具有快速填充接头的自来水笔的制作方法

本发明涉及一种具有快速填充接头的自来水笔及具有自来水笔和供墨装置的书写工具系统。

背景技术：

1、具有笔尖单元的高质量书写工具通常会具备一个活塞芯，可以将活塞芯浸入墨水容器中，并通过转动与笔尖单元相对设置的锥体来进行填充。填充过程结束后，最好对笔尖单元进行清洁。在使用这种自来水笔时，例如在商用飞机上，巡航高度的压力明显低于地面，由于活塞芯受到减压作用，墨水可能会从笔尖单元中泄漏。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种至少部分地解决上述缺点的自来水笔。与此同时，自来水笔要尽可能易于使用。

2、上述目的通过具有独立权利要求1所述特征的自来水笔来实现。从属权利要求和以下的描述中示出了优选实施例及改进。

3、本发明提供一种具有快速填充接头的自来水笔，包括：笔尖单元；壳体，在内部形成主芯及书写芯；可旋转的锥体，设置在自来水笔的背向笔尖单元的端部上；以及接头，用于将壳体套装在供墨装置上，其中，在书写芯和主芯之间设有第一密封单元，其可选择性打开和关闭，以通过主芯填充书写芯；其中在书写芯和笔尖单元之间设有第二密封单元，其可选择性打开和关闭，以向笔尖单元供应墨水；其中在主芯和接头之间设有第三密封单元，其可打开和关闭，以至少填充主芯；并且，锥体连接到机构，机构被设计成控制至少第一密封单元及第二密封单元的打开状态。

4、笔尖单元应理解为由笔尖和供墨器组成。笔尖被推入或插入到供墨器，并且与供墨器的导流毛细管中的墨水流体连接。

5、壳体提供书写工具的基本外部形状，也可以被称为外壳。在书写时，使用人员会握住壳体或外壳。本发明的自来水笔的一个特点在于，笔芯分为主芯和书写芯。例如，书写芯可以直接流体连接到笔尖单元并向其提供墨水。

6、书写芯的尺寸可以明显小于常规尺寸的活塞芯。而且，书写芯仅用于向笔尖单元临时提供墨水。因此，与传统的活塞芯相比，体积明显更小的书写芯可以显著减小低压对其的影响。通过选择性地与主芯建立流体连接，可以在用完自来水笔时直接在自来水笔的内部进行再填充。

7、锥体与壳体齐平闭合，并且，优选地，具有与壳体相切的表面形状。使用人员可以握住壳体并通过转动锥体来实现上述功能。

8、因此，本发明的自来水笔被设计为通过关闭第一及第三密封单元并打开第二密封单元来进入书写状态。通过打开第一密封单元并关闭第二密封单元和第三密封单元，可以将墨水从主芯再填充到书写芯。此时，自来水笔应略微倾斜，使笔尖朝下。通过打开第一及第三密封单元并关闭第二密封单元，可以将墨水通过接头供应到主芯和书写芯。因此，自来水笔的填充并非通过笔尖单元，而是通过接头来实现。在上述填充过程中，可以提供打开和关闭密封单元的特定顺序，以防止可能的压力差导致墨水泄漏。

9、作为供墨装置，可以使用一种从单独的容器供应墨水的填充系统。它可以是机械式的，也可以是电动的。供墨装置可具有空气通道和墨水通道，每个通道可分别设计为一个小管。空气通道可以同心地位于墨水通道内。通过空气通道释放一定量的空气可能有助于冲洗笔芯中的墨水，从而完全清空自来水笔。通过随后从空气通道中抽吸空气，墨水可以通过墨水通道被吸入，使墨水从容器流入笔芯。在此情况下，优选地，使空气或墨水量匹配特定的自来水笔，以将笔芯完全充满。此时，自来水笔的方向应为笔尖朝上。在使用上述填充系统时，可以在为自来水笔填充墨水之前，预先将自来水笔中剩余的墨水转移到容器中。

10、特别优选地，书写芯设置在笔尖单元和主芯之间。由此，书写芯直接或几乎直接设置在笔尖单元上。笔尖单元和书写芯之间仅存在第二密封单元，当第二密封单元被打开时，用于向笔尖单元供应墨水或进行清洁，而当关闭时，用于再填充书写芯。

11、优选地，当锥体设置在壳体时，锥体可拆卸，接头被隐藏。因此，只有当锥体被移除时，接头才能被看到和使用。这不仅改善了自来水笔本身的外观，还很好地保护了接头免受灰尘污染。

