Funktionsweise eines Füllers

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Sammy
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Funktionsweise eines Füllers

Beitrag von Sammy » 10.03.2008 13:13

Hallo liebe Füllerfreunde
Ich bin vor ein Paar Tagen über dieses Forum gestolpert.
Beim Stöbern habe ich einige Thesen und Vermutungen gelesen warum die Füller manchmal nicht Richtig schreiben, oder warum sie auslaufen.
Da ich Beruflich mit der Herstellung von Schreibgeräten (Kugelschreiber, Bleiminenschreiber, Bleistiftverlängerern, Füller und vieles mehr) zu tun habe und auch schon einen Tintenleiter mitentwickelt habe, weis ich das manche Vermutungen falsch sind, andere wieder nicht.
Deshalb war ich mal so frei und hab mir die mühe gemacht eine Ausführung über das Funktionsprinzip des Füllers, ein Paar wesentliche Probleme und deren Lösung geschrieben:

Für einen (gut) Funktionierenden Füller benötigt man (gute) Tinte denn ohne die schreibt der Beste Füller nicht. Deshalb beginne ich mit meiner Ausführung mit dieser.

Jede Tintenart, -marke, -farbe hat ihre eigenen Eigenschaften. So unterscheiden sich diese in erster Linie in der Qualität der verwendeten Grundstoffe und natürlich in der Herstellung. Große unterschiede liegen auch in der Konsistenz der Tinte. Neben der Konsistenz ist es auch ein wichtiger Aspekt das die Feststoffbestandteile nicht klumpig sonder fein sind. Denn diese klumpen Verstopfen den Tintenleiter.

