CH676447A5

CH676447A5 -

Info

Publication number: CH676447A5
Application number: CH2273/87A
Authority: CH
Inventors: Katsumi Otsuka
Original assignee: Teibow Co Ltd
Priority date: 1985-10-17
Filing date: 1986-10-17
Publication date: 1991-01-31
Also published as: NZ217990A; EP0245506A1; CN86106569A; DE3690540T1; GB8714069D0; WO1987002313A1; GB2191153A; CN1005549B; ES2002863A6; GB2191153B; EP0245506A4; KR870700516A; US4842433A; PT83578A

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stift.

Ein Schreibgerät, in dem sich eine Kugel an einer Stiftspitze dreht und durch ihren Reibungswiderstand während der Schreibbewegung Farbe zum Schreiben zieht, ist als Kugelschreiber bereits bekannt und für Schreibzwecke weit verbreitet im Einsatz.

Eine Stiftspitze eines solchen Kugelschreibers besteht aus einem Kugelaufnahmeschaft und einer Kugel, die in einer Kugelhalterung drehbar gelagert ist, wobei eine Bodenfläche der Kugelhalterung im Kugelaufnahmeschaft konisch ausgebildet und ein Farbdurchgangsloch an einem Mittelteil der Bodenfläche des konischen geformten Teiles vorgesehen ist.

Eine andere Stiftspitze ist nach Darstellung in Abbildung 47 so aufgebaut, dass ein Kugelaufnahmeschaft (51) in einem Kugelhalterohr (50) fixiert ist und ein Farbdurchgangsraum (52) in axialer Richtung zwischen dem Kugelhalterohr und dem Kugelaufnahmeschaft gebildet wird, eine Kugel (54) in einem Kugelaufnahmeteil (53) drehbar gehalten wird und mit dem Farbdurchgangsraum (52) am äussersten Ende des Kugelhalterohres (50) in Verbindung steht und eine Endfläche (55) des Kugelaufnahmeschaftes (51), die die Bodenfläche des Kugelaufnahmeteiles (53) bildet, eben ausgeführt ist. Der erstere Fall hat folgende Probleme;

Bei der maschinellen Fertigung und Formgebung eines Kugelhalteteiles und eines Farbdurchgangslo-ches gibt es einige Probleme, d.h., bei der zerspanenden Fertigung wird hohe Präzision verlangt, wenn der Kugelaufnahmeschaft aus Metall gemacht wird, und es ist eine mit höchster Präzision hergestellte Giessform erforderlich, wenn der Kugelaufnahmeschaft aus Plastikmaterial besteht.

Im Schreibbetrieb der Stiftspitze gibt es einige Probleme durch eine konische Form der Bodenfläche des Kugelhalteteiles, wenn die Kugel gegen Schreibdruck drehbar gelagert werden soll, d.h., die den Schreibdruck erfahrende Kugel kann auch einen Rotationswiderstand erfahren unter einer Keilwirkung, die dadurch eintritt, dass die Kugel proportional zum erfahrenen Schreibdruck sich in die konische Bodenfläche hineindrückt und so eine glatte Drehung verhindert, wodurch die Farbe in ungenügendem Mass herausgezogen wird und die Schriftzüge verschmieren. Insbesondere ist diese Stiftspitzenstruktur nicht geeignet für Hochgeschwindigkeitsschreiben.

Der letztere Fall hat folgende Probleme:

Probleme bei der Farbzuführung. Im Kugelaufnahmeteil (53) kann in einem Raum (60) zwischen einer Aussenseite (57 oder 56) des Kugelaufnahmeschaftes (51) der Oberfläche (58) der Kugel (54) und der Innenseite (59) des Kugelhalterohres (50) eine sogenannte Blase in der Kapillarfarbzuführung (61), bzw. eine von Kapillarkräften freie Zone entstehen, in der keine Farbe durch Kapillarwirkung zugeführt wird. Diese Blase in der kapillaren Farbzuführung (61) kann eine kapillare Farbbewegung entlang der Oberfläche (58) der Kugel (54) verhindern und dadurch die Farbmenge bis auf Null reduzieren, die auf der Oberfläche (58) verteilt wird, während die Kugel (54) rotiert. Diese Erscheinung ist auf die Drehung der Kugel und die Ausbildung der Farbe in der Kapillarzuführung (61) aufgrund der Ansammlung von Luft im Bereich (60) zurückzuführen, die in den Kugelhalteteil (53) eingeführt wurde, infolgedessen nimmt die Haltefähigkeit der Farbe im Kugelhalteteil (53) ab, die Farbe kann zurücklaufen und beim Anschreiben können Farblöcher auftreten, nach einem Aufrichten der Stiftspitze kann sich ein ungenügender Farb-rückfluss ergeben, die Farbzuführung zur Kugel ist ungleichmässig, beim schnellen Schreiben verschmiert die Farbe und sie kann einer schnellen Änderung der Schreibrichtung nicht folgen.

