch eine kapillare Öffnung in eine Wand (12) der Flüssigkeitskammer (16) gebildet ist.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der kapillare Luftdurchlaß durch einen Kapillarleiter (62) gebildet ist, der durch ein Loch (60) in einer Wand (12) der Flüssigkeitskammer (16) geführt ist und in indirekter mechanischer Verbindung mit dem Kapillarkörper (40) ist.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (2) eine Speicherkammer (20) vorgesehen ist, in der ein einen Teil des kapillaren Flüssigkeitsleiters (22, 24) bildender Kapillarspeicher (22) angeordnet ist.

Claims

1. An implement for applying writing, drawing, printing or painting liquid or the like to a substrate, including
   a liquid chamber (16) arranged in a casing (2),
   an applicator element (10),
   an air feed conduit which communicates the external atmosphere with the interior of the liquid chamber,
   a capillary body (40) which is so arranged that liquid issuing from the liquid chamber through the mouth opening of the air feed conduit and passing into the capillary body does not come into contact either with the capillary liquid conductor member (22, 24) or with the applicator element (10) or with the external space of the casing, and
   a liquid conveyor connection (22, 24, 26) which extends from the applicator element (10) into the liquid chamber (16) and which has a capillary liquid conductor member (22, 24), wherein a liquid communication between the liquid in the liquid chamber and the capillary liquid conductor member is interrupted when the implement is in a position with the applicator element directed downwardly,
   characterised in that
   the air feed conduit opens by way of a capillary air passage (36; 62) into the liquid chamber (16) and is connected to the liquid in the liquid chamber (16) at least when said liquid is in communication with the capillary liquid conductor member (24), wherein the capillaries of the capillary air passage are directly connected to the capillary body (40) and the capillarity of the capillary air passage (36) is less than that of the capillary liquid conductor member (22, 24) and the capillarity of the capillary body (40) is less than that of the capillary passage.

2. An implement according to claim 1 characterised in that the capillary liquid conductor member (22, 24) is surrounded by a liquid-tight sheathing (26) and is exposed only in the region of its end remote from the applicator member (10), for contact with the liquid in the liquid chamber (16), wherein the capillary liquid conductor member together with the sheath extends through the liquid chamber to its bottom region which is downward when the implement is directed with the applicator element (10) downwardly.

3. An implement according to claim 1 characterised in that there is provided a valve (56) which, when the implement is directed with the applicator element (10) downwardly, separates the end of the capillary liquid conductor member (22, 24), which is normally exposed for liquid access, from access of the liquid.

4. An implement according to claim 2 or claim 3 characterised in that riser capillaries (32) lead from the end of the capillary liquid conductor member (24), which end is exposed for contact with the liquid, to the outside walls (2) of the liquid chamber (16).

5. An implement according to one of claims 1 to 4 characterised in that the capillary body (40) is accommodated in a compensating chamber (18) separated from the liquid chamber (16) by a partition (12).

6. An implement according to claims 2 and 5 characterised in that the compensating chamber (18) is arranged on the side of the liquid chamber (16), that is towards the applicator element (10), and the liquid conductor member (24) with the sheath (26) is passed through the compensating chamber.

7. An implement according to claim 5 characterised in that the compensating chamber (18) is arranged on the side of the liquid chamber (16), that is remote from the applicator element (10), and the air feed conduit passes through a wall (28) of the compensating chamber into the external atmosphere.

8. An implement according to one of claims 1 to 7 characterised in that the capillary air passage (36) is formed by a capillary opening in a wall (12) of the liquid chamber (16).

9. An implement according to one of claims 1 to 7 characterised in that the capillary air passage is formed by a capillary conductor member (62) which is passed through a hole (60) in a wall (12) of the liquid chamber (16) and is in indirect mechanical communication with the capillary body (40).

10. An implement according to one of claims 1 to 9 characterised in that provided in the casing (2) is a storage chamber (20) in which there is arranged a capillary storage means (22) forming a part of the capillary liquid conductor member (22, 24).

