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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betätigung eines Minenvorschubes eines Stiftes sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Im Rahmen der Erfindung sind insbesondere Kosmetikstifte, aber auch Schreib- oder Zeichenstifte angesprochen, bei welchen eine Mine aus einem Stiftgehäuse durch einen Vorschubmechanismus herausgeführt und zum Schutz der Minenspitze eine Kappe auf das Stiftgehäuse aufgesetzt wird.
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Als Vorschubmechanismen sind Druckknopfmechanismen bekannt, bei welchen eine Stiftmine durch ein- oder mehrmaliges Drücken eines am hinteren Stiftende angeordneten Druckknopfes aus dem vorderen Ende des Stiftes herausgeführt wird. Derartige Mechanismen werden z.B. bei Bleistiften, insbesondere sogenannten Fallminenstiften eingesetzt. Daneben sind vielfach auch Drehmechanismen im Einsatz, bei denen in Folge ineinandergreifender Gewindeelemente eine Mine aus dem vorderen Ende eines Stiftgehäuses herausgedreht wird.
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Zum Schutz der Minenspitze ist es üblich, eine Kappe auf das vordere Ende des Stiftgehäuses aufzusetzen. Eine Kappe schützt nicht nur die Minenspitze gegen Beschädigen oder Abbrechen, sondern sie kann auch bei entsprechender Ausführung dafür Sorge tragen, dass die Stiftmine nicht aus- oder antrocknet, was die Benutzung des Stiftes beeinträchtigen würde. Letzteres ist insbesondere bei Kosmetikstiften wichtig.
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DE 14 61 314 B offenbart einen Füllstift mit einer in einem Gehäuse zwischen zwei Endstellungen verschiebbaren Vorschubschraube.
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DE 24 11 372 A offenbart eine Vorrichtung zum Auftragen eines Kosmetikums. Die Vorrichtung umfasst einen in einem Hohlschaft aufgenommenen elastischen Auftragskopf, der über eine Stellmechanik gegen eine in einem in einer Verschlusshülse untergebrachten Behältnis bewegbar ist.
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Aus de
DE 20 2009 011 179 U1 ist ein Stift mit einer Patrone und einer bezüglich der Patrone axial verschieblich gehaltenen Mine bekannt. Ein Former dient zum Formen des Arbeitsendes der Mine.
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Bei Stiften, insbesondere mit weichen empfindlichen Minen, wie insbesondere Kosmetikstiften, aber auch hochwertigen Buntstiften, wie z.B. Aquarellstiften oder weichen Bleistiften, besteht die Gefahr, dass eine zu weit aus dem Stiftgehäuse herausgedrehte Mine beim Aufsetzen des Schoners beschädigt wird, was von einer Verformung der Minenspitze bis hin zu einer Zerstörung der kompletten Mine reichen kann. Insbesondere besteht auch die Gefahr, dass in einem Schoner angeordnete Form- oder Spitzeinrichtungen eine derartige Beschädigung herbeiführen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, entweder einer derartigen Beschädigung durch ein Aufsetzen einer Kappe oder eines Schoners auf einen Stift mit zu weit herausgedrehter Mine zu begegnen oder umgekehrt zu vermeiden, dass eine Mine in eine aufgesetzte Kappe ohne Spitzer oder Former für die Minenspitze hineingedreht und beschädigt wird.
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Diese Aufgaben werden durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Weiterbildungen des Verfahrens gemäß der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Vorrichtungen, nämlich Stifte, d. h. insbesondere Kosmetik-, Schreib- oder Zeichenstifte, zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-12 ergeben sich aus den Ansprüchen 13 - 24.
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Nach der Erfindung ist vorgesehen, bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 den den Vorschub der Mine aktivierenden Mechanismus, insbesondere Drehmechanismus über ein durch die Kappenposition gesteuertes Kupplungselement an ein Vorschubbetätigungselement anzukoppeln oder von diesem abzukoppeln.
