DE4231978B4

DE4231978B4 - Druckflüssigkeitsversorgungssystem für Druckaggregate

Info

Publication number: DE4231978B4
Application number: DE19924231978
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Ing. Kaufmann
Original assignee: Dataprint Datendrucksysteme R Kaufmann KG
Current assignee: Edding Ag 22926 Ahrensburg De
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2012-09-25
Also published as: DE4231978A1

Abstract

Druckflüssigkeitsversorgungssystem für Druckaggregate, umfassend einen eine Öffnung (12) aufweisenden Behälter (11), in dem Druckflüssigkeit frei aufgenommen ist, eine wenigstens teilweise kapillar ausgebildete Förderleitung (14) zur Förderung von Druckflüssigkeit, welche Förderleitung den Innenraum des Behälters (11) durch die Öffnung (12) hindurch mit einem Druckaggregat (15) verbindet, und einen mit der Förderleitung (14) in Verbindung stehenden kapillaren Speicher (16), wobei der Speicher (16) Kapillaren mit kleinerer Kapillarität als die der Förderleitung (14) aufweist und die Öffnung (12) auf ihrer vom Innenraum des Behälters (11) abgewandten Seite an einen mit der äußeren Atmosphäre verbundenen Raum (25) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung (14) die Öffnung (12) ausfüllt und unmittelbar in Kontakt mit dem Speicher (16) steht, die mittlere Kapillarität der Förderleitung (14) wenigstens in der Öffnung (12) des Behälters (11) größer als die mittlere Kapillarität des Speichers (16) ist und die kleinste Kapillarität der Kapillaren der Förderleitung (14) größer ist als die eines...

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckflüssigkeitsversorgungssystem für Druckaggregate gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Druckflüssigkeitsversorgungssystem ist aus der EP 0 490 579 A2 bekannt. Bei diesem Druckflüssigkeitsversorgungssystem wird ein Druckaggregat mittels eines in eine Öffnung eines Schreibflüssigkeitsbehälters einragenden Filzdochtes mit Flüssigkeit versorgt. In der Öffnung ist um den Filzdocht herum ein Verbindungsbauteil angeordnet, dass als Luftaustauschkapillare funktioniert. Weiter ist der Filzdocht durch einen Pattenspeicher hindurch geführt, in dem Tinte zeitweilig aufgenommen wird, die beispielsweise bei einem plötzlichen Temperaturanstieg im Behälterinnenraum in Folge des dann auftretenden schwächeren Unterdrucks frei wird. Der Plattenspeicher enthält eine Mehrzahl ringförmiger oder helixförmiger dünner Platten, zwischen denen kapillare Räume ausgebildet sind, die die Tinte zeitweilig aufnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Druckflüssigkeitsversorgungssystem zu schaffen, das auch bei großem Behältervolumen sicher funktioniert, ohne dass ein unkontrolliertes Austreten von Druckflüssigkeit aus dem Druckflüssigkeitsversorgungssystem auftritt, wobei das Druckflüssigkeitsversorgungssystem zusätzlich einfach und kostengünstig herstellbar sein soll.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Druckflüssigkeitsversorgungssystem gerichtet.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Druckflüssigkeitsversorgungssystems für Druckaggregate besteht darin, daß dieses, wie angestrebt, auch bei großen Temperaturschwankungen und damit einhergehenden großen Luftausdehnungsgrenzen selbst bei großen Druckflüssigkeitsvolumen, beispielsweise 20 ml oder mehr sicher funktioniert. Das hat seine wesentliche Ursache darin, daß zum einen beim Verbrauch von Druckflüssigkeit Luft fortwährend über die größeren Kapillaren der Förderleitung in der Öffnung in den Behälter eintreten kann und dazu parallel fortwährend ein bestimmter Anteil feinerer Kapillaren der Förderleitung in der Öffnung für die Förderung der Druckflüssigkeit sorgt, und zum anderen die Kapillaren des kapillaren Speichers sich nicht von selbst mit Druckflüssigkeit füllen können, da ihre Kapillarkraft im Mittel geringer ist als die der Förderleitung im Bereich der Öffnung des Behälters, und somit der kapillare Speicher zur Aufnahme von überschüssiger Druckflüssigkeit zur Verfügung steht.

Es kann auch bei einer noch anderen Ausgestaltung des Druckflüssigkeitsversorgungssystem für Druckaggregate vorteilhaft sein, die Förderleitung und den kapillaren Speicher integral auszubilden, d. h. das aus Förderleitung und Speicher gebildete Teil in einem Arbeitsgang zu fertigen, was eine weitere Senkung der Herstellungskosten ermöglicht.

