DE2647225A1 - WRITING TIP FOR BALL PEN - Google Patents
WRITING TIP FOR BALL PENInfo
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Description
J.S. Staedtler m Nürnberg, I9. Okt.JS Staedtler m Nuremberg, I9. Oct
Kirchenweg 1o *} Hr-ms/P 61106 3 boo Nürnberg ~Kirchenweg 1o *} Hr-ms / P 61106 3 boo Nuremberg ~
Schreibspitze für KugelschreibgeräteWriting tip for ballpoint pens
Die Erfindung betrifft eine Schreibspitze für Kugelschreibgeräte, die ein kapillares Tintenleitsystem aufweisen und insbesondere für dünnflüssige Tinten geeignet sind.The invention relates to a writing tip for ballpoint pens which have a capillary ink guide system and in particular are suitable for thin inks.
Bei der Verwendung von Kugelschreibgeräten für dünnflüssige Tinten ist es erfirderlich, die Reibungskoaponenten zwiscnen Kugel und Kugelbett so gering wie möglich zu halten, da die verwendeten Tinten im Gegensatz zu den sonst üblicnen Schreibpasten praktisch keinen Schmiereffekt aufweisen.When using ballpoint pens for low-viscosity inks, it is necessary to place the friction components between them To keep the ball and ball bed as small as possible, as the inks used are in contrast to the otherwise common writing pastes have practically no smear effect.
Es ist bereits bekannt, derartige Sc.hreibspitzen aus Kunststoff im Spritzgießverfahren herzustellen (US-PS 3 671 616). Hierbei ist jedoch ein nachträgliches Anformender Klemmzone vorgesehen. Ebenso besteht bei dieser Ausbildung, des Kugelbetts die Gefahr, daß*sich die Kugel augrund unzweckmäßiger Abstützung sehr schnell in das Kugelbett einläuft, so daß das Schreibgerät bereits nach kurzer Zeit undicht werden kann.It is already known to produce such sc.reibspitzen from plastic by injection molding (US Pat. No. 3,671,616). In this case, however, a subsequent shaping of the clamping zone is provided. There is also the ball bed in this training the danger that the ball will run into the ball bed very quickly due to inappropriate support, so that the Writing instrument can become leaky after a short time.
Darüber hinaus sind zahlreiche Veröffentlichungen und Artikel bekannt, bei denen, Insbesondere über kapillare Dochtzuleitungen, die Schreibtinte unmittelbar bis an oder bis kurz vor die Kugel gefördert wird· In addition, numerous publications and articles are known in which, in particular via capillary wick feed lines, the writing ink is conveyed directly up to or just before the ball
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Zur Kugelabstützung wurde verschiedentlich vorgeschlagen, eins innere harte Stützkugel oder Edelstein- oder sonstige abriebfeste Stützelemente in das Kugelbett einzusetzen. Diese Anregungen ergaben aber stets sehr teuere Produkte, aufgrund des aufwendigen Verfahrens und des Materials, so daß sie sich in der Praxis nicht behaupten Konnten. Bei den anderen bekannten Ausführungen besteht die CJefanr, da^ die Kugel keine ausreichende dauerhafte Abstützung bei gleichseitig sicherer und ständiger kapillarer Tintenzuführung besitzt. Various proposals have been made to support the ball, one use inner hard support ball or gemstone or other abrasion-resistant support elements in the ball bed. However, these suggestions always resulted in very expensive products the complex process and the material, so that they could not hold their own in practice. In the other known versions there is the CJefanr that ^ the ball does not have sufficient permanent support at equilateral safe and constant capillary ink supply.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine preiswerte Schreibspitze für Kugelschreibgeräte, insbesondere für Tintenica^elschreiber, zu schaffen, deren Kugelbett aasreichend for-nbeständig und weitestgehend einlaufsicher ist und stets gleichbleibenden, guten kapillaren Tintenfluß gewährleistet.The object of the invention is therefore to provide an inexpensive writing tip for ballpoint pens, especially for ink pens, to create whose ball bed is sufficiently for-n-resistant and is largely safe to run in and always ensures constant, good capillary ink flow.
