DE2352165A1

DE2352165A1 - Kugelschreiber

Info

Publication number: DE2352165A1
Application number: DE19732352165
Authority: DE
Inventors: Ernst Johan Jens Henriksen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-05-16
Filing date: 1973-10-17
Publication date: 1975-04-30
Also published as: GB1475076A; NL7314258A; AU494043B2; CH574826A5; US3792932A; DE2352165C2; FR2251444B1; AU7712575A; FR2251444A1

Description

DIPL.-ING. H. LEINWEBER dipping. H₀ ZIMMERMANN DIPL.-ING. A. Gf. τ. WENGERgKY

S MQraehen i, El@sental 7, 2.Aufg.

Τθί.-Adr. Lelsspei München Telefon (839) 160 39 89

PosiEdiack-Konto: Mönchen 220 45-SQ4

17. Oktober 1973

Unaar Zeichen

Ernst Henriksen«, Luzern* Schweiz Kugelschreiber

Die Erfindung betrifft Kugelschreiber mit drehbaren Schreibkugeln und insbesondere einer Einrichtung zur Sicherstellung der Farbzuführung zur Schreibspitze_o

Ein herkömmlicher Kugelschreiber mit durch Schwerkraft wirkender Farbzufuhr schreibt nicht₉ wenn die Spitse so hoch angehoben wird, daß sie im wesentliches höher als der Farbbehälter liegt, da die Farbe aufgrund der Schwerkraft dazu neigt₉ gurückzufließen, wenn die Farbe in dem engen Spalt rmd us die Kugel Yerbraucht ist. Durch diesen Spalt wird dann Luft in die Kugelspitze und in den Behälter hineingezogen ₉ wodurch manchmal eine dauernde Beschädigung des Kugelschreibers Yerursacht mrd₉ da Luftblasen in den zur Kugelspitze führenden Leitungen üblicherweise den Farbfluß behindern, wenn der Kugelschreiber wieder in seine normale Schreiblage gebracht wird. Dieses Versagen herkömmlicher Kugelschreiber tritt auf, gleichgültig, ob der Behälter oder die Farbflußleitungen kapillarartig oder größer sind,

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Es sind schon Bemühungen zur Lösung dieses Problems · unternommen worden, von denen einige Einrichtungen zum zeit- ; weiligen oder dauernden Zusammenpressen der Luft oder eines ' anderen Gases im Behälter hinter dem Farbvorrat betreffen. I Solche Konstruktionen sind jedoch nicht zufriedenstellend, | da der Luftdruck nicht immer gleichmäßig ist, und zwar gewöhnlich zu hoch, so daß die Farbe an der Kugelspitz'e aus- ' fließt, oder zu niederig, so daß der Kugelschreiber aufhört \ zu schreiben, bis der Luftdruck durch irgendeine Manipula- ! tion richtig eingestellt worden ist. Die Einrichtungen zur ' Durchführung solcher Manipulationen sind verhältnismäßig kompliziert und kostspielig.

Es sind Vorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen durch eine auf den Druck auf die Schreibspitze ansprechende Pumpe ein mechanischer Druck auf die Farbsäule im Behälter ausgeübt ist. Beispiele solcher Vorschläge sind die US-PSen ! 2 106 046 und 2 762 337. Gemäß der erstgenannten Patentschrift wird eine Gleitkolbenpumpe verwendet, die jedoch nicht bei ; einem herkömmlichen Kugelschreiber mit einer rollenden Schreib spitze zur Anwendung kommt. Gemäß der zweiten US-PS wird eine verschiebbare Sehreibspitze und eine durch diese betätigte J verhältnismäßig komplizierte und aufwendige Pumpenkonstruktion verwendet. Auch diese Vorrichtung ist verhältnismäßig kostspielig und kompliziert in der Herstellung»

Die Erfindung bezieht sich in der Hauptsache auf .

eine Schreibspitze mit einer rollenden Kugel und einem Farbbehälter mit einer Einrichtung zum Führen der Farbe vom Be- ^! halter zur Kugelspitze. Wenigstens ein Teil dieser Einrichtung, der als Durchlauf bezeichnet werden kann, besteht aus : einem elastisch, biegsamen Material-, Er ist sowohl mit der ' Schreibspitze als auch dem Behälter abdichtend verbunden und ^:

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hält normalerweise diese beiden Bestandteile als Ganzes zusammen. Das elastische Material ist jedoch verformbar, so daß sich bei Aufbringen eines Schreibdrucks auf die Kugelspitze das Material verformt_s wodurch das Volumen wenigstens eines Teils des Durchlaufs verringert wird und eine neben dem Behälter angebrachte Einwegpumpe den Bückfluß der Farbe verhindert, so daß durch den Schreibdruck unabhängig davon, wie

der Kugelschreiber gehalten wird, zwangsläufig ein Farbvorrat an der Schreibspitze vorhanden ist_o

Bevor die Erfindung im einzelnen beschrieben wird, sollen einige verwendete Ausdrücke näher erläutert werden. j.

