DE7907130U1 - Schreibfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schreibfeder,"bei der eine faserförmige oder andere poröse Schreibspitze eine zu beschreibende Oberfläche berührt und dieser Tinte zuführt. Der Ausdruck "Schreiben" schließt auch Zeichnen oder alle anderen Arten von Markieren ein und der Ausdruck "Tinte" schließt jede geeignete Flüssigkeit ein.

Bekannte Schreibgeräte mit derartigen Schreibfedern, wie sie gewöhnlich Filzschreiber genannt werden, eignen sich für kräftiges Arbeiten, wobei dicke Linien hergestellt werden, wogegen es zum Schreiben, feinen Zeichnen oder für andere Arbeiten, die dünne Linien erfordern, schwierig ist, eine poröse Schreibspitze herzustellen, die sich unter Schreibdruck nicht umbiegt, abplattet oder auf andere Weise unerwünscht verformt.

Eine poröse Schreibfeder bietet den Vorteil reichlichen Tintenflusses, so daß intensive oder dichte Linien gezogen werden können, jedoch kann eine Verformung der Spitze die Linien-

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breite stören, insbesondere die gleichbleibende Herstellung von Linien von weniger als ungefähr 0,7 nun.

Die auf Schreibspitzen ausgeübten Belastungen sind | erstaunlich hoch, wobei einfache Messungen zeigen, daß schreibende Personen Belastungen von bis zu 500 g oder sogar | mehr ausüben. Infolge der Ausbreitung von Tinte auf oder in einer Schreiboberfläche, muß die Berührungsbreite einer | Schreibspitze kleiner als die gewünschte Linienbreite sein, so daß beispielsweise zur Herstellung einer Linienbreite von 0,5 mm unter einer Belastung von 500 g eine Schreibspitze eine Berührungsbreite von weniger als 0,5 nun haben

2 P muß und daher eirPiDruck von mehr als 2 kg/mm (20 MN/m ) ausüben kann.

Unter einer derartigen Belastung erleiden bekannte feine faserförmige Schreibspitzen bald eine bleibende Verformung, die sie für den Schreibzweck verdirbt, und sogar poröse Kunststoffspitzen verformen sich hinreichend, um die Linienbreite zu stören. Die poröse Struktur einer Kunststoffschreibspitze vermindert die effektive Festigkeit wesentlich unter die Rohfestigkeit, und die an einer Schreibspitze anliegende Belastung weist eine beträchtliche seitliche Koiapo- § nente auf, welche die Zellwände einer porösen Schreibspitze zerstören kann. Folglich sind sogar die stärkeren Kunststoffmaterialien, wie Nylon 66 mit einer Rohfestigkeit von 8 kg/mm (80 MN/m ) und P.V.F. mit einer Rohfestigkeit von 13 kg/mm (130 MN/m ) nicht stark genug, inform einer porösen Schreibspitze einer Schreibbelastung von 500 g zu widerstehen, die auf eine Schreibspitze ausgeübt wird, welche eine Berührungsbreite von weniger als 0,5 mm aufweist, um eine Linie von dieser Breite zu ergeben.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine Schreibfeder herzustellen, die ein dünnwandiges endoffenes Röhrchen aus nahtlosem Kunststoffmaterial aufweist, welches ein abgerunde- g tes Ende besitzt, um eine glatte Oberfläche zur Berührung einer Schreiboberfläche als eine Schreibspitze bei einem her-

kömßlichen Schreibwinkel zu ergeben und welches mit einem Kern von gedrehten oder ungedrehten durch das Röhrchen hindurchgezogenen Nylongarnfilamenten versehen ist, die Kapillarpassagen herstellen und aus dem Röhrchen hervorstehen, um Tinte zu einer Schreiboberfläche zu leiten.

Die Erfindung geht ebenfalls von einer Schreibfeder mit einer mit einem porösen Kern versehenen röhrchenförmigen Hülse aus, wobei die Hülse eine starke Schreibfeder darstellt, die sich nicht in unerwünschter Weise unter Schreibbelastung verformt, ferner eine Schreibspitze darstellt, die eine vorgegebene Schreibberührungsbreite nicht überschreitet und die über den porösen Kern mit Tinte versorgt werden kann, welcher von jeglicher übermäßiger Schreibbelastung entlastet ist.

