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Dokumentenidentifikation DE19803622A1 12.08.1999
Titel Kugelschreiber für Tinte
Anmelder J. S. Staedtler GmbH & Co, 90427 Nürnberg, DE
Erfinder Thost, Horst, 91054 Buckenhof, DE;
Kolb, Horst, 90562 Kalchreuth, DE
DE-Anmeldedatum 31.01.1998
DE-Aktenzeichen 19803622
Offenlegungstag 12.08.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.08.1999
IPC-Hauptklasse B43K 7/01
IPC-Nebenklasse B43K 7/10   B43K 1/08   
Zusammenfassung Ein Kugelschreiber (1), mit frei im Schaft (10) oder in einer Patrone aufgenommener Tinte (50), mit einem Zuleitungsdocht (30), einem Ausgleichskörper (40) und einer Schreibspitze (2) mit einer Kugel (29), wobei die Kugel in einem Röhrchen (20) befestigt und drehbar gelagert ist und das Röhrchen (20) einen durchgehenden Tintenkanal (21) aufweist, ist derart gestaltet, daß der Tintenkanal (21) als freie Durchgangsbohrung ausgebildet ist und keinen zusätzlichen Kernkörper oder Tintenleiter aufweist, und daß der Zuleitungsdocht (30) den Ausgleichskörper (40) im Bereich der Ausgleichskammern (43) axial vollständig durchdringt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Kugelschreiber für Tinte, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Hierunter sind insbesondere Kugelschreiber zu verstehen, die mit dünnflüssiger Tinte direkt gefüllt sind. Die zum Einsatz kommende Tinte kann auf wässriger oder alkoholischer Basis aufgebaut sein und im Kugelschreiber frei vorliegen. Der vorgeschlagene Kugelschreiber kann bevorzugt als Handschreibgerät oder auch als Schreib- oder Zeicheneinsatz in Registriergeräten, Plottern oder sonstigen automatischen bzw. mechanischen Aufzeichnungsgeräten oder maschinellen Anlagen verwendet werden.

Üblicherweise besteht ein derartiger direkt gefüllter Kugelschreiber aus einem Schaft und/oder einer Patrone, worin die Tinte oder Tusche enthalten ist und der bzw. die sowohl als Halter als auch als Speicher dient, aus einem hiermit verbundenen oder verbindbaren Zuflußsystem und gegebenenfalls einem Ausgleichs-System sowie einer Schreibspitze und eventuell einer Verschlußkappe und weiteren Einzelteilen.

Derartige Kugelschreiber sind prinzipiell bekannt. So werden beispielsweise in [1.] DE-OS 44 34 164 verschiedene Schreibeinsätze für Tinten- oder Tuscheschreibgeräte mit unterschiedlichen Schreibspitzen gezeigt und beschrieben, die ein Zufluß-System sowie ein Ausgleichsystem aufweisen. Bei der dort z. B. mit Fig. 1 gezeigten Kugelschreiber-Spitze ist die Schreibkugel in einem dünnen Röhrchen gefaßt. In die Bohrung des Röhrchens ist ein Docht oder eine Nadel eingesetzt, zur Verbesserung des hochkapillaren Tintenflusses bis hin zur Kugel.

Insbesondere bei der industriellen Fertigung hat es sich gezeigt, daß derartige Spitzen relativ teuer sind. Außerdem neigen diese Tinten-Systeme im Spitzenbereich leicht zum Eintrocknen bzw. zum Verstopfen.

Aus [2.] DE-PS 23 07 620 und aus [3.] DE-PS 8 06 413 sind darüber hinaus gattungsgemäße Kugelschreiber bekannt, die im Zulauf-Bereich kapillare, stiftförmige Einsätze aufweisen, wodurch ein guter Schreibmittelfluß sichergestellt werden soll. Nach [2.] ist als Schreibmittel-Tank eine Patrone vorgesehen und gemäß [3.] ist die Tinte direkt in den Schaft eingefüllt.