Revendications

1. Dispositif d'application de liquide d'écriture, de graphisme, d'impression, de dessin ou similaire sur un support, comportant :

une chambre à liquide (16) agencée dans un boîtier (2),

un élément d'application (10),

une conduite d'alimentation en air qui relie l'atmosphère extérieure au volume intérieur de la chambre à liquide,

un corps capillaire (40) qui est agencé de telle sorte que le liquide sortant hors de la chambre à liquide à travers l'embouchure de la conduite d'alimentation en air et parvenant dans ledit corps ne vient en contact ni avec le conducteur de liquide capillaire (22, 24), ni avec l'élément d'application (10), ni encore avec l'extérieur du boîtier, et

une liaison de convoyage de liquide (22, 24, 26) s'étendant depuis l'élément d'application (10) jusque dans la chambre à liquide (16) et comportant un conducteur de liquide capillaire (22, 24), une liaison de liquide entre le liquide situé dans la chambre à liquide et le conducteur de liquide capillaire étant interrompue lorsque le dispositif occupe une position avec l'élément d'application dirigé vers le bas,

caractérisé en ce que la conduite d'alimentation en air débouche dans la chambre à liquide (16) via un passage d'air capillaire (36 ; 62) et est en communication avec le liquide de la chambre à liquide (16) au moins lorsque ce liquide est en communication avec le conducteur de liquide capillaire (24), les capillaires du passage d'air capillaire étant reliés directement au corps capillaire (40) et la capillarité du passage d'air capillaire (36) étant inférieure à celle du conducteur de liquide capillaire (22, 24) et la capillarité du corps capillaire (40) étant inférieure à celle du passage d'air capillaire.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur de liquide capillaire (22, 24) est entouré par une enveloppe (26) étanche aux liquides et est à découvert uniquement dans la zone de son extrémité détournée de l'élément d'application (10) pour une venue en contact avec le liquide situé dans la chambre à liquide (16), le conducteur de liquide capillaire s'étendant, conjointement avec l'enveloppe, à travers la chambre à liquide jusque dans sa zone de fond située en bas lorsque le dispositif avec l'élément d'application (10) est dirigé vers le bas.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu une valve (56) qui, le dispositif avec l'élément d'application (10) étant dirigé vers le bas, isole l'extrémité du conducteur de liquide capillaire (22, 24) vis-à-vis d'un accès du liquide, extrémité qui est normalement à découvert pour un accès de liquide.

4. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que des capillaires montants (32) mènent depuis l'extrémité, à découvert pour une venue en contact avec le liquide, du conducteur de liquide capillaire (24), vers les parois extérieures (2) de la chambre à liquide (16).

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps capillaire (40) est reçu dans une chambre de compensation (18) séparée de la chambre à liquide (16) par une paroi de séparation (12).

6. Dispositif selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que la chambre de compensation (18) est agencée sur le côté de la chambre à liquide (16) tourné vers l'élément d'application (10) et le conducteur de liquide (24) traverse conjointement avec l'enveloppe (26) la chambre de compensation.

7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la chambre de compensation (18) est agencée sur le côté de la chambre à liquide (16) détourné de l'élément d'application (10) et la conduite d'alimentation en air mène à travers une paroi (28) de la chambre de compensation vers l'atmosphère extérieure.

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le passage d'air capillaire (36) est formé par une ouverture capillaire dans une paroi (12) de la chambre à liquide (16).

9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le passage d'air capillaire est formé par un conducteur capillaire (62) qui traverse un trou (60) dans une paroi (12) de la chambre à liquide (16) et qui est en liaison mécanique indirecte avec le corps capillaire (40).

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'une chambre d'accumulation (20) est prévue dans le boîtier (2), dans laquelle est agencé un accumulateur capillaire (22) formant une partie du conducteur de liquide capillaire (22, 24).

Zeichnung