DE2405970A1

DE2405970A1 - Schreibstift mit tinten-injektionseinrichtung

Info

Publication number: DE2405970A1
Application number: DE19742405970
Authority: DE
Inventors: Edward Bok
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-02-19
Filing date: 1974-02-08
Publication date: 1974-08-22
Also published as: JPS5030628A; FR2218202A1; FR2218202B1; US3905709A; AU6556274A

Description

Schreibstift mit Tinten-Injektionseinrichtung

Die Erfindung betrifft einen Schreibstift mit einem kompressibien freien Tintenreservoir, einem geschlossenen Tintenreservoir, einer mit dem geschlossenen Tintenreservoir in Verbindung stehenden Schreibspitze, einem Entlüftungssystem zwischen dem geschlossenen Tintenreservoir und der Atmosphäre, einem das freie Tintenreservoir und das geschlossene Tintenreservoir verbindenden Kanal zur periodischen Oberführung von Tinte aus dem freien Tintenreservoir in das geschlossene Tintenreservoir und einem System zur wirksamen Steuerung der Tintenmenge und des Druckes in dem geschlossenen Tintenreservoir.

In der USA-Patentanmeldung Nr. 396 149 vom 11. September 1973 des Anmelders der vorliegenden Anmeldung ist ein Schreibstift beschrieben, der ein erstes Tintenreservoir aufweist und bei dem die Konusendkammer als zweites Tintenreservoir ausgebildet ist, wobei ein nicht hydraulisch wirkender Injektionskanal funktionsmässig den unteren Teil des ersten Tintenreservoirs mit dem unteren Teil des zweiten Tintenreservoirs verbindet.

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Ein Entlüftungssystem erstreckt sich vom unteren Ende des zweiten Reservoirs aus nach oben und weist einen Pufferraum zum Speichern von Tinte auf, wobei dieser Pufferraum außerdem auch als Verschlußeinrichtung dient, die das Austreten von Tinte aus dem Entlüftungssystem in die Entlüftungsöffnung verhindert.

Nach der vorliegenden Erfindung ist der Schreibstift mit einem freien Tintenreservoir versehen, während das untere Ende des Stifts als geschlossenes Tintenreservoir ausgebildet ist. Die Schreibspitze steht in Verbindung mit dem geschlossenen Tintenreservoir. Ein nicht hydraulisch wirkender Injektionskanal verbindet wirkungsmässig den unteren Teil des freien Tintenreservoirs mit dem unteren Teil des geschlossenen Tintenreservoirs derart, daß das freie Tintenreservoir kompressibel ist, um periodisch über den Injektionskanal eine begrenzte Tintenmenge in das geschlossene Reservoir zu überführen. Das Entlüftungssystem erstreckt sich nach oben in den oberen Bereich des geschlossenen Tintenreservoirs und über den Quer-Entlüftungskanal, welcher die Entlüftungsöffnung in der Seitenwand des Schreibstifts mit dem Entlüftungssystem verbindet. In dem geschlossenen Tintenreservoir sind Kapillar-Tinten-Pufferkanäle vorgesehen, die als Teil des Entlüftungssystems mit dem Entlüftungskanal des Entlüftungssystems in Verbindung stehen. Der Quer-Entlüftungskanal ist mit dem Entlüftungskanal verbunden. Ein Teil der Tinten-Pufferkanäle kann in stärkerem Maße kapillar sein, unter der möglichen Verwendung eines Tampons, wodurch diese Tinten-Pufferkanäle kapillar mit dem Tintenkanal der Schreibstiftspitze verbunden sind. Da der Entlüftungskanal weniger kapillar ist als die Tinten-Pufferkanäle, bleibt dieser Kanal, und zwar speziell in Nähe des Quer-Entlüftungskanals, frei von Tinte. Während Veränderungen der Lage des Schreibstifts fließt keine Tinte durch diesen Kanal hindurch, sondern wird vielmehr aus diesem angesaugt durch die Kapillarwirkung der angeschlossenen Pufferkanäle. Nach jeder Tinteninjektion in das geschlossene Tintenreservoir werden die Puffer-