Der Tintenleiter ist wohl das Herzstück eines Füllers, denn der Tintenleiter bildet die Brücke zwischen der Patrone bzw. dem Konverter und der Schreibfeder. Dazu gehört die richtige Tintenmenge aus der Patrone zur Feder zu leiten und gleichzeitig die richtige menge Luft in die Patrone zu lassen.
Das Prinzip des Tintenleiters basiert auf der Kapillarwirkung. Diese Saugt die Tinte aus der Patrone heraus. Deshalb kann man mit einem Füller im Gegensatz zu einem Kugelschreiber längere zeit über Kopf schreiben. Lässt nun der Tintenleiter zu viel Luft in die Patrone kann der Tintenleiter die Tinte aus der Patrone ohne Gegenwehr heraussaugen so das der Füller Tropft.
Lässt der Tintenleiter allerdings zu wenig Luft in die Patrone, so reicht die Saugkraft der Kapillaren nicht aus um die Tinte aus der Patrone zu saugen, was zu Schreibaussetzern oder kompletten Tintenstillstand führt. Dem wird dann wieder entgegengewirkt in dem man den Konverter etwas hinein dreht und somit den Unterdruck in der Patrone ausgleicht. Eine kurzfristige Lösung die aber die Ursache nicht behebt. Natürlich kann es auch passieren das in den Lufteinlass des Tintenleiters Tinte gerät und diese Trocknet, womit der Strömungsquerschnitt des Luftkanals verengt wird, was wieder Schreibaussetzer zur folge hat.
Ist nun der Querschnitt des Kapillarkanals zu klein, kann es sein das nicht genügend Tinte gefördert wird, was wiederum zu Schreibaussetzern führt.
Ist der Querschnitt des Kapillarkanals zu groß geht die Saugleistung der Kapillarwirkung verloren, was wieder zur folge haben kann das man Schreibaussetzer hat.
Des weiteren besteht ein Großer unterschied in dem Verwendetem Material des Tintenleiters.
Die zwei gängigsten Materialien sind Hartgummi und Spritzgusskunststoff. Der Tintenleiter aus Hartgummi ist wohl die erste Wahl, aber auch die Teuerste. Denn Hartgummi wird gepresst, womit eine so feine Formgebung, wie etwa ein Kapillarkanal, nicht möglich ist, so das dieser aus einem Rohmaterial in Teilweise sehr aufwendigen Fertigungsverfahren (in der Moderne übernehmen dies CNC-Fertigungszentren, dennoch mehrere Minuten Fertigungszeit pro Tintenleiter) einzeln hergestellt werden. Die Kostengünstigere Wahl ist der Tintenleiter als Spritzgussteil da hier Erhitzer Kunststoff in eine Form gespritzt wird, innerhalb von Sekunden abgekühlt und hart, somit fertig ist. Die Genaue Formgebung für den feinen Tinten- (Kapillar-) Kanal stellt hier kein Problem dar. Außerdem wird in der Regel in einer Spritzgussform nicht nur ein Teil pro Arbeitsgang gefertigt, sondern gleich mehrere auf einmal.
Der Vorteil des Hartgummitintenleiters gegenüber dem Spritzgusstintenleiter liegt in der Oberflächenbeschaffenheit des Materials. So ist die Oberflächenbeschaffenheit des Hartgummitintenleiters wesentlich besser für die Kapillarwirkung als die des Spritzgusstintenleiters. Diesen unterschied kann man mit dem Lotuseffekt gut erklären, denn bei dem Spritzgusstintenleiter Perlt die Tinte über die Oberfläche womit die Tinte nicht an der Oberfläche „haften“ kann. Die Oberfläche wird nicht Benetzt.
Dieser Nachteil wird dann oft mit einem So genannten Benetzungsmittel ausgeglichen.
Genau darin Liegt das Problem: dieses Netzmittel wird mit der Zeit von der Tinte ausgespült, so das die Schreibqualität nachlässt.
Da beim Hartgummitintenleiter kein Netzmittel verwendet werden muss, ist hier eine Gleichbleibende Schreibqualität schon fast Garantiert, unter Beachtung von zwei Faktoren: Die gleich bleibende Qualität und Konsistenz der Tinte wie oben beschrieben. Und das die Schreibfeder gut sitzt und nicht verformt wird.
Eine weitere Funktion des Tintenleiters ist (nicht bei allen) die Zwischenspeicherung der Tinte. Da sich mit abnehmendem Füllstand der Tinte die Luftblase in der Patrone größer wird, kann die Luftblase beim Auslaufen eines Füllers eine große rolle spielen. So dehnt sich die Luftblase bei großen Temperatur oder Luftdruckschwankungen bzw. Schrumpft sie. Wird es Wärmer bzw. sinkt der Außenluftdruck (z.b. im Flugzeug) dehnt sich die Luftblase aus und drückt Tinte heraus. Diese Tinte wird nun in den Lamellen gespeichert bis sie (beim Schreiben) verbraucht wird oder die Temperatur wieder sinkt bzw. der Außenluftdruck wieder steigt, sich so die Luftblase in der Patrone wieder verkleinert und damit die Tinte wieder zurücksaugt.

Die Schreibfeder spielt in der Funktion aber auch eine nicht unwesentliche rolle. Auch sie basiert auf der Kapillarwirkung. Wird nun die Feder verbogen, so kann die Funktion der Kapillare zerstört werden. Eine weitere Möglichkeit wäre das eine verbogene Feder nicht mehr richtig auf dem Tintenleiter aufliegt und damit die Übergabe der Tinte vom Tintenleiter zur Feder nicht mehr richtig oder überhaupt nicht mehr funktioniert. Allerdings kann die Feder auch schon von vorne herein nicht richtig aufliegen.
Übrigens: Der Kapillarkanal des Tintenleiters endet im Loch der Feder.
Auch bei der Feder kann je nach Oberfläche eine bessere oder schlechtere Benetzung möglich die wie beim Tintenleiter die Schreibqualität beeinflusst.
Ein wichtiger Punkt ist auch die Breite der Feder. So brauch eine feine Feder viel weniger Tinte wie eine Extrabreite Feder. Somit steht dies in einem nicht ganz unwichtigem Zusammenhang mit der „Fördermenge“ der Kapillaren des Tintenleiters, wobei diese wieder im Zusammenhang mit dem Querschnitt des Luftkanals steht. Auch die Tintenbeschaffenheit darf hier wieder nicht außer acht gelassen werden.

Somit kommt man zu dem Schluss das nur durch ein Perfektes Zusammenspiel der einzelnen Komponenten ein Perfektes Schreibergebnis zu erwarten ist.