In Anbetracht der oben beschriebenen Probleme ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stift zu schaffen, der die mit den genannten Problemen verbundenen Nachteile nicht aufweist und bei dem das Antiauslaufverhalten der Farbe, das Anschreibverhalten, das Rückkehrverhalten der Farbe, die Hochgeschwindigkeits-Schreibcharakteristik, die stabile Farbzuführung, das Rotationsverhalten der Kugel und die Fertigungscharakteristik verbessert sind. Diese sowie weitere Aufgaben werden gemäss der vorliegenden Erfindung gelöst durch einen Stift mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Durch die erfindungsgemässe Anordnung ergeben sich folgende Vorteile.

Eine Keilwirkung des Roilelements wird vermieden. Gleichzeitig durch die hervorstehende Wand wird vermieden, dass Blasen in der Kapillarzuführung auftreten. Die Oberfläche des Rollelements kann mit weniger Rotationswiderstand besser in der Halterung gedreht und besser mit Farbe befeuchtet werden, die unter Kapillarwirkung zwischen der Halterung und der Rollelement-Oberfläche transportiert wird. Bei dieser Anordnung kann die Farbe nicht in die Halterung zurücklaufen. Es wird eine überlegene Anti-Rücklaufcharakteristik erreicht. Anschreiben ist ohne Farbkleckse von Beginn der Schreiboperation an möglich. Die Farbe wird durch die Kapillarwirkung zur Oberfläche des Rollelements geführt. Nach einer nach oben gerichteten Orientierung der Stiftspitze wird eine bessere Farbrücklaufcharakteristik erzielt. Die Farbe wird gleichmässig zugeführt und die Rotationscharakteristik des Rollelements verbessert. Beim Schreiben mit hoher Geschwindigkeit rutscht das Rollelement weder über das Blatt wegen ungenügender Rotation noch wird die Farbe ungleichmässig zugeführt.

Bevorzugte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

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Abb. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform Abb. 2 einen Querschnitt entlang der Linie in (2)-(2) der Abbildung 1,

Abb. 3 eine perspektivische Darstellung der Rollelement-Halterung mitteilweisem Ausschnitt,

Abb. 4 bis 9 Stiftspitzen, bei denen die Querschnittsform der Innenfläche des Roilelement-Halteroh-res und die Querschnittsfläche des Rollelement-Aufnahmeschaftes jeweils kreisförmig sind, die vorstehenden Wände jedoch jedesmal anders ausgeführt sind;

Abb. 4,6 und 8 Längsschnitte,

Abb. 5, 7 und 9 perspektivische Darstellungen von Rollelement-Halterungen mit teilweisem Ausschnitt,

Abb. 10 bis 18 Stiftspitzen, bei denen der Querschnitt der Innenfläche des Rollelement-Halterohres und des Rollelement-Aufnahmeschaftes jeweils kreisförmig sind, der Querschnitt des ersten kapillaren Kanals jedoch grösser gemacht ist als der Querschnitt des zweiten kapillaren Kanals und die Ausführung der vorstehenden Wände jeweils verschieden ist,

Abb. 10,13,15 und 17 Längsschnitte,

Abb. 11 einen Querschnitt entlang der Linie (11)—(11) der Abbildung 10,

Abb. 12, 14,16 und 18 perspektivische Darstellung von Rollelement-Halterungen mit teilweisem Ausschnitt,

Abb. 19 bis 22 Stiftspitzen, bei denen der Querschnitt der Innenfläche des Rollelement-Halterohres und der Querschnitt des Rollelement-Aufnahmeschaftes jeweils rechteckig sind und das Rollelement Rollenform hat,

Abb. 19 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform,

Abb. 20 einen Querschnitt entlang einer Linie (20)-(20) in Abb. 19,

Abb. 21 eine perspektivische Darstellung einer Rollelement-Halterung mitteilweisem Ausschnitt, Abb. 22 eine perspektivische Darstellung eines reifenförmigen (zylindrischen) Rollelements,

Abb. 23 bis 30 Stiftspitzen, bei denen der Querschnitt der Innenfläche des Rollelement-Halterohres und der Querschnitt des Rollelement-Aufnahmeschaftes ungleiche Form haben,

Abb. 23 und 27 einen Längsschnitt,

Abb. 24 und 25 einen Querschnitt entlang der Linien (24)-(24) und (25)-(25) in Abb. 23,

Abb. 28 und 29 einen Querschnitt entlang der Linien (28)-(28) und (29)-(29) in Abb. 27,

Abb. 26 und 30 eine perspektivische Darstellung einer Rollelement-Halterung mit teilweisem Ausschnitt,