Im Rahmen der Erfindung bezieht sich der Ausdruck "Kugelspitze" bzw« "Kugelschreiber" auf einen Schreibstift mit einer genügend harten Kugel, die in einem geeigneten Gehäuse derart drehbar befestigt ist, daß ein Teil der Kugel aus dem Gehäuse herausragt ₉ der an einer Fläche_s auf der eine Schrift angebracht werden soll, zur Anlage gebracht werden kann₉ wob.ei die Kugel geeignet ist, sich durch Bewegen über die Fläche und in Anlage an ihr zu drehen_o Beim Drehen der Kugel läuft eine kleine Farbmenge durch einen Spaljt zwischen der Kugel und ihrem Gehäuse heraus und bildet eine Spur auf der Schreibfläche„ Die Kugel ist mit einem sehr kleijnen Spiel im Gehäuse "befestigt_s wobei der Spalt zwischen der Kugel und ihrem seitlichen Sitz_s durch den die Farbe an der Kugel entlanggeführt wird_s vorzugsweise eine Breite von 0,001 bis 0,01 mm hat, wodurch die Axialbewegung der Kugel auf höchstens 1/10 des Kugeldurchmessers begrenzt wird,, Die Kugel ruht auf einem teilkugelförmigen unteren Sitz₉ der mit Rillen oder anderen Durchlässen versehen ist, durch die die Farbe fließen kann₉ wenn die Kugel während des Schreibens auf

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den Sitz gedruckt wird. Der Seitensitz erstreckt sich vorzugsweise wenigstens bis zum Äquator der Kugel. Durch die winzigen Maße des Spalt werden Kapillarkräfte erzeugt, die verhindern, daß die Farbe an der Kugel entlangfließt, wenn sie sich nicht dreht, selbst wenn ein verhältnismäßig großer Druck auf die Farbe ausgeübt wird.

Der Ausdruck "Behälter" bezieht sich auf eine Konstruktion, die einen Vorrat an Farbe enthält und von der die Farbe durch ihr Schwergewicht zur Kugelspitze befördert werden kann, wenn sich der Kugelschreiber in normaler Schreibhaltung befindet. Der Behälter ist mit einer Belüftung versehen, die den Zutritt von die Farbe ersetzender Luft gestattet, wenn diese verbraucht wird. Er ist ferner mit einer Einrichtung versehen, durch die verhindert wird, daß sich die Luft mit der Farbe vermischt, wenn der Behälter in eine Lage gebracht wird, in der normalerweise nicht geschrieben wird, so daß die Farbe eine ununterbrochene Säule bildet, die sieh τοη ihrer Rückseite auf die Kugelspitze zu erstreckt. Beispiele solcher Einrichtungen sind verschiebbare Mitnehmer im Behälter, wie in der US-PS 3 424 537 beschrieben. Auch ein Behälter in Form eines Kapillarröhrchens weist solche Merkmale auf.

Als Kapillarröhrchen oder als Durchlaß mit Kapillardimensionen wird hier ein Röhrchen oder eine Bohrung mit einem so kleinen Durchmesser bezeichnet, daß die darin enthaltene Farbe einen Meniskus bildet, der stabil genug ist, um der auf die Farbe einwirkenden Schwerkraft einschließlich den durch normale Stöße verursachten Kräften zu widerstehen. Die tatsächlichen Abmessungen eines Kapillardurchlasses bzw« -röhrchens sind entsprechend den Eigenschaften der Farbe einschließlich deren Viskosität₉ der Oberflächenspannung und dem Grad, bis zu dem die Farbe das Material der sie umgebenden Wände befeuchtet, unterschiedlich. Als "Schreib-

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farbe" wird eine Farbe bzw. Tinte bezeichnet ₉ die zur Verwendung in Kugelschreibern geeignet ist und die vorzugsweise eine Viskosität von 1500 bis 20 000 Cp bei 25⁰C und wenigstens eine genügende Fließfähigkeit aufweist, um durch ihr Eigengewicht zur Kugelspitze zu fließen, wenn die Spitze des Kugelschreibers nach unten gerichtet ist.

Weitere Einzelheiten Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht und zwar zeigen:

Fig* 1 teilweise im Schnitt eine Ansicht der Spitze eines erfindungsgemäßen Kugelschreibers, bei dem die erfindungsgemäße Konstruktion in einen herkömmlichen Halter eingebaut ist,

Fig. 2 eine abgewandelte Form der-Erfindung, Fig*.3. einen Schnitt bei Linie 3-3 in Fiffv 2,

Fig. 4 einen Längsschnitt einer weiteren abgewandelten Form₉

Fig. 5 einen Schnitt bei Linie 5-5 in Fig_s 4_S

Figo 6 einen Längsschnitt noch einer weiteren Abwandlung der Erfindung und

Fig. 7 bis 10 weitere Aueführungsformen.

