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Kugelschreiber
| Die l:rtiiiduiig licziellt ,icli auf Sclireiligeräte, |
| deren schreibender Teil aus einer Kugel besteht. |
| I)ic "1'inteillxliältcr derartiger Geräte bestehen |
| ge@vphnlicli aus R<iliren kleinen Durchmessers, sog. |
| lial>ill;irriiliren, die an einem Ende mit der Außen- |
| luft in N'erl>indung stehen und in denen die Bewe- |
| gung der Tinte zur Kugel hin unter dem Einfluß |
| der sog. Oherflä chepspannung, verbunden mit dem |
| Druck der Außenluft, geschieht. |
| bin Gegensatz dazu bildet der Tintenbehälter ge- |
| inäß der %orliegenden Erfindung, der einen belie- |
| liigeii 1)urcliniesser'liaben kann, mit der Kugelspitze |
| ein Iuft(liclit geschlossenes Ganzes, in welchem ein |
| zusammengedrücktes Gas die Tinte dauernd gegen |
| die Kugel preßt. |
1)erl)ruck des den Behälter füllendenGases wird dadurch erhalten, daß man unter
vorbestimmtem Druck die Tinte in den Behälter einspritzt; nun wird die Kugelspitze
auf den Behälter montiert, und der pneumatische Druck des Gases auf die Tinte versorgt
die schreibende Kugel unter stetigem Druck.
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Das N,-esentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung
schlecht bestimmter Kräfte, die von verschiedenen Faktoren abhängen, wie z. B. der
Oberflächenspannung, der Wähl des 'Materials, aus dem die Kapillarröhren bestehen,
und der Zusammensetzung der Tinte, Benetzbarkeit der verse'hiedenen Elemente usw.,
wobei diese Kräfte durch eine merkbare pneumatische Kraft ersetzt
werden,
die auf die Tinte wirkt und die den Gesetzen der Flüssigkeitsströmung unter Druck
in Leitungen sehr kleinen Durchmessers und großer Länge unterliegt, wobei große
Reibungen entstehen, <die erlauben, eine abgewogene Tintenströmung zur Kugel
hin einzuregeln, wodurch die Nachteile, <las Aussetzen und die häufigen Störungen
an solchen Kugelschreibern vermieden werden, deren Behälter eine Kapillarröhre ist.
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Sie hat gegenüber den letzteren folgende Vorteile: a) Der Behälter
ist luftdicht geschlossen, und die darin befindliche Tinte fließt bis zum Ende unter
der Wirkung eines pneumatischen, inneren, von jedem Oberflächeneinfluß freien Druckes
aus; keine Unreinheit kann folglich in den gesc'hlössenen Behälter eindringen; das
Versagen ist unterdrückt, ebenso wie der Ausfluß der Tinte durch die offene Kapillare;
b) die Abmessungen und das Fassungsvermögen @desBehälters können jede gewünschteGröße
haben, ohne daß der Tintenzufluß unterbrochen wird, wodurch man während sehr langer
Zeit ohne jede Nachfüllung schreiben kann; c) da der pneumatische innere Druck von
jedem beliebigen Gas ausgeübt werden kann, kann man die atmosphärische Luft insbesondere
durch ein inaktives Gas ersetzen, ausgenommen Sauerstoff, und infolgedessen kann
sich keine Änderung der Tinte ergeben, wodurch jegliche augenblickliche oderendgültige
Störung des Schreibens durch Trocknung oder Verhärtung der Tinte vermieden wird;
d) da keine Änderung der Tinte im Laufe der Zeit möglich ist und da ihre Strömung
zur Kugel durch einen pneumatischen Druck gesichert ist, kann man Tintenfässer für
Schreibtische herstellen, deren Federhalter durch ein unabhängiges Tintenfaß von
sehr großem Fassungsvermögen versorgt wird, wodurch man jahrelang schreiben kann,
was bis jetzt unmöglich war, selbst mit den klassischen Tintenfässern mit Einsatz,
die gewöhnliche Tinte enthalten, die sich bei Berührung mit der Luft verändert und
dadurch einen Schlamm bildet, der die häufige Reinigung der Einsätze und wiederholtes
Nachfüllen mit frischer Tinte notwendig macht: Die Vorteile und die wesentlichen
Merkmale der vorliegendenErfirndung werden deutlicher durchdie folgende Beschreibung
der verschiedenen als Beispiel gegebenen Ausführungsarten, die sich auf die Zeichnungen
beziehen.