12、第一密封单元可以具有套筒及形状互补的第一密封体，第一密封体可线性地移入和移出套筒。由此，第一密封体可以被带入套筒的内部，并且可以与套筒形成径向密封，例如，通过环绕的密封环等。通过将第一密封体移出套筒，可以打开第一密封单元。在相反的方向上，当第一密封体被推入套筒时，开口可以被关闭。因此，只需要进行轴向运动就可以形成或打开密封。可以提供一种漏斗形的入口端，以将第一密封体特别简单地导入套筒。

13、优选地，机构包括纵向位移元件，纵向位移元件连接到第一密封体并被设计成在壳体内线性位移。因此，通过简单地移动纵向位移元件即可操作第一密封单元。通过沿着中心轴线或平行于中心轴线设置第一密封单元，也可以从设有锥体的壳体一端操作第一密封单元。

14、在一个优选实施例中，第二密封单元包括第二密封体及在内部设有通孔的密封面，其中，第二密封体可线性地压在密封面上一覆盖通孔。因此，在书写芯和笔尖单元之间可以仅设置一个通孔，其可以选择性地被第二密封体覆盖。第二密封体可以由弹性材料组成，其可以沿轴向压在通孔上。由此，可以防止墨水从书写芯流入笔尖单元。

15、特别优选地，第一密封体和第二密封体通过弹簧连接在一起，弹簧施加轴向弹簧力。由此，第一密封体的运动可以与第二密封体的运动相结合。若第一密封体沿笔尖单元的方向轴向移动，则位于第二密封体和第一密封体之间的压力弹簧可以使第二密封体沿通孔的方向移动。在第二密封体与密封面的表面接触后，可以容易地实现第一密封体的连续运动，以便间隔一段时间后从套筒中引出第一密封体。在此情况下，只有弹簧被压缩，第二密封体被更牢固地压在通孔上。这种方式大大简化了机构。

16、在一个特别优选的实施例中，第一密封单元及第二密封单元可以彼此相对地处于书写状态、再填充状态及清洁状态，其中，处于书写状态时，第一密封单元关闭，第二密封单元打开；处于再填充状态时，第一密封单元打开，第二密封单元关闭；并且，处于清洁状态时，第一密封单元及第二密封单元同时打开。优选地，书写状态和再填充状态可以通过将圆锥体转动到特定位置来实现。清洁状态是自来水笔被设计为用清洗液冲冲洗整个自来水笔的状态。将自来水笔和接头放置在清洗装置后，清洗装置会引导冲洗液进行清洗。优选地，该清洁装置不应直接用锥体来调节，而是特别地在移除锥体等之后通过隐藏的触发装置来调节，例如通过使用适合目的的工具。

17、在一个同样优选的实施例中，纵向位移元件连接到凸轮套筒，凸轮套筒可借助锥体旋转，以使纵向位移元件进行线性位移。因此，纵向位移由凸轮套筒来实现，其具有移动凸轮等的凸轮。通过转动锥体，可以转动凸轮套筒，使其内部的凸轮沿轴向移动。为了防止由凸轮驱动的主体上发生扭曲，最好沿着纵向引导凸轮套筒。

18、在一个优选实施例中，第三密封单元包括至少一个由橡胶弹性材料制成的密封件，密封件在内部贯穿有通道。第三密封单元可以被输送墨水和/或空气等的小管贯穿。橡胶弹性材料可以是弹性体或至少在室温下具有弹性体特性的材料。

19、优选地，第三密封单元包括在纵向上彼此隔开的两个密封件，每个密封件都具有一个通道，通道的直径在背离接头的方向上变小；其中靠近接头的第一密封件的通道可与主芯流体连接，背离接头的第二密封件可与书写芯流体连接。由此，具有不同长度的两条同轴管道可以与两个密封件接触。当第一密封件允许输送空气，第二密封件可被用于输送墨水。

20、优选地，纵向位移元件为中空，并且能够建立书写芯和第二通道的流体连接。因此，纵向位移元件可以输送空气，或者也可以根据设计输送墨水。由于具备了双重功能，可以很好地利用自来水笔内部有限的安装空间。

21、此外，锥体可以通过卡口锁进行拆卸。它转动平稳且坚固，因此可以反复地进行操作。卡口锁可以轻松地安装和拆卸。

22、本发明还涉及一种书写工具系统，包括自来水笔及供墨装置，供墨装置包括空气通道及墨水通道，墨水通道与空气通道隔开并且可由第三密封单元引导密封，其中，供墨装置被设计为将空气引入空气通道并从空气通道中吸出空气；墨水通道可与墨水容器流体连接。