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Fig. 1 zeigt sehr schematisch eine Konstruktion, die die Grundprinzipien der Erfindung aufweist. Wie dargestellt, ist die die Erfindung aufweisende Einheit 1 in einem herkömmlichen Handgehäuse oder Halter 2 untergebracht, der häufig als Hülse des Kugelschreibers bezeichnet wird. Hier ist zu bemerken, daß alle Ausführungsformen der Erfindung in einem Halter bzw. einer Hülse untergebracht werden sollen. Die Einheit 1 weist einen rohrförmigen Behälter 3 auf, der mit einem sich nach vorn erstreckenden rohrförmigen Abschnitt 4 mit kleinerem Durchmesser versehen ist, der in einen abgeschrägten Ventilsitz 5 endet. In den Ventilsitz 5 greift eine Kugel 6 ein, die den rohrförmigen Abschnitt 4 gegen Rückfließen der Farbe verschließen kann. Eine Schreibspitze 7 weist einen Gehäuseteil 8 auf, der mit einer drehbaren Kugelspitze 9 versehen ist, der die Farbe über die Durchlässe 10 und 11 zugeführt wird. Auch wenn nicht in jedem Fall besonders beschrieben, ist die Schreibspitze jeder Ausführungsform der Erfindung mit einer gleichen drehbaren Kugelspitze und gleichen Führungsdurchlässen, wie in Fig. 1 dargestellt, versehen. Die Schreibspitze 7 erstreckt sich nach rückwärts und endet kurz vor der Kugel 6, wobei ihr rückwärtiger Rand ait geeigneten Nuten 12 oder äquivalenten Durchlässen versehen ist, so daß die Kugel 6 nicht in Richtung auf die Schreibspitze zu abgedichtet werden kann. Ein rohrförmiger Körper 13 aus einem elastischen Polymeren, der ein Verbindungsstück darstellt, umschließt eng den rückwärtigen Teil der Schreibspitze und den vorderen Teil des rohrförmigen Abschnitts 4 und liegt an beiden Teilen in Abdichtungsanlage an, wobei er sie, wie dargestellt, axial fluchtend festhält. Das Material des rohrförmigen Körpers 13 kann jedes geeignete flexible, elastische Material sein, wie Weichpolyvinyl, Weichpolyäthylen, Silikonkautschuk oder dergleichen. Obwohl in

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der Zeichnung die Farbe selbst nicht dargestellt ist, soll angenommen werden, da- der Behälter 3, der rohrförmige Abschnitt 4 und die Durchlässe 10 und 11 mit Farbe gefüllt sind. Wenn der dargestellte Kugelschreiber in normaler Schreiblage gehalten wird, wobei die Schreibspitze nach unten zeigt, kann sich die Kugel 6 frei vom Ventilsitz 5 bewegen, wodurch die Farbe frei und unbeschränkt an diesem entlang zur Schreibspitze fließen kann* Wenn der Kugelschreiber in umgekehrter Haltung verwendet \fird, d.h.· mit nach oben zeigender Schreibspitze ₉ neigt die Kugel/aufgrund der Schwerkraft dazu, in den Ventilsitz 5 einzugreifen um ein Rückflie3en der Farbe zu verhindern. Wenn die Schreibspitze mit einem Schreibdruck beaufschlagt wird, wird der rohrförmige Körper 13 leicht zusammengedrückt und neigt offensichtlich dazu, das Volumen des Farbdurchlasses Tor dem Ventilsitz 5 zu verringern^ wodurch etwas Druck auf die Farbe ausgeübt wird und ein konstanter Farbvorrat an der Schreibspitze erhalten bleibte Wenn die Kugel 6 unter dem Einfluß der Schwerkraft nicht fest in den Ventilsitz 5 eingreift, bexfirkt das anfängliche Aufbringen des Schreibdrucks auf die Kugelspitzep daß die Farbe veranlaßt wird, nach, rückwärts zum Behälter zu fließen. Durch den auf die Farbe in der Schreibspitze ausgeübten Druck wird jedoch die Kugel 6 fest in Eingriff in den Ventilsitz 5 gedrückte Auf diese Weise schreibt der dargestellte Kugelschreiber selbst in umgekehrter Lage bzw„ unter Bedingungen einer Schwerkraft von Null oder im Hochvakuum„ Durch Aufheben des Druckes auf die Schreibspitze bzw«, Entfernen der Schreibspitze von der Schreibfläche wird der ganze Druck vom rohrförmigen Körper 13 genommen₉ woraufhin sich dieser axial ausdehnt, so daß die Schreibspitze vorgeschoben und mehr Farbe- aus dem Be= halter 3 in den Durchlaß zwisehen Ventilsitz 5 nad Kugelspitze 9 gezogen wird«,

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sowie bei allen anderen später beschriebenen Abwandlungen kann der Kugelschreiber natürlich auch in seiner normalen Schreibhaltung, d.h. mit nach unten zeigender Schreibspitze verwendet werden. Der auf die Schreibspitze aufgebrachte Schreibdruck veranlaßt jedoch normalerweise den Kugelschreiber, in der beschriebenen Weise zu arbeiten, auch wenn er mit nach oben gerichteter Schreibspitze verwendet wird.

