用于自来水笔的填充系统

技术领域

本发明涉及一种用于自来水笔的填充系统，一种具有填充系统和自来水笔的书写工具系统以及一种用于填充自来水笔的方法。

背景技术

具有集成的、带有活塞的墨水芯的自来水笔是已知的，自来水笔通过将笔尖浸入墨水容器中并且通过经由移动活塞吸入墨水来填充。通过浸入，笔尖利用墨水润湿，从而填充过程始终导致笔尖受墨水污染。因此，笔尖必须反复被清洁。

有时，尤其在高质量的自来水笔的情况下也有意义的是，清洁导墨通道以确保持续完好的功能。这例如可以通过利用液体，例如蒸馏水清洗自来水笔来实现。

发明内容

本发明的任务是，提供一种用于自来水笔的备选的填充系统，该填充系统允许尽可能舒适且干净地填充自来水笔，而不会污染笔尖。

该任务通过具有独立权利要求1的特征的用于自来水笔的填充系统解决。有利的实施方式和改进方案由从属权利要求和随后的描述得到。

提出了一种用于自来水笔的填充系统，其具有泵单元、与泵单元和用于与自来水笔连接的第一接头连接的空气通道，和与空气通道分离并具有用于浸入墨水的浸入端部的墨水通道，墨水通道与用于与自来水笔连接的第二接头连接，其中，泵单元设计用于，将具有过压的预定的空气体积导入空气通道中，以将墨水从自来水笔冲洗出来，并且然后向空气通道施加负压，从而使得预定的墨水体积从墨水通道被吸入到自来水笔中。

在本发明的意义中，泵单元理解为设计用于运输流体的设备。如之前实施的那样，这尤其可以是空气。有意义的是，将泵单元设计为，使得其可以放置到墨水容器上。泵单元因此可以以墨水容器附件的形式实现。然而，其他的实现方案也是可想到的，其可以直接集成到墨水容器或其塞子中。在其他的变型方案中，泵单元仅可以与墨水容器连接并且单独实施。墨水容器可以例如是通常用于填充自来水笔的墨水桶。其可以由玻璃构成，并且具有可利用螺旋盖封闭的开口。泵单元例如可以适配于，放置到这种具有拧开的盖的墨水桶上。泵单元在此可以与墨水容器的外螺纹连接，从而使得泵单元在填充的时间内安全紧固在墨水容器上。备选地也可想到的是，墨水容器直接装备有泵单元，泵单元随后持续紧固在墨水容器上，并且必要时可以利用盖封闭。泵单元在此可以例如压入或卡入墨水玻璃开口中。

在此假设，自来水笔与空气通道连接，使得位于自来水笔中的墨水芯的第一端部或第一片段与第一接头流体连接。墨水芯的与第一端部对置的第二端部或第二片段可以与墨水通道流体连接。如果具有过压的空气被引导到空气通道中，那么因此位于自来水笔的墨水芯中的墨水被冲洗出，并且通过墨水通道进入与泵单元连接的墨水容器中。墨水芯在导入空气体积后优选完全被排空。通过随后在空气通道上提供负压，空气因此通过空气通道又被吸入到泵单元中。通过与自来水笔的墨水芯的连接，墨水由此从墨水通道被吸入墨水芯中。墨水通过墨水通道流入墨水芯中，并且因此填充墨水芯。墨水通道为此具有浸入端部，其设置用于浸入墨水中。

建议的是，尽可能简单地设计用于与自来水笔连接的接头。可以出现的是，接头例如实施为小管或管端部，自来水笔的仅相对应的接头必须插到这些接头上以用于进行连接。因此足够的是，自来水笔例如在打开塞子或壳体部分后插到接头上，并且在填充过程后又沿相反的方向取下。

在此优选的是，空气体积和墨水体积与墨水芯的填充体积相协调，从而实现墨水芯的完全填充。填充系统因此是非常舒适的和干净的以下可能性，即再填充适配于填充系统的使用的自来水笔的墨水芯，而不必将自来水笔以笔尖浸入墨水容器中。

泵单元可以机械或电动地实施。机械的实施方案可以例如具有相对于泵移动的活塞。电动的实施方案可以例如以电动计量泵的形式设计。

在特别有利的实施方式中，泵单元具有带有底部区段和与底部区段相反的开口的气缸、可轴向移动地布置在气缸中的活塞，和沿开口的方向驱动活塞的弹簧元件，其中，空气通道从在活塞与底部区段之间形成的空气腔延伸通过活塞，其中，墨水通道延伸通过底部区段和活塞，其中，活塞相对于气缸径向密封，从而通过沿底部区段的方向挤压活塞形成作用于第一接头上的过压，并且在松开活塞时形成作用于第一接头上的负压。

