DE10353821A1 - Mine für Schreib-, Zeichen- oder Malgeräte - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mine für Schreib-, Zeichen- und Malgeräte mit einem Außendurchmesser D, wobei die Mine mindestens einen in Richtung ihrer Längsachse verlaufenden Hohlraum mit einem Hohlraumdurchmesser d aufweist, wobei das Verhältnis von Außendurchmesser D zu Hohlraumdurchmesser d in etwa größer oder gleich 2 beträgt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Mine für Schreib-, Zeichnen- oder Malgeräte mit einem Außendurchmesser D, wobei in der Mine mindestens ein in Richtung ihrer Längsachse verlaufender Hohlraum mit einem Hohlraumdurchmesser d angeordnet ist.
• Derartige Minen zum Schreiben, Zeichnen und/oder Malen sind prinzipiell bekannt.
• Aus der DE 30 15 703 C2 ist eine Schreib-, Malmine oder Kreide bekannt, bei welcher die farbabgebende, hülsenförmige Mine ohne farbabgebenden Kern als rohrförmiger Hohlkörper ausgebildet ist. Ziel bei einer derartigen Mine oder Kreide war es, gerade bei dicken Minen große Bohrungen einzubringen, um auch mit dicken Minen oder Kreiden einen dünnen Abstrich zu erzielen. Auf diese Weise konnte erreicht werden, dass durch das Nachspitzen konventioneller Vollminen, Minenmaterial nicht ungenutzt verschwendet wird. Nachteilig bei dieser Art von Mine ist es, dass diese dicken Minen oder Kreiden beim stärkeren Schreib- oder Maldruck an den Rändern brechen, Randbereiche abplatzen und der Rand beim Nachspitzen ausbricht und die Mine beim Anschreiben kratzt.
• Weiterhin bekannte Schreib- oder Malminen sind als Vollkern-Minen oder Kreiden ausgebildet und innerhalb einer Hülle ortsfest oder verschiebbar gehaltert.
• Derartige Minen sind gepresst bzw. extrudiert. Die resultierende Festigkeit ergibt sich aus der Geometrie und der Biegebruchfestigkeit des Werkstoffs. Diese ist durch eine gezielte Einstellung eines Härtegrades limitiert. Eine Vergrößerung des Minendurchmessers steigert zwar die Stabilität der Mine, jedoch erhöht sich dadurch auch der Materialeinsatz und damit die Kosten pro Mine.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kostengünstige Mine zum Schreiben, Zeichen oder Malen zu schaffen, die die genannten Nachteile nicht aufweist und welche insbesondere eine hohe Beständigkeit gegen Minenbruch aufweist, ohne dabei die eingesetzte Minenrezeptur zu verändern.
• Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den untergeordneten Ansprüchen.
• Unter Minen zum Schreiben-, Zeichnen, oder Malen versteht man einerseits Minen, die fest in Holz oder andere spitzbare Materialien eingebracht werden und andererseits Minen, die verschiebbar in einer biegesteifen Hülle gehaltert sind. Beispiele hierfür sind holzgefasste Blei- und Farbstifte, Feinminen für mechanische Stifte, sogenannte Druckbleistifte und Minen für Fallstifte. Dabei weisen die Minen üblicherweise Außendurchmesser im Bereich von etwa 0,3 mm bis 6 mm auf.
• Bei den Blei- oder Farbminen kann es sich sowohl um gebrannte als auch ungebrannte Minen handeln.
• Angeführt seinen auch Sonderminen, wie beispielsweise Minen für sogenannte Zimmermannsstifte, die in der Regel sehr stark beansprucht sind.
• Die erfindungsgemäße Mine weist mindestens einen sich in Richtung ihrer Längsachse erstreckenden durchgängigen Hohlraum auf, wobei das Verhältnis von Außendurchmesser D der Mine zu Hohlraumdurchmesser d in etwa größer oder gleich 2 beträgt.
• Es hat sich gezeigt, dass bei einem derartigen Verhältnis D/d ein Abstrich der Mine gleichmäßig und augenscheinlich ohne Farbschwankungen möglich ist. Weiterhin ist hier die Spitzbarkeit der Mine ohne wesentliche Beeinträchtigung der Konusform der Minenspitze erreichbar. Das bedeutet, dass im Bereich des Hohlraumdurchmessers direkt an der Minenspitze im wesentlichen keine oder nur geringe Unregelmäßigkeiten durch ausbrechendes Minenmaterial auftreten.
• Vorzugsweise wird das Verhältnis von Außendurchmesser D zu Hohlraumdurchmesser d so gewählt dass D/d in etwa größer oder gleich 4 ist.
• Der Minenquerschnitt kann kreisförmig, oval, drei-, sechseckig, rechteckig oder nahezu beliebig gestaltet ausgebildet sein. Die Kreisform ist dabei bevorzugt.
• Dabei ist der mindestens eine Hohlraum vorzugsweise konzentrisch zur Längsachse der Mine angeordnet.
• Wenn die Mine mindestens zwei Hohlräume aufweist, so sollten diese vorzugsweise -senkrecht zur Längsachse der Mine gesehen – auf einer imaginären Kreislinie, die konzentrisch zur Längsachse der Mine angeordnet ist, symmetrisch angeordnet sein. Das bedeutet, dass die Hohlräume möglichst gleichmäßig um die Längsachse der Mine angeordnet werden sollen.
• Sofern die Mine mindestens zwei Hohlräume mit Hohlraumdurchmessern aufweist, wird das jeweilige Verhältnis von Außendurchmesser D zu jedem der Hohlraumdurchmesser d der mindestens zwei Hohlräume größer oder gleich 2 gewählt.
• Es hat sich bewährt, wenn der Querschnitt des mindestens einen Hohlraums senkrecht zur Längsachse der Mine kreisförmig, oval, drei-, sechseckig oder sternförmig ausgebildet ist.