Um dabei sicherzustellen, daß für die Förderung der Druckflüssigkeit im Bereich der Öffnung immer noch ein ausreichender Anteil an feinen Kapillaren vorhanden ist, kann es vorteilhaft sein, den kapillaren Speicher, der dann auch als Druckflüssigkeitsleiter fungiert, im Bereich der Öffnung des Behälters definiert zusammenzudrücken.

Schließlich ist es vorteilhaft, daß bei einer noch anderen Ausgestaltung des Druckgerätes der kapillare Teil der Förderleitung, der in der Öffnung angeordnet ist, als gesondertes Teil ausgebildet ist, d. h. im Sinne eines kapillar ausgebildeten Teils, das mit dem kapillaren Speicher verbunden unmittelbar in der Öffnung des Behälters liegt.

Obwohl grundsätzlich die Förderleitung und der Speicher auf beliebige Weise ausgebildet werden können, ist es vorteilhaft, die Förderleitung und/oder den Speicher aus kapillarem, porösem Werkstoff auszubilden.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachfolgenden schematischen Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen im einzelnen beschrieben. Darin zeigen:
1 im Schnitt ein Druckflüssigkeitsversorgungssystem für Druckaggregate,
2 ein Diagramm, bei dem das Kapillarpotential der Poren des den Speicher und die Förderleitung im Bereich der Öffnung bildenden Kapillarpotentials gegen die Anzahl der Poren des porösen Werkstoffs aufgetragen ist,
3 einen Ausschnitt aus der Darstellung von 1 zur Verdeutlichung des Lufteintrittsmechanismus und des Schreibflüssigkeitsaustrittsmechanismus und
4, 5 weitere Ausführungsformen des Druckflüssigkeitsversorgungssystems für Druckaggregate, bei dem der kapillare Speicher integral mit der Förderleitung ausgebildet ist und verjüngt die Öffnung des Behälters ausfüllt.
Das Druckflüssigkeitsversorgungssystem für Druckaggregate 10 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 20, in dem mittels einer Trennwand 21 ein Behälter 11 zur Aufnahme von Druckflüssigkeit 13 angeordnet ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die Trennwand 21 in den Figuren lediglich schematisch eine Begrenzung des Behälters 11 darstellen soll. Der Behälter 11 kann im übrigen auf beliebige geeignete Weise entweder als unmittelbares Teil des Gehäuses 20 ausgebildet sein oder im Gehäuse 20 als gesondertes Teil angeordnet sein. Das Druckflüssigkeitsversorgungssystem für Druckaggregate steht über die Förderleitung 14 mit dem Druckaggregat 15 in Verbindung. Das auf beliebige geeignete Weise ausgebildet sein kann. Der Gehäuseinnenraum 25, der zwischen der Trennwand 21 und dem Druckaggregat 15 gebildet wird, wird über eine Luftleitung 22 mit dem Äußeren zur ungehinderten Zufuhr und Abfuhr von Luft verbunden.
Im Bereich der Trennwand 21 ist eine Öffnung 12 des Behälters 11 vorgesehen, die, vgl. zunächst 1, durch eine kapillare Förderleitung 14 verschlossen ist. Die kapillare Förderleitung 14 erstreckt sich von der Öffnung 12 bis zum Druckaggregat 15. Die Förderleitung 14 steht unmittelbar in Kontakt mit einem kapillaren Speicher 16, der gemäß Darstellung von 1 unmittelbar um die kapillare Förderleitung 16 herum angeordnet ist. Die Kapillarität des kapillaren Speichers 16 ist im Mittel geringer als im Mittel die Kapillarität der Förderleitung 14 wenigstens in der Öffnung 12 des Behälters 11.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß die in 1 zur Verdeutlichung dargestellte strikte Trennung zwischen kapillarem Speicher 16 und Förderleitung 14 tatsächlich in der Realität nicht vorherrschen muß. Vielmehr kann es sich um ein Gemisch von porösen und/oder faserartigen Werkstoffen handeln, bei denen immer eine Verteilung, vgl. 2, an feineren und größeren Kapillaren innerhalb des jeweiligen Werkstoffs, der den kapillaren Speicher 16 und die Förderleitung 14 bildet, vorhanden ist.
Während des Betriebes des Druckflüssigkeitsversorgungssystems für Druckaggregate 10 füllt sich immer der kapillare Werkstoff der Förderleitung 14, die die Öffnung 12 ausfüllt, zum größten Teil mit Druckflüssigkeit 13, vgl. Teil 26 der überlappenden Verteilungskurven gemäß 2, wohingegen die größten Kapillaren des porösen kapillaren Werkstoffs in ihrer Summe als Lufteinlaßkapillare fungieren, die feineren Kapillaren hingegen als Förderleitung 14 zum Druckaggregat 15, vgl. auch 3.
Der kapillare Speicher 16 kann sich im Prinzip nur soweit füllen, wie er anteilig Kapillaren besitzt, die eine höhere oder gleiche Kapillarität als die Kapillaren haben, die der Luftförderung dienen, also alle im überlappenden Teil 26 gemäß 2. Bei dieser Relation, die bei der Wahl des jeweiligen kapillaren Werkstoffs einzuhalten ist, bleibt der kapillare Speicher 16 im Normalfall leer. Erfolgt infolge einer Temperaturerhöhung eine Luftausdehnung im Behälter 11, wird Druckflüssigkeit 13 durch die Öffnung 12 über die Förderleitung 14 in den kapillaren Speicher 16 überführt, d. h. dieser übernimmt die in diesem Falle "überschüssige" Druckflüssigkeit 13 und verhindert ein unkontrolliertes Austreten der Druckflüssigkeit 13 aus dem Druckaggregat 15 bzw. dem Druckflüssigkeitsversorgungssystem für Druckaggregate 10.
Bei der Ausgestaltung gemäß 4 ist die Förderleitung 14 und der kapillare Speicher als einheitliches Teil ausgebildet, die ein Gemisch aus größeren und kleineren Kapaillaren enthalten, wobei das integrale Teil aus Förderleitung 14 und kapillarem Speicher 16 zum Eintritt in die Öffnung verjüngt ausgebildet sein kann. Es kann aber auch sinnvoll sein, den kapillaren Teil 140 der Förderleitung 14, der in der Öffnung 12 angeordnet ist, als gesondertes Teil auszubilden (5).
Das erfindungsgemäße Druckflüssigkeitsversorgungssystem für Druckaggregate 10 funktioniert auch bei mehrmaligem Hin- und Hertransport der Druckflüssigkeit 13 zwischen Behälter 11 und kapillarem Speicher 16 bei Temperaturschwankungen. Dabei wird immer sichergestellt, daß fortwährend die gesamte Druckflüssigkeit 13 aus dem kapillaren Speicher 16 in den Behälter 11 zurückgeführt wird, anderenfalls würde der kapillare Speicher 16 allmählich überlaufen. Da die Förderleitung 14 fortwährend mit Druckflüssigkeit 13 zumindest im Bereich der Öffnung 12 benetzt ist, kann Luft 23 den Rückfluß der Druckflüssigkeit 13 nicht unterbrechen, da immer parallel zu einem möglichen Lufteinschluß eine bestimmte Zahl von Kapillaren für den Transport der Druckflüssigkeit 13 sorgen.