Abb. 31 bis 39 Stiftspitzen, bei denen Rillen an der Aussenfläche des Rollelement-Aufnahmeschaftes vorgesehen, jedoch verschieden ausgeführt sind,

Abb. 31,34 und 37 Längsschnitte,

Abb. 32 einen Querschnitt entlang der Linie (32)-(32) in Abbildung 31,

Abb. 35 einen Querschnitt entlang der Linie (35)-(35) in Abbildung 34,

Abb. 38 einen Querschnitt entlang der Linie (38)-(38),

Abb. 33, 36 und 39 perspektivische Darstellung einer Rollelement-Halterung mit teilweisem Ausschnitt,

Abb. 40 bis 43 Stiftspitzen, bei denen der zweite Kapillar-Kanal an der Aussenseite der Rollelement-Halterung ausgeführt ist,

Abb. 40 und 42 Längsschnitte,

Abb. 41 und 43 eine perspektivische Darstellung einer Rollelement-Halterung mit teilweisem Ausschnitt,

Abb. 44 einen Längsschnitt,

Abb. 44 bis 46 eine Stiftspitze, bei der ein Press-Sitz-Teil zwischen dem Rolleiement-Halterohr und dem Rollelement-Aufnahmeschaft im wesentlichen Punktform hat,

Abb. 45 einen Querschnitt entlang der Linie (45)-(45) in Abb. 44,

Abb. 46eine perspektivische Darstellung einer Rollelement-Halterung mitteilweisem Ausschnitt, Abb. 47 einen Längsschnitt durch eine konventionelle Stiftspitze,

Abb. 48 einen Längsschnitt durch eine Versuchsstruktur zum Vergleich mit der vorliegenden Erfindung,

Abb. 49 bis 52 in Kurven die Farbfliessleistungen von Stiften gemäss der vorliegenden Erfindung, konventioneller Stifttypen und des Versuchsproduktes,

Abb. 49 die Leistung des Farbfliessvolumens in der in Abb. 1 dargestellten erfindungsgemässen Stift-spitze,

Abb. 50 die Leistung des Hauptfliessvolumens in der in Abb. 13 gezeigten erfindungsgemässen Stiftspitze,

Abb. 51 die Leistung des Farbfliessvolumens einer in Abb. 47 gezeigten herkömmlichen Stiftspitze und Abb. 52 die Leistung des Farbfliessvolumens der in Abb. 48 gezeigten Versuchsstruktur.

Abbildungen 1 bis 3 zeigen (nur teilweise) einen Stift mit einer Stiftspitze, die aus 3 Hauptelementen besteht, nämlich einem Halterohr (1), einem im Halterohr (1) befestigten Aufnahmeschaft (2) und einer Kugel (4). Die Kugel wird in einer Halterung (3) drehbar gehalten, die am äussersten Ende des Halterohrs (1) unter anderem von der Endfläche (2a) des Aufnahmeschaftes (2) gebildet wird.

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Das Halterohr (1) enthält als integrierten Teil den Aufnahmeschaft (2), dessen Durchmesser relativ zu dem des Halterohres (1) soviel kleiner ist, dass zwischen der Innenfläche (7) des Halterohres (1) und der Aussenfläche (6) des Aufnahmeschaftes (2) ein im folgenden auch als Farbkammer bezeichneter erster kapillarer Kanal (5) zur kapillaren Bewegung von Farbe verbleibt. Das Halterohr (1) sitzt an geeigneten Stellen im Presssitz auf dem Aufnahmeschaft (2) auf. Das äussere Ende des Halte-Rohres ist zu einer Halterung (3) ausgebildet, deren Boden durch die Endfläche (2a) des Aufnahmeschaftes (2) gebildet wird, auf der die Kugel (4) drehbar gelagert ist. Die Kugel wird durch einen Konusteil (14) an der Austrittsöffnung (21) der Halterung (3) so gehalten, dass sie nicht herausfallen kann. Die Presssitzteile (18) des Halterohres (1) haben die Form von nach innen vorstehenden Einschnürungen und laufen von einem Teil in der Nähe der Endfläche (2a) des Aufnahmeschaftes (2) zu einer Stelle in einem angemessenen axialen Abstand, während sie am Umfang in axial gleichem Abstand zueinander angeordnet sind. Der Aufnahmeschaft (2) wird durch die Presssitzteile am Umfang gleichmässig im Presssitz gehalten. Das Halterohr (1) und der Aufnahmeschaft (2) werden dadurch zusammen gehalten, wodurch sich eine erhöhte Biegefestigkeit oder Steifigkeit ergibt. Da Farbe in einer Dicke von etwa 3 bis 4 Mikrometer an der Oberfläche der Kugel (4) haftet, reicht in der Farbkammer (5) für einen Farbtransport auf Kapillarwirkung ein Freiraum von wenigstens 3 bis 6 Mikrometer aus. In der Praxis liegt der Wert zwischen 25 und 100 Mikrometer und ermöglicht dadurch die Kapillarzuführung von Farbe mit niedriger Viskosität. Dieser Wert wird auf Grund physischer Eigenschaften wie z.B. der Farbviskosität oder dergleichen festgelegt.