Die Nachteile dieser Schreibgeräte sind insbesondere darin zu sehen, daß sie keine [2.] oder nur sehr unzulängliche [3.] Ausgleich-Systeme aufweisen und daher besonders bei Druckschwankungen zum Auslaufen neigen. Außerdem erfolgt hier die Tintenabgabe ggf. unregelmäßig, wenn die Endbereiche der Zwischendochte die Tinte nicht ausreichend aufnehmen oder abgeben.

Diese bekannten Kugelschreiber sind meist auch für die Verwendung kleiner Kugeln für feine Abstriche nicht oder nur unzulänglich geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen direkt gefüllten Kugelschreiber, der auch für relativ kleine Kugeln geeignet ist, zu schaffen, der einfach, preiswert und wirtschaftlich herstellbar ist, der ein großes Tintenvolumen aufnehmen und dieses auch ordnungsgemäß leerschreiben kann und der dennoch Druckschwankungen gut ausgleicht und langfristig zuverlässig schreibt.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen umfaßt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen nachfolgend näher erläutert.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen vorschlagsgemäßen Kugelschreiber im Schnitt;

Fig. 2 eine größere Darstellung der Spitze einer alternativen Ausführung;

Fig. 3 eine weitere Vergrößerung der Spitzenpartie vorgeschlagener Kugelschreiber;

Fig. 4 eine andere Spitzenausführung;

Fig. 5 die Ausführung nach Fig. 3 um 90 Grad gedreht,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Spitze nach Fig. 5, ohne Kugel;

Fig. 7 die Ausführung nach Fig. 5 um 90 Grad gedreht,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Spitze nach Fig. 7, ohne Kugel.

Der in den Fig. 1 bis 8 ersichtliche Kugelschreiber 1, weist frei im Schaft 10 oder in einer Patrone aufgenommene Tinte 50, einen Zuleitungsdocht 30, einen großen und sehr aufnahmefähigen Ausgleichkörper 40 sowie eine Schreibspitze 2 mit einer Kugel 29 auf, wobei die Kugel 29 in einem Röhrchen 20 befestigt und drehbar gelagert ist und das Röhrchen 20 einen durchgehenden Tintenkanal 21 aufweist. Dieser Tintenkanal 21 ist hierbei vorschlagsgemäß als freie Durchgangsbohrung ausgebildet und enthält keinerlei zusätzlichen Kernkörper oder sonstigen Tintenleiter. Zudem durchdringt der Zuleitungsdocht 30 den Ausgleichskörper 40 im Bereich des Ausgleichs-Systems bzw. der Ausgleichskammern 43, d. h. im Lamellenbereich, axial vollständig, so daß er an beiden Enden 31, 32 freie Kontaktstellen für die Tinte 50 einerseits und für das Röhrchen 20 am anderen Ende 32 aufweist.

Das rückwärtige Tintenende 31 des Dochtes 30 überragt den Verschluß 12 der Tintenkammer 11 und endet innerhalb der Tintenkammer 11. Ein Überstand von 2 bis 15 mm hat sich hierbei als in der Regel ausreichend und vorteilhaft erwiesen.

Der Zuleitungsdocht 30 soll sowohl stirnseitig offen als auch an seiner Mantelfläche Tintendurchlässig und saugend sein. Besonders günstig ist es auch, wenn das Röhrchen 20 mit seinem Röhrchenende 20' in das vordere Anschlußende 32 des Zuleitungsdochtes 30 eingedrückt ist.

Hierdurch bildet sich bereits von selbst stets ein Tintentropfen innerhalb des Tintenkanals 21. Zur Herstellung der erstmaligen Funktionsbereitschaft, muß der Kugelschreiber fabrikmäßig "angeschleudert" bzw. maschinell angeschüttelt werden (wie dies auch bei herkömmlichen Pasten-Kugelschreibern zwingend der Fall ist), damit sich vor allem der Tintenkanal 21 erstmals vollständig mit Tinte füllt. Der weitere Tintenfluß - vor allem auch beim Schreiben - erfolgt dann automatisch insbesondere durch Kapillaritätskräfte.