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Die Kupplung gemäß der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Stiftes, die durch die Kappenposition gesteuert ist, kann einerseits dazu herangezogen werden, ein Herausführen, insbesondere ein Herausdrehen der Mine aus dem Stiftgehäuse bei abgezogener Kappe zu unterbinden. Ein wesentlicher Minenvorschub wird bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung durch die Kupplung nur dann möglich, wenn die Kappe aufgesetzt ist. Nur dann, wenn die Kappe aufgesetzt ist, ist es möglich, die Minenspitze in den Bereich der Kappe weiter hineinzuschieben und z.B. mit einem dort angeordneten Form- oder Spitzelement in Eingriff zu bringen. Mit anderen Worten wird der Vorschub bzw. Drehmechanismus des Stiftes bei aufgesetzter Kappe betätigt, und gleichzeitig ein Form- oder Spitzvorgang in der geschlossenen Kappe vollzogen. Dies bedeutet mit Vorteil, dass die Spitz- oder Formabfälle der Mine in einem dafür vorgesehenen Kappeninnenraum verbleiben und die Umgebung nicht verschmutzt wird. Dies bedeutet aber insbesondere, dass ein mutwilliges Herausdrehen einer Mine aus einem Stiftgehäuse, z.B. aus einem Lippenstift, wie es oftmals durch spielende Kinder geschieht, nicht vollzogen werden kann. Die Kinder drehen oft eine empfindliche Mine zu weit aus einem Stiftgehäuse heraus und setzen dann eine Kappe auf, z.B. um das unerlaubte Spielen mit einem Stift, insbesondere Lippenstift oder dergleichen zu verschleiern. Dies führt zu einer schweren Beschädigung oder zu einem Verlust des Kosmetikstiftes.
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Alternativ zu dieser ersten Ausführungsform mit den geschilderten Vorteilen ist es aber auch möglich, die Kupplung umgedreht auszubilden und derart zu steuern, dass sie bei aufgesetzter Kappe geöffnet ist, sodass ein Längsvorschub der Mine bei aufgesetzter Kappe nicht möglich ist und die Kupplung durch das Abziehen der Kappe geschlossen wird, sodass eine Stiftmine zum Gebrauch bei abgesetzter Kappe aus dem Stiftgehäuse herausgeführt, insbesondere herausgedreht werden kann.
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Insbesondere bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann die Kupplung zwischen der Kappe und dem Steuerelement angeordnet oder ausgebildet sein.
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Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von einem Vorschubmechanismus gesprochen wird, dann ist insbesondere ein Drehmechanismus angesprochen, aber auch andere Vorschubmechanismen liegen im Rahmen der Erfindung.
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In Weiterbildung der Erfindung wird die Kupplung in Stiftlängsrichtung geöffnet und geschlossen. Dies bedeutet, dass eine Kupplung mit zwei Teilen sich in Stiftlängsrichtung trennt und schließt, so dass eine axiale Aufschubbewegung eines Schoners oder einer Kappe auf die Stiftspitze besonders leicht in eine Kupplungsbewegung nach Art z.B. einer Zwei-Scheibenkupplung umgesetzt werden kann. Dazu dient in Weiterbildung der Erfindung ein im Stiftgehäuse axial verschiebbares Element. Die Kupplung kann vorteilhafterweise durch eine Feder vorgespannt sein, d.h. die Kupplung ist bedingt durch die Federvorspannung im Normalfall, d. h. bei nicht aufgesetzter Kappe, offen und verhindert einen Eingriff eines Vorschubelements, insbesondere eines Drehbetätigungselements auf einen Drehmechanismus, der das Herausdrehen der Mine verursacht. Die Kupplung ist vorteilhafterweise zwischen dem als Drehbetätigungselement ausgebildeten Vorschubelement und einem Mitnahmeelement wirksam, das gegen die Federkraft der Kupplung, welche hier auch als Öffnungsfederkupplung zu bezeichnen bzw. zu erachten ist, zum Schließen der Kupplung in Längsrichtung des Stiftgehäuses verschoben wird. Ein Mitnahmeelement überträgt vorteilhafterweise die Drehbetätigung des Drehbetätigungselementes auf einen Vorschub-Drehmechanismus mit einem Gewinde, so dass beim Drehen des Drehbetätigungselementes ein Minenvorschub erfolgt.
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In Weiterbildung der Erfindung nach der ersten Alternative ist es möglich, auch bei abgezogener Kappe einen geringen und begrenzten Vorschub der Mine aus dem Stiftgehäuse zu ermöglichen. Dies kann z.B. dadurch geschehen, dass neben einem gewindegeführten Drehmechanismus zusätzlich z. B. ein Druckknopfmechanismus vorgesehen wird, der nicht an die durch das Aufsetzen der Kappe zu schließende Kupplung angekoppelt ist, sondern der kupplungsfrei einen begrenzten Vorschub der Mine z.B. um einige Millimeter ermöglicht. Vorteilhafterweise ist der Vorschubbetrag, der bei abgezogener Kappe ermöglicht wird, etwa auf die Länge eines angeformten oder anzuformenden Minenendes der Mine begrenzt.