Bei derartigen. Schreibfedern mit röhrchenförmigen Schreibspitzenhülsen und porösen Kernen treten zwei hauptsächliche Schwierigkeiten auf. Die erste liegt in der Herstellung, da es für eine Produktion in kommerziellem Umfang nicht praktikabel ist, einen Garnkern durch ein Kunststoffröhrchen hindurchzuziehen und die zweite liegt im Abnutzungseffekt bei der Verwen-dung. Der vorerwähnte frühere Vorschlag sieht vor, daß das Röhrchen eine "Abnutzungscharakteristik" aufweist, die größer ist als diejenige der Kernfilamente und setzt für das Röhrchen voraus, daß es "von außerordentlich geringer Abnutzung und höchst wirkungsvoll für den Schutz und die Verlängerung der Lebensdauer der Kernfüllung" ist. Man kann zeigen, daß diese Voraussetzungen keine gute Grundlage bilden.

Die Erfindung sieht neue Merkmale vor, die für die befriedigende Herstellung einer porösen Schreibfeder mit einer röhrchenförmigen Hülse aus Kunststoffmaterial und

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einem porösen Kern wesentlich sind, wobei die Hülse steif genug ist, der Schreibbelastung zu widerstehen und der Rand der Öffnung der Hülse an einem Ende eine feste ringförmige Grenzfläche einer Schreibfeder bildet und der poröse Kern ein vorstehendes Zentrum der Schreibspitze darstellt.

Erfindungsgemäß sind die Kunststoffhülse und der Kern gegen eine relative Längsverschiebung unter Schreibbelastung gesichert, die Materialien für die Hülse und den Kern derart ausgewählt, daß sie sich beim Schreibgebrauch gleichmäßig in einer festgelegten Rate abnutzen und die Flächen der Hülse und des Kernes, welche an der Schreibspitze offenliegen, sind Jeweils derart gewählt, daß im wesentlichen ein gleiches Zurückweichen der Hülse und des Kerns infolge Abnutzung beim Schreibgebrauch sichergestellt ist.

Im Gegensatz zum bekannten Vorschlag ist also durch die Erfindung eine Schreibfeder mit einer Hülse geschaffen, bei der eine erhebliche Abnutzung im Gebrauch vorgesehen ist. Der Grund dafür liegt darin, daß infolge der Art der porösen Struktur des Kerns, der weniger Masse zur Berührung mit der Schreiboberfläche darbietet und infolge seiner Lokalisierung innerhalb des Bereiches von im wesentlichen lortwährender Berührung im Vergleich zur festen Struktur und zur sich ändernden Umfangsberührung des Randes der Hülsenmündung bei Änderung in der Richtung der Schreibfeder beim Schreiben die Zurückweichungsrate durch Abnutzung des Kerns höher ist als die Zurückweichungsrate der Hülse, sofern nicht die Hülse in ihrer Abnutzung derart gewählt ist, daß sie die Abnutzung des Kernes ausgleicht.

Um eine Abnutzung zu vermeiden, die ein Vorstehenlies Kerns in einem Ausmaß vermindert, daß er die Schreiboberfläche nicht mehr in wirksamer Weise berührt, muß die Hülse

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derart beschaffen sein, daß sie infolge Abnutzung im wesent- Ä

liehen mit derselben Rate zurückweicht wie der Kern. Dieses f

kann durch Auswahl der Kern- und Hülsenmaterialien erreicht &

werden, sowie ihrer relativen Abmessungen und der Auslegung |

des Schreibspitzenprofils der Schreibfeder. §

Eine Kontrolle der relativen Abnutzungscharakteristiken | des Kerns und der Hülse können nicht allein befriedigende f Ergebnisse sicherstellen, und es ist wesentlich, jegliche \ Verschiebung des Kerns innerhalb der Hülse unter Schreibbelastung zu vermeiden. Die Erfindung trägt diesem Umstand vorzugsweise durch ein Eindringen des Hülsenmaterials in Zwischenräume des Kernes Rechnung, derart, daß eine gegenseitige Versperrung auftritt, und dieses kann durch Aufformen der Hülse auf den Kern bewerkstelligt werden. Andere Mittel zum festen Verbinden von Kern und Hülse, wie etwa Verkleben mit Harz, sind nicht ausgeschlossen.