Der Aufnahmeschaft (2) ist massiv und weist einen Durchmesser auf, der die Bildung der Farbkammern (5) zwischen der Aussenfläche des Aufnahmeschaftes (6) und der Innenfläche (7) des Halterohres (1) gestattet. In der Mitte der Endfläche (2a) des Aufnahmeschaftes ist ein im wesentlichen ebener Auflagebereich (8) ausgebildet, durch den der Drehwiderstand der Kugel (4) reduziert wird, die auf dem Auflagebereich (8) an einem Punkt unterstützt wird. An einer mit der Farbkammer (5) in Verbindung stehenden Fläche (9), die den Auflagebereich (8) umgibt, ist eine vorstehende Ringwand (12) so ausgebildet, dass ein im folgenden als Farbkanal (13) bezeichneter zwischen ihr und der zweiten kapillaren Kanaloberfläche (10) der Kugel (4) gebildet wird. Dadurch wird die Farbe durch Kapillarwirkung von der Farbkammer (5) zum Farbkanal (13) zugeführt und im Farbkanal (13) an der Kugeloberfläche (10) gespeichert. Die Wçite der Kapillarröhren des Farbkanales (13) beträgt ungefähr 25 bis 100 Mikrometer. Dieser Wert wird auf Grund der physischen Eigenschaften wie z.B. der niedrigen Viskosität der Farbe oder dergleichen festgelegt Der Auflagebereich (8) am Aufnahmeschaft (2) und die vorstehende Ringwand (12) lassen sich leicht und genau in einem Walzwerk oder dergleichen bearbeiten, wenn ihr Marterial, wie z.B. Metall, plastisch verformt werden kann.

Der Durchmesser der Kugel (4) beträgt etwa 0,3 bis 1 mm. Der Abstand zwischen der Austrittsöffnung (21) und der Oberfläche (10) der Kugel (4) beträgt vorzugsweise 5 bis 15 Mikrometer,

Das Halterohr (1), der Aufnahmeschaft (2) und die Kugel (4) können aus einem Metall wie z.B. rostfreiem Stahl SUS304 oder dergleichen, aus technischer Superplastik wie Polyetherketon (PEEK), Po-lyimid (PIM), Polyphenilsulfid (PPS) oder dergleichen oder anderen Plastikmaterialien wie Polyoxymethy-len (POM) usw. und keramischen Materialien ausgewählt sein. Die genannten Materialien unterscheiden sich insbesondere hinsichtlich ihrer Verarbeitbarkeit und ihrer elektrostatischen Merkmale.

Für eine Stiftspitze zum Beispiel für einen Kugelschreiber oder dergleichen, werden metallisches Material und Keramikmaterial vorgezogen, während bei Venwendung für Schminkzwecke ein weicheres Plastikmaterial vorzuziehen ist.

In Anbetracht der Verarbeitbarkeit und der Farbfestigkeit wird rostfreier Stahl aus wirtschaftlichen Gründen und gleichzeitig wegen seiner elektrostatischen Eigenschaften vorgezogen, da er sich im Walzwerk leicht plastisch verformen lässt und gute rosthindernde Eigenschaften hat.

Die oben beschriebene Stiftspitze ist über einen Stiftspitzenkonus (23) mit einem Stiftschaft (22) verbunden, in dem sich ein Luftloch (24) befindet. Das Endstück des Aufnahmeschaftes (2) ist in einen Farbtauchkörper (25) eingesetzt, der aus einem Fasermaterial besteht. Die Farbe wird über einen Farbkanal (27) zwischen der Innenfläche (26) des Stiftspitzenkonus (23) und dem Aufnahmeschaft (2) durch Kapillarwirkung zugeführt.

Die Abbildungen 4 bis 9 zeigen Ausführungsbeispiele von Stiftspitzen, bei denen die vorstehende Ringwand (12) jeweils anders ausgeführt ist, die übrigen Teile aber grundsätzlich dieselben sind wie bei dem früheren Ausführungsbeispiel. Der Querschnitt des Halterohres (1) und des Aufnahmeschaftes (2) haben jeweils Kreisform.

Die Abbildungen 4 und 5 zeigen eine Stiftspitzenstruktur, bei der die vorstehende Ringwand (12) an der Innenfläche des Halterohres (1) angeordnet ist, Kreisringform hat und zwischen der Fläche (9) am Ende des Aufnahmeschaftes (2) und der Oberfläche (10) der Kugel (4) miteinander in Verbindung stehende Farbkanäle (13) bildet. Von der Farbkammer (5) wird durch Kapillarwirkung Farbe dem Aufiagebe-reich (8) und danach der Kugeloberfläche (10) zugeführt. Es wird die Bildung von Blasen in der Kapillarfarbzuführung an Stellen zwischen der Fläche (9), der Kugelüberfläche (10) und der Innenfläche (11) des Halterohres vermieden und gleichzeitig die Kugel (4) bei ihrer Drehung geschmiert.