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Beim Herausdrehen der Mine aus dem Stiftgehäuse nach der ersten Alternative erfolgt ein Spitzen oder Formen des freien Minenendes durch einen in der Kappe angeordneten Minenformer oder Minenspitzer, wobei in vorteilhafter Weise die Spanstärke eines Spitzvorganges in der Kappe oder die Abschälstärke eines Minenformers auf die Ganghöhe des Gewindes abgestimmt bzw. angepasst ist, das für den Minenvorschub sorgt. Beim Drehen der Mine relativ zum Former oder Spitzer wird dadurch ein überhöhter Stauchdruck auf die Mine vermieden, der zu einem Beschädigen der Minenspitze führen kann.
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In Abwandlung der beiden ersten Ausführungsformen ist bei einer dritten Ausführungsform vorgesehen, dass das Steuerelement nicht mehr in Stiftlängsrichtung im Stiftgehäuse verschoben wird, sondern nur noch als drehbares Element ausgebildet ist, wobei das Heraus- und Hereindrehen der Mine durch die Verdrehung des Steuerelementes zwangsgesteuert wird. Die Verdrehung des Steuerelementes kann dadurch verursacht werden, dass an dem Steuerelement am vorderen Ende des Stiftes ein erstes Kupplungsteil angeordnet ist und an einer auf das vordere Stiftende aufsetzbaren Kappe oder einem darin angeordneten Spitz- oder Formelement ein zweites Kupplungselement. Wird die Kappe ordnungsgemäß auf das Stiftende aufgesetzt, kann die Kappe gegenüber dem Stiftgehäuse verdreht werden, wodurch in Folge der genannten Zwangssteuerung des Steuerelementes die Mine aus dem Stiftgehäuse herausgefahren oder in dieses hineingefahren wird.
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Zweckmäßig kann durch den Eingriff der Kupplungselemente eine Rutschkupplung realisiert werden. Der gegenseitige Eingriff der Kupplungselemente kann sonach nach Art einer Rutschkupplung ausgebildet sein. Eine solche Rutschkupplung kann eine Schlupfbewegung innerhalb des Vorschubmechanismus induzieren, die auf eine definierte Span- oder Abschäldicke eines, insbesondere kappenseitig integrierten, Minenspitzers anpassbar bzw. angepasst ist.
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Die vermittels einer entsprechenden Rutschkupplung mögliche Anpassbarkeit bzw. Anpassung bezieht sich auf den Vorschub der Mine und die Span- oder Abschäldicke, allgemein das Span- oder Abschälvolumen, des Minenspitzers. Über eine entsprechende Rutschkupplung kann der Minenvorschub durch Rotation der Mine relativ zu dem Minenspitzer - unabhängig von einer vollständig exakten Einstellung jeweiliger Gewindesteigungen - flexibel auf eine gegebene Span- oder Abschäldicke des Minenspitzers angepasst werden. Falls der Minenvorschub größer als das Span- oder Abschälvolumen des Minenspitzers bei dem gegebenen Vorschub ist, wird die Mine zwar weiter um ihre Minenachse gedreht, der Minenvorschub setzt jedoch aus. Dies ergibt sich dadurch, dass das Drehmoment durch den Spitzvorgang zu hoch wird, wenn die Mine durch den Vorschub zu stark in den Minenspitzer „gedrückt“ wurde. Hieraus ergibt sich nun die durch die Rutschkupplung realisierbare Anpassung zwischen Minenvorschub und Span- oder Abschäldicke, allgemein dem Span- oder Abschälvolumen, des Minenspitzers. Die Anpassung erfolgt bei Ausführungsformen mit Rutschkupplung, welche auch bei geöffneter Kupplung, eine Relativverdrehung zwischen Mine und Minenspitzer ermöglicht. Die Anpassung bei geöffneter Rutschkupplung erfolgt dann, wenn trotz Drehung der Mine der Minenvorschub ausgesetzt, eine Verdrehung der Mine relativ zu dem Minenspitzer jedoch weiterhin möglich ist.
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Anstelle der weiter oben beschriebenen Verdrehung der Kappe kann auch ein an einem einem kappenseitigen Ende einer in das Stiftgehäuse respektive das Steuerelement einsetzbaren Führungshülse abgewandten Ende der Führungshülse angeordnetes oder ausgebildetes, im Allgemeinen drehfest mit der Führungshülse verbundenes, Handhabungsteil verdreht werden. Die Verdrehung eines solchen Handhabungsteils bedingt bei aufgesetzter Kappe und damit geschlossener Kupplung typischerweise eine Vorschubbewegung der Mine. Die Mine kann dabei in einen mit einem Außengewindeabschnitt versehenen Support bzw. Minenhalteteil gehaltert sein. Ein solcher Support ist in Längsrichtung verschieblich innerhalb der Führungshülse gelagert. Der an dem Support ausgebildete Außengewindeabschnitt greift durch die führungshülsenseitigen Längsausnehmungen und steht mit einem an dem Steuerelement ausgebildeten Innengewinde(abschnitt) in Eingriff. Durch Verdrehung der Führungshülse und den Gewindeeingriff kommt es bei aufgesetzter Kappe zu der beschriebenen Vorschubbewegung der Mine. Das Steuerelement dreht dabei nicht.