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Ab l>. i ist ein Längsschnitt durch einen Kugelschreiber, der mit
einem luftdicht geschlossenen Behälter gemäß der Erfindung ausgerüstet ist; Abl>.
2 ist ein Längsschnitt durch eine andere Ausführungsart des Behälters, wobei der
untere Teil des Behälters vom Körper des letzteren losgelöst ist und -die Hülle
sowie die Kugelspitze nicht dargestellt sind, um die Zeichnung nicht zu überlasten;
Abb.3 gibt einen Längsschnitt durch einen Kugelschreiber gemäß der Erfindung wieder,
bei dem der gesamte Rauminhalt der äußeren Hülle den Druckbehälter bildet; Abb.
4 stellt schematisch den oberen Teil des ,Druckbehälters für die Tinte dar, der
mit einem Rückschlagventil zum Einspritzen der Tinte versehen ist; Abb. S gibt einen
schematischen Längsschnitt durch einen Kugelschreiber gemäß der Erfindung wieder,
der ein Tintenfaß für einen Schreibtisch mit sehr großem Rauminhalt darstellt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der luftdichte Behälter
nur nach der Seite des Rohres offen, die ihn mit der Kugelspitze oder mit einem
biegsamen langen Rohr verbindet, das zum eigentlichen Kugelschreiber führt. Die
Tinte wird durch dieses Verbindungsrohr in den Behälter eingespritzt, so daß mit
wachsender Tintenmenge die in dem dichten Behälter befindliche Luft oder das vorher
dort eingeführte inaktive Gas mehr und mehr zusammengedrückt wird.
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Wie in Abb. i dargestellt, setzt sich der Kugelschreiber aus drei
Teilen zusammen: dem Tintenbehälter i, der Hülle i', ,in welcher der besagte Behälter
liegt und welche durch die Haube 2' verschlossen ist, und der Spitze 6', welche
die Kugel 8'
trägt. Der Behälter i, ,der vorzugsweise aus gegossenem oder
gespritztem Kunststoff besteht, trägt an seinem oberen Ende ein Gewinde 2, in das
der Stöpsel 4 mit seinem Gewinde 3 eingeschraubt wird. Dieser Stöpsel 4 -bildet
mittels seines Gewindes 3, das vor dem Einschrauben mit einem synthetischen Leim
eingeschmiert wird, eine Abdichtung des Behälters i, die dank dem Leim vollkommen
luftdicht ist.
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Der Behälter hat eine vordere Verlängerung, die zunächst mit einem
Gewinde 5 versehen ist, um ihn in die Hülle i' einschrauben zu können; sodann weist
sie einen zylindrischen Teil 9 mit einem Gewinde 6 zum Anschrauben der Kugelspitze
6' und ferner ein rohrförmiges Ende 7 mit Längsbohrung 8 auf, die mit dem Behälter
i in Verbindung steht. Wenn der Behälter i mit seinem Stöpsel versehen ist, wird
vor dem Einsetzen der Kugelspitze 6' die Tinte unter Druck durch die Bohrung 8 eingespritzt,
und zwar mit Hilfe eines nicht dargestellten Verbindungsteiles, welches auf das
Gewinde 6 auf-,geschraubt wird, wodurch die Tinte die Luft im Behälter i bis zum
gewünschten Druck verdichtet, wobei der Behälter i um so mehr Tinte enthält, je
höher der Druck ist.