Die Abbildungen 6 und 7 zeigen eine Stiftspitze, bei der eine vorstehende Ringwand (12) sowohl an der Innenfläche (11) des Halterohres (1) als auch an der Fläche (9) des Aufnahmeschaftes (2) angeordnet sind und Kreisringform haben. Jede vorstehende Ringwand (12) bildet einen Farbkanal (13). Diese stehen miteinander und der Oberfläche (10) der Kugel (4) in Verbindung.

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Abbildungen 8 und 9 zeigen eine Stiftspitze, bei der eine vorstehende Ringwand (12) in Kreisringform an der Innenfläche des Halterohres (1) ausgeführt ist.

Die Abbildungen 10 bis 18 zeigen Stiftspitzen, bei denen die Farbkammer (5) einen grösseren Querschnitt hat als die Farbkanäle (13). Der Querschnitt des Halterohres (11) und des Aufnahmeschaftes (2) sind jeweils kreisförmig.

Die Abbildungen 10 bis 12 zeigen eine Stiftspitze mit einem Aufnahmeschaft (2), dessen Durchmesser grösser ist als der der Kugel (4). Die Querschnittsfläche der Farbkammer (5) ist grösser als die des Farbkanals (13), so dass durch Kapillarwirkung durch die Farbkammer mehr Farbe zugeführt wird, als normalerweise von der Kugel (4) auf Grund der Farbzugwirkung und der Farbverbrauchsmenge entsprechend der Schreibgeschwindigkeit aus dem Farbkanal (13) entnommen wird.

Die Abbildungen 13 bis 18 zeigen ebenfalls Stiftspitzen, bei denen der Aufnahmeschaft (2) einen grösseren Durchmesser hat als die Kugel (4). Zwischen einer abgeschrägten Aussenfläche (6) des Aufnahmeschaftes (2) am Ende des Auflagebereiches (8) und der Innenfläche (7) des Halterohres (1), die parallel zu dieser Aussenfläche verläuft, ergibt sich eine Farbkammer (5). Diese Farbkammer (5) ist so angelegt, das ihr Querschnitt grösser ist als der Querschnitt des Farbkanals (13).

Die Abbildungen 19 bis 22 zeigen eine Stiftspitze, bei der der Querschnitt des Halterohres (1) und des Aufnahmeschaftes (2) rechteckig sind. Das Rollelement (4) hat Rollenform. Die übrigen Bauteile sind im wesentlichen dieselben wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen. Das Halterohr (1) ist ein rechteckiges Rohr, der Aufnahmeschaft (2) eine rechteckige Stange.

Die vorstehende Wand (12) an der Endfläche (2a) des Aufnahmeschaftes (2) ist um das zylindrische Rollelement (4) herum auf beiden Seiten parallel dazu angeordnet und bildet den Farbkanal (13). Auch hier wird die Bildung von Blasen in der Kapillarzuführung an Stellen zwischen der Rollelement-Auflagefläche (9), der Oberfläche (10) des Rollelements und der Innenfläche (11) des Halterohres vermieden. Bei dem Presssitzteil (18) handelt es sich um ein Punktpressteil.

Bei dieser Ausführungsform ergibt sich eine bevorzugte Schreibrichtung. Die Rollenbreite entspricht der Schriftbreite.

Die Abbildungen 23 bis 30 zeigen Stiftspitzen, bei denen der Querschnitt des Halterohres (1) und des Aufnahmeschaftes (2) ungleich, die übrigen Teile aber dieselben sind wie zuvor.

Die Abbildungen 23 bis 26 zeigen eine Stiftspitze, bei der der Querschnitt des Halterohres (1) kreisförmig und der des Aufnahmeschaftes (2) rechteckig ist. Hier sind ein rundes Rohr und eine rechteckige Stange miteinander kombiniert. Das Rollelement (4) hat Kugelform.

Die Farbkammern (5) in dieser Stiftspitze sind separat und unabhängig entsprechend der Anzahl von Aussenflächen des Aufnahmeschaftes (6) zwischen der Innenfläche (7) des Halterohres (1) und den Aussenflächen (6) des Aufnahmeschaftes (2) ausgebildet. Das Presssitzteil (18) ist ein ebenes Presssitzteil in Umfangsrichtung.

Die Abbildungen 27 bis 30 zeigen eine Stiftspitzenstruktur, bei der der Querschnitt des Halterohres

(1) rechteckig und des Aufnahmeschaftes (2) kreisförmig ist. Hier sind ein rechteckiges Rohr und eine runde Stange miteinander kombiniert.