• Es hat sich gezeigt, dass beispielsweise Minen mit kreisförmigem Querschnitt und mindestens einem Hohlraum mit ebenfalls kreisförmigem Querschnitt, bei welchen das Verhältnis von Außendurchmesser D zu Hohlraumdurchmesser d in etwa größer oder gleich 4 ist, eine deutlich höhere Stabilität gegen Bruch aufweisen, ohne das dabei im Vergleich zu einer Vollmine eine augenscheinlich wahrnehmbare Verminderung der Qualität des Abstriches erfolgt. Die Minengeometrie wurde in diesem Fall von einem Vollstab zu einer rohrförmigen, zylindrischen Form abgeändert. Dadurch erfolgt eine Steigerung der Biegesteifigkeit durch Zunahme des Widerstandsmomentes.
• So weist eine Mine mit einem kreisförmigen Querschnitt, welche mit mindestens einem sich über die gesamte Länge konzentrisch zu deren Längsachse erstreckenden Hohlraum versehen ist, im Vergleich zu einer Vollmine ohne Hohlraum, deren Querschnittsfläche genau gleich groß zur Querschnittsfläche der Mine mit Hohlraum gewählt wird, ein erhöhtes Widerstandsmoment gegen Bruch auf. Gleichzeitig ist die Mantelfläche der Mine mit Hohlraum unter diesen Bedingungen größer als die der Vollmine, so dass beispielsweise beim Einleimen in eine Holzfassung eine größere Kontaktfläche zur Verfügung steht. Die Verbindung zwischen Holz und Mine wird dadurch verbessert.
• Es hat sich jedoch gezeigt, dass es von Vorteil ist, wenn sowohl der Minenquerschnitt als auch der Querschnitt des mindestens einen Hohlraums senkrecht zur Längsachse der Mine nicht kantig ausgestaltet sind, da an Kanten Kerbkräfte entstehen, die eine Reduzierung der Stabilität gegen Bruch nach sich ziehen.
• Für nicht kreisförmige Minen wird als Außendurchmesser der Mine der einhüllende virtuelle Umkreis zur Berechnung herangezogen.
• Bei Hohlräumen, deren Querschnitt senkrecht zur Längsachse der Mine nicht kreisförmig ausgebildet ist, wird zur Berechnung ein virtueller Innkreis in den Hohlraum gelegt.
• Es sei darauf hingewiesen, dass jegliche Kombination von Minenquerschnitt und Hohlraumquerschnitt denkbar ist, sofern das geforderte Verhältnis von Außendurchmesser D zu Hohlraumdurchmesser d erfüllt wird.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass der mindestens eine Hohlraum der Mine mit einem minenfremden Material gefüllt werden kann und dadurch ganz spezielle Eigenschaften wie Abriebverhalten oder Gleiteigenschaften verbessert oder eingestellt werden können. Dabei kann es sich beispielsweise um ein nicht farbabgebendes Material handeln. Als Beispiel für ein minenfremdes Material sei hier ein wachshaltiges Material, vorzugsweise mit einem Wachsgehalt von größer oder gleich 50 Vol.-%, genannt, welches die Gleitfähigkeit beim Schreiben, Zeichnen oder Malen verbessert. Das minenfremde Material ist dabei fest mit der Mine verbunden und mit dieser zusammen spitzbar.
• Anhand einiger Abbildungen wird der erfindungsgemäße Gedanke nachfolgend näher beschrieben.
• Hierbei zeigen:
• 1: eine Mine mit durchlaufendem Hohlraum;
• 2: den Querschnitt der Mine gemäß 1;
• 3: einen Querschnitt einer sechseckige Mine mit einem dreieckigen Hohlraum;
• 4: eine erfindungsgemäße Mine, welche mit mehreren Hohlräumen versehen ist.
• 1 zeigt eine Farbmine 1 im Längsschnitt, welche einen sich entlang der Längsachse 11 erstreckenden Hohlraum 2 aufweist. Die Mine 1 wurde mittels Strangpressen hergestellt.
• 2 zeigt die Mine 1 gemäß 1 im Querschnitt. In dieser Ansicht ist der kreisförmige Querschnitt der Mine 1 und deren Außendurchmesser D = 3,12 mm erkennbar. Der kreisförmige Hohlraum 2 weist einen Hohlraumdurchmesser d = 0,44 mm auf. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der Wert für das Verhältnis von Außendurchmesser D der Mine 1 zum Hohlraumdurchmesser d des Hohlraums 2 gleich 7,1. Es kann auf diese Weise rein rechnerisch eine Festigkeitssteigerung von 10,2% im Vergleich zu einer Vollmine mit gleicher Querschnittsfläche erreicht werden. Tatsächlich wurde aber eine deutlich höhere Steigerung der Festigkeit festgestellt, was auf die Verwendung des Strangpressens mit Innendorn zur Herstellung der Mine 1 zurückgeführt werden kann.
• 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mine 1' im Querschnitt. Die Mine 1' besitzt eine sechseckige Außenkontur mit einem dreieckigen Hohlraum 2'. Bei dieser Ausführungsform wird um die Außenkontur ein virtueller Umkreis D' und in den Hohlraum 2' ein virtueller Innkreis d' gelegt. Das Verhältnis von virtuellem Außendurchmesser D' der Mine 1' zu virtuellem Hohlraumdurchmesser d' des Hohlraums 2' ist in etwa größer oder gleich 2.
• In einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mine 1, 1' ist der Hohlraum 2, 2' mit einem minenfremden Material gefüllt.
• 4 zeigt eine Mine 1 mit kreisförmiger Außenkontur im Querschnitt, welche drei kreisförmige Hohlräume 2 aufweist. Jeder dieser Hohlräume 2 erfüllt für sich die Forderung, wonach das Verhältnis des Außendurchmessers D der Mine 1 zu dem jeweiligen Hohlraumdurchmesser d des Hohlraumes 2 in etwa größer 4 ist.
• Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Mine eine Erhöhung der Stabilität des damit versehenen Schreibgerätes erfolgt. Die Mine ist im Herstellungsprozess zudem weniger bruchanfällig, so dass geringere Ausfallraten resultieren. Für den Verwender eines Schreibgerätes mit der erfindungsgemäßen Mine ist es von Vorteil, dass die Minenspitze mit einer höheren Schreibkraft im Vergleich zu einer Vollmine mit gleicher Querschnittsfläche belastbar ist, dass also höhere Aufdruckkräfte, wie das für das Schreiblernverhalten typisch ist, problemlos vertragen werden.