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Wenn dieseEinspritzung beendet ist, drückt man mittels eines äußeren
Drucks den elastischen äußeren Teil des Kunststoffes so zusammen, daß das Austreten
der unter Druck stehenden Tinte unterbleibt, solange man das angeführte Verbindungsstück
zum Tintenbehälter vom Gewinde 6' abschrau@bt und durch die Kugelspitze 6' ersetzt.
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Dieser Druck muß so ausgeübt werden, daß der zylindrische Teil 9 aus
Kunststoff keine bleibende Verformung erleidet, weshalb er seine ursprüngliche Form
wieder annehmen kann, sobald der äußere den zylindrischen Teil zusammenpressende
Druck zu wirken aufgehört hat, Die Abb. 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Art
der Ausführung des Behälters i, der aus beliebigem Material hergestellt sein 'kann,
wie z. B. Kunststoff,
Metall, Glas us%%. hr ist an seinem unteren
offenen "feil mit einem Gewinde iö versehen, in den sich mittels eines Gewindes
io" der Ausflußteil io einschraubt, der aus beliebigem Material hergestellt sein
kann und die Hülle sowie die Kugelspitze trägt, die in der Zeichnung weggelassen
sind, um diese nicht zu überlasten. Dieser Ausflußteil io trägt also die Gewinde
5 und 6, ebenso wie den zylindrischen Teil 9 der Fig. i, jedoch nicht das rohrförmige
Ende ;, sondern eine Anordnung i i mit Zentralbohrung 8, die gewaltsam in seinen
am unteren Ende des Ausflußteiles io vorgesehenen Sitz i t' eingeführt ist.
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Aus Gründen, die aus dem folgenden hervorgehen, hat die zentrale Verbindungsbohrung
8 einen im Vergleich zu seiner Länge sehr kleinen Durchmesser.
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Die Tinte wird wie beim Vorgehen nach Fig. i durch die vordere Bohrung
8 eingespritzt; um je-.doch eine eventuell bleibende Verformung des zylindrischen
Teiles 9 beim Einsetzen der Kugelspitze zu vermeiden und um billigere Werkstoffe
als Kunststoffe benutzen zu können, wie Metalle, die steif sind und keine seitlichen
Drücke, die sie abflachen, ohne bleibende Verformung ertragen können, hat man unter
Benutzung der Gesetze der Flüssigkeitsströmung in Kanälen .kleinen Durchmessers
und großer Länge mit Druckanstieg den Durchmesser und die Lätige der Bohrung 8 besonders
vorteilhaft gewählt, so daß, trotz des auf die Tinte im Behälter i' am Ende der
Einspritzung ausgeübten Innendruckes, die Tinte praktisch nicht plötzlich aus der
Bohrung 8 ausfließen kann während des kurzen Augenblickes, der benötigt wird, um
die Kugelspitze auf das Gewinde 6 zu schrauben.
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Die Erfahrung 'hat gezeigt, daß die Ausflußbohrung 8 einen Durchmesser
von etwa 0,3 mm und eine Länge von o,5 bis i cm haben muß, um dank der erheblichen
Flüssigkeitsreibung in der Zentralbohrung eine hinreichende Abbremsung zu erreichen,
so daß unter Berücksichtigung der physikalischen :Merkmale der Tinte diese nicht
plötzlich ausfließen kann.
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Diese Abmessungen erlauben die normale Versorgung der Kugel mit Tinte,
obwohl sie eine hinreichende Abbremsung gegen unmittelbaren Ausfluß gestatten.
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1>a (las Bohren von Löchern mit drei Zehntel \lillimeter Durchmesser
und einem halben bis einem ganzen Zentimeter Länge sehr schwierig ist und viele
Bohrer verbraucht, schien es sparsamer, am unteren Ende i i' des Ausflvßteiles io
ein Loch i i mit größerem Durchmesser zu bohren, in das man unter starker Reibung
ein Haarrohr mit einem Innendurchmesser von etwa 0,3 mm und einer Länge von
o,5 bis i cm einzieht.