Es ist möglich, Schreibfedern durch Spritzgießen von ^

Hülsen auf Kernen zu bilden, jedoch ist das bevorzugte Preß- jL

verfahren ein Umspritzen fortlaufenden Kernmaterials mit f Hülsenmaterial zur Bildung fortlaufenden Stabmaterials, aus

dem Schreibfedern durch Zerschneiden und Schleifen auf Länge \

und Form herstellbar sind. '

Ein vorteilhafter Schritt bei dem Umspritzvorgang ist schnelles Löschen durch unmittelbares Einleiten des Preßlings in ein Viasserbad beim Austritt aus dem Strangpreßwerkzeug, wobei dieser Schritt die Form des Hülsenmaterials stabilisiert und die poröse Struktur des Kernmaterials herstellt.

Ein geeignetes Kernmaterial besteht in einem textlien Endlos-Bauschgarn, z.B. Nylon 66, 1100 bis 2600 dtex mit Filamenten von 2 bis 20 dtex, vorzugsweise minimal gezwirnt und nicht gebunden, obgleich Binden, wie etwa durch Beschichten

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mit Harz, zulässig ist, sofern dadurch nicht ein Eindringen des Hülsenmaterials in die Zwischenräume des Garns ausgeschlossen wird. Die Verwendung eines Stapelfasergarns ist nicht ausgeschlossen.

Für eine feine Schreibfeder, deren Durchmesser nicht mehr als 1,3 nun beträgt, sollte der Kerndurchmesser nicht mehr als 0,8 mm, vorzugsweise 0,5 bis 0,7 mm betragen.

Ein geeignetes Hülsenmaterial besteht in einem hochfesten Kunststoffmaterial, beispielsweise einem Acetal-Copolymer (HOSTAFORM), mit einer hinreichend hohen Abnutzungsrats, um eine gleichmäßige Abnutzung mit einem Nylonkem zu erreichen. Die Druckfestigkeit sollte größer als ein

2 2 Nachgebewert von 5 kg/mm (50 MN/m ) sein, vorzugsweise

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über 15 kg/mm (100 bis 150 MN/m ) und der Druckmodul sollte 30 bis 3000 kg/mm (300 bis 30 000 MN/m ) betragen und vor-

zugsweise in der Größenordnung von 100 bis 1000 kg/m

(1000 bis 10 000 MN/m ) liegen. Der Modul sollte nicht so hoch sein, daß die Spitze beim Gebrauch kratzig wird.

Für eine feine Schreibfeder sollte die Wanddicke der Hülse an der Spitze für einen Kern mit den oben rngegebenen Abmessungen 0,15 bis 0,25 mm betragen.

Um das erwünschte Gleichgewicht in der Abnutzung herzudbellen, sollte die folgende Gleichung erfüllt sein:

Abnutzungsrate Abnutzungsrate

des Kernmaterials des Hülsenmaterials

Querschnittsfläche des Kerns Querschnittsfläche der Hülse

Die Abnutzungsrate kann gemessen werden, indem Prüflinge in einer Schreibemaschine unter herkömmlichen Bedingungen geprüft werden«

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Das Profil der Schreibspitze sollte konisch sein, wobei der Rand der Mündung der Hülse abgerundet ist und das Hervorstehen des Kerns an seiner Spitze ungefähr 1/3 des Kerndurchmessers beträgt. Ein bevorzugtes Profil für eine feine Schreibfeder besteht in einem abgerundeten Kern mit einem Scheitelpunktwinkel 0 von ungefähr 105° und einem im Axialschnitt gesehenen Radius von ungefähr 1,2 mal dem Kerndurchmesser für den abgerundeten Rand der Mündung der Hülse.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sidiaus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigt:

Fig. 1 einon vergrößerten Axialschnitt des Schreibendes eines Schreibgerätes mit einer erfindungsgemäßen Schreibfeder im Aufriß,

Fig. 2 einen sehr stark vergrößerten Teilaufriß der Schreibspitze der Schreibfeder,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III von Fig. 2,

Fig. 4 einen schematischen Aufriß der Strangpreßausrüstung für das Stabmaterial zur Herstellung der Schreibfeder, und

Fig. 5 einen vergrößerten Schnittaufriß des Querspritzkopfes und der Form von Fig. 4.