Biese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das die Kugel aufnehmende Kugelbett vorzugsweise aus thermoplastischem Kunststoff derart ausgebildet ist, daß die Kugel - querschnittmäß% betrachtet - etwa mittig und an höchstens 3 Punkten aufsitzt, wobei zur Mittelabstützung eine ggf. angespritzte Stützzone vorhanden ist, daß zur Tintenzufuhr bis zur Kugel bzw. bis zu einem Hingkanal im Kugelbett die Stützzone durchdringende Kapillarkanäle angeordnet sind und daß für die Tintenzufuhr vom Tintenspeicher zur Schreibkugel, an der Stützzone aufsitzend, ein ggf. hochkapillarer Zuleitungsdocht in den zentralen Zuleitungskanal der Schreibspitze eingesetzt ist.This object is achieved according to the invention in that the ball bed accommodating the ball is preferably made of thermoplastic material in such a way that the ball - viewed in terms of cross-section - rests approximately in the middle and at a maximum of 3 points, with an optionally molded support zone being available for central support for ink supply up to the ball or up to a hanging channel in the ball bed, the support zone penetrating capillary channels are arranged and that for the ink supply from the ink reservoir to the writing ball, seated on the support zone, a possibly high capillary feed wick is inserted into the central feed channel of the writing tip.
Se hat sich gezeigt, daß es hierbei besonders von Vorteil ist, wenn die Abstütz- und die Haltezone bzw. -zonen des Kugelbettes Se has shown that it is particularly advantageous here if the support and the holding zone or zones of the ball bed
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in allen Bereichen geradeflachig verlaufen and keine der tl angepassten konkaven oder spnäriscnen Abseruiitte besitzt.run flat in all areas and have none of the partially adapted concave or spherical abutments.
Um die Kontakt- und somit Reibungsρunkte zwischen Kugel und Kugelbett möglichst minimal zu halten, ist es vorteilhaft, daß die Schreibspitze zur Abstützung der Schreibkagel an nur eine.a Auflagepunkt eine zentrale ggf. plane Stützzone aufweist. Zwischen dem seitlichen unteren Kagelbett und der Schrei bicugei können hierbei zusätzliche hochkapillare Zonen gebildet werden.To the contact and thus friction points between the ball and To keep the ball bed as minimal as possible, it is advantageous that the writing tip has a central, possibly flat support zone to support the writing pin at only one support point. Between the lateral lower Kagelbett and the scream bicugei additional high-capillary zones can be formed here.
Alternativ hierzu 13t jedoch auch eine Zwei- oder Dreipunict-Abstützung der Kugel denkbar und mancnjial von /orteil, wobei zur Kugelauflage - querschnittmäßig oe-crachtet — ein zentraler Punkt und ein oder zwei weitere seitlicne Anlagepunkte dienen. Die zusätzlichen Berührungspunkte liegen aieröei vorteii:iafterweise im unmittelbaren Eintrittsbere^on aer Kapillarkanale in das Kugelbett.As an alternative to this, however, a two- or three-point support can also be used of the sphere conceivable and mancnjial of / orteil, whereby for ball support - cross-sectionally oe-cracht - a central one Point and one or two other lateral contact points are used. The additional points of contact are aieröei advantages: usually in the immediate area of entry of the capillary canals in the ball bed.
Zur Halterung der Schreibkugel in der ScnreibspiOze eignet sion besonders eine geradeflächig angeformte Kugel-Klemmzone, die, hinterschnittig, gleichzeitig mit der Herstellung der Schreibspitze angeformt wird und in die die Kugel bei der .tiontage einrasten kann.Sion is suitable for holding the writing ball in the writing tip especially a straight-surface molded ball clamping zone, which, undercut, simultaneously with the manufacture of the writing tip is formed and into which the ball locks at the .tiontage can.
