CH636305A5 - Fuellminenstift mit durch den schreibdruck bewirktem, automatischem vorschub der mine. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Füllminenstift mit durch den Schreibdruck bewirktem, automatischem Vorschub der Mine, mit einem in seinem Gehäuse befindlichen, durch ein Minen-Vorratsrohr gebildeten und durch einen abnehmbaren Betätigungsknopf verschliessbaren Vorratsraum zur Aufnahme von gespeicherten Minen, dem Vorratsraum nachgeordneten, mittels des Minen-Vorratsrohres axial verschiebbaren Klemmelementen und einem in einer Spitze angeordneten und aus dieser herausgeführten, gegen eine erste Druckfeder in diese hineinschiebbaren Minenrohr, wobei am inneren Ende des Minenrohres ein Reibungskräfte auf die Mine ausübendes Mitnehmer-Element angebracht ist, wobei die Klemmelemente mittels des Betätigungsknopfes gegen die Wirkung einer zweiten, schwächeren Druckfeder über Rollkörper auf einer zur Mittelachse geneigt verlaufenden Führungsfläche eines axial zwischen zwei Endlagen verschiebbaren Spannkonus verschiebbar sind.

Aus der DE-OS 2 153 400 und ähnlich aus der US-PS 3 864 046 ist bereits ein Füllminenstift bekannt, bei dem sowohl ein automatischer Vorschub der Mine beim Schreibvorgang als auch eine automatische Nachförderung von in einem Vorratsraum gespeicherten Minen erfolgen sollen. Hierzu ist eine in Längsrichtung fixierte Spannzange vorgesehen, die im Ruhezustand geöffnet ist und in dieser Stellung ein selbsttätiges Vorfallen einer Mine aus einer Vorratskammer bis zu einer Einlaufkante eines Mitnehmerelementes ermöglicht. Bei der Schreibbelastung erfolgt ein Rückhub eines Minenrohres, bis die Spannung einer dieses belastenden Druckfeder so weit angewachsen ist, dass eine Klemmzange mittels Konusflächen einer Konusbüchse, gegen die sich die Druckfeder abstützt, geschlossen wird, wodurch ein weiterer Rückschub der Mine unterbunden wird. Nunmehr wird nur noch das Minenrohr weiter zurückgeschoben, wobei sich das Mitnehmerelement über die Mine schiebt. Wird nun das Minenrohr entlastet, so wird das Mitnehmerelement zuerst wieder von der Mine abgezogen, da diese ja in der Zange Klemmend gehalten wird. Mit dieser bekannten Ausführung ist es also nicht möglich, lediglich durch Be- und Entlasten des Minenrohres überhaupt eine Mine bis in eine Schreibstellung zu fördern. Selbst wenn eine Mine von Hand so weit in das Minenrohr eingeschoben wird, dass sich deren Spitze im Bereich der Austrittsöffnung des Minenrohres befindet, dann hat bei Schreibbelastung das Minenrohr zusammen mit der Mine einen Rückhub bis zum Klemmpunkt der Zange zu durchlaufen. Bei Entlastung wird das Minenrohr wieder nach vorn geschoben, während die Mine über einen Teil dieser Bewegung noch von der Zange festgehalten wird, so dass die Mine hinter der Austrittsöffnung des Minenrohres zurückbleibt. Bei mehrfacher Schreibbelastung wandert so die Mine immer weiter in den Füllstift hinein. Auch die Funktion des automatischen Vorschubes ist somit nicht gewährleistet.

Aus der ÜS-PS 3 424 535 ist ebenfalls ein Füllminenstift bekannt, bei dem sowohl das Nachfördern der Mine beim Schreibvorgang als auch das Nachfördern von gespeicherten Minen automatisch erfolgen sollen. Zum erstmaligen Einführen einer Mine aus einem Vorratsraum wird ein federbelastetes Minenrohr wie beim Schreiben belastet und in das Gehäuse des Füllminenstiftes hineingeschoben. Die Druckfeder ist gegen zwei Klemmelemente abgestützt, die in einer Führungsbüchse geführt sind. Die Klemmelemente weisen konische Klemmflächen auf, gegen die in Bohrungen der Führungsbüchse angeordnete Kugeln anliegen, wodurch die axiale Lage der Klemmelemente zur Führungsbüchse fixiert wird, bis diese Einheit durch die Druckfeder so weit zurückgeschoben ist, dass die Kugeln in einen seitlichen Ringraum ausweichen können. In dieser Stellung sollen sich die Klemmelemente radial auseinanderbewegen, damit eine

Mine aus einem Vorratsraum einfallen kann. Ein hierfür erforderlicher Mechanismus ist nicht offenbart. Wenn eine Mine von Hand zwischen die Klemmelemente eingeschoben wird und - bei entlastetem Minenrohr - die Führungsbüchse sich zusammen mit den Klemmhälften nach vorn bewegt, so gehen die Kugeln wieder in die bereits erwähnte Spannstellung. Bei erneutem Eindrücken des Minenrohres bleiben diese Kugeln durch das Vorhandensein der Mine in den Klemmelementen arretiert. Bei einer Entlastung des Minenrohres wird die Mine jedoch nicht mit nach vorn geführt, da die Druckfeder durch ihre Vorspannung einerseits die Klemmelemente in Klemmstellung hält, anderseits aber bei Entlastung das Minenrohr ohne Mine nach vorn zieht.

Aus der US-PS 2 911 948 ist ein Füllminenstift bekannt, bei dem ein in diesen hineinschiebbares Minenrohr mit einem Klemmgesperre fest verbunden ist, welches bei Schreibbelastung entriegelt wird und nach rückwärts über eine Mine gleitet, während ein zweites, weiter im Stiftinneren liegendes Klemmgesperre die Mine gegen Rückwärtsbewegung festhält. Bei Entlastung des Minenrohres wird die Mine mittels des erstgenannten Klemmgesperres nach vorn bewegt, während das zweitgenannte Klemmgesperre die Mine freigibt. Nachteilig hierbei ist, dass die als Lochscheiben ausgebildeten Klemmgesperre eine Scherkraft auf die Mine ausüben, was bei Schreibbelastung zu sofortigem Minenbruch führt. Diese Ausführung ist deshalb praktisch nicht anwendbar.

