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Verfahren zur Herstellung einer aus mehreren Teilen bestehenden Schreibspitze für Kugelschreiber
Es ist bekannt, Schreibspitzen für Kugelschreiber aus zwei oder mehr Teilen zusammenzusetzen und diese Teile aus verschiedenen Materialien herzustellen. So ist es z. B. bekannt, in einen Kugel- schreiberspitzenkörper einen Einsatz einzufügen, der entweder aus sehr hartem Material besteht und be- reits die Kugelsitzfläche aufweist (s. die deutsche Patentschrift Nr. 827909), oder aber aus plastisch verformbarem Material hergestellt ist, in das die Kugelsitzfläche nachdem Einfügen des Einsatzes durch
Einpressen der Schreib kugel geformt wird, wie dies in der USA-Patentschrift Nr. 3, 099, 082 beschrieben ist. Nach dem Einsetzen der Schreib kugel von vorne wird in üblicher Weise der Rand der Kugelumfassung, z. B. durch Bördeln, eingezogen. Ferner ist durch die brit.
Patentschrift Nr. 665. 813 bekannt, sowohl die
Kugelsitzfläche als auch die Kugelumfassung vor dem Zusammensetzen der Teile fertigzustellen und die Teile unter Zwischenfügen der Schreibkugel zu vereinigen.
In der Erkenntnis, dass die Kugelsitzfläche durch Prägen, vorzugsweise durch Einpressen der Schreibkugel, am genauesten und einfachsten herzustellen ist und sich auch der seitliche Ringspalt, durch den die Dicke und die Gleichmässigkeit des von der Kugel auf das Papier gebrachten Tintenfilmes bestimmt ist, am genauesten und einfachsten durch einen Bördelvorgang bilden lässt, geht die Erfindung von einer Kugelschreibspitze aus, die einen die Schreibkugel in axialer Richtung gegen den Schreibdruck stützenden Teil und einen die Kugel seitlich mit Abstand umfassenden und mit der Kugel einen gewölbten Ringspalt bildenden Teil aufweist, wobei beide Teile aus Materialien verschiedener Eigenschaften bestehen.
Da bei den bekannten Spitzen der letztgenannten Art sowohl die Kugelumfassung bis auf die Umbördelung als auch der Einsatz bis auf das Pressen des Kugelsitzes und gegebenenfalls der Tintenzuführungskanäle fertig bearbeitet sind, ergeben sich im zusammengesetzten Zustand Toleranzen, die die Summe der Herstellungstoleranzen beider Teile und des Passungsspieles, mit dem diese Teile zusammengefügt sind, darstellen. Dadurch ist es praktisch nicht möglich, Schreibspitzen mit einer eine gute Schreibqualität verbürgenden Genauigkeit, nämlich mit der ISA-Qualität--IT1--oder zumindest --IT2-- herzustellen. Dies zwingt dazu, grössere Schwankungen in der Qualität der Schreibspitze in Kauf zu nehmen. Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden.
Durch die Schweizer Patentschrift Nr. 346789 ist auch die gemeinsame spanabhebende Bearbeitung der der Schreibkugel zugewendeten Stirnseite mit der inneren Seitenwandung des Kugelhalters einer einteiligen Schreibspitze bekanntgeworden. Nicht vorbeschrieben ist jedoch die konzentrische Bearbeitung der Stirnseite zur inneren Seitenwandung, dies auch nicht bei einteiligen Schreibspitzen. Erst durch diese Massnahme wird bei zweiteiligen Schreibspitzen eine Genauigkeit erzielt, die ein gutes Schriftbild bis zum völligen Ausschreiben der Patrone gewährleistet, was bei Grossraumpatronen, wie auch bei den üblichen Patronen von Bedeutung ist.
Die Erfindung kennzeichnet sich demnach im wesentlichen dadurch, dass der vorzugsweise aus weicherem Material, z. B. aus Automatenmessing od. dgl., bestehende Kugelträgerrohling und der vorzugsweise aus härterem Material, z. B. rostfreiem Stahl bestehende Kugelhalterrohling vorerst fest mit-
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einander verbunden und dann die der später eingesetzten Schreibkugel zugewendete Stirnseite des Kugel- trägers konzentrisch zur bzw. wie bei einteiligen Schreibspitzen an sich bekannt, gemeinsam mit der inneren Seitenwandung des Kugelhalters spanabhebend bearbeitet wird, worauf das Formen der Kugel- sitzfläche und die Bildung des Ringspaltes erfolgt.