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Abb. 3 zeigt einen Kugelschreiber 12, bei dem der Behälter von sehr
großem Fassungsvermögen durch die Hülle eines Füllfederhalters üblicher
Ab-
messungen selbst gebildet wird, anstatt die normierten Vorratsröhren der
Abb. i und 2 zu verwenden. Der Behälter des Kugelschreibers 12 ist auf den Spitzenteil
13 aufgeschraubt, nachdem vorher das Gewinde mit einem synthetischen Leim, der bei
vorbestimmter Temperatur schmilzt, eingeschmiert wurde und nachdem zwischen den
beiden Teilen eine Dichtungsscheibe, ebenfalls aus Kunststoff, eingelegt wurde,
wodurch ein für den Innendruck hinreichender luftdichter Verschluß gesichert wird.
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Das Spitzenteil 13 hat eine Zentralbohrung 14, in welcher ein zylindrisches
Rohr g eingepreßt ,ist, dessen Gewindeteil 6 in einer im unteren Ende des Teiles
13 angebrachten Bohrung 15 liegt und zum Festschrauben der kugeltragenden Spitze
6' dient, die so weit eingeschraubt wird, bis die Kugel gegen das untere Ende des
in der Abb. 3 nicht dargestellten Haarrohres i i stößt.
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Das Füllen des Kugelschreibers der Abb. 3 geschieht in derselben Art,
wie es für die Behälter der Abb. i und 2 beschrieben wurde.
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Das Einspritzen der Tinte ,in den Behälter kann auch direkt geschehen
mittels einer Ventilanordnung, die am oberen Teil des Behälters liegt, und dies
für den Fall, daß die Kugelspitze schon eingesetzt ist.
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Eine derartige Ausführung ist in der Abb. 4 dargestellt, die einen
schematischen Schnitt durch einen Teil des Druckbehälters für die Tinte zeigt, wie
z. B. Teil i der Abb. 2. Das obere Ende dieses Behälters trägt eün Gewinde 28, in
das ein Stöpsel 2:g eingeschraubt ist, in dessen innerem Hohlraum 30 die Stange
31 eines durch eine Feder 33 belasteten Kolbens 32 gleitet, der die Bohrung 34,
durch welche die Tinte unter Druck eingespritzt wird, verschließt. Die Stange 31
ist @in einer Zentralbohrung des Bodens 35 des Hohlstöpsels geführt, wobei dieser
.Boden außerdem noch Bohrungen für den Durchgang der Tinte hat, wie z. B. die Bohrungen
36. Um einen mit den beschriebenen Hilfsmitteln ausgerüsteten Federhalter zu füllen,
wird die Tinte beispielsweise m-it einem in die Bohrung 34 eingeführten Rohr in
den Behälter i eingespritzt, worin sie nach unten läuft und dabei die Luft zusammendrückt,
die nicht entweichen kann.
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Abb. j stellt einen schematischen Längsschnitt durch ein Tintenfaß
für einen Schreibtisch dar, das einen Druckbehälter von sehr großem Fassungsvermögen
für die Tinte enthält, gemäß den oben beschriebenen Grundsätzen, wobei der Behälter
unabhängig vom eigentlichen Schreibgerät ist.
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Der Behälter 16 mit großem Fassungsvermögen enthält die Tinte 17,
die unter dem Druck des Gases 18 steht (Druckluft oder neutrales verdichtetes Gas).
Dieser Behälter mit einer entsprechend gewählten gefälligen Form kann aus beliebigem
Material hergestellt wenden, wie z. B. Metall, Kunststoff, Glas usw. Er ist durch
den Stöpsel 17' verschlossen, auf dem das lange dünne, sehr leichte und sehr biegsame
Kunststoffrohr i9 befest,igt ist, welches den Vorratsbehälter mit dem eigentlichen
Schreibgerät 20 verbindet.
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Der Behälter 16,ist beispielsweise auf einer Platte 22 befestigt,
die aus Holz, Kunststoff, Marmor oder jedem beliebigen anderen für Schreibtischgarnittiren
üblicherweise
verwendeten Stoff hergestellt sein kann und die verziert sein kann oder nicht: Das
Rohr i9 liegt @in einer in der Platte 22 eirigel;tssenen Rille und wird durch die
Gegenplatte 23 festgehalten, die ein viereckiges Loch trägt, in dem ein viereckiges
Scheibchen 2-1 liegt, das eine Schraube 2; trägt, die sich in die oben geschlossene
Mutter 26 einschraubt.