In der deutschen Patentanmeldung P 2 611 608.5-27 ist ' ein Füllminenstift der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Füllminenstift zu schaffen, bei dem ein automatischer Vorschub der Mine während des Schreibens mit Sicherheit gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Mitnehmer-Element nach Art eines bewegungsrich-tungsabhängigen Klemmgesperres derart ausgebildet ist,

dass es bei Bewegungen der Mine relativ zum Minenrohr in das Gehäuse hinein grosse Reibungskräfte und bei Bewegungen in umgekehrter Richtung kleine Reibungskräfte auf die Mine ausübt, dass die Klemmelemente als aus zwei mittels einer Zentrierbüchse axial und radial fest miteinander verbundenen, radial auffedernden Klemmarmen bestehende Klemmzange ausgebildet ist, dass jeder Klemmarm über seinen mindestens einen Rollkörper an zwei Abrollpunkten der Führungsfläche abgestützt ist, dass die zweite, schwächere Druckfeder zwischen der Klemmzange und dem Spannkonus angeordnet ist, dass eine dritte einerseits ortsfest im Gehäuse und anderseits gegen das Minen-Vorratsrohr abgestützte Druckfeder vorgesehen ist und dass das Minen-Vorratsrohr mit dem Spannkonus nachgiebig gekoppelt ist. Durch die Ausbildung und Lagerung der Klemmzange ist gewährleistet, dass der Öffnungs- und Schliessvorgang völlig symmetrisch erfolgt, d.h. die Klemmarme können sich axial nicht gegeneinander verschieben, und sie liegen auch in der Öffnungsstellung immer über die Rollkörper gegen die Führungsfläche des Spannkonus an. Hierdurch werden Querkräfte, die hemmend auf einen automatischen Vorschub einwirken, vermieden. Durch die völlig zentrierte Abstützung der Klemmarme gegenüber der Führungsfläche ist weiterhin gewährleistet, dass nur minimale, in Längsrichtung wirkende Kräfte zum Lösen der Mine aus der Spannzange notwendig sind. Dadurch, dass das Mitnehmerelement bewegungsrich-tungsabhängig Reibungskräfte, d.h. Mitnahmekräfte, auf die Mine ausübt, ist gewährleistet, dass einerseits die Mine beim Ausfahren des entlasteten Minenrohres mitgenommen wird, dass sie anderseits aber bei dem Hineinschieben des Minenrohres unter Schreibdruck nicht von dem Mitnehmerelement mitgenommen wird. Mittels der dritten, ortsfest

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im Gehäuse und gegen das Minen-Vorratsrohr abgestützten Druckfeder wird sichergestellt, dass bei entlastetem Betätigungsknopf dieses immer in die Ruhelage zurückgeschoben wird, wodurch gleichzeitig wiederum durch die zweite Druckfeder die Klemmzange zurückgefahren wird. Gleichzeitig wird hierdurch erreicht, dass eine kleinstmögliche Entfernung zwischen den einander zugewandten Enden der Klemmzange und des Mitnehmerelementes erreicht wird, wodurch gleichzeitig der vom automatischen Vorschub nicht mehr erfasste Rest einer Mine auf ein Minimum reduziert wird.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Füllminenstift gemäss der Erfindung in normaler Schreibstellung,

Fig. 2 den Füllminenstift nach Fig. 1 bei Druckknopfbetätigung zum Nachfördern einer neuen Mine,

Fig. 3 einen Teil-Längsschnitt durch eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführung eines Füllminenstiftes,

Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt durch einen gegenüber Fig. 1 abgewandelten Füllminenstift,

Fig. 5 bis 11 verschiedene Ausführungen von Mitnehmerelementen,

Fig. 12 bis 27 verschiedene Ausbildungen von Klemmarmen im Bereich einer Klemmzone.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Füllminenstift ist an einem etwa rohrförmigen Gehäuse 1 eine sich konisch verjüngende Spitze 2 mittels eines Gewindes 3 lösbar befestigt. In der Spitze 2 ist ein Minenrohr 4 konzentrisch zur Achse 5 des Füllminenstiftes gelagert, das durch eine Bohrung 6 in der Spitze 2 herausgeführt ist. Das Minenrohr 4 ist in der Spitze 2 radial doppelt gelagert, und zwar einerseits in der Bohrung 6 der Spitze 2 und anderseits in einer Bohrung 7 eines etwa kegelstumpfförmig ausgebildeten Lagers 8, das mittels Presssitz in der Spitze 2 befestigt ist. Gegen dieses ortsfeste Lager 8 stützt sich auch eine kegelförmige Druckfeder 9 ab, die mit ihrem anderen veijüngten Ende gegen einen Stützring 10 anliegt, der axial unverschieblich auf dem Minenrohr 4 angebracht ist. Aufgrund der konischen Ausbildung weist die Druckfeder 9 in dem sehr kleinen Arbeitsbereich eine niedrige Federkonstante auf. An dem innenliegenden Ende des Minenrohres 4 ist ein Mitnehmerelement

11 fest angebracht, das auf eine in dem Minenrohr 4 befindliche Mine 12 beim Einschieben des Minenrohres 4 in die Spitze 2 möglichst geringe Kräfte und beim Ausschieben des Minenrohres aus der Spitze heraus möglichst grosse Mitnahmekräfte ausübt. Der Aufbau dieses Mitnehmerelementes 11 wird weiter unten noch ausführlich beschrieben.