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Im Gegensatz dazu dreht das Steuerelement sowie die Führungshülse bei nicht aufgesetzter Kappe und damit geöffneter Kupplung mit. Ein Minenvorschub erfolgt bei geöffneter Kupplung nicht.
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Ein Sonderfall, welcher die besonderen Vorteile einer entsprechenden Rutschkupplung nochmals zeigt, besteht dann, wenn die Mine, beispielsweise aufgrund einer fertigungstoleranzbedingt nicht vollkommen exakten Ausbildung jeweiliger ineinander greifender Innen- und Außengewinde(abschnitte) zu weit in den Minenspitzer bewegt bzw. in den Minenspitzer „gedrückt“ wurde. In diesem Fall besteht ein besonderer mechanischer Kontakt zwischen der Minenspitze und dem Minenspitzer, welcher eine Erhöhung des Drehmoments zur Realisierung einer Vorschubbewegung der Mine bedingt. Auch hier kommt als Vorteil zum Tragen, dass der Minenvorschub über die Rutschkupplung durch Rotation der Mine relativ zu dem Minenspitzerunabhängig von einer vollständig exakten Einstellung jeweiliger Gewindesteigungen - flexibel auf eine gegebene Span- oder Abschäldicke des Minenspitzers angepasst werden kann. Falls der Minenvorschub größer als das Span- oder Abschälvolumen bei dem gegebenen Vorschub ist, wird die Mine zwar weiter um ihre Minenachse gedreht, der Minenvorschub setzt jedoch aus. Dies ergibt sich dadurch, dass das Drehmoment durch den Spitzvorgang zu hoch wird, wenn die Mine durch den Vorschub zu stark in den Minenspitzer „gedrückt“ wurde.
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Wie erwähnt, ist bei geöffneter Rutschkupplung eine Drehung der Mine relativ zu dem Minenspitzer ohne Minenvorschub möglich. Durch eine solche Drehung der in den Minenspitzer bewegten bzw. „gedrückten“ Mine ohne Minenvorschub kommt es typischerweise trotzdem zu einem Anspitz- bzw. Anformvorgang der Mine. Der Anspitz- bzw. Anformvorgang der Mine reduziert den mechanischen Kontakt der Mine und somit das Drehmoment, sodass sich im Weiteren bei Drehung wieder ein Vorschub der Mine einstellt.
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Das Verfahren ist mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens realisierbar. Bei der Vorrichtung handelt es sich insbesondere um einen Kosmetik-, Schreib- oder Zeichenstift. Die Vorrichtung umfasst: ein hülsenartiges Stiftgehäuse; eine auf das Stiftgehäuse, insbesondere auf das vordere Ende des Stiftgehäuses, aufsetzbare Kappe, ein, insbesondere an einem Ende des Stiftgehäuses angeordnetes oder ausgebildetes, relativ zu dem Stiftgehäuse drehbares Drehbetätigungselement; ein im Stiftgehäuse angeordnetes Steuerelement und einen Vorschubmechanismus, der wenigstens ein ineinandergreifendes Außen- und ein Innengewinde aufweist derart, dass bei Relativverdrehung der Gewinde in Folge einer Verdrehung des Drehbetätigungselementes die Mine aus dem Stiftgehäuse herausdrehbar ist.
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Die Vorrichtung ist insbesondere durch eine dem Drehbetätigungselement und dem Steuerelement zugeordnete Kupplung gekennzeichnet, wobei
- - das Steuerelement entweder im Stiftgehäuse in dessen Längsrichtung verschiebbar gelagert und bei aufgesetzter Kappe durch ein Anschlagselement der Kappe in Richtung der Kupplung zum Schließen oder Öffnen derselben beaufschlagbar ist, oder
- - das Steuerelement als Hülse mit einem Innengewinde ausgebildet ist, wobei wenigstens ein Außengewindeabschnitt in Verbindung mit der Mine in das Innengewinde des Steuerelementes eingreift und durch ein in Stiftlängsrichtung mit dem Stiftgehäuse verbindbares oder verbundenes Drehbetätigungselement in Form einer mit Kupplungselementen versehenen oder gekoppelten Kappe oder in Form eines an dem Stiftgehäuse, insbesondere an einem Ende des Stiftgehäuses, ansetzbaren Handhabungsteils unmittelbar unter Kupplungseingriff drehbetätigt beaufschlagbar ist.