Fig. 2 zeigt einen Behälter 14, der aus einem geeigneten elastischen Material, wie Polyäthylen oder Polypropylen oder dergleichen hergp stellt ist und der mit einem Ventilzapfen 15 versehen ist_s in dem sich eine Ventilkugel

16 befindet, die in einen Ventilsitz 17 eingreift und durch geeignete Vorspränge 18 (siehe auch Fig. 3) im Ventilzapfen 15 festgehalten wird. Am vorderen Ende des Behälters 14 ist eine Schreibspitze 19 in ihn hineingeschoben, die mit einem Kragen 20 versehen ist, an dem der Behälter 14 anliegt. Wie dargestellt, ist der Behälter 14 ein Kapillarröhrchen, er kann jedoch auch größere Dimensionen aufweisen. Zwischen dem Ventilzapfen 15, de;r.VentilkugeL- 16 und dem Ventilsitz

17 einerseits und der Schreibspitze 19 andererseits ist der Behälter 14 durch Formen oder auf andere Weise mit einem Einschnitt versehen, der einen dünnwandigen, talgartigen Abschnitt 21 bildet, der vorzugsweise leicht in axialer Richtung verformbar ist₀ Der talgartige Abschnitt kann durch Erweichen des Behältermaterials mit Wärme und "Blasen" oder ein anderes Verfahren geformt werden. Jeder geeignete Kunststoff, beispielsweise hartes Polyäthylen oder Polypropylen, kann für die Ausbildung des balgartigen Abschnitts 21 verwendet werden und es ergibt sich klar₉ daß er durch den auf die Schreibspitze 19 aufgebrachten Schreibdruck in azialer Richtung elastisch verformbar ist und daß sich bei lachlassen dieses Druckes der Balg axial ausdehnt_? wodurch zum

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Zweck und mit dem Ergebnis, wie oben beschrieben ₉ entlang der Ventilkugel 16 mehr Farbe in die Kammer 22 gezogen wird

Bei der in Fig., 4 dargestellten Ausführungsform ist eine Spitze 23 am vorderen Ende eines rohrförmigen Behälters 24 befestigt«, Die Spitze 23 ist mit einer Bohrung

25 und einer G-egenbohrung 26 versehen, die eine Schulter 27 begrenzen. In der Bohrung 25 ist neben dem Ende des Behälters 24 ein massiver Pflock 28 befestigt, wie in Fig·*- 5 im Schnitt dargestellt= Der Pflock 28 ist mit einer ebenen vorderen Fläche 29 und einer Vielzahl von Rillen bzw» Durchlässen 30 versehen,, die in Abstand voneinander über seinen Umfang verteilt sind«, Somit bilden die Durchlässe ' 30 eine Verbindung zwischen dem Behälter 24 und der Bohrung! 25· Eine Schreibspitze 31 ist mit einem kurzen, sich nach | rückwärts erstreckenden rohrförmigen Abschnitt 32 und einem j zylindrischen Abschnitt 33 versehen, der in der G-egenbohrung

26 in Längsrichtung verschiebbar ist. Eine Schulter 34

an der Schreibspitze arbeitet mit der Schulter 27 zusammen, um die Bewegung der Schreibspitze nach rückwärts zu begrenzen_o Ein im wesentlichen zylindrischer Körper 35 aus einem elastischen Polymer ist mit einer zentralen Bohrung 36 versehen, die mit einer größeren axialen Bohrung 37 im Körper in Verbindung steht. Der rohrförmige Abschnitt 32 sitzt fest und abdichtend in der Bohrung 37, wobei das vordere Ende des Körpers 35 an der Schreibspitze 31 anliegt„ Die Bohrung 36 erstreckt sich durch die Rückseite des Körpers 35s der mit einer kreisförmigen Rippe bzw» einem kreisförmigen Rand 38 rund um die öffnung dieser Bohrung versehen ist» Der Körper 35 ist ferner mit einem Umfangsflansch 39 versehen, der am vorderen Ende des Pflocks 28 zur Anlage kommt. Der Körper 35 ist mit seinem rückwärtigen Ende fest in die Bohrung 25 eingepaßt, weist jedoch in seinem vor= deren Teil 40 zu einem später erläuterten Zweck einen kleineren Durchmesser auf„ 10

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Wenn die Schreibspitze 31 mit einem Schreibdruck beaufschlagt wird, wird sie veranlaßt, sich in der Bohrung 26 nach! rückwärts zu bewegen und dadurch den Körper 35 zu verformen, ! bis der Rand 38 an der Fläche 29 zur Anlage kommt, um auf diese Weise ein Ventil im Strömungsweg zwischen dem Behälter und der Schreibspitze zu schließen. Ein andauernder Schreibdruck _s verformt den Körper 35 weiter bzw. preßt ihn weiter zusammen, wodurch ein Druck auf die Farbe an der Schreibspitze-ausgeübt wird» Wie dargestellt, weist der Umfangsflansch 39 eine größere axiale Höhe als der Rand 38 auf und demnach neigt die I natürliche Elastizität des Körpers 35 dazu, das.Ventil offen zu halten, bis ein Schreibdruck aufgebracht wird.