Ebenfalls koaxial in dem Gehäuse 1 angeordnet ist eine Klemmzange 13, deren Funktion darin besteht, die Mine 12 gegen den in das Gehäuse 1 hinein gerichteten, auf die Mine

12 ausgeübten Schreibdruck zu halten. Sie dient zusammen mit dem Mitnehmerelement 11 weiterhin dazu, die Mine 12 automatisch entsprechend dem Abrieb vorzuschieben, d.h. aus dem Gehäuse 1 herauszufordern. Die Klemmzange 13 besteht aus zwei Klemmarmen 14, die im Bereich ihres der Spitze 2 abgewandten Endes mittels einer Zentrierbüchse 15 axial gegeneinander unverschieblich und radial und tangential gegeneinander unbeweglich zusammengehalten werden. Die Klemmarme 14 sind so ausgebildet, dass sie dann, wenn ihre der Spitze 2 benachbarten Enden radial unbelastet sind, nach aussen auffedern, wie in Fig. 2 dargestellt ist. In dem der Spitze 2 benachbarten Bereich der Klemmarme 14 ist eine Klemmzone 16 ausgebildet. Hier sind an der radial aus-senliegenden Seite der Klemmarme 14 Rollkörper 17 angebracht, die gegen eine sich zur Spitze 2 hin erweiternde, ke-

gelstumpfförmige Führungsfläche 18 eines Spannkonus 19 anliegen. An den den Rollkörpern 17 zugeordneten, radial innenliegenden Seiten weisen die Klemmarme 14 Klemmflächen 20 auf, die bei der in Fig. 1 dargestellten, zurückge-5 schobenen Lage des Spannkonus 19 fest gegen die Mine 12 anliegen und diese axial festhalten. Beim Verschieben des Spannkonus 19 in Richtung auf die Spitze 2 öffnen sich aufgrund ihrer federnden Ausbildung die Klemmarme 14, wobei die Rollkörper 17 weiterhin ständig an der Führungsflä-io che 18 anliegen, wodurch einerseits die Klemmflächen 20 radial von der Mine 12 abgehoben werden und wobei anderseits aber die Klemmarme 14 ständig an der Führungsfläche 18 des Spannkonus 19 geführt werden. Ausser im Bereich der Klemmflächen 20 ist der innere radiale Abstand der i5 Klemmarme 14 deutlich grösser als der Durchmesser der Mine 12, so dass diese nicht an den übrigen Innenseiten der Klemmarme 14 anliegt. Durch die geschilderte Ausbildung der Klemmzone 16 ist ein symmetrisches Öffnen und Schlies-sen der Klemmarme 14 gewährleistet, so dass keine irgend-20 wie hemmenden Querkräfte auf die Mine 12 einwirken können.

Der Spannkonus 19 ist in seinem der Spitze 2 benachbarten Bereich axial verschiebbar, aber radial weitgehend spielfrei in einer Büchse 21 geführt, die wiederum fest im Ge-25 häuse 1 angeordnet ist. Die Zentrierbüchse 15 und damit der der Spitze 2 abgewandte Bereich der Klemmzange 13 ist axial verschiebbar, aber radial weitgehend spielfrei in einem den eigentlichen Spannkonus 19 verlängernden, rohrartigen Schaft 22 geführt, wodurch die bereits erläuterte zentrierte 30 Führung der Klemmzange 15 über ihre ganze Länge und in allen Schliess- und Öffnungsphasen gewährleistet ist. Die Büchse 21 weist an ihrem der Spitze 2 entgegengesetzten Ende einen nach innen vorspringenden, als Anschlag dienenden Bund 23 auf, dessen Innendurchmesser etwas grösser ist 35 als der Aussendurchmesser des Schaftes 22, aber kleiner als der Aussendurchmesser des eigentlichen Spannkonus ist, so dass sich die am Übergang vom Spannkonus 19 zum Schaft 22 gebildete Schulter 24 in der in Fig. 1 dargestellten Endlage des Spannkonus 19 gegen den Bund 23 legt. Zwischen 40 einem nach aussen vorspringenden Rand 25 der Zentrierbüchse 15 und der zugewandten Stirnfläche 26 des Schaftes 22 ist eine zum Spielausgleich zwischen Klemmzange 13 und Mine 12 dienende Druckfeder 27 angeordnet. Durch diese Druckfeder 27 wird die Klemmzange 13 in der in Fig. 1 dar-45 gestellten Schliessstellung gehalten, wobei die Klemmarme 14 auf Zug beansprucht werden. Dies wird dadurch sichergestellt, dass die Klemmarme mittels an ihrem der Spitze 2 entgegengesetzten Ende angebrachter und radial nach aussen vorspringender Vorsprünge 28 in eine entsprechende Aus-50 nehmung 29 in der Zentrierbüchse 15 eingreifen. Diese Vorsprünge 28 sind gleichzeitig so ausgebildet, dass sie einen in die Öffnung 30 zwischen den Klemmarmen 14 mündenden Trichter 31 bilden, so dass in einem Minen-Vorratsrohr 32 befindliche Vorratsminen 12 selbsttätig in die Öffnung nach-55 rutschen. Nur am Rande sei hinzugefügt, dass der Durchmesser der Öffnung 30 selbstverständlich so klein ist, dass sich nicht zwei Minen 12 gleichzeitig in die Öffnung 30 schieben können.