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kanäle mit frischer Tinte gespeist, die sich mit der Resttinte vermischt. Auf diese Weise bleibt die Tinte in den Pufferkanälen in flüssigem Zustand und kann teilweise verdampfen, wodurch in dem Entlüftungssystem dampfgesättigte Luft erhalten werden kann, so daß unter normalen Bedingungen hierin keine Verstopfung mit Tinte eintreten kann. Dieses Merkmal ermöglicht es, daß das Entlüftungssystem und der Tinten-Injektionskanal Teil des Schreibstifts sind, ohne daß eine periodische Reinigung derselben erforderlich ist, und außerdem auch die Verwendung von großen, preisgünstigen Wegwerf-Tintepatronen, die an einem der- ■ artigen Schreibstift zu befestigen sind. Außerdem ist das untere Ende des Tinten-Injektionskanals mit den Tinten-Pufferkanälen verbunden, wodurch nach der Injektion von Tinte durch das anschliessende automatische Ansaugen von Tinte und Luft die Rückkehr von nicht eingeschlossener Tinte aus diesen Kanälen in das freie Tintenreservoir ermöglicht w.ird. Als Ergebnis davon enthält das geschlossene Tintenreservoir keine freie Tinte, mit idealen Konstruktionen für Füllfederhalter und andere Schreibstifte mit geschlitzten Schreibspitzen, stylografische Federn mit Federn großer Stärke und Halter mit faserförmigen Schreibstiftspitzen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Figur 1 ist ein vertikaler Schnitt durch einen Schreibstift nach der Erfindung.

Figur 2 ist ein Querschnitt entlang der in Figur 1 eingetragenen Linie 2-2.

Figur 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Figur 1.

Figur 4 ist ein Querschnitt durch den Schreibstift entlang der Linie 4-4 in Figur 1.

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Figur 5 ist ein vergrößerter Querschnitt durch den Tinten-Puffer.

Figur 6 ist ein Querschnitt durch den Schreibstift entlang der Linie 6-6 in Figur 1.

Figur 7 ist ein vertikaler Schnitt eines anderen Ausführungsbeispiels des unteren Endes des Schreibstifts.

Figur 8 ist ein Querschnitt durch den Schreibstift entlang der Linie 8-8 in Figur 7.

Figur 9 ist ein vertikaler Schnitt durch das untere Ende eines v/eiteren Ausführungsbeispiels eines Schreibstifts mit Faserspitze.

In Figur 1 ist der Schreibstift nach der Erfindung insgesamt mit 10 bezeichnet; er besteht aus einem Halter 12 mit Konusende 14 und Schreibspitze 16. Mittels Schraubgewinde 18 ist an dem Halter 12 die Wegwerf-Tintenpatrone 20 befestigt, die als freies Tintenreservoir dient. Am unteren Ende des Halters ist eine Schutzkappe 22 befestigt.

Wie in den Figuren 1 und 4 gezeigt, befindet sich in dem Halter 12 eine Kammer 24, in der ein Pufferblock 26 befestigt ist. Dieser Pufferblock 26 enthält eine gros3e Anzahl von kapillaren Tinten-Pufferkanälen 28, wie dies im einzelnen in Figur 5 gezeigt ist, welche an ihren oberen Enden 30 in einer Verbindungskamuier 32 enden.

Innerhalb des flexiblen Konusendes 14 ist eine Vielzahl von Tintennuten 34 vorgesehen, wie dies in Figur 6 dargestellt ist, welche über die zentralen Tintennuten 36 die Tinten-Pufferkanäle 28 mit dem Tintenkanal 38 der Metal 1-Schreibstiftspitze verbinden.

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Die Schreibspitze 16 ist mit ihrem oberen Ende in eine entsprechende Mut 40 der inneren Kerbe 42 des Halters 12 eingepreßt, wodurch die Seiten 44 der Spitze entlang dem unteren Ende 46 der Kerbe 42 geführt sind, wie Figur 4 erkennen läßt. Auf diese Weise und auch durch den Kanal 48 der Schreibspitze durch den Boden 50 des Konusendes wird eine exzellente Befestigung der Schreibspitze 16 am Halter 12 erzielt.

In der oberen Kammer 52 des Halters 12 ist der Injektionsblock 54 angeordnet. Dieser Injektionsblock 54 ist mit einer Spiralnut 56 versehen, deren Trennwände 58 sich gegen die innere Seitenwand 60 der Kammer 52 andrücken, wodurch das Injektionskanal-Segment 62 gebildet wird, das mit seinem unteren Ende 64 in Wirkungsverbindung steht mit dem in der Kerbe 42 vorgesehenen .Injektionskanal-Segment 66. Das obere Ende des Kanal-Segments 66 ist mit dem zentralen Injektionskanal-Segment 70 verbunden, das in der oberen Verlängerung des Injektionsblocks 54 vorgesehen ist.

Die leckfreie Abdichtung der Innenseite des Blocks 54 wird bewirkt durch Flanschen 74 und 76, die an die innere Seitenwand 60 der oberen Kammer 52 gepreßt werden.