Pur die Ausbildung der Kapillarkanäle durch die Seitenbereiche der Stützzone, ist es vorteilhaft, mehrere - vorzugsweise sechs dieser Kapillarkanäle sternförmig in Abstand vom Mittelpunkt anzuordnen. Hierbei haben sich bei parallelen Kapillarkanälen als günstigste Werte Abmessungen zwischen o,o2 bis o,25 mm für die Breite und etwa o,2 bis 1 mm für die Länge erwiesen. Insbesondere die Mittelwerte von etwa o,o7 bis o,12 mm Breite undPurely for the formation of the capillary channels through the side areas of the support zone, it is advantageous to arrange several, preferably six, of these capillary channels in a star shape at a distance from the center point. In the case of parallel capillary channels, dimensions between 0.2 to 0.25 mm for the width and approximately 0.2 to 1 mm for the length have proven to be the most favorable values. In particular, the mean values of about 0.07 to 0.12 mm in width and
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o,4 bis 0,6 um Länge bringen optimale Ergebnisse. Als "Länge11 ist hierbei die Stärke der Stüxzzone, also das ..l zwischen dem vorderen Ende des Zuleitungsicanales and dem Xugelbett, zu verstehen.o.4 to 0.6 µm in length give optimal results. "Length 11" is to be understood here as the strength of the support zone, that is to say the ..l between the front end of the supply channel and the Xugelbett.
Alternativ zu parallelen Kapillarkanälen können diese auch in der Breite ungleichmäßige Quer3chnittsformen aufweisen. Der Querschnitt kann sich hierbei ein oder mehrmals von 0 bis o,5 -x (oder weniger) kontinuierlich oder diskontinuierlich verändern. Mit derartigen Querschnittformen, die beispielsweise dreiec-cig, konkav oder konvex divergierend, rautenförmig oder beliebig unregelmäßig gestaltet sein können, wird aucn bei scnlecntea Kriechverhalten der Tinte und ungünstigsten- sonstigen Bedingungen aufgrund der vorhandenen nocriiCapillaren Zonen s;e;s sicherer Tintenfluß erzielt.As an alternative to parallel capillary channels, these can also have cross-sectional shapes that are non-uniform in width. The cross section can change one or more times from 0 to 0.5 -x (or less) continuously or discontinuously. With such cross-sectional shapes, which for example can be triangular, concave or convex diverging, diamond-shaped or arbitrarily irregular, a reliable ink flow is achieved even with fast creep behavior of the ink and the most unfavorable other conditions due to the existing nocrii-capillary zones.
Die hochkapillaren Zonen, d.h., die von Ku.ll aasgehenden Seiren der Kapillarkanäle sollten vorteilnafterweise zum Zentrum gerichtet angeordnet sein.The high-capillary zones, i.e. the Seiren outgoing from Ku.ll the capillary channels should advantageously be directed towards the center be arranged.
Es hat sich gezeigt, daß unter der Vielzahl der heute zur Verfügung stehenden Kunststoffarten die Verwendung eines Polyacetals insbesondere eines Acetalcopolymerisats (z.B. PoIyformaldehyd) bzw. eines Acetalhoraopolymers als besonders geeignet anzusehen ist, da gerade diese Kunststoff gruppe neloen Festigkeit, Formbeständigkeit und Elastizität auch die notwendigen Gleitlaufeigenschaften besitzt. Aus diesem üäaterial können die Schreibsp-.itzen besonders vorteilhaft ohne jegliche formende Nachbehandlung im Spritzgießverfahren preiswert hergestellt werden. It has been shown that, among the multitude of types of plastic available today, the use of a polyacetal, in particular an acetal copolymer ( e.g. polyformaldehyde) or an acetal-horopolymer, is particularly suitable, since this plastic group does not have the necessary strength, dimensional stability and elasticity Has sliding properties. The nibs can be manufactured inexpensively from this material in a particularly advantageous manner without any post-treatment in the form of an injection molding process .
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Die Erfindung wird nachfolgend annand einiger beispielhafter* Ausführungsfor.iien näher beschrieben.The invention is described in more detail below with a few exemplary embodiments.