Das Minen-Vorratsrohr 32 ist mit seinem der Spitze 2 zu-6o gewandten Ende auf der zylindrischen Aussenseite des zugeordneten Teils des Schaftes 22 des Spannkonus 19 axial verschiebbar, aber radial fast spielfrei geführt. Es weist an seiner Aussenseite einen Anschlagbund 33 auf, der einen entsprechenden, von der Innenwand des Gehäuses 1 vorsprin-65 genden Anschlagbund 34 radial übergreift, so dass ein Herausschieben des Minen-Vorratsrohres 32 über die in Fig. 1 dargestellte Lage hinaus aus dem Gehäuse 1 heraus nicht möglich ist. Gegen die der Spitze 2 zugewandte Stirnseite 35

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des Minen-Vorratsrohres liegt eine kegelstumpfförmige Druckfeder 36 an, die gleichzeitig unter Reibungsschluss auf der Aussenwand des Schaftes 22 des Spannkonus 19 anliegt. Mit ihrem anderen Ende stützt sich diese Druckfeder 36 gegen den Bund 23 der Büchse 21 ab. Durch diese Druckfeder wird sichergestellt, dass sowohl das Minen-Vorratsrohr 32 in der in Fig. 1 dargestellten entlasteten Lage mit seinem Anschlagbund 33 gegen den gehäusefesten Anschlagbund 34 anliegt und dass der Spannkonus mit seiner Schulter 24 gegen den Bund 23 der Büchse 21 anliegt.

An dem der Spitze 2 entgegengesetzten Ende ist das Minen-Vorratsrohr 32 mittels eines nur durch Reibschluss auf diesem gehaltenen, als Betätigungsknopf 37 dienenden Dek-kel verschlossen, der von dem Minen-Vorratsrohr 32 abziehbar ist, um Ersatzminen 12 in dieses einzufüllen. Der Betätigungsknopf 37 ist an seiner zylindrischen Aussenseite in einem am zugeordneten Ende des Gehäuses 1 angebrachten Zentrierungsrand 38 axial verschiebbar und radial weitgehend spielfrei geführt. An der Innenseite des Minen-Vorratsrohres 32 sind unmittelbar benachbart zum zugeordneten inneren Ende der Zentrierbüchse 15 nasenförmige Anschläge 39 angebracht, die sich bei einem Hineinschieben des Minen-Vorratsrohres 32 durch Druck auf den Betätigungsknopf 37 gegen die zugeordnete Anschlagfläche 40 der Zentrierbüchse 15 und damit der Klemmzange 13 legen und letztere in Richtung auf die Spitze 2 mitnehmen.

Bei den Mitnehmerelementen 11 nach den Fig. 8 bis 10 ist jeweils ein Träger-Ring 41,42,43 mit Presssitz axial unverschiebbar am inneren Ende des Minenrohres 4 befestigt, an dem wiederum elastische, in Richtung auf die Mine zu zur Spitze 2 hin gerichtete Zungen 44,45,46 befestigt sind, die mit ihren inneren Enden elastisch gegen die Mine 12 anliegen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist dies dadurch realisiert, dass auf dem Träger-Ring 41 ein topfartiges Teil 47 aus einem weichelastischen Material, beispielsweise Gummi, mit Presssitz auf den Träger-Ring 41 geschoben ist, dessen radial schräg nach innen stehender Teil die Zungen 44 bildet. Über dieses topfartige Teil 47 ist ein Mitnehmergehäuse 48 geschoben, durch das verhindert wird, dass beim Einschieben der Mine 12 in das Gehäuse 1 die Zunge bzw. Zungen 44 nach innen überschnappen. Vielmehr werden diese bei einem Einschieben der Mine in das Gehäuse 1 verdichtet und liegen dadurch mit grösserer Reibungskraft gegen die Mine 12 an.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 sind die Zungen 45 als Teile eines in dem Träger-Ring 42 radial festgeklemmten, axial also unverschiebbaren Federkorbes 49 ausgebildet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 sind die Zungen 46 dadurch gebildet, dass Tellerfedern 50 mit entsprechenden radial verlaufenden Schlitzen versehen sind.

In den Fig. 5 und 6 ist ein Mitnehmerelement 11 dargestellt, das nach Art eines Klemm-Richt-Gesperres ausgebildet ist. Hierbei ist wiederum ein Träger-Ring 51 auf das innere Ende des Minenrohres 4 aufgeschrumpft. Er trägt ein an seiner Innenseite zur Spannzange hin leicht konisch verlaufendes Gehäuse 52, das auf ihn mit Presssitz aufgesetzt ist. Dieses Gehäuse 52 weist radial nach innen vorstehende Trennrippen 53 auf, zwischen denen jeweils eine Kugel 54 angeordnet ist, die einerseits an der Innenwand des Gehäuses 52 und anderseits an der Mine 12 anliegt. Der Abstand der inneren Enden zweier benachbarter Trennrippen 53 ist kleiner als der Durchmesser der Kugeln 54, so dass diese dann, wenn keine Mine 12 vorhanden ist, nicht herausfallen können. Die Kugeln sind mittels einer Druckfeder 55 belastet, die einerseits in einer Ringnut 56 des Träger-Ringes 51 und anderseits gegen die Kugeln 54 anliegt. Alternativ zu der Druckfeder 55 kann auch an dem der Klemmzange zugeordneten Ende des Gehäuses 52 ein ringförmiger Magnet 57

angeordnet sein, der die Kugeln 54, die dann aus ferroma-gnetischem Material bestehen müssen, ständig zu sich hinzieht, so dass sie auch in diesem Fall spielfrei zwischen der Innenwand des Gehäuses 52 und der Mine 12 liegen. Die Ausführungsform nach Fig. 7 unterscheidet sich von der nach den Fig. 5 und 6 nur dadurch, dass anstelle der Trennrippen der Träger-Ring eine rohrförmige Verlängerung 58 aufweist, die mit sich radial konisch verjüngenden Bohrungen 59 versehen ist, in denen die Kugeln 54 geführt sind.