1, 1'

Mine

11

Längsachse

2, 2'

Hohlraum

D

Durchmesser Mine

d

Durchmesser Hohlraum

D'

Durchmesser Umkreis

d'

Durchmesser Innkreis

Claims (11)

1. Mine für Schreib-, Zeichen- und Malgeräte mit einem Außendurchmesser D, wobei die Mine mindestens einen in Richtung ihrer Längsachse verlaufenden Hohlraum mit einem Hohlraumdurchmesser d aufweist, dadurch gekennzeichnet dass das Verhältnis von Außendurchmesser D zu Hohlraumdurchmesser d ≥ 2 beträgt.
2. Mine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Außendurchmesser D zu Hohlraumdurchmesser d ≥ 4 beträgt.
3. Mine nach einem der Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Mine (1, 1') senkrecht zu ihrer Längsachse kreisförmig, oval, drei-, sechseckig oder sternförmig ausgebildet ist.
4. Mine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mine einen Hohlraum aufweist, der konzentrisch zu ihrer Längsachse angeordnet ist.
5. Mine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mine mindestens zwei Hohlräume aufweist, die senkrecht zur Längsachse der Mine gesehen – auf einer imaginären Kreislinie, die konzentrisch zur Längsachse der Mine angeordnet ist, symmetrisch angeordnet sind.
6. Mine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Mine (1, 1') mindestens zwei Hohlräume (2, 2') mit Hohlraumdurchmessern aufweist und dass das jeweilige Verhältnis von Außendurchmesser D zu jedem der Hohlraumdurchmesser d der mindestens zwei Hohlräume ≥ 2 beträgt.
7. Mine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des mindestens einen Hohlraums (2, 2') senkrecht zur Längsachse der Mine kreisförmig, oval, drei-, sechseckig oder sternförmig ausgebildet ist.
8. Mine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Hohlraum mit einem minenfremden Material gefüllt ist.
9. Mine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das minenfremde Material nicht farbgebend ist.
10. Mine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das minenfremde Material Wachs enthält.
11. Mine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das minenfremde Material einen Gehalt an Wachs ≥ 50 Vol.-% aufweist.