L'invention a pour objet un stylo à bille dans lequel l'encre est amenée vers la bille sous l'effet d'une pression gazeuse, présentant un réservoir renfermant une colonne d'encre ainsi que des moyens de fermeture étanche.
On connaît déjà des stylos de ce genre présentant une cartouche hermétiquement fermée à l'extrémité opposée à la pointe d'écriture au moyen d'un bouchon en une matiére rigide ou élastique. On connaît par ailleurs des stylos à bille présentant des cartouches fermées dans lesquelles la pression gazeuse exercée dans le réservoir est obtenue par réaction de composés chimiques ou par l'introduction d'un gaz liquéfié. Dans d'autre cas, la cartouche à bille est maintenue fermée en permanence sous une pression appropriée.
Tous les types connus de fermeture hermétique et de composants générateurs de pression présentent des difficultés de fonctionnement et de fabrication, du fait que la quantité de gaz se trouvant dans l'espace de compression à l'arrière de la colonne d'encre est très faible, et qu'il est extrêmement important pour un stockage durable de telles cartouches que la fermeture hermétique soit assurée avec le maximum de garantie. Les matières qui sont rigoureusement étanches aux gaz ne sont toutefois pas d'une élasticité suffisante pour permettre un ajustement avec une étanchéité durable, notamment dans le cas de fabrication en série. Par contre, les matières élastiques, qui permettent d'obtenir une bonne étanchéité dans l'ajustement du tube, présentent l'inconvénient de ne pas être étanches aux gaz.
En outre, la pression qui règne dans l'espace de compression à l'arrière de la colonne d'encre est d'une grande importance pour le fonctionnement de telles cartouches, et le contrôle de cette pression n'est pratiquement plus possible après la fabrication.
Les moyens générateurs de pression connus jusqu'à présent ne correspondent pas suffisamment aux exigences requises, car tous ces moyens nécessitent des opérations supplémentaires ou du moins l'utilisation de dispositifs spéciaux compliqués, cependant que la pression nécessaire ne peut être garantie avec le maximum de certitude.
L'invention a pour but d'obtenir un stylo à bille ayant un réservoir d'une étanchéité absolue à l'air, et dans le réservoir duquel on établit une pression gazeuse appropriée, rigoureusement contrôlée, sans qu'il soit nécessaire de recourir à des procédés ou à des dispositifs spéciaux et compliqués.
Ce but est atteint, conformément à l'invention, grâce au fait que le stylo à bille est caractérisé en ce que son réservoir et les moyens de fermeture étanche sont constitués par deux pièces tubulaires (2, 3) dont l'une est engagée à force dans l'autre, ces pièces étant conformées de façon que leur engagement définisse un espace fermé contenant un gaz comprimé.
Suivant une forme d'exécution avantageuse, les moyens de fermeture étanche forment un organe de fermeture tubulaire, constituant la première pièce tubulaire, fermé à une extrémité et ouvert à l'autre, et qui est en contact avec l'encre, de manière à former un joint hydraulique avec la surface d'un corps tubulaire constituant la seconde pièce tubulaire.
En enfonçant de cette manière l'organe de fermeture dans le corps contenant la colonne d'encre, on crée à l'intérieur du réservoir une pression dont la valeur est dans le rapport de la longueur de la colonne d'encre et de la longueur de l'organe de fermeture tubulaire et de l'espace vide dans ledit réservoir. De cette façon,
I'étanchéité au gaz se trouve rigoureusement assurée dans l'espace de compression, du fait que l'extrémité arrière de l'organe de fermeture est fermée et que la partie ouverte de cet organe de fermeture est obturée par la colonne d'encre. L'étanchéité est assurée par l'encre elle-même, à viscosité élevée, qui pénètre dans le faible espace compris entre le corps tubulaire et l'organe de fermeture.
En choisissant la quantité d'encre, c'est-à-dire la longueur de la colonne d'encre et la longueur de l'organe de fermeture tubulaire, ainsi que la longueur de l'espace de compression, on peut créer avec certitude la pression désirée dans la partie arrière de ladite colonne d'encre sans mettre en oeuvre des procédés spéciaux, ni utiliser des moyens compliqués.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale d'une cartouche d'un stylo à bille selon l'invention.
La fig. 2 est une vue semblable à la précédente illustrant une variante de l'invention.
La fig. 3 est une coupe longitudinale d'une cartouche d'un stylo à bille selon l'invention, utilisé dans un appareil enregistreur.
La fig. 4 est une vue, en coupe partielle, d'une autre variante de la cartouche du stylo à bille selon l'invention.
Les fig. 5 à 7 illustrent, en coupes partielles, d'autres variantes de l'invention.
La cartouche représentée à la fig. I comprend un corps tubulaire 2 contenant une colonne d'encre 1 et présentant une partie 7 de plus faible section, à l'extrémité de laquelle se trouve la pointe d'écriture 10.
La cartouche comprend également un organe de fermeture constitué par un tube 3 qui est fermé à l'une de ses extrémités formant la partie arrière 4 de ce tube et ouvert à l'autre extrémité formant la partie avant 6 de ce tube, et qui présente un diamètre extérieur correspondant au diamètre intérieur du corps tubulaire 2. Ce tube 3 est introduit par sa partie ouverte avant 6 dans le corps 2, à partir de l'arrière de ce dernier. On a représenté en traits mixtes le tube 3 disposé à l'arrière du corps tubulaire 2 avant son enfoncement dans celui-ci. Le tube 3 pénètre ainsi par sa partie ouverte avant 6 dans la colonne d'encre I jusqu'à ce que cette partie avant 6 se trouve à proximité immédiate de la partie 7 de plus faible section de la cartouche.