Abschließend möchte ich noch darauf hinweisen das eine leichte Abweichung vom Ideal einer einzelnen Komponenten nicht unbedingt eine komplette Fehlfunktion hervorruft. Dies geschieht in der Regel erst bei extremen Abweichungen oder beim aufeinander treffen mehrerer Faktoren. So bin ich in meiner Fehlerbeschreibung immer vom schlechtesten fall ausgegangen.

Diese Erfahrungen und Ergebnisse stammen von meinem Mitwirken beim Entwickeln eines Tintenleiters. Für Richtigkeit dieser Angaben kann ich deshalb keine Garantie übernehmen.

Ich hoffe das es in eurem sinn ist und das sie euch hilft und gefällt.
Gruss Sammy

Tintenkuli
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Beitrag von Tintenkuli » 10.03.2008 16:50

Hallo Sammy,
danke für die interessanten Einsichten! Kannst Du uns verraten was als Netzmittel benutzt wird? Ich habe ganz gute Erfahrungen mit 95% Aqua Dest. + 5% Isopropanol + 1 Tropfen Spülmittel pro Liter und dann ca. 20min im Ultraschallbad gemacht. Danach benetzt die Tinte deutlich besser. Wie lange die "Kur" hält habe ich aber noch nicht ausprobiert.
Gruß
Friedrich

DanielH
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Beitrag von DanielH » 10.03.2008 18:12

Hallo Sammy,

Danke für diesen schönen Überblick! Ich hatte mich kürzlich erst gefragt, wo man eigentlich mal nachlesen kann, wie ein Füller genau funktioniert.

Vielleicht ein paar Worte zum Netzmittel, die aber nicht auf intimer Kenntnis der Materie beruhen sondern auf den Überlegungen eines Chemikers... 8)

Spritzgussfähiger Kunststoff hat eine wasserabweisende Oberfläche. Das beruht auf den Eigenschaften der Moleküle, aus denen der Kunststoff aufgebaut ist. In der Chemie unterscheidet man grob "wasserabweisende" und "wasserfreundliche" Moleküle und es gibt auch Moleküle, die beide Eigenschaften haben. Solche Moleküle haben ein wasserabweisendes und ein fettabweisendes Ende (man kann sie sich also wie kleine Stäbchen vorstellen). Das klassische Beispiel für solche Moleküle sind alle Arten von Detergentien, also waschaktiven Substanzen wie Spülmittel, Seife oder Waschpulver. Ihre Aufgabe ist es, Fett z.B. aus Geweben herauszulösen und das funktioniert so: Wenn man ein fettiges Stück Stoff in eine Lösung eines Detergenses gibt, dann orientieren sich die Detergensmoleküle so, dass ihre wasserabweisenden Enden in Richtung Fett und die wasserfreundlichen Enden in Richtung Wasser zeigen. So wird das Fett, das ja für sich wasserabweisend ist, mit einer "wasserfreundlichen Hülle" versehen und kann leichter weggespült werden.
Das Ganze sollte eigentlich auch auf einem Plastiktintenleiter funktionieren. Dessen Oberfläche hat ähnliche Eigenschaften wie Fett, ist also wasserabweisend. Wenn man nun ein Detergens darauf bringt, dann werden sich die wasserabweisenden Enden der Moleküle auf dem Kunststoff festsetzen und man bekommt eine Oberfläche, die aus den wasserfreundlichen Enden der Moleküle besteht und dann die Tinte gut befördern kann.
Was kann nun so ein Netzmittel sein? Wahrscheinlich werden die Schreibgerätehersteller dafür ihre Spezialmischungen haben, die z.B. auch möglichst lange auf den Tintenleitern haften. Grundsätzlich sollte allerdings auch das von Tintenkuli verwendete Spülmittel helfen...

@Tintenkuli: Ich weiß, dass ich an anderer Stelle Deine Mischung sehr skeptisch beäugt hatte - damals hatte ich aber nicht korrekt über den Sachverhalt nachgedacht. Ich wusste nicht, dass solche Netzmittel angewandt werden. Wäre dem nämlich nicht so, wäre die Wirkung des Spülis fatal: Auf einer wasserfreundlichen Oberfläche würden sich die wasserfreundlichen Enden der Detergensmoleküle anlagern, so dass die Oberfläche, die von der Tinte benetzt werden soll, plötzlich aus den wasserabweisenden Molekülenden besteht.