Bei der Ausführungsform eines Mitnehmerelementes 11 nach Fig. 11 ist wiederum ein Träger-Ring 60 axial fest mit Presssitz auf das zugeordnete innere Ende des Minenrohres 4 aufgebracht. Auf dem Träger-Ring 60 ist wiederum axial fest mit Presssitz ein Gehäuse 61 angebracht, das konische Innenwände aufweist. Das Gehäuse ist stirnseitig mit einem ringförmigen Magneten 62 abgeschlossen und mit kleinen Partikeln aus ferromagnetischem Material gefüllt, die ihrerseits wiederum gegen die Mine 12 anliegen. Bei allen Mitnehmerelementen ist die zum Herausschieben bzw. -ziehen der Mine 12 aus dem Minenrohr 4 nach aussen erforderliche Kraft erheblich geringer als die zum Einschieben erforderliche Kraft.

In den Fig. 12 bis 27 sind verschiedene Ausgestaltungen der Klemmzone 16 dargestellt, denen gemeinsam ist, dass durch geeignete Massnahmen verhindert werden soll, dass sich während des Gebrauchs die Klemmflächen 20 aufweiten, was zu einer Verringerung der Minenhaltekräfte führen würde.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 12 und 13 sind in der jeweiligen Aussenseite der Klemmarme 14 je zwei V-förmige Abrolltaschen 63 vorgesehen, in die je eine Kugel 64 eingelegt ist. Zwischen jeweils den beiden Abrolltaschen 63 eines Klemmarms 14 ist eine Trennrippe 65 vorgesehen, die verhindert, dass sich die Kugeln 64 gegenseitig beeinflussen und ihre tangentiale Lage zum Klemmarm ändern. Die Kugeln 64 liegen an der Führungsfläche 18 an Abrollpunkten 66 an. Ausser an den Trennrippen 65 liegen sie noch an Abrollpunkten 67 an, die dem Trennschlitz 68 zwischen den beiden Klemmarmen 14 benachbart sind. Hierdurch werden jeweils Druckkräfte beiderseits der Mine 12 auf die Klemmarme 14 ausgeübt, die einer Aufdehnung der Klemmflächen 20 entgegenwirken. Um eine solche die Klemmzange 13 einschnürende Verformung der Klemmarme 14 zu erleichtern, sind diese jeweils mit mindestens einem Dehnspalt 69 versehen, mittels dessen der die jeweilige Abrolltasche 63 zur Stirnseite des jeweiligen Klemmarms 14 begrenzende Teil durchtrennt wird.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 14 und 15 ist in jedem Klemmarm 14 nur eine senkrecht zum Trennschlitz 68 angeordnete Kugel 70 vorgesehen, die in einer V-förmigen Abrolltasche 71 des jeweiligen Klemmarms 14 läuft. Die Abrollpunkte 72 der jeweiligen Kugel 70 an der Führungsfläche 18 liegen auf einem zum Trennschlitz 68 senkrechten Durchmesser. Es ist wiederum ein Dehnspalt 73 vorgesehen, der ebenfalls senkrecht zum Trennschlitz 68 angeordnet ist. Jede Kugel 70 liegt an den Seitenflächen der Abrolltasche 71 an Abrollpunkten 74 an, wodurch wiederum durch den Druck der an der Führungsfläche 18 abrollenden Kugel 70 eine Verformung der Klemmarme 14 zum Trennschlitz 68 hin bewirkt wird. Obwohl jedem Klemmarm 14 nur eine Kugel 70 zugeordnet ist, ist eine ausgezeichnete tangentiale Führung der Klemmarme 14 und damit der Klemmzange 13 erreicht.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 16 und 17 ist jeweils ein aus zwei mit einer zum Trennschlitz 68 parallelen Achse 75 verbundenen Scheiben 76 bestehender Rollkörper vorgesehen, die gegen die Führungsfläche 18 anliegen. Diese Achse 75 ist jeweils in seitlich der Mine 12 befindlichen Lagern 77 gelagert, wodurch wiederum die bereits mehrfach er5

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läuterten Verformungskräfte auf die Klemmarme 14 ausgeübt werden.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 18 und 19 sind wiederum Rollkörper vorgesehen, die aus zwei Kegelscheiben 78 bestehen, die mittels einer Achse 79 miteinander verbunden sind. Diese Kegelscheiben 78 liegen einerseits gegen die Führungsfläche 18 und anderseits mit ihren Kegelflächen gegen entsprechende Schrägflächen 80 gegen die Klemmarme 14 an.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 20 und 21 ist an jedem Klemmarm 14 ein Rollkörper angebracht, der aus zwei im Abstand voneinander angeordneten und fest miteinander verbundenen Scheiben 81 besteht, die nach aussen vorstehende Achszapfen 82 aufweisen, die in entsprechenden Lagern 83 gelagert sind. Die Scheiben 81 liegen nur gegen die Führungsfläche 18 an, während die Verformungskräfte seitlich der Mine 12 und senkrecht zum Trennschlitz 68 über die Lager 83 übertragen werden.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 22 und 23 ist als Rollkörper jeweils eine Zylinderrolle 84 vorgesehen, die im Bereich ihrer Aussenenden an der Führungsfläche 18 abrollt. Sie liegt ebenfalls nur im Bereich ihrer Aussenenden auf Auflagern 85 des jeweiligen Klemmarms 14 auf, wodurch wiederum die erläuterten Verformungskräfte senkrecht zum Trennschlitz 68 und seitlich der Mine 12 ausgeübt werden.

Für die Ausgestaltungen der Klemmzone nach den Fig. 12,13; 14,15; 18,19 und 22,23 ist es auch möglich, anstelle des Spannkonus 19 eine zylindrische Büchse 19' vorzusehen und die zum Spannen dienende Schrägfläche 18', in den Klemmarm 14 zu verlegen, wie dies in den Fig. 24,25 dargestellt ist.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 12,13,14,15, 18,19,22,23,24,25, bei denen der jeweilige Rollkörper 64, 70,78, 84 sich direkt gegen den entsprechenden Klemmarm 14 abstützt, muss die zugeordnete Abrolltasche 63,71 bzw. das zugeordnete Auflager 85 ein kleines axiales Spiel s aufweisen, um im Augenblick des Losreissens der Klemmverbindung zwischen der Führungsfläche 18 und dem Rollkörper eine reine gleitreibungsfreie Abrollbewegung zu ermöglichen. Dieses Spiel s braucht nur einige Zehntel Millimeter zu betragen.