通过移动气缸内的活塞将空气导入空气通道中。这例如可以通过沿底部区段的方向挤压活塞而进行，从而在那里减小空气腔。弹簧元件设置用于，又使活塞沿其他的方向移动。活塞的松开因此可以导致空气腔的体积的增大，从而形成负压。这导致的是，空气通过空气通道又被吸入空气腔中。通过设置在自来水笔中的与墨水通道的流体连接，由此产生地，墨水通过墨水通道再流到墨水通道中。墨水芯因此被填充。在此优选的是，活塞的行程和空气腔的体积差与墨水芯的填充体积相协调，从而实现墨水芯的完全填充。

泵单元的气缸可以具有至少一个柱形的孔，其从开口延伸到底部区段。底部区段在此理解为气缸的背对开口的下区段。底部区段可以在简单的情况下仅具有平坦的表面。在其他的情况下，也可以设置有一个或多个凸缘，通过凸缘，气缸的内直径至少局部减小。

活塞具有适配于气缸的内直径的外直径。为了能够使活塞在气缸中轻松地滑动，可以为活塞和气缸设置相应的滑动适配。气缸的内壁此外可以具有能滑动的涂层。

弹簧元件设计用于，将力持续施加到活塞上，从而该活塞由此沿背对底部区段的方向被挤压。在此，弹簧元件例如可以是布置在底部区段与活塞之间的压力弹簧。在其他方面，弹簧元件也可以是牵引弹簧或其他的设备，其布置在气缸的背对底部区段的区域中，并且又沿开口的方向牵引活塞。弹簧元件的材料可以是金属的，包括塑料或天然材料、例如橡胶。压力弹簧尤其可以由金属材料或塑料制成。此外，牵引弹簧也可以以一个或多个牵引元件的形式由橡胶制成。弹簧元件允许活塞定位在中性位置中，在该中性位置中，用户可以例如通过插装来连接自来水与所提到的接头。用户随后可以通过挤压自来水笔沿底部区段的方向压入活塞，从而填充系统的功能被初始化，并且通过松开自来水笔，通过压力弹簧使活塞又返回其中性位置中。两个通道对于该功能来说是重要的。

空气通道可以从第一接头通过活塞延伸到空气腔内。通过活塞沿底部区段的方向的移动，基于活塞与气缸之间的径向密封，在空气腔中形成过压。因为空气通道通入空气腔中，所以过压通过空气通道进入第一接头。设置的是，自来水笔可以与空气通道连接，并且为此例如具有延伸到自来水笔的墨水芯内的小管或其他的管路。

墨水通道可以延伸超出底部区段。当泵单元例如布置在墨水容器上时，墨水通道可以延伸到墨水容器内，例如在那里存在的墨水中。墨水通道可以与自来水笔的第二管路连接。第二管路优选可以例如通过布置在自来水笔中的墨水芯与第一管路流体连接。两个接头为此可以与墨水芯的彼此相反的端部连接。

浸入端部设置为，使得其可以伸入墨水容器的墨水中。浸入端部例如可以从活塞延伸通过或穿过底部区段。还可以考虑其他的变型方案，其中，浸入端部没有穿过底部区段，而是被不同地引导。为此，可以出现使用可弯曲的连接管路，该连接管路利用端部与活塞一起运行，并且利用相反的端部至少尽可能固定。

为了在墨水容器中不形成过压，在墨水容器与泵单元之间可以例如以一个或多个开口的形式设置排气开口。开口可以例如在凸缘中实现为缝隙或孔，泵单元利用凸缘位于墨水容器上。

在优选的实施方式中，弹簧元件是压力弹簧，并且布置在底部区段与活塞之间。在此，底部区段可以具有凹陷部或凹部，压力弹簧的端部可以引入其中。活塞也可以具有凹部、槽或其他的凹陷部，其可以容纳压力弹簧的相反的端部。压力弹簧特别优选地是螺旋弹簧或锥形弹簧，其可以使活塞从底部区段移动离开。活塞的不期望的挤出基本上通过形状锁合实现。压力弹簧的端部可以暴露并且例如通过定位而定心在凹陷部或其他的几何特征中。然而也可能的是，弹簧元件利用其两个端侧的端部紧固，从而活塞从气缸的拉出或弹出是不可能的。例如，压力弹簧可以在两侧被粘贴。优选地，其弹簧常数被调整为，使得用户可以轻松地压入活塞，并且压力弹簧在此不会与过大的阻力相抗。类似地，压力弹簧也应是如此牢固的，从而使得用户可以轻松地将自来水笔插到接头上，而活塞没有移动。