Der Zuleitungsdocht 30 kann vorteilhaft ein fasriger Polyester-Docht sein oder aus geschäumtem oder gesintertem Polyethylen bestehen. Wenn das Kapillarvolumen des Dochtes zwischen 40 bis 70 Volumen-%, vorzugsweise bei ca. 60%, liegt, ergibt sich ein guter Tintenfluß. Mit derartigen Dochten wurden besonders gute Ergebnisse erzielt.

Der durchgehende Tintenkanal 21 des Röhrchens 20 soll bzw. kann einen Durchmesser von 0,2 bis 0,6 mm, vorzugsweise von 0,4 mm, aufweisen. Dies hängt einerseits von der Größe der zu verwendenden Kugel und zum anderen auch von der Dünnflüssigkeit oder der Viskosität der verwendeten Tinte oder Tusche ab.

Als weiterhin vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das Röhrchens 20 aus rost- und säurebeständigem Edelstahl mit 15 bis 20% Chrom und 5 bis 15% Nickel besteht. Da besonders wässrige Tinten und auch manche Farbmittel zur Rostbildung bei Metallteilen führen, sind hier Edelstähle mit relativ hohem Chrom- und Nickelgehalt besonders geeignet.

Zur Verwendung in Drehautomaten und anderen mechanischen Bearbeitungsmaschinen, können ggf. besondere Legierungsbestandteile - wie z. B. Schwefel oder Selen - hinzukommen, die die spanabhebende Bearbeitung verbessern bzw. erleichtern und die Standzeiten der Werkzeuge erhöhen.

Die Kugel 29 soll hierbei dann bevorzugt aus Hartmetall bestehen und einen Durchmesser von 0,4 bis 0,8 mm, vorzugsweise von 0,6 mm aufweisen.

Das Ausgleich-System ist vorzugsweise mit einem Ausgleichskörper 40 versehen, der eine axial durchgehende Bohrung 41 und eine Vielzahl feine Lamellen 42 aufweist, die zwischen sich kapillare Ausgleichskammern 43 bilden. Zudem weist er einen axial verlaufenden nicht kapillaren Luftkanal 44 und mindestens einen axialen Kapillarkanal 45 auf.

Zur Erzielung guter und leichter Laufeigenschaften soll die Auflage der Kugel 29 im Kugelbett 22 des Röhrchens 20 möglichst punktförmig erfolgen.

Hierfür soll das Kugelbett 22 des Röhrchens 20 vorzugsweise vier Stützkanten 23 aufweisen, an denen sich die Kugel 29 punktförmig abstützt. Wenn das Kugelbett 22 des Röhrchens 20 eine quadratische Einprägung 24 aufweist, ergibt sich ein gutes flächiges Kapillarsystem unter der Kugel, im Bereich des Kugelbettes 22. Ein Einpressen der Kugel in ein kalottenförmiges Bett ist hier nicht erforderlich.

Die quadratische Einprägung 24 soll vorteilhaft eine axiale Tiefe von 0,02 bis 0,10 mm haben und eine Schlüsselweite aufweisen, die im wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung 21 entspricht und ein Eckmaß, das im wesentlichen dem Durchmesser der Kugelbohrung 26 entspricht.

Das Kugelbett 22 des Röhrchens 20 soll schräg verlaufende Kapillarflächen 25 aufweisen, mit einer Neigung von 20 bis 50 Grad, vorzugsweise von 30 Grad zur Senkrechten auf der Stiftachse 13.

Soweit Zusammenhänge und Elemente nicht dargestellt oder beschrieben sind, entsprechen sie herkömmlichen und bekannten Kugelschreibern und deren Ausstattung und Funktion oder gehören zum allgemeinen Wissensstand. Bezugszeichenliste 1 Kugelschreiber,

10 Schaft (Gehäuse, Patrone);

11 Tintenkammer (Tintenraum, Tankraum);

12 Verschluß (für 11);

13 Stiftachse

2 Schreibspitze,

20 Röhrchen (Kugelträger, Träger);

20' Röhrchenende,

21 Tintenkanal,

22 Kugelbett,

23 Stützkanten,

24 Einprägung (24), quadratisch

25 Kapillarflächen,

26 Kugelbohrung,

27 Bördelrand,

28

29 Kugel (Schreibkugel);

Zufluß-System (Schreibmittel-Zufluß-System):