Der einen kleineren Durchmesser aufweisende Teil 40 des Körpers 35 verringert den Reibungswiderstand gegenüber der Bewegung der Schreibplatte 31 nach innen und die Schultern 27 und 34 bilden einen zwangsläufigen Anschlag, um eine Beschädigung des Körpers 35 zu verhindern, wenn ein übermäßiger Druck auf die Schreibspitze ausgeübt wird. Wie ersichtlich, ist diese Ausführungsform der Erfindung^ insbesondere in Bezug auf das Formen des. Körpers 35 aus elastischem Polymer, verhältnismäßig einfach herzustellen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist ein rohrförmiger

Behälter 41 an seinem oberen Ende mit einem Formstück 42 versehen, das eine erste Bohrung 43 und eine Gegenbohrung 44 aufweist. Die Gegenbohrung hält ein Spitzenteil 45, das mit einer Bohrung 46 versehen ist, die ein rohrförmiges Teil : 47 gleitend führt, an dem eine nicht dargestellte Schreibspitze befestigt ist. Das verschiebbare rohrförmige Teil 47 erstreckt sich nach rückwärts in die Bohrung 43 hinein und ist mit einem im wesentlichen becherförmigen Körper 48 ' aus elastischem Polymer versehen, der einerseits in der Bohrung 43 abdichtend anliegt. Das innere Ende des rohrförmigen Teils!

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47 liegt an einer Schulter 49 im Körper 48 an, die eine sich nach vorn erstreckende Bohrung 50 im Körper 48 umgibt. Das innere bzw. rückwärtige Ende des Körpers 48 ist als • eben Fläche 51 am inneren Ende eines Abschnitts 52 mit kleinerem Durchmesser .ausgebildet. Wenn der Körper 48 nicht beaufschlagt ist bzw. sich in seinem normalen ungespannten Zustand befindet, liegt die Fläche 51 in einem kleinen Abstand von der inneren Fläche einer Querwand 53 am inneren Ende des Formstücks 42„ Die Querxrand 53 ist mit einer einem Teil der Fläche 51 axial gegenüberliegenden Öffnung 54 versehen» Der Körper 48 aus elastischem Polymer ist ferner mit einem Durchlaß bzw» einer Öffnung 55 versehen, die eine Verbindung zwischen der durch die Bohrung 43 gebildeten Kammer und der durch die Bohrung 50 im Körper 48 begrenzten Kammer her-stellt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich;, wird, wenn sich die Teile in der dargestellten Lage in Bezug zueinander befinden, ein durchgehender Strömungsdurchlaß für die Farbe aus dem Behälter geschaffen, der durch die Öffnung 54, den Raum zwischen der Querwand 53 und der Fläche 51 ₉ die durch die Bohrung 43 gebildete Kammer, die Öffnung 55 und das Innere des rohrförmigen Teils 47 zur Schreibspitze verläuft.

Wenn ein Schreibdruck auf die Schreibspitze ausgeübt wird, verschiebt sich das rohrförmige Teil 47 nach rückwärts und verformt den Körper 48 aus elastischem Polymer soweit₉ daß seine Fläche '51 an der Innenfläche der Querwand 53 zur Anlage kommt, wodurch ein Ventil geschlossen wird, um den Rückfluß der Farbe zum Behälter zu verhindern,= indauernder Schreibdruck verformt den Körper 48 weiter bzw» drückt ihn weiter zusammen, wodurch in gleicher Weise und zu dem gleichen Zweck, wie im Zusammenhang mit den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben, ein Druck auf die Farbe an der Schreibspitze ausgeübt wird. Wie dargestellt, ist das Formstück 42 mit einer rückwärtigen Fläche 56 versehen, die sich

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in einem Abstand von einer Schulter 57 befindet, die den Übergang zwischen den Bohrungen 43 und 44 bildet. Ein Eing 58 ist am rohrförmigen Teil 47 befestigt und erstreckt sich von diesem radial nach außen in den Raum zwischen der Fläche 56 und der Schulter 57. Dieser Ring dient als Anschlag zur Begrenzung der Bewegung des rohrförmigen Teils 47 nach innen und somit zum Verhindern einer Beschädigung des Körpers 48, wenn ein übermäßiger Druck auf die Schreibspitze ausgeübt