Im Boden 78 der Tintenpatrone 20 befindet sich ein zentraler Kanal 80, in den eine Dichtungskugel 82 eingepreßt ist, deren Lage mit (82) bezeichnet ist. Wenn die Tintenpatrone 20 auf den Halter 12 aufgeschraubt wird, so bewegt sich der Vorsprung 72 im Kanal 80 nach oben unter entsprechender Verschiebung der Kugel 82 nach oben, bis diese sich aus dem Kanal 80 herausbewegt hat.

Als Ergebnis hiervon steht dann das geschlossene Tintenreservoir 24 über den Injektionskanal 66, 56, 70 in Wirkungsverbindung mit der Innenseite der als freies Tintenreservoir dienenden Tintenpatrone 20.

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Die Seitenv/and 84 der Tintenpatrone 20 ist flexibel und derart profiliert, daß zwei Wandsegmente 86 und 88 gebildet werden, wie dies aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist. Die Wandsegmente 86 und 88 sind mit Begrenzungsanschlägen 90 und 92 versehen, welche die maximal mögliche Zusatnmenpressung der Wandsegmente 86 und 88 aufeinander zu begrenzen.

Im folgenden soll nun die Arbeitsweise des Schreibstifts beschrieben werden. Nach der Befestigung der Tintenpatrone 20 an dem Halter 12 werden die Seitenwandsegmente 86 und 88 in Richtung aufeinander zu nach einwärts gedrückt, wodurch das Volumen der Tintenpatrone 20 verringert v/ird. Die mit 94 bezeichnete Tinte wird aus der Tintenpatrone 20 über die Injektionskanäle 70, 56, 66 in die Tintentransportnuten 34 gedrückt und von hieraus durch Kapillarwirkung in die Tinten-Pufferkanäle 28 gesaugt.

Da das Kompressionsvolumen der Tintenpatrone 20 nur geringfügig größer ist als das Puffervolumen des Injektionskanals 66, 56, 70, ist auch das Volumen der injizierten Tinte begrenzt auf Mengen von etwa 150 mm^, während die gesamte Tinten-Aufnahmefähigkeit der Kanäle 28 etwa 400 mm beträgt. So wird nach der ersten Tinteninjektion der Tintenspiegel 96 erreicht, während nach einer nachfolgenden, jedoch nicht notwendigen, Tinteninjektion ein Tintenspiegel 98 erreicht wird. Nach einer weiteren Tinteninjektion sind die Kanäle 28 restlos gefüllt, und etwas Tinte tritt in den zentralen Entlüftungskanal 100 über, Jedoch ist die maximale Lange der Tintensäule in diesem Kanal in einem derartigen Maße begrenzt, daß der Tintenspiegel den Quer-Entlüftungskanal 102 nicht erreichen kann. Wenn in der Tinten-Injektionsstellung - die auch die normale Gebrauchsstellung des Schreibstifts ist - nach einer solchen Tinteninjektion die Ausübung der Kompressionskraft auf die Seitenwandsegmente 86 und 88 beendigt wird, so kehrt die Wand 84 infolge ihrer Elastizität in ihre Normallage zurück. Hierdurch wird

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sämtliche freie Tinte in dem Ent!Uftungskanal 100 automatisch durch Saugwirkung entfernt, und nur hiernach kann das Ansaugen von Entlliftungsluft in das freie Tintenreservoir 20, zwecks Ersetzung der injizierten Tintenmenge, stattfinden. Infolgedessen kann also keine freie Tinte in dem geschlossenen Tintenreservoir 24 zurückbleiben.

Der Tintentransportkanal 38 in der Schreibspitze 16 ist in einem stärkeren Maße kapillar als der größte Teil der Tinten-Pufferkanäle 28 und der Tinten-Transportnuten 34 und 36, Dies hat während der Benutzung des Schreibstifts die Folge, daß Tinte aus den Kanälen 28 über den Kanal 38 und die Tinten-Transportnuten 36 abgesaugt wird.

Da der Halter 12 aus transparentem Werkstoff hergestellt ist, kann man den Tintenspiegel in den,äußeren Kanälen 28 klar sehen, und auf diese Weise kann die richtige Menge der Tinteninjektion bestimmt werden.

Da nur eine einzige Tinteninjektion für eine lange Benutzungsdauer des Schreibstifts erforderlich ist, kann die verbleibende Pufferkapazität der Kanäle 28 als Puffer zur Ansammlung von Tinte dienen, die während extremen Temperatursteigerungen oder Drucksteigerungen aus der Tintenpatrone 20 herausgedrückt wird.