Unter vorgefertigt ist zu verstehen, dass die beiden zusammenzufügenden Teile zumindest im Be- reich der Flächen, an denen sie durch einen Festsitz verbunden werden, hinreichend genaue Form und
Masse aufweisen. Es ist jedoch nicht erforderlich, ISA-Qualitäten-IT1 oder IT2-- anzuwenden. Die
Bearbeitung kann spanabhebend oder spanlos erfolgen. Selbstverständlich können aber weitere Flächen bereits vor der Vereinigung der Teile genauestens hergestellt sein, z. B. der Aussenkonus der Kugelumfassung. Unter Kugelhalter ist hiebei jener Teil der Kugelfassung zu verstehen, der nach Vollendung der
Schreibspitze mit der Schreibkugel den seitlichen Ringspalt bildet.
Als Festsitz sind sowohl alle Ruhe- sitze anzusprechen, bei denen die beiden Teile infolge der gewählten Abmessungen der Passflächen unter so grosser Vorspannung miteinander verbunden sind, dass sie den bei der anschliessenden spanabhebenden und spanlosen Bearbeitung sowie den beim Gebrauch des Kugelschreiber normalerweise auftretenden und im Sinne einer Verdrehung, Verschiebung oder Verkantung der beiden Teile zueinander wirkenden
Kräften sowie ohne Lageänderung zwischen diesen Teilen widerstehen, als auch Verbindungen, die diese
Wirkung z. B. durch Kleben, Löten, Vernieten u. dgl. erreichen lassen.
Zu den für die Lagerung der Kugel wesentlichen Flächen gehört der die Bodenfläche der Kugelfassung bildende Kugelträger, in den nachträglich die sphärische Kugelsitzfläche und gegebenenfalls die Tintenzuführungskanäle eingeprägt werden, oder der gemeinsam mit einem Teil der Seitenwandung der Kugelfassung einen plastisch verformbaren Lagerring stützt, in den die sphärische Kugelsitzfläche eingepresst wird. Weiters gehört zu diesen Flächen die den Kugelhalter bildende seitliche Wandung der Kugelfassung. In den Arbeitsgang, mit dem die für die Lagerung der Kugel wesentlichen Flächen hergestellt werden, können auch die Stirnfläche, der Aussenkonus der Kugelumfassung und die der Bodenfläche benachbarten Flächen einbezogen werden.
Unter spanabhebender Herstellung wird jede spanabhebende Bearbeitung verstanden, gleichgültig, ob es sich um ein Herausarbeiten aus dem Vollen oder um eine Nachbearbeitung handelt.
Die Verschlechterung der Schreibqualität geht hauptsächlich auf die Abnutzung der Kugelumfassung, die diese durch die vom Tintenfilm beim Schreiben vom Papier aufgenommenen und läppend wirkenden Papierfüllstoffe und Verunreinigungen erfährt und weniger auf eine Abnutzung des Kugelsitzes und das damit verbundene axiale Einsinken der Kugel zurück. Es hat sich nämlich gezeigt, dass solche Verunreinigungen in nur geringem Ausmass zwischen die Kugel und ihren sphärischen Sitz gelangen, weil sie von den Kanten abgeschabt werden, die von der sphärischen Sitzfläche mit den sich daran anschlie- ssenden Flächen gebildet werden und der Abstand zwischen der Kugel und der sie stützenden Sitzfläche infolge des Schreibdruckes gering ist.
Dagegen ist der seitliche Ringspalt von solcher Grössenordnung, dass dort die von der Kugel mitgenommenen Verunreinigungen einen Abrieb der Umfassung verursachen. Die Abnutzung der Kugelumfassung ruft eine Vergrösserung des die Tintenmenge bestimmenden Ringspaltes hervor, so dass sich mit zunehmender Schreibdauer die Schreibqualität verschlechtert. Es kommt daher in erster Linie auf die Abriebfestigkeit des Materials der Kugelumfassung an, die hoch sein soll. Hiebei sind die während des Schreibgebrauches gegebenen Verhältnisse zu berücksichtigen und nicht die Verschleissfestigkeit des Werkstoffes an sich, wie sie durch die üblichen Werkstoffprüfmethoden feststellbar ist.