在有利的实施方式中，活塞具有第一密封体，第一密封体布置在指向底部区段的侧面上。第一密封体例如可以环形地设计，并且包围活塞的一部分。第一密封体例如可以形状锁合地与活塞连接。粘贴或其他的连接然而同样可以是可行的。第一密封体可以具有外部的径向的凸出部，其与气缸的内壁面接触。替代一个或多个凸出部地，整个第一密封体也可以与气缸的内壁对齐地接触。整个第一密封体也可以与气缸的内壁对齐地接触。由此可靠地阻止了，来自空气腔的空气通过活塞从填充系统逸出。密封体可以由天然或合成橡胶或类似的橡胶材料制成。

在有利的实施方式中，浸入端部轴向滑动地引导通过布置在底部区段中的第二密封体。因此，空气腔的密封可以在底部区段的区域中执行，而不会取消与墨水体积和墨水通道的流体连接。第二密封体可以在简单的情况下是密封环，其具有矩形的、圆形的或X形的轮廓横截面。其他的轮廓横截面是可想到的。

此外，在活塞的中性位置以外，浸入端部的密封区段位于第二密封体中，其中，其中，浸入端部具有溢流区段，溢流区段沿活塞的方向与密封区段相邻地布置，并且至少局部具有用于将墨水从空气腔引导通过底部区段的变细部。溢流区段在中性位置中位于第二密封体内，并且因此当活塞位于其中性位置时，不能导致相对于浸入端部的密封。在中性位置，活塞通过弹簧元件沿开口的方向被挤压。位于空气腔中的墨水可以从底部区段通过溢流区段流入墨水容器中。当在填充自来水笔时，基于活塞行程使太多的墨水从墨水容器吸出，从而墨水部分完全流过墨水芯并且进入空气管路中时，这例如可能是需要的。因此，墨水随后进入空气腔中，并且可以从那里流出。如果活塞沿底部区段的方向被挤压，那么密封区段利用第二密封体被覆盖，并且空气腔为了产生对于填充过程所需的过压又被密封。

为了确保墨水芯总是被填充满，空气腔的体积可以大于待填充的墨水芯的体积。

特别优选地，第一接头和第二接头可以相互同中心地设置。因此，用户不能够将自来水笔错误地插装到第一和第二接头上，因为每个旋转位置适用于建立连接。

此外，第一接头可以布置在第二接头内部，并且延伸超出第二接头。这可以促进自来水笔的放置，并且实现两个接头的足够的分离。

在有利的实施方式中，第一接头和第二接头布置在导入套筒中，导入套筒布置在活塞的背对空气腔的侧面上。导入套筒可以从活塞的上侧凸出，或构造在其中。上侧在此可被视为气缸的与底部区段相反的侧面。导入套筒允许自来水笔到填充系统中的简单的直观的导入。

在导入套筒与活塞之间可以布置有至少一个第三密封体。第三密封体允许密封自来水笔至两个接头的相应的管路。然而，第三密封体也可以是自来水笔的一部分。

此外有利的是，浸入端部的布置在底部区段的背对空气腔的侧面上的第一区段具有比第二区段更大的外直径，第二区段在活塞的中性位置的情况下布置在空气腔中。通过更大的外直径可以构造出凸缘，其例如可以从下方，即从背对空气腔的侧面贴靠到底部区段上。然而，在底部区段与浸入端部的第一区段之间也可以存在附加的主体、例如密封体或间隔保持器。如果活塞和浸入端部相应被设计并且相互适配，那么能够实现活塞的意外的拉出以及活塞与开口的对齐。

在实施方式中，空气通道和墨水通道可以至少部分相互径向错开地布置在活塞中。空气和墨水在活塞内的引导因此可以得到简化。

有利的是，气缸在其外侧具有凸缘，用于将气缸对齐地放置到墨水容器的开口边缘上。尤其在高质量的墨水容器中，可以实现气缸与墨水容器之间的和谐统一。可想到的是，气缸适配用于，利用螺纹环直接紧固在墨水容器上。随后，填充系统和墨水容器是连贯的单元。附加的盖随后可以旋拧到开口上。