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Das in Fig. 1 dargestellte Schreibgerät umfaßt ein Runststoffpreßrohr 1, in dem ein tintengefülltes Kapillarpatronenreservoir 2 untergebracht ist, in welches das innere Ende einer Schreibfeder 3 eintaucht, welche in einer Kunststoffpreßouffe 4 gehaltert ist, die einen reibungsfesten Einsatz in der konischen Käse 5 des Kunststoffpreßrohrs darstellt. Die Schreibfeder 3 ist an ihren Enden symmetrisch geformt, um eine Schreibspitze 6, einen Hals 7 und eine Schulter 8 auszubilden, so daß sie mit einem beliebigeui ihrer Enden in die Haltemuffe «+ cänsetzbar ist, an deren konvergierende? inneren Ende sie mittels der entsprechenden Schulter 8 anschlägt, mn der Wirkung des Schreibdruckes standzuhalten. Zum selben Zweck ist die Haltemuffe 4 bei 9 in Fortsetzung des Konus der Nase 5 mit einer Schulter versehen, gegen welche sie anschlägt. Im Einklang mit einer günstigen Gestaltung des Schreibgeräts erlauben der Konus der Nase und der Vorsprung der Schreibspitze von der Muffe weg dem Benutzer den Blick auf die Schreibspitze.

Die Schreibfeder 3 besteht aus einer röhrchenförrjigen Kunststoffhülse 10, die im Umspritzverfahren auf einen textlien Garnkern 11 aufgespritzt und an jedem Ende in Form geschliffen worden isx, um die Schreibspitze 6, den Hals und die Schulter 8 herzustellen.

Der Kern 11 weist eine Vielzahl von kapillaren Poren zwischen seinen Garnfilamenten auf, um Tinte vom Reservoir 2 herzuleiten und auf einer Schreiboberfläche abzulagern, die von der vorstehenden Spitze 12 des Kerns und dem Rand der Mündung der Hülse 10 berührt wird, wobei die Kernspitze 12 und der Hülsenrand 13 gemeinsam die Schreibspitze bilden«, Ein Luftzufuhrkanal 14 ist zwischen der die Feder festhaltenden Muffe 4 und der Nase f? vorgesehen, um einen Ausgleich für die Ableitung von Tinte aus dem Reservoir herzustellen.

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Ein Profil der Schreibspitze ist in Fig. 2 dargestellt, .

wobei die bevorzugten Abmessungen durch einen Scheitelwinkel |

0 = 105°, ein Vorstehen des Kerns von ungefähr 1/3 des Kern- |ζ

durchmessers D und einen Radius des Hülsenrandes von 1,2 D |

gegeben sind. |

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, durchdringt das Material '

der Hülse 10 die Zwischenräume zwischen den äußeren Filamenten i

des Garnkerns 11 und auf diese Weise sind die Hülse und der \

Kern gegen eine Relativbewegung unter den Belastungen bei der ^! Bildung der Spitze, der Einsetzung in ein Schreibgerät und
der Benutzung beim Schreiben verriegelt.

Die Hülse ist auf den Kern durch ein Umspritzverfahren f mit einer Ausrüstung, wie sie in Fig. 4 und 5 dargestellt ist,

aufgeformt. ,

Eine zur Herstellung eines gewünschten Kerndurchmessers _f erforderliche Anzahl von Enden eines vielfachen endlosen FiIamentbauschfasergarns, beispielsweise Nylon 66, werden von

konischen Garnkörpern 21 abgezogen, und durch Spanner 22 und i

eine Führungsbuchse 23 durch ein Führungsrohr 24 hindurch |

in eine Umspritzmaschine 25 mit Quer spritzkopf hineingeführt, |j

deren Querspritzkopf 26 heißes flüssiges Kunstst£fhülsenmate- I

rial, beispielsweise ein Acetal-Copolymer, dueh eine Strangpresse ||

27 zugeführt wird, v/elche einen ringförmigen Durchtrittskanal f

28 beschickt, der um eine Düse 29 herum angeordnet ist, durch p

welche das zusammengesetzte Garnkernmaterial 11 in das Um- |

Spritzwerkzeug 30 als ein Dorn eintritt, auf den das flüssige | Kunststoffmaterial mittels des Umspritzwerkzeugs aufgepreßt
wird, um die Hülse 10 des Schreibfeder-Stabmaterials 31 zu
bilden. Das Führungsrohr weist eine in Längsrichtung einstellbare Auskleidung 24a auf.