Auf diese Weise ist es möglich, das Material für den Kugelsitz in erster Linie nach dem Gesichtspunkt einer guten Kugelsitzflächenherstellung zu wählen, die eine spanabhebende Bearbeitung auf genauestes Mass unter Erzielung hoher Oberflächengüte bei grosser Standzeit des Werkzeuges und eine plastische Verformung beim Prägen der Kugelsitzfläche umfasst.
Es können in Erkenntnis all dieser Einflüsse die Teile so hergestellt werden, dass die Grössen- und Formänderung des seitlichen Ringspaltes durch die Abnutzung der Kugelumfassung genügend klein gehalten werden kann, damit sie mit dem durch die an sich minimale Abnutzung des Kugelsitzes belingten, geringfügigen Absinken der Kugel harmoniert, wodurch eine bis zum völligen Verbrauch des rintenvorrats gute Schreibqualität erzielt wird.
In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung in mehreren Ausführungsformen dargestellt.
Es zeigen Fig. l einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Schreibspitze im fertigen Zustand (rechte Hälfte) und in einer Herstellungsphase (linke Hälfte), Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, u. zw. während einer Herstellungsphase, in zwei Variationen, Fig. 3 eine dritte Ausführungsform in der linken Hälfte und eine vierte Ausführungsform in der rechten Hälfte, Fig. 4 eine weitere Bauart in zwei Herstellungsphasen, und Fig. 5 eine Schreibspitze, bei der der Kugelsitz und die Kugelumfassung auf einen
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dritten, den Schreibspitzenkörper bildenden Teil sitzen.
An Hand der Fig. 1 soll zunächst die erfindungsgemässe Herstellung der Schreibspitze erläutert werden. Auf einem Kugelträgerrohling --1--, z. B. aus Automatenmessing mit Brinellhärte 130, der bereits mit der hinteren Bohrung --2-- versehen ist und einen Zapfen --3-- aufweist, wird ein hülsen-
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--4-- aus- -5-- der Hülse fest auf der Schulter --6-- des Schreibspitzenkörpers abstützt. Der Kugelhalterrohling ist innen mit der Abschrägung --7-- und der Zapfen --3-- mit einer Fase --8-- versehen, um das
Aufschieben der der als Kugelhalterrohling dienenden Hülse--4-- auf den Zapfen --3-- zu erleichtern, da der Aussendurchmesser des Zapfens und der Innendurchmesser der Hülse einem Presssitz gemäss der
ISA-Passung --H5 p4-- entsprechen.
Die Länge der Hülse und die des Zapfens werden mit einer Ge- nauigkeit entsprechend der ISA-Qualität-IT6-- hergestellt. Die Hülse-4-- weist einen mit einer
Winkelgenauigkeit von 10 Bogenminuten bearbeiteten Aussenkonus --9-- auf. Nachdem die Hülse fest mit dem Kugelträgerrohling verbunden ist, wird die Bohrung --10-- und hierauf mit einem Kombi- nationswerkzeug die Seitenwandung --11--, die Bodenfläche --12-- und die Mündung --13-- des zen- tralen Tintenkanals --10-- hergestellt.
Hiebei wird das Werkzeug konzentrisch zum aussenkonus --9-- geführt, so dass sich eine gleichmässige Dicke des die Kugelumfassung --15-- bildenden Teiles der Hülse-4-- ergibt. Die Achse der Flächen -11, 12 und 13-- darf von der Achse des Konus --9-- bis zu 2 abweichen. Soweit nicht vorher bereits geschehen, wird die Stirnfläche --16-- nachgearbeitet.
Die Tintenzuführungskanäle --17-- werden in üblicher Weise eingeprägt. Hierauf wird die Schreib- kugel --18-- eingesetzt und unter Druck die sphärische Kugelsitzfläche --19-- gebildet. Schliesslich wird durch das Bördeln der Kugelumfassung der seitliche Ringspalt --20-- gebildet.