@Sammy: Kannst Du sagen, ab welcher Preisklasse man damit rechnen kann, dass in Füllern Ebonit(Hartgummi)-Tintenleiter verbaut werden und woran man sie ggf. erkennen kann?

yoda
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Beitrag von yoda » 10.03.2008 18:39

DanielH hat geschrieben:Kannst Du sagen, ab welcher Preisklasse man damit rechnen kann, dass in Füllern Ebonit(Hartgummi)-Tintenleiter verbaut werden und woran man sie ggf. erkennen kann?
Hallo
Zunächst einma vielen Dank an die Vorschreiber hier. Ich werde mir das alles mal herauskopieren und sichern. So kompakt bekommt man diese Infos selten.

Zu Deiner Frage: Ich denke nicht, daß es eine Frage der Preisklasse allein ist. Man kann nur sagen, daß die extra preiswerten Teile keinen Hartgummitintenleiter haben, umgekehrt haben aber teure Füller nicht automatisch einen. Meines Wissen fertigt Montblanc ausschliesslich Spritzguss-Tintenleiter. Bei Delta und Omas werden, wenn ich richtig informiert bin, nur Hargummitintenleiter verbaut. Es gibt durchaus Hersteller, die die Hargummitintenleiter für die schlechtere Wahl halten, da die feinen Strukturen nicht so nachgebildet werden können. Ich selbst bilde mir ein Hargummitintenleiter zu mögen. Aber wer weiß vielleicht kommt morgen einer und erklärt mir, daß mein Delta gar keinen Ebonit-Tinteleier hat und ich einer Fehlinfo aufgesessen bin 8)

Ob man sie erkennen kann, die Ebonit-Tintenleiter, das weiß ich leider auch nicht. Das würde mich auch noch interessieren.

Gruß
Hugo

Sammy
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Beitrag von Sammy » 10.03.2008 19:16

Welche Netzmittel verwendet werden kann ich leider nicht sagen, da ich an der entwicklung eines Hartgummitintenleiters beteiligt war.

Das ist richtig das es von Omas Füller mit Hartgummitintenleiter gibt, ob das allerdings für die komplette Produktlinie gilt, kann ich nicht sagen.
Der Paragon erhält seit kurzer zeit Tintenleiter eines anderen Herstellers, da die alten scheinbar nicht so "der brüller" waren. Die neuen Paragon sind definitiv mit Hartgummitintenleiter.

Wie man das unterscheiden kann, kann ich leider nicht sagen. Wobei ich der meinung bin, das Spritzgusskunstoff eher glänzend ist, im gegensatz zu Hartgummi, das eher Mattschwarz mit einem stich ins Braune ist. Ausserdem könnte man es mit dem Geruchstest versuchen: Hartgummi riecht nach Schwefel (man könnte auch faule Eier sagen)
Ausserdem sollte ein gutes Geschäft bescheid wissen über produkte die sie Verkaufen.

Das mit der Preisklasse seh ich so wie Yoda, ich denke nicht das man so zwischen Hartgummi und Spritzguss unterscheiden kann.

Man muss auch beachten das die Entwiklung und Herstellung von Tintenleitern seht aufwändig ist. Es gibt in Deutschland nicht viele Firmen die Tintenleiter Herstellen. Hartgummitintenleiter werden nur von 2 oder 3 Firmen in ganz Deutschland produziert.
Deshalb entscheiden sich wohl namhafte Hersteller meistens auch für die günstigere Variante.

Gruss Sammy

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Tenryu
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Beitrag von Tenryu » 10.03.2008 19:34

Hat Hartgummi nicht den Nachteil, daß es spröder ist, bzw. wird und so der Titenleiter leichter brechen kann, als einer aus Thermoplaste?

Ich frage mich, ob das in der Praxis überhaupt einen nenneswerten Unterschied macht. Ich besitze mehrere Pelikane unterschiedlicher Preisklasse, die alle mit einem Kunststoff-Tintenleiter ausgestattet sind und keiner von denen hat einen schlechten Tintenfluß (auch nach jahrelangem Gebrauch nicht).