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Das Stabmaterial wird mittels eines Endlosbandförderers 32 aus dem Umspritzwerkzeug/heraus und durch ein Viasserbad 33 hindurchgezogen, in welchem die extrudierte Hülse 10 abgeschreckt wird, um auf diese Weise die Form des Hülsenmaterials zu stabilisieren und die poröse Struktur des Kerns herzustellen.

Die Wirkung dieses Abschreckvorgangs besteht darin, das Hülsenmaterial an seiner äußeren Oberfläche zu härten und im Anschluß an die radiale Kompression in dem Umspritzwerkzeug eine Ausdehnung des Kerns zu verursachen, und somit den erforderlichen Porösitätsgrad herzustellen.

Jenseits des Förderers 32 gerät das Material 31 in ein Schneidwerkzeug 34, welches das Material zu Schreibfederlängen 3 zuschneidet, die in einem Auffangbehälter 35 gesammelt und anschließend in einer trichtergespeisten Maschine einem Schleifvorgang unterzogen werden, um an beiden Enden jeder Schreibfeder die oben beschriebene Schreibspitze 6, den Hals 7 und die Schulter 8 auszubilden.

Ein wichtiges praktisches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Hülsenmaterial in einer Dicke aufgebracht werden kann_; die eine Anpassung der Form der Schreibfeder an den Aufbau eines Schreibgeräts ermöglicht. Insbesondere eignet sich die symmetrische, mit Schultern versehene Endform, wie sie beschrieben und dargestellt ist, für ein gleichzeitiges spitzenloses Schleifen beider Enden und erleichtert den Zusammenbau des Schreibgerätes, da die Schreibfeder keine bevorzugte Einsetzung eines bestimmten Endes erfordert. Jedes der Enden der Schreibfeder ist geeignet, zu schreiben oder in das Patronenreservoir einzutauchen und ein Befestigen durch besondere Paßelemente oder andere spezielle Befestigungsmittel ist nicht erforderlich.

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	Bezugszeichenaufstellung
1	Kunststoffpreßrohr
CNi	Kapillar-Patronenreservoir
3	Schreibfeder
4	Kunststoffpraßmuffe
5	Nase
6	Schreibspitze
7	Hals
! 8	Schulter
j 10	Hülse
I 11	Garnkern
12	Spitze
13	Rand
14	Luftzufuhrkanal
21	konischer Garnkörper
22	Spanner
23	FUhrungsbuchse
24	Führung srohr
25	Umsprltzmaschine
26	Querspritzkopf
27	Strangpssse
28	ringförmiger Durchtrittskanal
29	Düse
30	Umsprltzverkzeug
31	Schreibfeder-Stabmaterial
32	Endlosbandförderer
33	Wasserbad
34	Schneidwerkzeug
—- 35 k	Auffangbehälter

Claims (4)

patentanvralte■ » ·t (IIISIl J1 > I /»sas *3 3• · β• I ff (I• t «D-8G00 München 2Il : j5.JuHi 1979h. G 79 07 130.0Z/IIWilkinson Sword Ltd. (Neue) Schutzansprüche

1. Schreibfeder mit einer röhrchenförmigen Hülse aus Kunststoffmaterial und einem die Hülse ausfüllenden porösen Kern, wobei der Rand der Mündung der Hülse an einem Ende eine den vorspringenden Kern umgebende ringförmige Grenzfläche einer Schreibspitze bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (10) und der Kern (11) durch Eindringen des Kunststoffmaterials der Hülse in Zwischenräume des Kerns miteinander verklebt sind.

2. Schreibfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (11) aus einem textlien Endlos-Bauschgarn besteht.

3. Schreibfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn des Kerns (11) aus Nylon besteht und daß das Kunststoffmaterial der Hülse (10) ein Acetal-Copolymer ist.

4. Schreibfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) das Endlos-Bauschgarn aus Nylon 66, 1100 bis 2600 dtex irit Filamenten von 2 bis 20 dtex besteht,

b) der Durchmesser des Kerns (11) nicht mehr als 0,8 mm beträgt, und

c) der Durchmesser der Hülse (10) nicht mehr als J.,3 mm beträgt und eine Druckfestigkeit von mehr als einem Uachgebev/ert von 5 kg/mm und ein Druckmodul von 100 bis 1000 kg/mm vorgesehen ist.