Das Rollelement (4) in dieser Stiftspitze ist eine Rolle. Die vorstehenden Wände (12) an der Endfläche (2a) sind auf beiden Seiten der Oberfläche (10) der Rolle (4) parallel dazu angeordnet und bilden zwischen sich und der Oberfläche (10) den Farbkanal (13).

Weiterhin sind die Farbkammern (5) separat und unabhängig unterteilt entsprechend der Anzahl von Ecken des Halterohres (1) zwischen der Innenfläche (7) einer jeden Ecke des Halterohres (1) und der Aussenfläche (6) des Aufnahmeschaftes (2). Das Presssitzteil (18) ist ein planes Presssitzteil in Umfangsrichtung.

Die Abbildungen 31 bis 36 zeigen eine Stiftspitze, bei der in der Aussenfläche (6) des Aufnahmeschaftes (2) eine einfache oder doppelte Schraubenrille (15) vorgesehen ist. Diese Rille (15) bildet die innere Umfangseite der Farbkammer (5) und beschränkt den direkten axialen Farbfluss.

Die Abbildungen 37 bis 39 zeigen eine Stiftspitze, bei der in der Aussenfläche (6) des Aufnahmeschaftes (2) axial parallel verlaufende Ringrillen (16) vorgesehen sind. Die Ringrillen (16) bilden den inneren Umfang der Farbkammer (5), um so den direkten axialen Farbfluss in der Farbkammer (5) zu beschränken.

Die Abbildungen 40 bis 43 zeigen eine Stiftspitze, bei der in der Aussenfläche (6) des Aufnahmeschaftes (2) Farbkanäle (17) vorgesehen sind. Diese Farbkanäle (17) sind an der sich bis zum Auflagebereich (8) erstreckenden Fläche (9) so angeordnet, dass die Farbe von der Farbkammer (5) zum Auflagebereich (8) geführt und die Schmierung für die Drehung der Kugel (4) im Auflagebereich (8) verbessert wird.

Die Abbildungen 44 bis 46 zeigen eine Stiftspitze, bei der das Halterohr (1), der Aufnahmeschaft (2) aus rostfreiem Stahl und die Kugel (4) und die Seitenfläche des Schaftkerns (19) des Aufnahmeschaftes

(2) mit einem Film aus Synthetikharz (20) überzogen ist. Zwischen den drei Bauteilen Halterohr (1), Aufnahmeschaft (2) und Kugel (4) tritt in diesem Ausführungsbeispiel keinerlei elektrostatische Wirkung auf, so dass auch der dadurch begünstigte Rost und die Korrosion ausgeschaltet bleiben.

In der nachstehenden Tabelle sind Daten zusammengefasst, die aus Prüfungen einer jeden Leistung der einzelnen erfindungsgemässen Stiftspitzen (Abb. 1,13, und 17), der herkömmlichen Spitzen (Abb. 47) und der zu Vergleichszwecken hergestellten Versuchsspitze (Abb. 48) stammen.

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Der Kugeldurchmesser einer jeden Stiftspitze wurde auf 0,6 mm festgelegt und die Viskosität der Farbe auf 3 • 10~3 Pa-s.

Die in Abb, 47 gezeigte herkömmliche Stiftspitze unterscheidet sich von der erfindungsgemässen in Abb. 1 gezeigten Stiftspitze durch das Vorhandensein einer kapillarfreien Zone in der Kugelhalterung (3). Die in Abb. 48 gezeigte Versuchsspitze hat denselben Aufbau wie die erfindungsgemässe Stiftspitze von Abb. 13, jedoch gibt es auch hier eine kapillarfreie Zone. Die in Abb. 17 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich ausserdem von der in Abb. 13 gezeigten nur durch eine andere Ausbildung der vorstehenden Ringwand (12).

Die in Abb, 48 gezeigte Ausführungsform ist so aufgebaut, dass sich eine axial verlaufende Farbkammer (72) zwischen dem Halterohr (70) und dem Aufnahmeschaft (71) ergibt, Im Verbindungsbereich zwischen der Halterung (73) und der Farbkammer (72) ist die Aussenfläche (75) des Aufnahmeschaftes (71) im wesentlichen trapezförmig. Die Innenfläche (76) des Aufnahmerohres (70) verläuft parallel zu dieser Aussenfläche. Die Kugel (77) ist drehbar in einer Kugelhalterung (73) gehalten, und der Farbkanal (82), der keine Kapillarzuführung der Farbe aufweist, befindet sich in einem Raum (81) an der Um-fangsaussenseite (78) des Aufnahmeteiles (74) der Oberfläche (79) der Kugel (77) in der Nähe der Aussenfläche und der Innenfläche (80) des Halterohres (70).