•Die Abbildungen zeigen:• The figures show:
Fig. 1 ■ ein Kugelschreibgerät, bei dem die Erfindung zur Anwendung kommen kan-i-,Fig. 1 ■ a ballpoint pen in which the invention is used come kan-i-,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Schreibspitze im Schnitt, Fig. 3 die Schreibspitze gemäß Fig.' 2 von oben gesehen,2 shows a writing tip according to the invention in section, 3 shows the writing tip according to FIG. 2 seen from above,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgeiüäßen Schreibspitze gemäß Schnitt A-A von Fig. 5,4 shows a further embodiment of the invention Writing tip according to section A-A of Fig. 5,
Fig. 5 die Scareibspitze geiaää ΐ?Ί&. 4 von oben gese.ian.Fig. 5 the Scareibspitze geiaää ΐ? Ί &. 4 from above gese.ian.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten ivagelsciireibgerät (1) handeiu es sich um einen, einen mit kapillarem Filtermaterial versehenen Schreibmittelspeicner (1o) aufweisenden, Tmten^cagelscxireiber. In gleicher Weise geeignet sind selbstverständlich aucn solche Schreibgeräte, bei denen als Schreibmittelspeicher eine handelsübliche auswechselbare Tintenpatrone verwendet wird oder deren Schaft vollständig bzw. direkt mit Tinte gefüllt ist.The ivagelsiireibgerät (1) shown in FIG. 1 handles it around one, one with capillary filter material Writing medium storage devices (1o) with cagelscxireiber. In the same way, writing implements are of course also suitable in which a commercially available writing medium storage device is used replaceable ink cartridge is used or the shaft is completely or directly filled with ink.
über einen ggf. hochkapillaren Zuleitungsdocht (3), der in einem zentralen Zuleitungskänal (9) der Schreibspitze (2) sitzt und ggf. am Umfang abdichtend in den Schreibmittelspeicher eindringt, wird das Schreibmittel - im Normalfall dünnflüssige Schreibtinte - bis zur Anlagefläche an das rückwärtige Ende der Stützzone . geleitet.via a possibly high-capillary feed wick (3), which is in a central supply channel (9) of the writing tip (2) is seated and, if necessary, sealingly on the circumference in the writing medium storage penetrates, the writing medium - normally thin-bodied writing ink - is up to the contact surface on the rear End of the support zone. directed.
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Von da ab gelangt die Tinte aufgrund von Adnasions- und Kapillarkräften über die Kapillarkanäle in den mindestens teilweise ebenfalls kapillaren Ringkanal des Kugelbettes und kann mit Hilfe der rotierenden Schreibkugel (3) auf den Schriftträger (Papier oder ähnliches) aufgebracht werden.From then on the ink gets due to adnasion and Capillary forces via the capillary channels into the at least partially also capillary ring channel of the ball bed and can be applied to the writing medium (paper or similar) with the help of the rotating writing ball (3).
Pig. 2 zeigt eine Sehnittdarsteilung einer erfindungsgemaßen Schreibspitze mit teilweise angedeuteter Schreibkugel. Bei dieser Ausführungsform sitzt die Kugel (3) nur auf einem,etwa zentral liegenden,Abstützpunkt der Stützzone (6) auf. Zwischen einer beispielsweise etwa 3o ° schräg verlaufenden Zone des Kugelbettes . und der Schreibkugel (3) ist hierbei eine zusätzliche Kapillarzone (51) gebildet, die ihre höchste Kapillarität etwa im mittleren Durchmesserbereien der ein-nündenden Kapillarrcanäle (7), jeweils zwischen diesen, besitzt. Wie gezeigt, wird die Schreibkugel mittels hinterschnittiger Klemmzonen (4) gehalten.Pig. 2 shows a sectional view of a writing tip according to the invention with a partially indicated writing ball. In this embodiment, the ball (3) sits only on one, approximately centrally located, support point of the support zone (6). Between a zone of the ball bed which runs at an angle of about 30 °, for example. and the writing ball (3) an additional capillary zone (5 1 ) is formed, which has its highest capillarity approximately in the mean diameter of the confluent capillary channels (7), in each case between them. As shown, the writing ball is held by means of undercut clamping zones (4).