Obwohl die Schreibkugelsitze nunmehr aus zwei Teilen verschiedenen Materials besteht, ist die
Herstellungsgenauigkeit gleich der einer einstückigen Schreibkugelspitze, da die Flächen --12 und 13-- genau konzentrisch zur Fläche --11-- und konzentrisch zum Aussenkonus --9-- hergestellt werden.
Gemäss Fig. 2 wird an Stelle eines hülsenförmigen Kugelhalterrohlings ein als Kappe --21-- geformter auf den Kugelträgerrohling --22-- aufgesetzt. Der Zapfen --23-- weist eine leichte kegelige Mantelfläche-24-- auf. Der Spitzenwinkel dieser Mantelfläche beträgt z. B. 40. Der Durchmesser der Bohrung --25-- der Kappe ist dem Durchmesser des Zapfens --23-- angepasst.
Nach dem Aufpressen werden die Flächen --26, 27-- mittels eines einzigen Werkzeuges genau koaxial zum Aussenkonus --28-- der Kappe --21-- hergestellt. Der Durchmesser der Zylinderfläche - kann hiebei etwas kleiner oder etwas grösser (nicht dargestellt) als der Durchmesser des Zapfens - sein. Die Fertigstellung der Schreibspitze erfolgt in der im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebenen Weise.
In Fig. 3 ist ein Kugelhalterrohling --31-- aus Edelstahl mit einem als Kugelträger dienenden Einsatz --32-- versehen. Dieser Einsatz ist in einer Bohrung --33-- des Kugelhalterrohlings eingepresst. Nach Vereinigung der beiden Teile werden die Flächen --34, 35-- konzentrisch zum Au enkonus --36-hergestellt, die Tinten-Zuführungskanäle --37-- eingepresst und die Schreibkugel--38-- eingesetzt.
Die linke Seite der Fig. 3 zeigt diesen Zustand. Anschliessend wird die sphärische Kugelsitzfläche durch Einpressen der Schreibkugel gebildet und der obere Rand --39-- des Kugelhalters umgebördelt, so dass der seitliche Ringspalt entsteht.
Auf der rechten Seite der Fig. 3 ist eine ähnliche Kugelschreiberspitze dargestellt, jedoch weist der Einsatz --40-- an Stelle zentral angeordneter Tintenzuführungskanäle --37-- aussenliegende Zuführungskanäle--41--auf.
In Fig. 4 ist eine Schreibspitze dargestellt, bei der eine als Kugelhalterrohling dienende Hülse - auf einem Kugelträgerrohling --52-- in der bereits beschriebenen Weise aufgesetzt ist (rechte Hälfte der Fig. 4). Nach Herstellung der seitlichen Wandung --53-- der Kugelfassung und der Schulter - 54-- gleichachsig zum Aussenkonus --5--, wird ein Drahtring --56-- eingelegt, sodann die Tintenzuführungskanäle und die Kugelsitzfläche eingepresst. Nach dem Umbördeln des vorderen Teiles der Hülse --5-- ist die Schreibspitze fertig.
Auf einem Kugelträgerrohling --61--, Fig. 5, ist eine als Kugelhalter dienende Hülse --62-- aufgepresst, die eine glatte Innenwand --63-- aufweist. In die Hülse wird eine Scheibe --64-- eingepresst, bis sie satt an der Stirnfläche des hohlen Zapfens --65-- des Kugelträgerrohlings anliegt. Sodann werden der Aussenkonus --66-- und die Flächen --67 und 68--, letztere gemeinsam, konzentrisch zueinander in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig hergestellt.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich auch dann mit Vorteil anwenden, wenn Schreibspitzenkörper und
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Hülse sowie gegebenenfalls die Scheibe --64-- aus gleichem Material bestehen. Die Bodenfläche kann eben, Fig. 4, kegelig, Fig. l und 5, aber auch eine von diesen beiden Formen abweichende, das Prägen des Kugelsitzes erleichternde Gestalt aufweisen und z. B. sphärisch oder gestuft sein.