Leistung/Versuchsprodukt

Abb. 47

Abb. 1

Abb. 48

Abb. 13

Abb. 17

Anti-Auslaufcharakteristik (1 )

X (70%)

O (80%)

#(75%)

@(95%)

C (95%)

Schreib- Senkrecht

O

C

zustand schreiben

Schräg schreiben

C

c

Schnellschreibcharakteristik (2)

X

C

#

c

Farbabgabemenge (3)

#

C

#

C

O

Rücklaufcharakteristik (4)

X (20%)

C (40%)

#(28%)

@(60%)

■@(63%)

Anschreibcharakteristik (5)

X(4%)

C (90%)

#(42%)

@ (100%)

@(100%)

Schriftbild

C

O

C

Arbeitscharak- Metall

@

#

C

@

#

teristik Plastik

@

c

C

c

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Keramik

@

c

C

c

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Bewertung: Ausgezeichnet - @- C- #- x- ungenügend

1. Prozentsatz der Stiftspitzen, mit denen aufwärts geschrieben werden konnte, nachdem das Test-produkt, mit dem abwärts geschrieben werden konnte, eine Woche lang mit aufwärts gerichteter Stiftspitze in einem Thermohydrostat bei 60°C gelassen wurde.

2.60 cm/sec.

3. Schreibgeschwindigkeit: 4 m/min Schreibwinkel: 65 Schreiblast: 100 g

4. Prozentsatz der Testprodukte, bei denen Rückläufe bestätigt wurden, wo abwärts geschrieben werden konnte, nach dem sie in dieser Stellung belassen wurden.

5. Prozentsatz der Prüfprodukte, in dem sie in den Hauptkörper des Stiftes eingesetzt, danach în ruhiger Stellung abwärts gerichtet und dort eine Stunde belassen wurden, und wo dann die Farbe in natürlicher Tropfweise auf die Kugel fallen gelassen wurde.

Die Abbildungen 49 bis 52 zeigen die Farbabgabemenge während der Schreiboperation für die Daten der Prüfspitze der vorliegenden Erfindung (Abbildungen 49 und 50), worin keine Blasen in der Kapillarfarbzuführung auftreten, und die Daten der Prüfspitze, bei der die Blasen in der Kapillarfarbzuführung in der Kugelhalterung (53 und 73) (Abbildung 51 und 52) auftreten und für 5 Prüfspitzen, die beliebig ausgewählt wurden. Durch die Daten in der obigen Tabelle wurde bestätigt, dass bei Prüfspitzen mit Blasen in der Kapillarfarbzuführung die Kugelhalterung eine schlechtere Anti-Rücklaufcharakteristik, Schnellschreibcharakteristik, Rücklaufcharakteristik und Anschreibcharakteristik aufwiesen und zahlreiche Störungen bei der Farbabgabemenge zeigten. Die erfindungsgemässen Stiftspitzen ohne Blasenbildung in der Kapillarzuführung in der Kugelhalterung weisen gemäss der obigen Tabelle bessere Werte auf. Ausserdem treten wesentlich weniger Störungen bei der Farbabgabemenge auf, die Farbabgabe ist gleichmässiger und das ganze Produkt in der Praxis sehr zuverlässig.

Die erfindungsgemässen oben beschriebenen Stiftspitzen sind nützlich für den Einsatz in Schreibgeräten, Zeichengeräten und Make-up-Stiften und besonders für Zwecke geeignet, bei denen eine bessere Anti-Rücklaufcharakteristik, eine hohe Schreibgeschwindigkeit, ein besseres Farbabgabevolumen, eine bessere Rückkehrleistung, ein besseres Anschreibverhalten und eine Beständigkeit gegen hohen Schreibdruck sowie insbesondere eine glatte Drehung der Kugel verlangt werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Stift mit einer Stiftspitze und einem Stiftschaft, welcher eine Farbe von bestimmter Viskosität enthaltendes Reservoir aufweist, wobei die Stiftspitze mit dem Stiftschaft verbunden ist und einen Aufnahmeschaft (2) sowie ein Halterohr (1) für ein Rollelement (4) aufweist, wobei der Aufnahmeschaft eine Endfläche (2a) mit einem im wesentlichen ebenen Auflagebereich (8) für das Rollelement und das Halterohr einen sich verengenden Endabschnitt (14) aufweist, wobei das Rollelement drehbar in einer Halterung (3) durch den genannten, sich verengenden Endabschnitt (14) gehalten ist, wobei die Endfläche (2a) des genannten Aufnahmeschaftes (2) den Boden der genannten Halterung bildet, wobei das Rollelement auf dem genannten im wesentlichen ebenen Auflagebereich dieses Bodens unterstützt wird, wobei der genannte Aufnahmeschaft (2) in das genannte Halterohr (1) derart eingesetzt ist, dass ein erster kapillarer Kanal (5) für die verwendete Farbe entsteht, welcher auf einer Seite mit dem die Farbe enthaltenden Reservoir und auf der entgegengesetzten Seite mit der genannten Halterung (3) für das Rollelement in Verbindung steht, und wobei mindestens eine in die genannte Halterung hinein vorstehende Wand (12) derart vorgesehen ist, dass darin eine von Kapillarkräften freie Zone vermieden wird, dagegen dort eine zweiter kapillarer Kanal (13) für die verwendete Farbe entsteht.

2. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagte vorstehende Wand (12) an der Stirnseite (9) des Aufnahmeschaftes (2) ausgebildet ist.

3. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagte vorstehende Wand (12) an der Innenfläche (11) des Halterohres (1) ausgebildet ist.

4. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorstehende Wand (12) sowohl an der Stirnseite (9) des Aufnahmeschaftes (2) als auch an der Innenseite (11) des Halterohres (1) ausgebildet ist.

5. Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des ersten kapillaren Kanals (5) grösser ausgelegt ist als derjenige des zweiten kapillaren Kanals (13).

6. Stift nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Aufnahmeschaftes (2) grösser ist als der des Rollelementes (4).

7. Stift nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte erste kapillare Kanal (5) zwischen einer an den Auflagebereich (8) angrenzenden im wesentlichen konischen Aussenfläche (6) und der Innenfläche (7) des Halterohres (1), die parallel zu dieser Aussenfläche verläuft, gebildet wird.

8. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterohr (1) im wesentlichen denselben Durchmesser hat wie das Rollelement (4), bis auf den das Herausziehen des Rollelements (4) verhindernden sich verengenden Endabschnitt (14).

9. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt besagten Halterohres (1) und besagten Aufnahmeschaftes (2) die gleiche Form haben.

10. Stift nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt besagten Halterohres (1) und des Aufnahmeschaftes (2) kreisförmig sind.

11. Stift nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, das der Querschnitt besagten Halterohres (1) und des Aufnahmeschaftes (2) rechteckförmig sind.

12. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt besagten Halterohres (1) und besagten Aufnahmeschaftes (2) ungleiche Form haben.

13. Stift nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Halterohres (1) als Kreis und derjenige des Aufnahmeschaftes (2) als Rechteck ausgebildet ist.

14. Stift nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt besagten Halterohres (1) rechteckig und der des Aufnahmeschaftes (2) kreisförmig ausgebildet ist.

15. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagter Aufnahmeschaft (2) eine in Achsenrichtung verlaufende Schraubenrille (15) entlang seiner Aussenfläche (6) aufweist.

16. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagter Aufnahmeschaft (2) ringförmige Rillen (16) in axialer Anordnung parallel zueinander an seiner Aussenfläche (6) aufweist.

17. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagter Aufnahmeschaft (2) einen Farbkanal (17) aufweist, der mit dem ersten kapillaren Kanal (5) in Verbindung steht und bis zum Rollelement-Auflagebereich (8) reicht.

18. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagter Aufnahmeschaft (2) im Halterohr In einem Presssitzteil (18) im Presssitz sitzt.

19. Stift nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Presssitzteil (18) eine axial ausgerichtete, hervorstehende Einschnürung des Halterohres (1) ist.

20. Stift nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Presssitzteil (18) eine in Um-fangsrichtung verlaufende Einschnürung des Halterohres (1) ist.

21. Stift nach einem der Ansprüche 1,10 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rollelement (4) Kugelform hat.

22. Stift nach einem der Ansprüche 1,11 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Rollelement (4) Rollenform hat.

23. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Halterohr (1) und der Aufnahmeschaft (2) aus rostfreiem Stahl und das Rollelement (4) aus rostfreiem Stahl oder aus Plastikmaterial besteht.

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CH 676 447 AS

24. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Halterohr (1) aus rostfreiem Stahl, der Aufnahmeschaft (2) aus einem Kern (19) aus rostfreiem Stahl mit einem Film aus Synthetikharz (20) und das Rollelement (4) aus rostfreiem Stahl oder Plastikmaterial bestehen.

25. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Weite des ersten kapillaren Kanals (5) zwischen 25 und 100 Mikrometer liegt.

26. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Weite des zweiten kapillaren Kanals (13) 25 bis 100 Mikrometer beträgt.

27. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Weite der Austrittsöffnung (21) zwischen dem Ende des sich verengenden Endabschnitts (14) besagter Halterung (3) und der Oberfläche des Rollelementes (4) 5 bis 15 Mikrometer beträgt.

28. Stift nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbkanal (17) in besagtem Aufnahmeschaft (2) eine Rille mit einer Breite von 25 bis 110 Mikrometer und einer Tiefe von 100 bis 20 Mikrometer ist.

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