Die Abdichtung der Entlüftungsöffnung 108 in der Seitenwand des Halters 12 und des Tinten-Transportkanals 38 in der Schreibspitze 16 werden erzielt durch die Schutzkappe 22,- die, wenn sie in ihrer Befestigungslage gegenüber dem Halter 12 ist, mit ihrem Flansch 110 dichtend gegen den flexiblen Flansch 112 des Konusendes 14 gedrückt wird, während ihr Seitenwandsegment 114 gegen den die Entlüftungsöffnung 108 umgebenden Flansch gedrückt wird.

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Nach der Anbringung der Schutzkappe 22 kann die darin befindliche Luft über die öffnung 118 in der Seitenwand der Kappe 22 entweichen.

Im Erfindungsunifang liegen auch andere Methoden zur Befestigung der Kappe und für die Abdichtsysteme.

Außerdem kann ein Teil der Kapillarkanäle 28 eine stärkere Kapillarwirkung haben als die übrigen dieser Kanäle. Es können diese ausgewählten Kapillarkanäle 28, möglicher Weise auch alle derselben, aus Kapillar-Fasermaterial oder Tamponmaterial gebildet werden. Dies ist in Figur 9 dargestellt, welche eine aus Fasermaterial gebildete Schreibspitze 130 zeigt, die sich nach oben bis in das untere Ende 132 eines kapillaren Tampons 134 erstreckt.

In Figur 7 ist das untere Ende einer Stylographie-Zeichenfeder 10' gezeigt, wobei das Konusende 14' mit der Schreibspitze 16' lösbar an dem Halter 12' befestigt ist, um ein Ersetzen oder Reinigen des Halters 12¹ zu ermöglichen.

Ein Reinigungsdraht 120 ist im Tintenkanal 33' der Schreibspitze 16' angeordnet und ist durch eine Schüttelbewegung des Nadelgewichts 122 verschiebbar. Durch eine Platte 124 ist dieses Nadelgewicht 122 in der Endkonuskammer 126 gehalten. In dieser Platte 124 sind die Tintentransportnuten 34' und 36' in der in Figur 8 gezeigten Art und Weise angebracht; sie verbinden die Kapillarkanäle 28' mit dem Injektionskanal Segment 66' und außerdem die Kanäle 28' mit der das Nadelgewicht 122 umgebenden Kapillarkammer 128.

Im Rahmen der Erfindung kann in Betracht gezogen werden, den Halter 12' und das freie Tintenreservoir 20 als Teil einer Wegwerfeinheit auszubilden. Außerdem kann die stylografische

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Schreibstiftspitze innerhalb des Rahmens der Erfindung abgewandelt werden, beispielsweise in Form einer Spitze, mittels derer die Nadel seitlich verschiebbar ist, und es kann für eine solche Spitze ein flexibles Material benutzt werden. Dadurch kann das untere Ende der Nadel mit einer Kugel versehen werden, um eine leichte Bewegung der Nadel über die Schreibfläche zu ermöglichen. Außerdem können auch der Halter, die Schreibspitze und das freie Tintenreservoir zu einer Wegwerfeinheit gehören.

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Claims

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Patentansprüche

©Schreibstift mit Tinten-Injektionseinrichtung, gekennzeichnet durch ein freies Tintenreservoir (20), ein geschlossenes Tintenreservoir (24), eine mit dem geschlossenen Tintenreservoir in Verbindung stehende Schreibspitze (16, 16'), eine von dem geschlossenen Tintenreservoir zur Atmosphäre führende Belüftungseinrichtung (102) und eine Injektionseinrichtung (54) zur überführung von Tinte (94) aus dem freien Tintenreservoir in das geschlossene Tintenreservoir.
2. Schreibstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Tintenreservoir (24) unterhalb des freien Tintenreservoirs (20) angeordnet ist.
3. Schreibstift nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionseinrichtung (54) von Hand betätigt ist.
4. Schreibstift nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Tintenreservoir (24) mit Einrichtungen zur Entfernung von angesammelter Tinte versehen ist, derart, daß die Belüftungseinrichtung (102) abgedichtet wird.
5. Schreibstift nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen zwischen dem freien Tintenreservoir (20) und dem geschlossenen Tintenreservoir (24) vorgesehenen Injektionskanal (70, 56, 66/66') und durch Einrichtungen, die nach der Injektion von Tinte in das geschlossene Tintenreservoir die Rückführung zumindest eines Teils der freibeweglichen Tinte in das freie Tintenreservoir ermöglichen.