Die Minenhaltekraft an der Klemmzange ist auch durch die Lage des Trennschlitzes relativ zur Mine 12 beeinflussbar. In Fig. 26 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der Trennschlitz 68' zwischen den beiden Klemmarmen 14' und 14" ausserhalb der Mittellinie der zu klemmenden Mine 12 angeordnet ist. Hierdurch wird durch die Klemmfläche 20' mit der grösseren Umfangserstreckung eine stärkere Klemmwirkung erzielt, und zwar vor allem, wenn der Durchmesser der zylindrischen Klemmfläche 20' geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Mine 12. Hierdurch wird eine Keilwirkung über die gesamte Klemmfläche 20' erzielt. Bei der Darstellung nach Fig. 27 sind zwei gleiche drehsymmetrisch zueinander angeordnete Klemmarme 14'" vorgesehen, zwischen denen zwei gegeneinander versetzte Trennschlitze 68" und 68'" gebildet werden. Durch das Zusammenwirken der beiden Klemmarme wird ebenfalls eine Klemmung der Mine 12 über den vollen Umfang der zugeordneten Klemmflächen 20" erzielt.

Bei der Variante nach Fig. 3 ist der Schaft 22 des Spannkonus 19 im Bereich seiner innengelegenen Stirnfläche 26 mit widerhakenförmigen Vorsprüngen 86 versehen. Das Minen-Vorratsrohr 32' ist entsprechend an seinem Ende mit nach innen vorspringenden Anschlägen 87 versehen und weist längsgerichtete Schlitze 88 auf, so dass die Anschläge 87 über die Vorsprünge 86 geschoben werden können, wodurch eine zugfeste Verbindung zwischen dem Minen-Vorratsrohr 32' und dem Spannkonus 19 hergestellt wird. Das Minen-

Vorratsrohr weist im Bereich der Anschläge 87 auf seiner Aussenseite in Richtung auf die Klemmzone 16 zur Achse 5 hin geneigte Schrägflächen 89 auf, gegen die eine Druckfeder 36' anliegt, die sich anderseits gegen die Büchse 21 abstützt. Durch den Druck der Druckfeder 36' auf die Schrägfläche 89 werden die Innenflächen der Anschläge 87 gegen die Aus-senfläche des Schaftes 22 gepresst, wodurch ein leichter Reibschluss hergestellt wird. Im übrigen ist die Ausgestaltung wie bei dem Beispiel nach den Fig. 1 und 2.

Bei der Ausgestaltung nach Fig. 4 ist der Spannkonus 19 mit Schaft 22 gleichermassen wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 mit radial nach aussen vorspringenden, widerhakenähnlichen Vorsprüngen 86 versehen. Das Minen-Vorratsrohr 32" weist wiederum an einem Ende sich radial nach innen erstreckende Anschläge 87' auf und ist ebenfalls im Bereich seines zugeordneten Endes mit längsgerichteten Schlitzen 88' versehen, um die Anschläge 87' über die Vorsprünge 86 schieben zu können. Die Anschläge 87' weisen auf ihre zur Klemmzone hinweisenden Seite eine sich radial erstreckende Anschlagfläche 90 auf, gegen die eine äussere Druckfeder 91 anliegt, die mit ihrem anderen Ende gegen den Bund 23 der Büchse 21 anliegt und so die Rückstellung des Minen-Vorratsrohres 32" und des Spannkonus 19 über die Anschläge 87 bewirkt. An der Anschlagfläche 90 liegt eine weitere innere Druckfeder 92 an, die sich nur gegen die Schulter 24 am Übergang vom Spannkonus 19 zum Schaft 22 abstützt, wodurch sichergestellt wird, dass bei Verschiebungen des Minen-Vorratsrohres 32' in Richtung auf die Spitze 2 hin der Spannkonus 19 - so weit wie möglich -mitgenommen wird.

Die Wirkungsweise der dargestellten Ausführungsbeispiele ist folgende:

Um den Füllminenstift schreibbereit zu machen, muss eine Mine 12 aus dem Vorratsraum 94 im Minen-Vorratsrohr 32 in das Minenrohr 4 gefördert werden. Hierzu wird der Füllminenstift etwa senkrecht gehalten, so dass eine solche Mine 12 in die Öffnung 30 der Klemmzange 13 bis vor die Klemmflächen 20 fallen kann. Hier liegen die Klemmarme 14 dann, wenn keine Mine 12 hindurchgeführt ist, fast oder vollständig gegeneinander an, d.h. der Trennschlitz 68 ist schmaler als in den obigen Darstellungen, da ja noch keine Mine zwischen den Klemmflächen 20 angeordnet ist.

Nunmehr wird der Betätigungsknopf in das Gehäuse 1 hineingeschoben, wodurch gleichzeitig die Klemmzange 13 über die Anschläge 39 mit zur Spitze hin verschoben wird. Hierbei wird gleichzeitig die kegelförmige Druckfeder 36, die an der Stirnseite 35 des Minen-Vorratsrohres 32 anliegt, zu-sammengepresst und nimmt aufgrund ihrer klemmenden Reibschlussverbindung am Schaft 22 den Spannkonus 19 mit, bis dieser gegen einen am Lager 8 ausgebildeten Anschlag 95 anliegt. Bis zu diesem Punkt tritt keine Relativbewegung zwischen der Klemmzange 13 und dem Spannkonus 19 auf, d.h. die Klemmzange 13 bleibt in ihrer geschlossenen Stellung. Anschliessend wird bei weiterer Betätigung des Betätigungsknopfes 37 unter weiterer Zusammendrückimg der Druckfedern 36 und 27 nur noch die Klemmzange 13 mitgenommen, wobei die Rollkörper 17 auf der sich konisch zur Spitze 2 hin erweiternden Führungsfläche 18 genau zentriert abrollen. Hierbei wird also die Klemmzange 13 geöffnet. Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt. Jetzt kann die Mine 12 bis zur zugewandten Stirnfläche des Mitnehmerelementes 11 vorfallen.