本发明还涉及一种书写工具系统，该书写工具系统具有根据之前的描述的填充系统和自来水笔，其中，自来水笔具有离合装置和带有第一片段和第二片段的墨水芯，其中，离合装置与第一片段和第二片段连接，并且能够与第一接头和第二接头连接，从而能够建立在第一接头与第一片段之间和在第二接头与第二片段之间的流体连接。

本发明还涉及一种用于填充自来水笔的方法，该方法具有以下步骤，连接泵单元的第一接头与自来水笔中的至少一个墨水芯的第一接头，连接泵单元的第二接头与自来水笔中的至少一个墨水芯的第二接头，将第二接头浸入墨水容器的墨水中，将具有过压的空气导入第一接头中，用以将位于至少一个墨水芯中的残余墨水经由第二接头排空到墨水容器中，并且在第一接头上产生负压，用以经由第二接头将墨水吸入至少一个墨水芯中。

如之前阐述的那样，由此可以实现自来水笔中的墨水芯的完全的填充。由于过压，将残余量的墨水经由第二接头从墨水芯运输出。负压的随后的提供然而导致将墨水经由第二接头吸入墨水芯中。第一接头为此可以与泵单元连接，泵单元设计用于提供具有过压的空气并且随后提供负压。如果第一片段和第二片段位于墨水芯的相互对置的端部上，那么墨水芯的位于它们之间的整个体积可以被填充以墨水。此外可提出的是，至少一个墨水芯也表明多于一个的可相互连接的墨水芯。第一片段和第二片段可以布置在墨水芯的整个布置的相互对置的端部上，从而通过所提到的方法使墨水芯的整个布置填充以墨水。

与之前的实施方案类似地，空气的导入和负压的产生可以通过泵单元进行，泵单元具有气缸和在其中能轴向移动的且弹簧加载的活塞，活塞由用户按压以导入空气并且松开以产生负压。

附图说明

本发明的另外的特征、优点和应用可能性由随后对实施例和附图的描述得到。在此，所有描述的和/或在附图中示出的特征单独且以任意的组合也与其在各个权利要求或其引用中的组合无关地形成本发明的主题。此外在附图中，相同的附图标记代表相同的或类似的对象。

图1以截面图示出了填充系统。

图2和图3a示出了墨水容器和填充系统，没有(图2)并且具有(图3a)放置的自来水笔。

图3b示意性示出了用于使用填充系统的自来水笔的装备。

图4和图5示出了将自来水笔放置到填充系统上的过程。

图6以细节图示出了填充系统中的溢流。

具体实施方式

图1示出了用于自来水笔4的填充系统2。填充系统2具有泵单元6，其可以放置到墨水容器8上。泵单元6具有气缸10，气缸具有底部区段12和与底部区段12相反的开口14。

可轴向移动地布置的活塞16位于气缸10中。该活塞局部示例性地具有径向的凸出部18，其可以在气缸10的槽20中滑动。由此实现气缸16的扭转固定。

在活塞16的下侧22布置有第一密封体24。该第一密封体形状锁合地与活塞16连接。为此，第一密封体24具有环绕的径向的槽26，活塞16的环绕的径向的凸出部28延伸到该槽中。第一密封体24具有两个环形的并且彼此间隔开的径向环绕的密封唇30，其导致与气缸10的内壁32的面接触。由此，在底部区段12与活塞16的下侧之间形成空气腔34，在空气腔中，空气通过活塞16的移动被加载压力。

在图1中，活塞16位于中性位置中，在该中性位置中，活塞基本上与气缸10的开口14对齐。在底部区段12与活塞16之间存在压力弹簧36，其始终又将活塞16挤回中性位置中。压力弹簧示例性地实施为螺旋弹簧。

空气通道38从空气腔34通过活塞延伸到第一接头40。该第一接头可以以小管的形式设计。与之分离的墨水通道42通过底部区段12和活塞16延伸到第二接头44。第二接头优选与第一接头40同中心地设计，其中，两个接头的开口是彼此间隔开的。第一接头40的开口伸出第二接头44的开口。这然而也可以是相反的。

墨水通道42具有浸入端部46，其从活塞16凸出。浸入端部46设置用于伸入墨水容器8中，墨水体积位于该墨水容器中。如果活塞16由用户沿底部区段12的方向挤压，那么空气腔34的体积减小。为了补偿空气压力，空气可以流入空气通道38中，并且在那里被引导到第一接头40。在那里设置有自来水笔4的空气管路46，其在此与空气通道38流体连接，从而空气从空气通道38流入那里。