Die Ausbildung bzw. Anpassung dieser Klemmzone an den jeweiligen Kugeldurchmesser muß so exakt ausgeführt sein, daß sich die Kugel zwar leicht drehen kann, daß aber andererseits der Spalt zwischen Klemmzone und Kugel stets so hochkapillar bleibt, daß kein überschüssiges Schreibmittel austreten kann. Ggf. kann hier an der vorderen Kante der Klemmzone (4) eine Abstreifschräge (4f) zur Aufnahme überschüssigen Schreibmittels vorgesehen werden.The formation or adaptation of this clamping zone to the respective ball diameter must be carried out so precisely that the ball can turn easily, but that on the other hand, the gap between the clamping zone and ball always remains so capillary that no excess writing material can escape. If necessary, a wiping bevel (4 f ) can be provided on the front edge of the clamping zone (4) to take up excess writing material.
Die Auflagefläche (6·) der Stützzone (6) kann statt plan auch konvex gewölbt sein, so daß eine noch kleinere punktförxnige Auflagezone entsteht. The support surface (6) of the support zone (6) can also be convexly curved instead of flat, so that an even smaller point-shaped support zone is created.
Der ggf. kochkapillare Zuleitungsdocht (3) liegt an der Anlagefläche (6*·) der Stützzone (6) an. The possibly boiling capillary feed wick (3) rests on the contact surface (6 * ·) of the support zone (6).
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Zur Zuleitung innerhalb des ~ul^itungs..canal3(9) kann statt einem hochkapillaren Docht, ζ.3. aas j'-tsermaüerial, aj.cn ein massiver Docht aus z.B. Hartgummi benützt werden, der zwischen 3ie:i - ggf. mittels Aaßenriefen - und der Kanalwand (y1) hocnkapillare Zonen zur Tintenzaleitung bildet, die bis an die Kapillarkanäle (7) reichen.Instead of a high-capillary wick, ζ.3. aas j'-tsermaüerial, aj.cn a massive wick made of e.g. hard rubber can be used, which between 3ie: i - if necessary by means of grooves - and the channel wall (y 1 ) forms high-capillary zones for the ink flow, which up to the capillary channels (7) are sufficient.
Fig. 3 zeigt eine Ansicht von Fig. 2 ohne eingesetzte ocnreibkugel. Bei diese:n Darstellungsbeispiel weist die Schreiospirze sechs radial angeordnete KapillarKanaie (7fffjaui, die in den schrägen Einsatzbereich des Kugelbettes bzw. des iting.canals münden und untersc-iiedlicne Querschnittsformen (71, 711, 7 7»»··) besitzen Kinnen.FIG. 3 shows a view of FIG. 2 without the ocnreibkugel inserted. In this example, the screaming mushroom has six radially arranged capillary channels (7 f ffjaui, which open into the inclined application area of the ball bed or the iting canal and different cross-sectional shapes (7 1 , 7 11 , 7 7 »» ··) have chins.
In gleicher fieise lassen 3ich aoer aucn weniger oder .ae.ir derartige Kapillar .canal e anordnen.In the same way , I can also arrange less or more such capillary canals.
ibensj waren andere Formen oder andere „-iZLordnangen der kapillar Kanäle (J)- oeispieisweise tangential zar A-ii'lage-. fläche (61) der 3tützzone (5) - gleichermaßen geeignet. Ferner können die Kapillarkanäle (7, 71 usw.) in der Breite über ihre ganze Länge parallel verlaufend die Stüt^zone (6j durcndringen oder ggf. noch vorteilnafter durch konischen »-erlauf, z.B. von o,3 bis o,o2 mm zum Kugelbett hin enger werdend, unterschiedliche bzw. zusätzlich verstärkende Kapillarität aufweisen. at the same time there were other shapes or other "-iZLordnangen" of the capillary channels (J) - oeispieisweise tangential to A-ii'lage-. area (6 1 ) of the 3 support zone (5) - equally suitable. Further, the capillary channels (7, 7 1, etc.) running parallel to the support alarm ^ zone (6y durcndringen or optionally -erlauf in width over its entire length even after advantageous by conical ", for example, can of o, o to 3, o2 mm to Ball bed becoming narrower, different or additionally reinforcing capillarity.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schreibspitze.Fig. 4 shows a further embodiment of an inventive Writing tip.