Beim Loslassen des Betätigungsknopfes 37 schiebt die Druckfeder 36 aufgrund des Reibschlusses gegenüber der Aussenseite des Schaftes 22 den Spannkonus wieder so weit zurück, bis seine Schulter 24 gegen den Bund 23 der Büchse 21 anliegt. Bis hierhin bleibt die Klemmzange 13 wiederum in unveränderter Öffnungsstellung. Bei weiterem Rücklauf

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des Minen-Vorratsrohres 32 aufgrund der Rückstellwirkung der Druckfeder 36 heben die Anschläge 39 von der Anschlagfläche 40 der Klemmzange ab, so dass diese aufgrund der Rückstellkraft der Druckfeder 27 relativ zum Spannkonus 19 in Richtung auf den Betätigungsknopf 37 verschoben wird und in Schliessstellung geht. Die Mine 12 wird hierbei im letzten Augenblick des Schliessens der Klemmzange 13 zwischen den Klemmflächen 20 eingeklemmt, d.h. diese Klemmung der Mine 12 in der Klemmzange 13 erfolgt, ohne dass die Mine hierbei wieder axial in Richtung auf den Betätigungsknopf 37 verschoben wird.

Bei erneuter Betätigung des Betätigungsknopfes 37 erfolgt eine Wiederholung des obigen Vorganges, wobei die zwischen den Klemmarmen 14 eingeklemmte Mine 12 über die Wegstrecke a zwischen dem Ende des Spannkonus 19 und dem Anschlag 95 (siehe Fig. 1) mitgenommen wird. Die Mine 12 wird hierbei in das Mitnehmerelement 11 hineingeschoben. Wird nun der Betätigungsknopf 37 weitergedrückt, so öffnet sich in der oben beschriebenen Weise die Klemmzange 13 und schliesst nach Loslassen des Betätigungsknopfes 37 wiederum in der rückwärtigen Stellung. Wird dagegen der Betätigungsknopf 37 nicht vollständig bis zur Öffnung der Klemmzange 13 durchgedrückt, sondern noch in der vorderen Schliessstellung der Klemmzange 13 losgelassen, so hält das Mitnehmerelement 11 die Mine 12 fest, da es - wie oben beschrieben - unterschiedliche Halte- bzw. Reibungskräfte in den beiden möglichen Bewegungsrichtungen der Mine 12 auf diese ausübt. In diesem Fall würde zusätzlich die Klemmzange 13 geringfügig öffnen, da die Druckfeder 27 so dimensioniert ist, dass die Haltekraft des Mitnehmerelementes 11 gegen ein Hineinziehen oder -schieben der Mine 12 in das Gehäuse hinein etwas grösser ist als die durch die Druckfeder 27 bewirkte Klemmkraft der Klemmzange 13 an den Klemmflächen 20.

Durch mehrfaches Betätigen des Betätigungsknopfes 37 wird die Mine 12 bis zum Austrittsende 96 des Minenrohres 4 vorbewegt. Der Füllminenstift ist nun schreibbereit und arbeitet in der weiteren Folge bis zum weitgehenden Ver-s brauch der Mine 12 automatisch. Die Mine 12 braucht hierbei nicht sichtbar aus der Austrittsöffnung 96 des Minenrohres 4 herauszuragen, sondern kann etwa bündig mit dem Austrittsende 96 abschliessen, so dass die Mine 12 auch insbesondere im Bereich ihres zum Schreiben verwendeten äus-lo seren Endes vollständig in dem Minenrohr 4 seitlich abgestützt ist.

Beim Schreibvorgang wird dann, wenn die Mine bündig mit dem Austrittsende 96 des Minenrohres 4 ist, das Minenrohr gegen die Feder 9 in die Spitze hineingeschoben, wobei 15 gleichzeitig die geringe Reibungskraft zwischen dem Mitnehmerelement 11 und der Mine 12 überwunden wird, da die Mine ja fest zwischen den Klemmflächen 20 eingespannt ist.

Bei einer Entlastung des Minenrohres 4, was beim 20 Schreibvorgang ständig und unbewusst durch Abheben des Stiftes vom Papier erfolgt, wird das Minenrohr 4 durch die Wirkung der Druckfeder 9 wieder in die vordere Ausgangsstellung geschoben, wobei gleichzeitig die Mine 12 aufgrund der hohen Haltekraft des Mitnehmerelementes 11 mitge-25 nommen wird. Auch bei dieser Ausschubbewegung des Minenrohres wird die Klemmzange 13 leicht geöffnet, da die Druckfeder 27 etwas nachgibt, so dass die Mine 12 frei zwischen den Klemmflächen 20 nachgefördert werden kann.

30 Ergänzend sei noch hinzugefügt, dass die Klemmarme 14 in dem von der Zentrierbüchse 15 umfassten Bereich mit Stossflächen 97 aneinanderliegen und im Anschluss daran der Trennschlitz 68 beginnt.