自来水笔4的在此未示出的墨水芯与空气管路46连接，并且同样与墨水管路48流体连接。此外，残余墨水从自来水笔4的墨水芯被引导到第二接头44和进而墨水通道42中。其随后流入墨水容器8中。在松开活塞16时，由于将活塞16挤回到中性位置中，在空气通道38处形成负压，从而通过与墨水管路48和墨水通道42的流体连接，将墨水吸入墨水芯中。因此，自来水笔4可以通过简单插装到填充系统2中、压入并且松开活塞16而被填充。

浸入端部46轴向滑动地被引导通过集成在底部区段12中的第二密封体50。因此，可以实现空气腔34相对于墨水容器8的密封。浸入端部在浸入端部46的第一区段52中具有比第二区段54更大的直径，第二区段布置在浸入端部46的面对活塞16的侧面上。由此形成一种凸缘56，通过凸缘，浸入端部46可以对齐地贴靠到第二密封体50或附加的止挡部58上。

气缸10在外侧60具有凸缘62，用于将气缸10对齐地放置到墨水容器8的开口边缘64上。气缸10的伸入墨水容器8中的部分具有外直径，其适配于墨水容器8的内直径，从而气缸10尽可能无间隙地位于墨水容器8中。

自来水笔4示例性地具有两个第三密封体66，如果自来水笔4插装到新的系统2上，那么第一接头40和第二接头44延伸通过第三密封体。密封体也可以是填充系统2的一部分。

图2示出了在墨水容器8上的填充系统2。在此设置有螺纹环68，以便将填充系统2紧固在墨水容器8上。为此，墨水容器8具有螺纹70(也参见图1)。为了简化自来水笔4到填充系统2上的引导，填充系统具有伸出开口14的导入套筒72。如果自来水笔4被插装，那么可以建立与接头40和44的连接。

在图3a中可看到，如何实现自来水笔4与填充系统2的连接过程。这在随后的图4和图5中更详细地示出。在那里，自来水笔4具有两个第三密封体66，其在图4中的位置中还没有与两个接头40和44连接。在图5中，自来水笔4对齐地插到填充系统2上，从而自来水笔4的下棱边74与填充系统的容纳面76抵靠。随后，活塞16可以被下压，以便开始填充过程。

图3b非常示意性地示出了墨水芯82，其具有第一片段84和第二片段86，第一片段和第二片段在该示例中布置在墨水芯82的相互对置的端部上。第一片段84可以与空气管路88连接，第二片段86可以与墨水管路90连接。空气管路88和墨水管路90可以汇集在离合装置92中，离合装置可以与第一接头40和第二接头44耦联。由此，空气管路88和第一接头40相互连接，并且墨水管路90与第二接头44相互连接。图示示意性地理解。离合装置92也可以设置两个管路88和90的同心的布置。

图6最后示出了，浸入端部46具有溢流区段78。该溢流区段沿活塞16的方向与密封区段54相邻地布置，并且位于第二密封体50中，从而在活塞16的中性位置中，间隙是敞开的。如果活塞16被操纵，那么密封区段54移动到第二密封体50中，并且因此密封空气腔34。溢流区段78至少局部具有变细部，从而墨水可以从空气腔34通过底部区段12，经由溢流区段78进入墨水容器中。如果在自来水笔4的填充时，过多的墨水从墨水容器8被吸入墨水管路48中，那么当活塞16还没有再次返回其中性位置时，墨水可以进入空气腔34中并且从那里又流出。

补充地要指出的是，“具有”不排除其他的元件或步骤，并且“一”或“一个”不排除多个。此外要指出的是，参考上述的实施例之一描述的特征也可以与上述的其他实施例的其他特征组合地使用。权利要求中的附图标记不应被视为限制。

附图标记

2填充系统

4自来水笔

6泵单元

8墨水容器

10 气缸

12 底部区段

14 开口

16 活塞

18 活塞的径向的凸出部

20 槽

22 下侧

24 第一密封体

26 径向的槽

28 环绕的凸出部

30 径向的密封唇

32 内壁

34 空气腔

36 压力弹簧

38 空气通道

40 第一接头

42 墨水通道

44 第二接头

46 浸入端部

48 墨水管路

50 第二密封体

52 第一区段

54 第二区段

56 凸缘

58 止挡部

60 外侧

62 凸缘

64 开口边缘

66 第三密封体

68 螺纹环

70 螺纹

72 导入套筒

74 下棱边

76 容纳面

78 溢流区段

80 密封区段

82 墨水芯

84 第一片段

86 第二片段

88 空气管路

90 墨水管路

92 离合装置