Die Kugelabstützung erfolgt hier - querschnittmäi3ig gesehen an drei Punkten, wobei zur zentralen Abstützung etwa der Jiitte punkt der Stützzone (6) dient. Die beiden weiteren Stützpunkte liegen im Bereich einer beispielsweisen etwa 30 ° geneigtenThe ball support takes place here - viewed in terms of cross-section three points, with about the jiitte for central support point of the support zone (6) is used. The two other support points are in the area of an incline of about 30 °, for example
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Schrägfläche des Kugelbettes so angeordnet;, daß in jedem Fall die Kapillarkanäle (7) in diesen Stützpunktbereich einnünden, so daß auch hierdurch stets ausreichende Schreibmittelzafonr bzw. "Schmierung11 de3 Stützlagers sichergestellt ist. Der zentrale Auflagepunkt wird hierbei über einen inneren Ringkanal (511) "geschmiert1·.Inclined surface of the ball bed arranged ;, that einnünden in each case, the capillary channels (7) in this base region, so that thereby always sufficient Schreibmittelzafonr or "lubrication 11 de3 support bearing is ensured. The central point of support is in this case via an inner annular channel (5 11 ) "lubricated 1 ·.
Fig. 5 zeigt eine Ansicht von oben auf eine Schreibspitze gen:. Fig. 4, mit eingesetzter Schreibkugel. Die hier gezeigten fünf Kapillarkanäle (7) sind ebenfalls sternförmig bzw. radial zur Stützzone hin gerichtet angeordnet. Die Kanalquerschnitte können auch hierbei unterschiedliche Form aufweisen.Fig. 5 shows a view from above of a writing tip. Fig. 4, with inserted writing ball. The five capillary channels (7) shown here are also star-shaped or arranged directed radially towards the support zone. the Channel cross-sections can also have different shapes here.
Bei der Zuordnung mehrerer Auflagepunkre Kann dies nicht nur m der bereits beschriebenen Art der - quersehnittmäßig gesenenen Zwei- oder Dreipunk-cauflage (die umfangsmäßig praktisch einen Auflage-Ring ergeben kann) geschehen, sondern vorteilnaft auch in Form von mehreren Auflage-Noppen oder -Punkten im Kugelbett um den bzw. im Bereich der Eintrittszonen der Kapillarkanäle in das Kugelbett oder jeweils zwiscnen zwei Kapillaricanälen.When assigning several support points, this can not only be m of the already described type of - cross-sectionally cut two- or three-point cauflage (which is practically a Support ring can result), but also advantageously in the form of several support knobs or points in the ball bed around or in the area of the entry zones of the capillary channels into the ball bed or between two capillary channels.
Das innere Ende der Schreibspitze selbst kann - sofern es sich hierbei um ein von vorn in einen Schaft einsetzbares Element handelt - alternativ zur Darstellung gem. Fig. 1 bis an den Speicherfilter selbst reichen und diesen somit stirnseitig abstützen und/oder verschließen. The inner end of the writing tip itself can - provided that this is an insertable from the front into a shaft element -. Alternatively, according to the representation of Figure 1 to the memory filter range itself, and this thus the front side support and / or seal..
Ebenso kann dieses Ende als Aufnahme -bzw. Öffnungsansatz für Tintenpatronen oder ähnliches dienen. This end can also be used as a recording -bzw. Serve opening approach for ink cartridges or the like.
Während der Montage der Schreibkugel weitet sich die ninter- schnittige Klemmzone etwas auf, so daß die Kugel hindurchgleiten kann und anschließend federnd einrastet. During the assembly of the writing ball, the ninter- cut clamping zone widens slightly so that the ball can slide through and then spring into place.
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