an

Fig. 7 zeigt einen Behälter 59, der/einem Spitzenteil 60 befestigt ist, das an seinem vorderen Ende eine Bohrung 61 aufweist, in der eine Schreibspitze 62 gleitet. Die Schreibspitze 62 hat einen üblichen Farbdurchlaß 63, der sich durch eine rückwärtige Verlängerung 64 mit kleinerem Durchmesser erstreckt» Das Spitzenteil 60 ist mit einer Gegenbohrung 65 versehen, die kleiner ist als die Bohrung 61, und einer zweiten Gegenbohrung 66, die mit einem Durchlaß 67 in Verbindung steht, der eine Verbindung mit dem Inneren des Behälters 59 bildet. In der Gegenbohrung 66 ist ein teilkugelförmiger Sitz 68 vorgesehen, in dem eine Sperrventilkugel 69 lose sitzt. Sine Dichtungsscheibe 70 aus einem beliebigen geeigneten, im wesentlichen starren Material sitzt auf dem Boden der Gegenbohrung 65 und la mit einer quadratischen Bohrung 71 versehen (Fig. 8), Ein Körper 72 aus elastischem Polymer liegt derart an der Dichtungsscheibe

70 an, daß sein Durchlaß 73 mit der quadratischen Öffnung

71 fluchtet. Eine größere Bohrung 74 umschließt die Verlängerung 64 der Schreibspitz© unter Abdichtung, während das innere Ende des Körpers 72 afedishtend lind fest in die Bohrung· 65 eingepaßt ist. Der vordere Teil des Körpers 72 aus elastischem Polymer weist einen kleineren Durchmesser auf, wodurch ein ringförmiger Raum 75 zwischen diesen schmäleren Teil iiTicl der Bohrung 65 vorhanden ist,

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Im Betrieb bietet der Raum 75 Platz fü-F den elastischen Polymerkörper_? um sich etwas radial auszudehnen_s wenn ein Druck auf die Schreibspitze ausgeübt wird, und dadurch den sich der Bewegung der Schreibspitze nadi innen widersetzenden, durch Reibung hervorgerufenen Widerstand zu beseitigen. Die quadratische Öffnung 71 in der Dichtungsscheibe 70 stellt sicher, daß immer ein Durchfluß für die an der Ventilkugel 69 entlang fließende Farbe in den Durchlaß 73 vorhanden ist. Das Funktionieren dieser Ausführungsform ist klar, da ein auf die Schreibspitze 62 ausgeübter Schreibdruck die im Durchlaß 73 befindliche Farbe unter Druck setzt und dadurch die Ventilkugel 69 fest gegen den Ventilsitz 68 drückt_s wodurch ein Rückfluß der Farbe zum Behälter verhindert wird und der so auf die Farbe ausgeübte Druck diese unabhängig von der Haltung des Kugelschreibers nach vorn zur Kugel-Schreibspitze 76 drückt»

In Fig_e 9 sind gleiche Teile wie in Fig. 7 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht mehr im einzelnen beschriebene Bei dieser Ausführungsform ist die Dichtungsscheibe 70 in Fig= 7 durch eine Dichtungsscheibe

77 (siehe auch Fig» 10) ersetzt ₉ die eine rnnde Öffnung

78 aufweist, !fahrend die dem Behälter zugekehrte Fläche der Dichtungsscheibe mit radialen Rillen 79 versehen ist, um sicherzusteilen, daß die Farbe aus dem Behälter nach vorn fließt, auch wenn ein flaches Tellerventil 80 an der Dichtungsscheibe 77 anliegt_o Das flache Tellerventil 80 nach Figo 9 kann aus einem beliebigen geeigneten Material bestehen und ersetzt das durch die Ventilkug©! 69 gebildete Kugelventil nach Fig= 7ο Diese Ausführungsform der Erfindung arbeitet im wesentlichen auf gleiche Meise wie die Ausführungsform gemäß Fig_o 7_P wobei das Tellerventil 80 auf der nach vorn gerichteten Fläche 81.des Spitzenteils 60 aufsitzt ₉ wenn die Schreibspitze durch Zusammendrücken des Körpers 72 aus elastischem Polymer einen Druck auf die Farbe ausül

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Wie oben erläutert, arbeiten alle oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung im wesentlichen auf gleiche Weise, d.h bei anfänglichem Aufbringen eines Schreibdrucks auf die Schreibspitze des Kugelschreibers wird das nahe dem Behälter befindliche Ventil, nachdem es sich ein wenig bewegt hat, geschlossen, und der andauernde Schreibdruck bewirkt das Aufbringen eines Vorschubdrucks auf die Yor dem Ventil befindliche Farbe. Auf diese.Weise wird während des Schreiben ein konstanter Farbvorrat der Kugelspitze zugeführt, selbst wenn sich der Kugelschreiber In umgekehrter Lage befindet, d.lj. wenn die Schreibspitze nach oben zeigt. In jedeaFall ist die Schreibspitze durch eine Verbindung mit dem Behälter verbunden, die elastisch verformbar ist und die wenigstens einen Teil eines Farbdurchlasses bildet, so daß die Verformung das Volumen eines Teiles des Durchlasses verringert, um den beschriebenen Druck auszuüben.