Sammy
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Beitrag von Sammy » 10.03.2008 20:41

Tenryu hat geschrieben:Hat Hartgummi nicht den Nachteil, daß es spröder ist, bzw. wird und so der Titenleiter leichter brechen kann, als einer aus Thermoplaste?

Ich frage mich, ob das in der Praxis überhaupt einen nenneswerten Unterschied macht. Ich besitze mehrere Pelikane unterschiedlicher Preisklasse, die alle mit einem Kunststoff-Tintenleiter ausgestattet sind und keiner von denen hat einen schlechten Tintenfluß (auch nach jahrelangem Gebrauch nicht).
Ein Tintenleiter aus Hartgummi ist definitiv flexibler als ein Spritzguss, ausserdem ist die Mechanische belastung des Tintenleiters in einem Füller wohl sehr gering.

P.s Hartgummi ist auch ein Kunststoff ;-)

Es ist ja auch so das Hartgummi länger in Füllern verwendet wird als Spritzkunststoff.
Wenn du meine Beschreibung gelesen hast, müsstest du wissen das der Tintenleiter nicht allein Ausschlaggebend ist. Wenn alles andere gut stimmt, wird es wohl keinen allzugroßen unterschied machen, was für ein Tintenleiter verwendet wird.

Gruss Sammy

DanielH
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Beitrag von DanielH » 10.03.2008 21:06

Zum Geruch von Ebonit: Dass das einen Eigengeruch hat, durfte ich bei meinem Cleo Ebonite (bei dem wahrscheinlich der Tintenleiter wohl auch aus Ebonit sein sollte, auch wenn er eine recht feine Lamellenstruktur hat) mit seinem Ebonit-Korpus schon feststellen. Allerdings habe ich hier schon an anderer Stelle mit Sokko, der auch einen Ebonite von Cleo hat, darüber diskutiert und er konnte den Geruch nicht feststellen. Aber ich würde auch dazu tendieren, dass Ebonit, zumindest wenn es nicht poliert ist, eher stumpf wirkt und nicht glänzt. Alles Andere dürfte man nur Infrarot-Spektroskopisch feststellen können und dafür braucht man eben doch Spezialgeräte...

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Beitrag von M. Gonkohlt » 11.03.2008 11:55

Vielen Dank für die Informationen.
Jetzt frage ich mich nur noch, was man gegen den spärlichen Tintenfluss des Standard-Lamy-Tintenleiters machen kann. Das Problem scheint ja öfter aufzutauchen. Hat man da vielleicht einen Kanal mit Absicht "lieber zu dünn als zu dick" gemacht, damit der Füller im Schulalltag nicht ausläuft?

Freundliche Grüße
Mathias

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Ebonit

Beitrag von G-H-L » 11.03.2008 21:57

DanielH hat geschrieben:Zum Geruch von Ebonit: Dass das einen Eigengeruch hat, durfte ich bei meinem Cleo Ebonite (bei dem wahrscheinlich der Tintenleiter wohl auch aus Ebonit sein sollte, auch wenn er eine recht feine Lamellenstruktur hat) mit seinem Ebonit-Korpus schon feststellen. Allerdings habe ich hier schon an anderer Stelle mit Sokko, der auch einen Ebonite von Cleo hat, darüber diskutiert und er konnte den Geruch nicht feststellen. Aber ich würde auch dazu tendieren, dass Ebonit, zumindest wenn es nicht poliert ist, eher stumpf wirkt und nicht glänzt. Alles Andere dürfte man nur Infrarot-Spektroskopisch feststellen können und dafür braucht man eben doch Spezialgeräte...
Dazu braucht man gar keine Spezialgeräte. Zumindest wenn der Tintenleiter aus dem gleichen Material wie Pfeifenmundstücke gemacht werden.

Pfeifenmundstücke haben einen weicheren Biß als z.B. Acrylmundstücke. Ein solcher Test ist aber beim Füller nur schlecht möglich. ;-)

Läßt man eine Pfeife offen oder im grellen Sonnenlicht liegen, so verfärbt sich das Ebonitmundstück braun oder gar grau. Diese Verfärbung kann nur durch Polieren wieder beseitigt werden.

Gruß
Gerhard
Gruß
Gerhard

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