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Im Rahmen der Erfindung ist unter dem Begriff „Gewinde“ gegebenenfalls auch nur ein Gewindeabschnitt bzw. ein Teilgewinde(abschnitt) zu verstehen.
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Der Vorschubmechanismus der Vorrichtung umfasst sonach das im Stiftgehäuse verdrehbare Steuerelement, welches im Stiftgehäuse in dessen Längsrichtung verschiebbar gelagert oder als drehbare Hülse mit einem Innengewinde ausgebildet sein kann, wobei wenigstens ein Außengewindeabschnitt in Verbindung mit der Mine in das Innengewinde oder den Innengewindeteilabschnitt des Steuerelementes eingreift oder eingreifen kann.
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Der Vorschubmechanismus ist über das Drehbetätigungselement steuerbar und weist wenigstens ein zueinander gehöriges Paar von Außen- und Innengewinden oder Gewindeteilabschnitten auf derart, dass bei Relativverdrehung der Gewinde in Folge einer Verdrehung des Drehbetätigungselementes die Mine aus dem Stiftgehäuse herausdrehbar ist.
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Über die Kupplung kann über das An- oder Abkuppeln am Steuerelement eine Aktivierung oder Deaktivierung des Vorschubs erfolgen, gesteuert durch eine Beaufschlagung des Steuerelements z. B. durch die Kappe, die eine Kupplung oder Abkupplung des Vorschubs mittelbar durch Verschieben des Steuerelements verursacht oder unmittelbar durch Ankupplung der mit Kopplungselementen versehenen Kappe an das Steuerelement bedingt.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen in:
- 1 einen Stift, teilweise aufgeschnitten, mit einem Drehbetätigungselement zum Herausdrehen der Mine ohne Kappe und mit geöffneter Kupplung gemäß einer ersten Alternative der Erfindung;
- 2 eine Darstellung gemäß 1 mit aufgesetzter Kappe und geschlossener Kupplung;
- 3 die Stiftelemente der Ausführungsform gemäß 1 und 2 in einer Explosionsdarstellung;
- 4 einen Stift, teilweise aufgeschnitten, mit einem Drehbetätigungselement zum Herausdrehen der Mine ohne Kappe und mit geschlossener Kupplung gemäß einer zweiten Alternative der Erfindung;
- 5 eine Darstellung gemäß 4 mit aufgesetzter Kappe und geöffneter Kupplung;
- 6 die Stiftelemente der Ausführungsform gemäß 4 und 5 in einer Explosionsdarstellung;
- 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stiftes nach Art einer Explosionsdarstellung und mit teilweise aufgeschnittener Kappe mit teilweise herausgedrehter Mine;
- 8 eine Darstellung, ähnlich 7, wobei anstelle von dem in 7 dargestellten Minenformer ein Minenspitzer in die Kappe einsetzbar ist;
- 9 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;
- 10 eine Darstellung der Einzelteile des in 9 dargestellten Ausführungsbeispiels;
- 11 eine perspektivische Darstellung, teilweise geschnitten gemäß der Ausführungsform gemäß 9 und 10;
- 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stiftes nach Art einer Explosionsdarstellung mit teilweise aufgeschnittener Kappe; und
- 13 den in 12 gezeigten Stift in einer teilweise aufgeschnittenen Montageansicht.
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Der in den Zeichnungsfiguren dargestellte Stift 1 ist insbesondere ein Kosmetik-, Schreib- oder Zeichenstift, bei welchem eine Mine 2 aus einem Stiftgehäuse 3 durch einen Vorschubmechanismus 4 in Folge ineinandergreifender Vorschubelemente 5 nach Art eines Gewindes herausgedreht werden kann. Zum Schutz der Minenspitze 6 kann eine Kappe 7 auf das vordere Ende des Stiftgehäuses 3 aufgesetzt werden.
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Der Vorschubmechanismus 4 umfasst eine Kupplung 8 und ein Vorschubbetätigungselement in Form eines Drehbetätigungselementes 9, wobei die Kupplung 8 durch die Position der Kappe 7 auf dem Stiftgehäuse 3 gesteuert wird insofern, als die Kupplung 8 bei den in 1 - 3 dargestellten Ausführung bei abgezogener Kappe 7 geöffnet und bei auf das Stiftgehäuse 3 aufgesteckter Kappe 7 geschlossen ist. Dadurch wird der Vorschubmechanismus 4 an dem Drehbetätigungselement 9 angekoppelt oder von dem Drehbetätigungselement 9 abgekoppelt, je nachdem, ob die Kappe 7 aufgesteckt ist oder nicht.