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Wenn man die 1-lutter 26 anzieht, drückt das Sclreiliclzen 24 das
feine Rohr i9 zusammen. wodurch man den Behälter 16 während des Nichtgebraticlies
des Tintenfasses vorn Kugelschreiber 20 trennen kann und jeden Ausfluß der Tinte
verhindert.
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Der l,.rtinider hat gefunden, claß die Reibungskräfte. @-on denen
oben gesprochen wird und die sich in einem vorzugsweise aus vinylitischen Harzen
hergestellten Rohres von etwa i riim inneren Durchmessers entwickeln, ausreichend
sind, um ein plötzliches Ausfließen der im Behälter 16 unter [)ruck stehenden Tinte
zu verhindern, solange .man die Kugelspitze einsetzt oder auswechselt.
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Die bemerkenswerte Folge dieser Festlegung .ist eine wesentliche Ersparnis
am gesamten Herstellungspreis, denn man kann das normierte Vorratsrohr des Kugelschreibers,
wie es in A1>1>. 1, 2 und3 beschrieben ist, unterdrücken und es in ersparender Weise
durch ein einfaches, gerades, sehr kurzes Rohr ersetzen. (las aus üblichem Metall
besteht und auf dem am einen Ende das biegsame Röhr i9 und ani anderen Ende die
Kugelspitze angebracht sind, wobei das Ganze in einer Hülle für einen Füllfederhalter
oder für einen gewöhnlichen Federhalter irgendwie befestigt ist und auf dein Tintenfaß
liegen kann, sei es in einer geei@gnetenRille oder in einem Ständer mit einer Drehscheibe
27, ähnlich denen, wie sie in den sog. drehbaren Federlialterstä adern für Schreibtische
verwendet werden.
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1)a das Rolir ig sehr lang. sehr leicht und sehr bicgsain ist, gibt
es dem Benutzer jede I?rleicliterung beim Gebrauch des Schreibapparates, ohne l
:rniüdtnig oder Anspannung der Hand.
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1)a ,der Rauminhalt des Behälters 16 nicht 1>egretizt ist. kann der
Behälter so ausgewählt werden, 1a1,4 Ur 20 oder 30 g Tinte enthält,
was erlaubt, mit einem durch ,diese Tinte versorgten Kugelschreiber fortlaufend
während mehr als 3 Jahren täglich zu schreiben. ohne daß die Tinte oxydiert oder
erileuert %\-erden muß und ohne daß der Ausfluß der Tinte aussetzt oder Störungen
auftreten, wobei man wiederholt die Kugelspitze je nach dem Grad ihrer Allnutzung
ebenso leicht wie eine gewöhnliche Feder auswechselt, ohne ein plötzliches Ausfließen
der Tinte befürchten zu müssen, da man nur die Nfutter26 anzuziehen braucht, um
jeden Flüssigkeitsciruck auf die Kugel zu unterdrücken und sie nach Einsetzen der
neuen Kugel wieder loszuschrauben, wodurch diese sofort schreibbereit ist.
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Der Behälter 17 mit großem Fassungsvermögen gestattet, mehrere Federhalter
zu versorgen, wodurch mehrere Personen, die an demselben Tisch arbeiten, die aus
demselben zentralen- Behälter kommende Tinte verwenden können, was eine sehr wesentliche
Ersparnis für Büroeinrichtungen bedeutet.
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Gemäß einer .geänderten Ausführungsart kann der Kugelschreiber 20
mit einer Kartusche 21 versehen werden, die einerseits mit der Kugel und anderseits
@rnit dem Rohr icg in Verbindung steht; so daß sie jedesmal, wenn nötig, wieder
mit Hilfe der Abschniirvorrichtung 25, 26 gefüllt werden kann.