CN1615227A - 旋转头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来使圆珠笔尖(10)的边缘变形的、被称作旋转头的装置。本发明的装置包括安装成可在旋转头中自由枢转的两个旋转轧辊。所述旋转轧辊包括成形盘(1)，所述成形盘在它们之间形成一间隙。一带有V形前端面的舌状部(8)穿过该间隙延伸，并可克服弹簧力而移动。本发明的特点在于：(1)旋转轧辊可绕对齐轴线(11)自由旋转，和(2)间隙由成形盘(1)的前表面形成。

Description

旋转头

技术领域

本发明涉及用来使圆珠笔尖的边缘变形的、被称为旋转头的装置，它包括安装成可在旋转头中自由旋转的两个旋转轧辊，所述旋转轧辊设有成形盘，所述成形盘在它们之间形成一间隙，一可克服弹簧力而移动的、带有V形端面的舌状部穿过该间隙延伸。

背景技术

当将用于圆珠笔的硬质圆珠安装在用圆珠笔的可变形材料制成的笔尖中的其座部中时，圆珠首先被插入一大体呈圆筒形的盲孔中，然后通过塑性变形来对笔尖在圆珠赤道圈上方延伸的边缘形成凸缘，以将圆珠包围和保持在一赤道圈“上方”的区域中。

圆珠所安置的孔在其内端区域中具有承窝或凹槽，以能输送书写流体(以下为了简便而称为“墨水”)。该孔也并不真正是一端堵塞的，因为有一直径小于圆珠的小孔从其内端区域通至墨水贮槽。

多年来，一直沿用揭示在文献US 3,135,231A中的以下方法来形成该边缘的凸缘。

被称为旋转头的凸缘形成装置具有彼此平行并沿垂直方向定向的两个杆装置。在它们的下端，它们可以支承大致成圆形的硬质成形盘，这些成形盘大体沿向下方向呈锥形削斜。杆和成形盘所形成的组件被称为旋转轧辊，并安装成能自由枢转。成形盘的周缘有呈间隙形式的一个小间隔。在该间隙的中心有一硬质的薄舌状部，该舌状部带有一V形前端面，并可克服一弹簧力而轴向移动。旋转头可绕与两成形盘轴对称的一轴线旋转，并且也可被驱使而绕该轴线旋转。

因此，操作方法如下：在成形盘之间的间隙中，相对旋转头的旋转轴线同轴心地引导一笔尖及其圆珠，然后，圆珠首先接触V形前表面。因而，将圆珠和笔尖居中和牢固地定位在舌状部的平面内。然后，舌状部克服弹簧力而发生偏移，并且笔尖成为与安装成能自由枢转的成形盘相接触。这使在垂直于舌状部平面的平面中居中。笔尖和旋转头相互抵靠的轴向压缩是由一预定的作用力来生成的，该作用力源自预定数量的相对旋转。藉由成形盘的旋转，笔尖与旋转头之间的相对运动可产生一偏置。因此，由于压缩力以及由于若干圈的旋转，成形盘的边缘被压缩抵靠在圆珠上，并且该边缘的可变形材料被密实和拉伸，这围绕圆珠在赤道圈的区域中产生了基本同心的间隙。该凸缘形成操作就完成了。

对这种设备进行了尝试和试验，在全世界范围所制造的所有圆珠笔中，半数以上是用这种工艺和使用这种装置来制成的。

不过，这种装置存在一个缺点，该缺点是由于各种零件的狭窄限制范围内的预定几何尺寸比值而产生的。因为，设有两根定向成平行于成形盘的轴，所以，即便是极其小型化并使用沿径向的特殊的扁平安装轴承，也不可能在两旋转轴线之间形成小于约10毫米的间隙。因此，成形盘的直径也不可避免地固定在各为10毫米左右。笔尖的直径在其边缘区域中约为0.6至1.2毫米，因此，它急剧地弯曲。因而，笔尖与成形盘的曲率比在约1∶16至1∶8的范围内。这些尺寸比值导致一相对较大的接触区域，因而导致一低的Hertz表面压力。如果Hertz表面压力较高的话，则笔尖材料就可较好地“捏合(kneading)”。实现这一点最有效的方式是减小接触面积，而例如通过将曲率比增加至1∶4可使接触面积减小。

该已知装置的另一缺点是，它难于精确地调节两成形盘的轴向位置。

文献US 3,135,231 A还揭示了一个实施例，其中成形盘的两杆不是布置成平行于旋转头的旋转轴线，而是相对后者倾斜，以使它们的轴线在旋转轴线上相交。没有指出这种布置的理由，而且也没有在实际中使用这样的布置，这可能是因为制造用于杆轴承的非平行座部是十分昂贵的。

发明内容

本发明的目的是发明一种装置，其中可以实现上述的曲率比，并且能实现所希望的成形盘的位置。

本发明之所以能实现其目的，是由于以下的事实：它使用带有对齐的轴线的两个成形盘，所述成形盘的前表面定位成彼此相对，且其间有一间隙。通过这种装置，成形盘的直径可保持明显小于现有技术中的直径。