Lors de l'enfoncement du tube 3, L'encre 1 pénètre dans ce tube et, en même temps, dans le faible jeu 5 compris entre le tube 3 et la paroi du corps tubulaire 2, assurant ainsi une parfaite étanchéité. Une fois le tube 3 complètement enfoncé dans le corps 2, L'encre 1 occupe une hauteur W, variable suivant la quantité d'encre utilisée et laisse, à la partie arrière du tube 3, un espace de compression 9 de hauteur Z, à l'intérieur duquel règne une pression qui est fonction de la longueur A du tube 3, de la hauteur W de la colonne d'encre et de la hauteur Z dudit espace de compression. Un flotteur 8 est placé sur la colonne d'encre 1 de manière à maintenir stable le niveau de l'encre.
On voit que la pression régnant dans l'espace 9 peut être modifiée à volonté en jouant sur la longueur du tube de fermeture 3 et sur la hauteur de la colonne d'encre, c'est-à-dire sur la quantité d'encre utilisée. En outre, L'espace de compression 9 est parfaitement étanche au gaz du fait que l'extrémité arrière 4 du tube 3 est fermée et que la partie ouverte 6 de ce tube 3 est obturée par l'encre 1.
Sur les figures suivantes, qui illustrent des variantes d'exécution de la cartouche représentée à la fig. 1, on a repris les mêmes références numériques de cette figure pour désigner les pièces correspondantes. Dans la cartouche représentée à la fig. 2, le corps tubulaire 2 est en matière plastique et est obturé hermétiquement par un tube métallique de fermeture 3.
La fig. 3 représente, en coupe longitudinale, une troisième variante d'exécution d'une cartouche pour stylo à bille utilisé dans un appareil enregistreur. Le réservoir 2 métallique ou en matière plastique, renfermant la colonne d'encre 1, est fermé hermétiquement au moyen d'un tube métallique 3, une pression gazeuse appropriée se trouvant en même temps maintenue dans l'espace 9 à l'arrière de la colonne d'encre 1.
Sur cette colonne d'encre I est disposé un flotteur 8 pour stabiliser le niveau de l'encre. La cartouche est munie par ailleurs d'un petit tube 11 disposé perpendiculairement à l'axe longitudinal du réservoir 2, à la partie inférieure de celui-ci, ledit tube 11 présentant la pointe d'écriture 10.
La fig. 4 représente, en coupe longitudinale, la partie arrière d'une cartouche hermétiquement fermée, conformément à une autre forme d'exécution, suivant laquelle le tube de fermeture 3 ne pénètre, par sa partie ouverte avant 6, que de quelques millimètres dans la colonne d'encre 1. Lors de l'introduction du tube de fermeture 3 dans la colonne 1, une fermeture hermétique se trouve assurée, du fait que l'encre 1 pénètre, dans le sens des flèches, dans le faible intervalle 5 existant entre le tube 3 et la paroi du corps 2.
Suivant une autre variante d'exécution représentée à la fig. 5,
L'organe de fermeture tubulaire 3 est réalisé en deux parties 3a et 3b. La partie 3a est constituée par un tube ouvert à ses deux extrémités, en métal ou en une matière plastique appropriée. Un élément tubulaire 3b, de moindre longueur, fermé à l'une de ses extrémités, et de diamètre extérieur correspondant au diamètre intérieur de la partie 3a, est engagé de force à l'arrière du tube 3a.
L'extrémité fermée dudit élément 3a constitue la partie arrière 4 de l'organe de fermeture tubulaire 3.
Une variante analogue est représentée à la fig. 7, I'élément tubulaire 3b étant alors d'un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur du tube 3a. L'élément 3b est engagé de force, par son extrémité ouverte, sur une zone 3c de moindre section prévue à l'extrémité arrière du tube 3a.
La fig. 6 représente une autre variante d'exécution de l'organe de fermeture tubulaire 3. Suivant cette variante, la partie arrière 4 dudit organe tubulaire est obturée par un bouchon 12 fixé par brasage sur cette partie.
L'extrémité arrière 4 de l'organe de fermeture tubulaire 3 peut encore être obturée, comme représenté à la fig. 6A, en appliquant une brasure 13 à l'une des extrémités de ce tube dont le bord aura préalablement été resserré.
Toutefois, on utilise de préférence, comme déjà décrit, un organe de fermeture 3 métallique, réalisé en une seule pièce. Cet organe de fermeture peut être fabriqué de façon connue, par décolletage, par extrusion ou par emboutissage, en utilisant dans chaque cas le métal le mieux approprié.
Dans la cartouche à stylo à bille décrite, on utilise de préférence une pâte d'encre à viscosité élevée, à fort pouvoir de cohésion et d'adhésion et à propriétés filmogènes. Une telle pâte d'encre, qui est décrite dans le brevet suisse N" 547713, est constituée par un mélange renfermant au moins un solvant à volatilisation lente et un solvant à volatilisation rapide, ainsi qu'un colorant et un épaississant.