30 Zuleitungsdocht (Docht);

31 Tintenende (hinteres Ende von 30),

32 Anschlußende (vorderes Ende von 30);

Ausgleich-System:

40 Ausgleichskörper,

41 Bohrung (zentrale Durchgangsbohrung),

42 Lamellen (Trennrippen),

43 Ausgleichskammern,

44 Luftkanal,

45 Kapillarkanal,

46 Verbindungskanäle (zwischen 43 und 41),

50 Tinte (dünnflüssig, ggf. auch Tusche od.ä.)


Anspruch[de]
  1. 1. Kugelschreiber (1), mit frei im Schaft (10) oder in einer Patrone aufgenommener Tinte (50), mit einem Zuleitungsdocht (30), einem Ausgleichkörper (40) und einer Schreibspitze (2) mit einer Kugel (29), wobei die Kugel in einem Röhrchen (20) befestigt und drehbar gelagert ist und das Röhrchen (20) einen durchgehenden Tintenkanal (21) aufweist, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Tintenkanal (21) als freie Durchgangsbohrung ausgebildet ist und keinen zusätzlichen Kernkörper oder Tintenleiter aufweist,

    und daß der Zuleitungsdocht (30) den Ausgleichskörper (40) im Bereich der Ausgleichskammern (43) axial vollständig durchdringt.
  2. 2. Kugelschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

    daß das rückwärtige Tintenende (31) des Dochtes (30) der Verschluß (12) der Tintenkammer (11) überragt und innerhalb der Tintenkammer (11) endet,

    und daß das Röhrchen (20) mit seinem Röhrchenende (20') in das vordere Anschlußende (32) des Zuleitungsdochtes (30) eingedrückt ist.
  3. 3. Kugelschreiber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuleitungsdocht (30) ein Polyester-Docht ist und ein Kapillarvolumen von 40 bis 70%, vorzugsweise von 60%, aufweist.
  4. 4. Kugelschreiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der durchgehenden Tintenkanal (21) des Röhrchens (20) einen Durchmesser von 0,2 bis 0,6 mm, vorzugsweise von 0,4 mm, aufweist.
  5. 5. Kugelschreiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchens (20) aus rostfreiem Edelstahl mit 15 bis 20-% Chrom und 5 bis 15% Nickel besteht.
  6. 6. Kugelschreiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kugel (29) aus Hartmetall besteht und einen Durchmesser von 0,4 bis 0,8 mm, vorzugsweise von 0,6 mm aufweist.
  7. 7. Kugelschreiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleich-System einen Ausgleichskörper (40) mit einer axial durchgehenden Bohrung (41), einer Vielzahl feiner Lamellen (42), die zwischen sich Ausgleichskammern (43) bilden, einen axial verlaufenden Luftkanal (44) und mindestens einen axialen Kapillarkanal (45) aufweist.
  8. 8. Kugelschreiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage der Kugel (29) im Kugelbett (22) des Röhrchens (20) punktförmig erfolgt.
  9. 9. Kugelschreiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelbett (22) des Röhrchens (20) vier Stützkanten (23) aufweist, zur punktförmigen Abstützung der Kugel (29).
  10. 10. Kugelschreiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelbett (22) des Röhrchens (20) eine quadratische Einprägung (24) aufweist.
  11. 11. Kugelschreiber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die quadratische Einprägung (24) eine Schlüsselweite aufweist, die im wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung (21) entspricht.
  12. 12. Kugelschreiber nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die quadratische Einprägung (24) ein Eckmaß aufweist, das im wesentlichen dem Durchmesser der Kugelbohrung (26) entspricht.
  13. 13. Kugelschreiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelbett (22) des Röhrchens (20) schräg verlaufende Kapillarflächen (25) aufweist, mit einer Neigung von 20 bis 50 Grad zur Senkrechten auf der Stiftachse (13).






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