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5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

636305 PATENTANSPRÜCHE

1. Füllminenstift mit durch den Schreibdruck bewirktem, automatischem Vorschub der Mine, mit einem in seinem Gehäuse befindlichen, durch ein Minen-Vorratsrohr gebildeten und durch einen abnehmbaren Betätigungsknopf ver-schliessbaren Vorratsraum zur Aufnahme von gespeicherten Minen, dem Vorratsraum nachgeordneten, mittels des Minen-Vorratsrohres axial verschiebbaren Klemmelementen und einem in einer Spitze angeordneten und aus dieser herausgeführten, gegen eine erste Druckfeder in diese hineinschiebbaren Minenrohr, wobei am inneren Ende des Minenrohres ein Reibungskräfte auf die Mine ausübendes Mitnehmerelement angebracht ist, wobei die Klemmelemente mittels des Betätigungsknopfes gegen die Wirkung einer zweiten, schwächeren Druckfeder über Rollkörper auf einer zur Mittelachse geneigt verlaufenden Führungsfläche eines axial zwischen zwei Endlagern verschiebbaren Spannkonus verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerelement (11) nach Art eines bewegungsrichtungsabhän-gigen Klemmgesperres derart ausgebildet ist, dass es bei Bewegungen der Mine (12) relativ zum Minenrohr (4) in das Gehäuse (1) hinein grosse Reibungskräfte und bei Bewegungen in umgekehrter Richtung kleine Reibungskräfte auf die Mine ausübt, dass die Klemmelemente als aus zwei mittels einer Zentrierbüchse (15) axial und radial fest miteinander verbundene, radial auffedernden Klemmarmen (14) bestehende Klemmzange (13) ausgebildet sind, dass jeder Klemmarm über seinen mindestens einen Rollkörper (17) an zwei Abrollpunkten (66) der Führungsftäche (18) abgestützt ist, dass die zweite, schwächere Druckfeder (27) zwischen der Klemmzange und dem Spannkonus (19) angeordnet ist, dass eine dritte, einerseits ortsfest im Gehäuse und anderseits gegen das Minen-Vorratsrohr (32, 32', 32") abgestützte Druckfeder (36; 36'; 91) vorgesehen ist und dass das Minen-Vorratsrohr mit dem Spannkonus nachgiebig gekoppelt ist.

2. Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerelement (11) ein Gehäuse (52) aufweist, in dem einerseits an einer konischen Innenwand des Gehäuses und anderseits an der Mine (12) anliegende Kugeln (54) in Richtung zur Klemmzange (13) hin kraftbelastet angeordnet sind (Fig. 5 bis 7).

3. Füllminenstift nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (54) zwischen am Gehäuse (52) angebrachten Trennrippen (53) geführt sind (Fig. 5 und 6).

4. Füllminenstift nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (54) in Bohrungen (59) einer die Mine (12) umgebenden Verlängerung (58) angeordnet sind (Fig. 7).

5. Füllminenstift nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (54) mittels einer Druckfeder (55) kraftbelastet sind (Fig. 6 und 7).

6. Füllminenstift nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (54) mittels eines Magneten (57) kraftbelastet sind (Fig. 6 und 7).

7. Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerelement (11) zum Minenrohr (4) hin geneigte, mit ihren Spitzen an der Mine (12) anliegende, elastische Zungen (44,45,46) aufweist (Fig. 8 bis 10).

8. Füllminenstift nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (44) Teil eines aus weichelastischem Material bestehenden, topfartigen Teils (47) sind, das durch ein Mitnehmergehäuse (48) abgedeckt ist (Fig. 8).

9. Füllminenstift nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (45) Teil eines metallischen Federkorbes (49) sind (Fig. 9).

10. Füllminenstift nach Anspruch 7, dadurch gekenn-

5 zeichnet, dass die Zungen (46) an geschlitzten Tellerfedern (50) ausgebildet sind (Fig. 10).

11. Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerelement (11) ein sich zur io Klemmzange (13) hin innen konisch verjüngendes, mit Partikeln aus ferromagnetischem Material gefülltes Gehäuse (61) aufweist und an seiner der Klemmzange (13) zugewandten Seite mit einem Magneten (62) versehen ist (Fig. 11).

12. Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

15 zeichnet, dass die dritte Druckfeder (36) konisch ausgebildet ist und reibschlüssig klemmend an einem Schaft (22) des Spannkonus anliegt (Fig. 1 und 2).

13. Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

20 zeichnet, dass die dritte Druckfeder (36') gegen äussere

Schrägflächen (89) des Minen-Vorratsrohres (32') abgestützt ist (Fig. 3).

14. Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine vierte Druckfeder (92) vorgesehen ist, die

25 sich einerseits gegen das Minen-Vorratsrohr (32") und anderseits gegen den Spannkonus (19) abstützt (Fig. 4).

15. Füllminenstift nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das axial mit Schlitzen (88) versehene Minen-

30 Vorratsrohr (32') radial nach innen vorragende, an einem Schaft (22) des Spannkonus (19) befindliche Vorsprünge (86) übergreifende Anschläge (87) aufweist, wobei die Schrägflächen (89) an den Anschlägen angebracht sind (Fig. 3).

35 16. Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierbüchse (15) radial spielfrei in einem Schaft (22) des Spannkonus (19) geführt ist.

17. Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

40 zeichnet, dass die Klemmarme (14) im Bereich der Rollkörper (17) mit einem sich radial erstreckenden Dehnspalt (69, 73) versehen sind (Fig. 12,13,14,15).

18. Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

45 zeichnet, dass jeder Klemmarm (14) zwei durch eine Trennrippe (65) voneinander getrennte, jeweils eine Kugel (64) aufweisende Abrolltaschen (63) aufweist.

19. Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

50 zeichnet, dass die Rollkörper einstückig ausgebildet sind und zwei Abrollpunkte an der konischen Führungsfläche (18) und zwei Abstützpunkte am Klemmarm (14) aufweisen.

20. Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

55 zeichnet, dass die Klemmarme (14) über die Länge der Zentrierbüchse (15) an Stossflächen (97) aneinander anliegen.

21. Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennschlitz (68') zwischen den Klemmar-

6o men (14', 14") aussermittig zur Mine (12) angeordnet ist (Fig. 26).

22. Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Klemmarmen (14'") zwei aussermittig zur Mine (12) und gegeneinander versetzte Trenn-

65 schlitze (68", 68'") vorgesehen sind (Fig. 27).

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