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Die Kupplung 8 wird in Stiftlängsrichtung geöffnet und geschlossen, sie ist im Wesentlichen nach Art einer Zwei-Scheibenkupplung ausgebildet, wobei die beiden Kupplungselemente 11, 12 gegeneinander gerichtete Verzahnungen 13 aufweisen, die beim Schließen der Kupplung 8 ineinandergreifen und damit eine durch das Drehbetätigungselement 9 ausgelöste Drehbewegung auf das im Stiftgehäuse 3 axial verschiebbare Steuerelement 14 überträgt. Die Kupplung 8 ist durch eine Öffnungsfeder 15 in Öffnungsrichtung vorgespannt, die im Innenbereich des Drehbetätigungselementes 9 gelagert ist und das Kupplungselement 12 in Richtung der Minenspitze 6 beaufschlagt.
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In Zeichnungsfigur 1 ist zu erkennen, dass ein vorderer Randabschnitt 20 des Steuerelementes 14 aus dem vorderen Ende des Stiftgehäuses 3 etwas heraussteht. Beim Aufsetzen der Kappe 7 beaufschlagt ein Abschnitt der Kappe 7 diesen Randabschnitt 20 und drückt dadurch das Steuerelement 14 in Richtung des Drehbetätigungselementes 9 und schließt dadurch die Kupplung 8.
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Um die Drehbewegung des Drehbetätigungselementes 9, die auf das Steuerelement 14 durch die Kupplung 8 übertragen wird, in eine Vorschubbewegung der Mine 2 umzusetzen, weist das Steuerelement 14, das insgesamt drehbar innerhalb des Stiftgehäuses 3 gelagert ist, zwei in Stiftlängsrichtung 10 verlaufende Längsausnehmungen 21, durch welche je ein Außengewindeabschnitt 22 hindurchsteht, der z. B. an einem, wie im Weiteren im Zusammenhang mit der in den 7 - 11 gezeigten Ausführungsform näher erläutert, Support 270 für die Mine 2 ausgebildet ist2. Die beiden Außengewindeabschnitte 22 sind in den Längsausnehmungen 21 des hülsenartigen geschlitzten Steuerelements 14 zwangsgeführt. Da sie in ein Innengewinde 24 des Stiftgehäuses 3 eingreifen, werden die Außengewindeabschnitte 22 beim Verdrehen des Steuerelementes 14 in Folge einer Drehung des Drehbetätigungselementes 9 axial im Stiftgehäuse 3 verschoben. Eine derartige Verschiebung ist natürlich nur möglich, wenn die Kupplung 8 geschlossen ist. Ist - wie in 1 dargestellt - die Kappe 7 nicht auf das Stiftgehäuse 3 aufgesetzt, dann öffnet sich die Kupplung 8, bis die der Öffnungsfeder 15 abgewandte Seite 30 des Kupplungselementes 12 an einen Längsanschlag 31 im Innenbereich des Stiftgehäuses 3 anläuft, wodurch die Öffnungsbewegung der Kupplung 8 begrenzt wird. Um den Öffnungsbetrag der Kupplung 8 steht dann der vordere Randabschnitt 20 aus dem Stiftgehäuse 3 heraus.
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In den Zeichnungsfiguren 2 und 3 ist zu sehen, dass innerhalb der Kappe 7 ein Minenformer oder Minenspitzer 40 angeordnet ist, der in Folge von Drehfixierungsvorsprüngen 41 drehfest in der Kappe 7 gelagert ist. Wird die Kappe 7 auf das Stiftgehäuse 3 aufgesteckt, dann ist sie in Folge einer Verrippung 42 gegen ein Verdrehen auf dem Stiftgehäuse 3 geschützt. Wird die Mine 2 im Stiftgehäuse 3 in Folge einer Betätigung des Drehbetätigungselementes 9 verdreht und in Richtung des Minenspitzers 40 verschoben, dann erfolgt ein Spitzvorgang, wobei die Abtragshöhe oder Spanstärke des Minenspitzers 40 auf die Ganghöhe der Außengewindeabschnitte 22 und des Innengewindes 24 abgestimmt bzw. angepasst ist, so dass ein sauberes Abspitzen oder Abschälen der Minenspitze 6 bei aufgesetzter Kappe 7 erfolgen kann.
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Grundsätzlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, neben dem Drehvorschubmechanismus, der im Einzelnen dargestellt ist, auch noch einen begrenzten Druckvorschubmechanismus vorzusehen, durch welchen die Mine 2 innerhalb des Stiftgehäuses 3 verschiebbar und aus dem vorderen Ende des Stiftgehäuses 3 herausführbar ist. Es kann daran gedacht werden, das Drehbetätigungselement 9 als axial verschiebbaren Druckknopf auszubilden, und die Mine 2 gegenüber den Außengewindeabschnitten 22 um einen geringen Betrag verschiebbar zu gestalten, so dass die Mine 2 bei axialem Druck auf das Drehbetätigungselement 9 von hinten in Richtung der Minenspitze 6 bewegt wird.