10: Druckflüssigkeitsversorgungssystem für Druckaggre
: gate
11: Behälter
12: Öffnung
13: Druckflüssigkeit
14: Förderleitung
15
140: Teil der Förderleitung
15: Druckaggregat
16: kapillarer Speicher
17
18
19
20: Gehäuse
21: Trennwand
22: Luftleitung
23: Luft
24
25: Gehäuseraum
26: Füllbereich

Claims

Druckflüssigkeitsversorgungssystem für Druckaggregate, umfassend einen eine Öffnung (12) aufweisenden Behälter (11), in dem Druckflüssigkeit frei aufgenommen ist, eine wenigstens teilweise kapillar ausgebildete Förderleitung (14) zur Förderung von Druckflüssigkeit, welche Förderleitung den Innenraum des Behälters (11) durch die Öffnung (12) hindurch mit einem Druckaggregat (15) verbindet, und einen mit der Förderleitung (14) in Verbindung stehenden kapillaren Speicher (16), wobei der Speicher (16) Kapillaren mit kleinerer Kapillarität als die der Förderleitung (14) aufweist und die Öffnung (12) auf ihrer vom Innenraum des Behälters (11) abgewandten Seite an einen mit der äußeren Atmosphäre verbundenen Raum (25) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung (14) die Öffnung (12) ausfüllt und unmittelbar in Kontakt mit dem Speicher (16) steht, die mittlere Kapillarität der Förderleitung (14) wenigstens in der Öffnung (12) des Behälters (11) größer als die mittlere Kapillarität des Speichers (16) ist und die kleinste Kapillarität der Kapillaren der Förderleitung (14) größer ist als die eines wesentlichen Teils der Kapillaren des Speichers, und wobei die Förderleitung (14) und/oder der Speicher (16) aus einem Werkstoff mit kapillar ausgebildeter Struktur besteht.
Druckflüssigkeitsversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung (14) und der kapillare Speicher (16) integral ausgebildet sind.
Druckflüssigkeitsversorgungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung (14) und der kapillare Speicher (16) zum Eintritt in die Öffnung (12) verjüngt ausgebildet sind.
Druckflüssigkeitsversorgungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der kapillare Teil (140) der Förderleitung (14), der in der Öffnung (12) angeordnet ist, als gesondertes Teil ausgebildet ist.
Druckflüssigkeitsversorgungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung (14) und/oder der Speicher (16) aus einem porösen und/oder faserartigen Mittel gebildet sind.