Die verschiedenen dargestellten und beschriebenen Formen der Ventile zum Verhindern des Bückflusses von Farbe zum Behälter dienen nur der Erläuterung. Die Ausftihrungsformen der Erfindung können mit beliebigen, zu ihnen passenden Ventilen oder auch anderen Ventilformen verwendet werden. Es ist jedocl wichtig, daß die Gesamtbewegung dieses Ventils zwischen der offenen und geschlossenen Stellung sehr klein ist, so daß sich das Ventil unmittelbar nach dem ersten Aufbringen des Schreibdrucks auf die Schreibspitze ohne wesentliche Bewegung schließt Vorzugsweise wird die sum Schließen des Sperrventils erforderliche Bewegung der Schreibspitze unter etwa O,1 mm gehalten. Dies ist zu wünschen, da eine su große Axialbewegung der Spitze nachteilig wäre. Auch wenn das Sperrventil. geschlossen ist, iet ββ vorteilhaft, die Bewegung der Schreibspitze auf etwa 0,5 hm zn "begrenzenj da viele Benutzer eine größere Bewegung als diese beanstanden würden» Bei jeder der dargestellten Ausgührungsforaen. sind Anschläge oder eine-Konstruktion dieses Art vorgesehen, um die G-esamtbewegung der Schreibspitze sehr zu begrenzen* —

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Der Farbverbrauch in einem Kugelschreiber ist sehr gering, er beträgt höchstens 5 mg pro 10 m geschriebene Zeile Daher ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Farbsäule in den zum Kugelsitz führenden Leitungen bewegt, sehr gering. Wenn beispielsweise die Schreibgeschwindigkeit 10 m pro Minute beträgt, beträgt die Geschwindigkeit der Farbe in einer O₅5 mm-Bohrungj, die bei einer. Kugelspitze mit einem Kugeldurchmesser von 1 mm'normal ist, nur etwa 0,025 mm pro Minute Auf diese Weise kann man feststellen, daß fast keine Axialbewegung des Schreibgerätes in Bezug zur Schreibspitze für die fortlaufende Zuführung von Farbe während des Schreibens

j erforderlich ist»

Wenn der gesamte Farbvorrat im Behälter das Sperrven- ; til einer der beschriebenen Ausführungsformen passiert hat, j ist demnach der Kugelschreiber erschöpft«, da.die verbleij bende Farbe nur verwendet werden kann, wenn der Kugelschreibe in seiner normalen Lage mit der Schreibspitze nach unten gehalten wird. Daher ist es wünschenswerte, daß die Merkmale der Erfindung so angeordnet;, ausgebildet und benssen werden, daß sich das Sperrventil so nahe wie iaögliäi an der Schreibspitze befindet»

Gemäß der Erfindung müssen die beschriebenen Sperrventile so konstruiert sein, daß ein minimaler Spielraum für den Farbfluß und eine minimale Bewegung der fentilteile zum Schließen des Yentils vorgesehen sindo Im allgemeinen haben solche Ventile^ wenn es Kugelventile sind, einen Durchmesser in der Größenordnung von 1 bis 4 mnu Dieses allgemeine Maß sollte für jedes frei verschiebbare Ventil beibehalten werden auch wenn es sich nicht um eine Kugel handelte Ferner sollte der radiale Raum zwischen einem solchen frei verschiebbaren Ventilteil und dem des einschließenden Gehäuse "bawo Absperrteil so klein gehalten werden, wie es in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Farbe mit einem zufriedenstellenden Farbfluß vereinbar ist. Im allgemeinen beträgt der radiale Ö§8i©/

Raum rund um das frei verschiebbare Ventilteil vorzugsweise etwa 0,1 mm, er kann aber auch 0,2 mm groß sein. Es werden sogar Zwischenräume von weniger als 0,1 mm in Erwägung gesogen, wenn es die Art der Farbe erlaubt. Die Axialbewegung eines frei verschiebbaren Ventilteils zwischen der geschlossenen und voll geöffneten Stellung sollte ebenfalls so klein wie möglich gehalten werden und auch hier ist es vorteilhaft, daß eine solche Bewegung nicht etwa 0,1 mm übersteigt, obwohl eine Bewegung bis zu 0,3 mm zulässig ist. Wie beim radialen Zwischenraum kann die Bewegung des Ventilteils auch weniger als 0,1 mm betragen, wenn eine spezielle Farbe durch soldijein nur winzig geöffnetes Ventil fließen kann. Wie gesagt, es ist wünsehens wert, daß die Axialbewegung und der radiale Zwischenraum ; auf einem Minimum gehalten werden, um das Schließen des Ventils fast sofort nach Berührung des Papiers oder einer j anderen Fläche, auf der geschrieben werden soll, durch die Schreibspitze sicherzustellen.