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Aus 3 ist noch ersichtlich, dass an dem in das Stiftgehäuseende 50 eintauchenden Abschnitt 51 reduzierten Durchmessers ein umlaufender Rastvorsprung 52 vorgesehen ist, der beim Zusammenbau des Stiftes 1 in eine in den Zeichnungen nicht dargestellte umlaufende Rastnut im Stiftgehäuseende 50 einrastet.
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Der in den Zeichnungsfiguren 4 - 6 als zu dem in den Zeichnungsfiguren 1 - 3 dargestellten Stift 1 alternative Ausführungsform dargestellte Stift 101 umfasst eine Mine 102, die aus einem Stiftgehäuse 103 durch einen Vorschubmechanismus 104 in Folge ineinandergreifender Vorschubelemente 105 nach Art eines Gewindes herausgedreht werden kann. Zum Schutz der Minenspitze 106 kann eine Kappe 107 auf das vordere Ende des Stiftgehäuses 103 aufgesetzt werden.
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Wie bei der ersten Ausführungsform gemäß 1 - 3 umfasst der Vorschubmechanismus 104 eine Kupplung 108 und ein Vorschubbetätigungselement in Form eines Drehbetätigungselementes 109, wobei die Kupplung 108 durch die Position der Kappe 107 auf dem Stiftgehäuse 103 gesteuert wird.
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Dies geschieht allerdings in einer umgekehrten Weise als in 1 - 3. Die Kupplung 108 ist bei abgezogener Kappe 107 geschlossen und bei auf das Stiftgehäuse 103 aufgesteckter Kappe 107 geöffnet. Bei geschlossener Kupplung 108 wird der Vorschubmechanismus 104 an das Drehbetätigungselement 109 angekoppelt, sodass die Mine 102 bei geöffneter Kupplung 108 aus dem Stiftgehäuse 103 herausgeschoben werden kann.
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Auch bei der Ausführungsform gemäß 4 - 6 wird die Kupplung 108 in Stiftlängsrichtung geöffnet und geschlossen, sie ist im Wesentlichen ebenfalls nach Art einer zweiteiligen Kupplung ausgebildet, wobei die beiden Kupplungselemente 111 und 112 gegeneinander gerichtete Verzahnungen 113 aufweisen, die beim Schließen der Kupplung 108 infolge eines Abziehens der Kappe 107 ineinandergreifen und damit die durch das Drehbetätigungselement 109 ausgelöste Drehbewegung auf das im Stiftgehäuse 103 axial verschiebbare Steuerelement 114 überträgt.
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Die Kupplung 108 in 4 - 6 ist in Schließrichtung federvorbelastet, dies bedeutet, dass das Drehbetätigungselement 109, welches an seinem stiftendseitigen Ende mit einem Kupplungsteil verbunden ist, in die in 4 gezeigte Position geschoben wird, in welcher ein vorderer Randabschnitt 120 aus dem vorderen Ende des Stiftgehäuses 3 etwas heraussteht. Beim Aufsetzen der Kappe 107 beaufschlagt ein Abschnitt der Kappe 107 diesen Randabschnitt 120 und drückt dadurch das Steuerelement 114 in das Stiftgehäuse 103 gegen die Kraft der Feder 115 in die geöffnete Stellung. In dieser Stellung kommen die Verzahnungen 113 am Drehbetätigungselement 109 und am stiftendseitigen Ende des Steuerelementes 114 außer Eingriff, sodass bei aufgesetzter Kappe 107 ein Herausdrehen der Mine 102 aus dem Stiftgehäuse 103 nicht mehr erfolgen kann.
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Im Übrigen sind in den 4 - 6 die Elemente des Stiftgehäuses, der Kappe, des Steuerelementes, der Minenhülse und des Drehbetätigungsmechanismus im Wesentlichen wirkungsgleich oder identisch zu der in 1 - 3 gezeigten ersten Ausführungsform nach der ersten Alternative der Erfindung, lediglich sind in den Zeichnungsfiguren 4 - 6 die Bezugszeichen um die Zahl 100 erhöht.