附图简述

下文将基于附图对本发明进行更加详细的描述。

图1是根据本发明的一旋转头的示意图，

图2是图1所示装置顶部的示意图，以及

图3是一尺度放大的详图。

具体实施方式

如可从图1所见，根据本发明的旋转头主要包括带有同轴心地布置的杆2的两个成形盘1。由成形盘和杆(它们通常是制成单个零件的)所构成的组件下文被称为旋转轧辊。保持在滚珠保持器(未示出)中的滚珠3沿径向导引杆2。各杆2的轴向定位是借助于支靠在其离开成形盘1最远的端面上的一球珠5来实现的。球珠5也保持在一球珠保持器(未示出)中，并靠在旋转头的一承载表面6上。(该承载表面6是由放置在顶部的一零件来形成的。)球珠5和旋转轧辊的总长确定间隙的位置以及成形盘的旋转型面的位置。

各成形盘1基本上具有一前表面和一旋转型面，在本应用中，所述旋转型面指的是成形边缘的表面的一部分。通过将其尺寸与也示出的笔尖相比，可见成形轧辊的尺寸之小。因此，与现有技术相比，在旋转轧辊的质量方面也有明显的减小，所述旋转轧辊较佳的是用碳化钨制成。由于直径显著减小至约4毫米，本发明就可实现上述的1∶4和更加希望的曲率比。

在相对的前表面之间延伸有一舌状部8，一弹簧沿轴向(图1中向下的箭头)对该舌状部径向加载。特别是在图3中可以十分清楚地看到舌状部8的V形前表面。舌状部8由一杆7进行导引，并形成其前端。在图3中还可见一笔尖10，笔尖中插入有一圆珠9，该圆珠已使舌状部沿着箭头所示方向克服弹簧力而稍稍偏移。

在图1中，在杆7与舌状部8之间过渡处的肩部位于成形盘1的周缘上——成形盘是固定不动的。在图3中，该肩部已稍稍抬升，使得成形盘在笔尖10连续地沿箭头方向移动直至与成形盘接触时可旋转。

在笔尖与旋转头之间的相对运动的最后阶段中，在形成已知的、与圆珠9同心的弧形墨水间隙的同时(在引述中已提及)，边缘发生塑性变形。

本发明并不局限于所给出的说明性实施例，而可加以修改和组成不同的结构。在本说明书中，旋转头总是位于笔尖上方，但这并非是强制性的，而且，旋转头和笔尖之间的旋转轴线也可以水平延伸，或者当旋转轴线是垂直的话，笔尖可以向下移动，以与在其下方的旋转头接触。也可利用一调节机构(调节螺钉、垫片等)来对承载表面6的位置加以修改——承载表面6无需是图2中所示的圆形形状。在本例中定义为书写头上下运动而旋转头旋转运动的这些运动也可以其它的方式来实现。已经发现，有利的是，旋转头绕其主轴线回转、但沿着轴向不可动。笔尖不旋转，但轴向移动，直至书写圆珠与第一侧面接触为止，然后弹簧加载的V形舌状部与另一侧面接触。随着笔尖朝向旋转头连续前进，笔尖放置成与两成形盘接触，并也沿与V形舌状部成直角的方向居中。最后，在轴向运动持续进行和发生边缘变形的过程中，安装成可自由枢转的成形盘藉由因旋转头的旋转而偏置。

在本发明的一个尤为关注的实施例中，笔尖支靠在一夹具中，所述夹具安装成带有一微小的径向游隙，以确保即使笔尖和装置两者中都可能存在缺陷笔尖也可如上所述地毫不困难地居中定位。

轴向前进遵从一受控制的曲线，并由一固定的挡块来加以限制。最大的前进力也可由轴向作用的弹簧来进行限制。该弹簧必须首先克服由V形舌状部的弱得多的弹簧(位于旋转头内部)所施加的反力，从而提供使边缘变形的力。

重要的是，成形盘首先藉由因与边缘的接触(有一可忽略不计的量的滑动)而在旋转方向上发生偏置。这是借助于本发明所实现的旋转轧辊和它们的轴承的小质量、以及借助于旋转轧辊和边缘之间的Hertz压力来实现的。

Claims (6)

1.一种用来使圆珠笔尖的边缘变形的旋转头，它包括：安装成可在旋转头中自由枢转的两个旋转轧辊，所述旋转轧辊设有成形盘(1)，所述成形盘在它们自身之间形成一间隙，一可克服弹簧力而移动的、带有V形前端面的舌状部(8)穿过该间隙延伸，所述旋转头的特征在于，旋转轧辊可绕对齐的轴线(11)自由旋转，并且间隙由成形盘的前表面形成。

2.如权利要求1的旋转头，其特征在于，各旋转轧辊的轴向位置由旋转头的一相应的承载表面(6)来确定。

3.如权利要求2所述的旋转头，其特征在于，承载表面(6)的位置是可调节的。

4.如前述权利要求中任一项所述的旋转头，其特征在于，舌状部(8)是一杆(7)的一部分，并且杆上的至少一个肩部在弹簧力的作用下支靠在成形盘(1)中的至少一个的周缘上。

5.如权利要求4所述的旋转头，其特征在于，当V形舌状部(8)处于支靠位置时，在V形型面的侧面与成形盘之间的轴向距离可确保圆珠(9)在笔尖(10)的边缘(12)与成形盘接触之前先与V形型面的两侧面相接触。

6.如前述权利要求中任一项所述的旋转头，其特征在于，笔尖(10)的支承具有一不超过圆珠(9)直径0.2倍的径向游隙。