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6. Schreibstift nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungseinrichtung einen nach oben verlaufenden Hauptentlüftungskanal (100) und einen Quer-Entlüftungskanal (102) umfaßt, welch letzterer den Hauptentlüftungskanal mit einer Entlüftungsöffnung (108) in der Seitenwand des Schreibstifts verbindet.
7. Schreibstift nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptentlüftungskanal (100) sich nach oben bis über die öffnung des Quer-EntlÜftungskanals (102) hinaus erstreckt.
8. Schreibstift nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Tinten-Puffer (26), der mit dem Hauptentlüftungskanal (100) in Verbindung steht.
9. Schreibstift nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Tintenpuffers (26) mit der Tinten-Injektionseinrichtung (54) in Verbindung steht.
10.Schreibstift nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Tintenpuffers (26) mit dem Tintenkanal (48) in dem Konusende (14) des Schreibstifts in Verbindung steht.
11.Schreibstift nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenpuffer (26) sich von dem unteren Ende des geschlossenen Tintenreservoirs (24) aus nach oben bis über die 'Öffnung des Quer-Entlüftungskanals (102) in den Hauptentlüftungskanal (100) erstreckt.
12.Schreibstift nach Anspruch H₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenpuffer (26) aus mindestens einem, sich in Längsrichtung des Schreibstifts (10) erstreckenden kapillaren Tintenkanal (28, 28") besteht.

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13. Schreibstift nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (28) eine in einem Pufferblock (26) vorgesehene Tintenpuffernut ist.
14. Schreibstift nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die offene Seite der Nut in den Hauptentlüftungskanal (100) hinein öffnet.
15. Schreibstift nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut sich nach oben bis zum oberen Ende des Hauptentlüftungskanals (100) erstreckt.
16. Schreibstift nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Tintenpuffernuten in der Seitenwand des Hauptentlüftungskanals (100) vorgesehen ist und dieser Hauptentlüftungskanal in demjenigen Teil der Seitenwand des Entlüftungskanals mündet, der nicht von den Tintenpuffernuten eingenommen wird.
17. Schreibstift nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Tintenpuffereinrichtung (26) stärker kapillar ist als deren Rest.
18. Schreibstift nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Puffereinrichtung (26) aus einem Tampon (134) besteht.
19. Schreibstift nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des Tampons (134) mit dem oberen Ende des Hauptentlüftungskanals (100) in Verbindung steht.
20. Schreibstift nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibspitze (130) aus Fasern besteht und sich nach oben in den Tampon (134) hineinerstreckt.

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21. Schreibstift nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß sich auch die obere Umhüllung der Faserspitze (130) in den Tampon (134) hineinerstreckt.
22. Schreibstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Teil der Injektionseinrichtung (54) an der Oberseite des geschlossenen Tintenreservoirs (24) angeordnet ist.
23. Schreibstift nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Tintenreservoir (24) Teil eines Halters (12) ist und in einer oberen Kammer (52) des Halters ein Tinteninjektionsblock (54) angeordnet ist, welche Kammer durch eine Trennwand von dem geschlossenen Tintenreservoir abgeteilt ist. ·
24. Schreibstift nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß in der Seitenwand des Injektionsblocks (54) eine spiralförmige Injektionsnut (56) vorgesehen ist und die Trennwand gegen die innere Seitenwand (60) der oberen Kammer (52) gedrückt wird.
25. Schreibstift nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende der spiralförmigen Nut (55) mit dem freien Tintenreservoir (20) verbunden und in dem Halter (12) ein Injektionskanal-Segment (62) vorgesehen ist, welches die spiralförmige Mut mit dem unteren Ende des geschlossenen Tintenreservoirs (24) verbindet.
26. Schreibstift nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Tintenreservoir (20) an dem Halter (12) befestigt ist.

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27. Schreibstift nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß in dem unteren Verbindungskanal (80) der als freies Tintenreservoir dienenden Tintenpatrone (20) eine Dichtungskugel (82) eingesetzt und der Halter (12) mit einem oberen Vorsprung (72) versehen ist, der sich nach Entfernung der Kugel in diesen Verbindungskanal hineinerstreckt.
28. Schreibstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß · die Seitenwand (84) des freien Tintenreservoirs (20) mittels zweier einander gegenüberliegend angeordneter Kompressions-Wandsegmente (86, 88) kompressibel ist.
29. Schreibstift nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressions-Wandsegmente (86, 88) mit einem Anschlag (90, 92) zwecks Begrenzung der Kompressionsbewegung versehen sind.
30. Schreibstift nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Schutzkappe (22) mit Einrichtungen zur getrennten Abdichtung sowohl der Entlüftungsöffnung (108) als auch des Tintenkanals (48) in dem Konusende der Schreibstiftspitze.
31. Schreibstift nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch eine zwischen den beiden Abdichtsystemen liegende öffnung (118) in der Seitenwand (114) der Schutzkappe (22).

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