Gemäß der Erfindung wird, wie beschrieben, ein Kugelschreiber in Betracht gesogen, bei dem die Schreibspitze, die Verbindungsteile und der Behälter als Einheit permanent zusammengebaut und die Verbindungsteile fest bzw. abdichten^ mit der Schreibspitze und dem Behälter verbunden sind. Demnach liegt die Erfindung in einem einheitlichen Ganzen, das sowohl eine laehfüllung für einen Kugelschreiber als auch ein kompletter Kugelschreiber selbst sein kann, bei dem die genannten Teile dauernd und abdichtend miteinander verbunden sind und nicht einzeln ersetzt oder leicht entfernt werden können.

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Vorzugsweise sind die elastischen, biegsamen Teile so gebaut, daß eine Axialbewegung der Spitze in Richtung auf den Behälter zu beginnt, sobald der Schreibdruck aufgebracht wirdc Es wurde festgestellt, daß die besten Ergebnisse erielt werden, wenn bei einem vollständig zusammengebauten Kugelschreiber, der jedoch noch keine Farbe enthäljb, eine Kraft von nur 30 g eine Axialbewegung von wenigstens 0,05 mm verursacht, daß jedoch eine . Einheit auch arbeiten kann, selbst wenn unter der gleichen Belastung nur eine Bewegung von O₉OI mm bewirkt wird» Wenn die Belastung 60 g beträgt, wird die Bewegung etwa verdoppelte Als Beispiel | eines Materials, das eine Bewegung von wenigstens O₅05 mm , bei Aufbringen einer Kraft von 30 g erlaubt _f wenn es in j einer Einheit, wie in Fig_o 6 veranschaulicht, verwendet wird, wobei der Außendurchmtsser des Körpers 48 4_?5 mm beträgt,/e^nlxemisch aus Polyvinylchlorid mit einer Härte von etwa 40 auf der Durometer~A~Skala festgestellt.

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Claims

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Patentansprüche :

Kugelschreiber mit einer Schreibspitze und einem Farbbehälter, gekennzeichnet durch eine flexible, elastische Verbindung (13; 21; 35; 48; 72), die an der Schreibspitze T; 19; 31; 62) und am Farbbehälter (3; 14; 24^ 59*) abdichtend befestigt ist und diese Bauteile so miteinander verbindet, daß sie durch eine Biegebeanspruchung der Verbindung begrenzt in Bezug zueinander axial bewegbar sind_s wobei die Verbindung wenigstens ι einen Teil einer Leitung zum Befördern von Farbe aus dem Farbbehälter zur Schreibspitze bildet und zum Verringern des Volumens dieses Teils der Leitung durch einen auf die Schreibspitze aufgebrachten Schreibdruck verformbar ist, und durch ein zum Verhindern des Farbflusses Ton der Leitung zurück zum Farbbehälter sich bei der durch den Schreibdruck bewirkten axialen Anfangsrelativbewegung schließendes Sperrventil ( 5». 6; 15» 16, 17; 28; 53, 54; ! 68, 69; 80) zwischen dem durch die Verbindung (13; 21; ' 35; 48; 72) -gebildeten Teil der Leitung und dem Farbbehälter (3; 14; 24; 41; 59), wobei zum Beibehalten eines Farbvorrats an der Schreibspitze (7; 19; 31; 62) ungeach- . tet der Haltung des Kugelschreibers durch den auf die '■ Schreibspitze ausgeübten Schreibdruck ein genügender Druck auf die in der Leitung befindliche Farbe ausübbar ist und wobei das Sperrventil bei Abwesenheit eines solchen Druckes einen freien Farbfluß vom Farbbehälter (3; 14; 24; 41; 59) zur Leitung zuläßt. ι

2» Kugelschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekenn-j zeichnet, daß die Verbindung einen ringförmigen Körper > (13) aus elastischem Polymer aufweist (Fig, 1),

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3. Kugelschreiber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibspitze (7) und der Farbbehälter (3) mit im wesentlichen zylindrischen, konzentrisch in axialem Abstand voneinander liegenden Abschnitten versehen sind, die zwischen sich einen ringförmigen. Raum begrenzen, und daß der ringförmige Körper (13) aus elastischem Polymer den ringförmigen Raum umfaßt (Fig. 1).

4« Kugelschreiber nach Anspruch 1_? dadurch gekennzeichnet , daß eine ein wesentliches seitliches Verschieben der Schreibspitze in Bezug zum Farbbehälter verhindernde Einrichtung (26., 4O₅, 61) vorgesehen ist.

5. Kugelschreiber" nach Anspruch !«.,dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (5? 6; 15,/17; 28; 53, 54; 68, 69; 80) auf die Rückwärtsbewegung der Schreibspitze (7; 19; 31; 62) anspricht und durch sie schließbar ist und daß die durch die flexible, elastische Verbindung (13; 21; 35; 48; 72) ermöglichte Relativbewegung zwischen der Schreibspitze und dem Farbbehälter bei einem Schreibdruck von etwa 30 g wenigstens O₉OI mm beträgt«,

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