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Bei der dritten Ausführungsform gemäß den Zeichnungsfiguren 7 - 10 ist ein Stift 201 dargestellt, bei dem eine Mine 202 bei aufgesetzter Kappe 207 und in ihr drehfest angeordneten Kupplungselementen 211 aus dem Stiftgehäuse 203 in Stiftlängsrichtung 210 heraus- und hineingedreht werden kann. Die Kupplungselemente 211 sind an einem Minenformer oder Minenspitzer 240 angeordnet, der mit Vorsprüngen 260 in Nuten 261 im Innenbereich der Kappe 207 eingreift und damit drehfest in der Kappe 207 angeordnet ist. Wird die Kappe 207 im aufgesetzten Zustand verdreht, dann greifen die Kupplungselemente 211 in Kupplungselemente 212 am vorderen Ende einer drehbaren Hülse ein, die als Steuerelement 214 dient, um das Heraus- oder Hereindrehen der Mine 202 abhängig von einer Verdrehung der aufgesetzten Kappe 207 zu steuern.
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Die Ausführungsform gemäß den Zeichnungsfiguren 7 - 11 unterscheidet sich auch dadurch von der ersten Ausführungsform, dass das Steuerelement 214 nicht mehr längsverschiebbar im Stiftgehäuse 203 gelagert ist, sondern nur noch als drehbare Hülse ausgebildet ist, in welcher ein Innengewinde 224 angeordnet ist. Dieses Innengewinde 224 kämmt zwei Außengewindeabschnitte 222, die in einem Support 270 angeordnet sind, der das hintere Ende der Mine 202 unterstützt bzw. umgreift. Ist die Kappe 207 auf das Stiftgehäuse 203 aufgesetzt, dann greifen die Kupplungselemente 211, 212 ineinander und ein Verdrehen der Kappe 207 gegenüber dem Stiftgehäuse 203 verursacht eine Verdrehung des Steuerelementes 214 innerhalb des Stiftgehäuses 203, wodurch - verursacht durch die Steigung der ineinandergreifenden Innen- und Außengewinde die Mine 202 in Längsrichtung des Stiftgehäuses 203 verschoben werden kann. Um sicherzustellen, dass sich der Support 270 mit den daran angeordneten Außengewindeabschnitten 222 nicht im Stiftgehäuse 203 verdreht, sind die Außengewindeabschnitte 222 in Längsausnehmungen 221 einer Führungshülse 271 geführt, sodass eine Verdrehung des Steuerelementes 214 zwangsläufiger Weise zu einem Längsvorschub der Mine 202 führt.
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Die Kupplungselemente 211 und 212, die bei aufgesetzter Kappe 207 miteinander in Eingriff stehen, können, wie in den Zeichnungsfiguren 7, 8 gezeigt, so ausgebildet sein, dass sie wie eine sogenannte Rutschkupplung wirken. Dazu sind entweder die Kupplungselemente 212 leicht nach innen federnd ausgebildet und die Kupplungselemente 211 nach Art von runden Noppen ausgebildet. Bei aufgesetzter Kappe 207 und damit geschlossener Kupplung 208 kann ein ausreichender Kraftschluss zum Heraus- und Hereindrehen der Mine 202 vorliegen. Eine entsprechende Rutschkupplung kann im Allgemeinen eine Beschädigung der Mine 2, 102, 202 vermeiden. Dies kann beispielsweise dann realisiert sein, wenn die Minenspitze 206 z. B. den Innenbereich des in 7 und 8 dargestellten Formers oder Minenspitzers 240 gemäß 9 und 10 beaufschlagt. Eine Beschädigung der Minenspitze 206 wird beim Weiterdrehen der Kappe 207 vermieden.
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Über eine entsprechende Rutschkupplung kann eine definierte Span- oder Abschäldicke des Minenspitzers 40 infolge einer, insbesondere durch eine entsprechende Rutschkupplung induzierten, Schlupfbewegung innerhalb des Vorschubmechanismus 4, 104, 204 auf eine definierte Span- oder Abschäldicke des in den Zeichnungsfiguren kappenseitig integrierten Minenspitzers 40 angepasst werden.
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Die vermittels der Rutschkupplung mögliche Anpassbarkeit bzw. Anpassung bezieht sich auf den Vorschub der Mine 2, 102, 202, 302 und die Span- oder Abschäldicke, allgemein das Span- oder Abschälvolumen, des Minenspitzers 40. Über die Rutschkupplung kann der Minenvorschub durch Rotation der Mine 2, 102, 202, 302 relativ zu dem Minenspitzer 40 - unabhängig von einer vollständig exakten Einstellung jeweiliger Gewindesteigungen - flexibel auf eine gegebene Span- oder Abschäldicke des Minenspitzers 40 angepasst werden. Falls der Minenvorschub größer als das Span- oder Abschälvolumen des Minenspitzers 40 bei dem gegebenen Minenvorschub ist, wird die Mine 2, 102, 202, 302 zwar weiter um ihre Minenachse gedreht, der Minenvorschub setzt jedoch aus. Die Rutschkupplung „rutscht durch“. Dies ergibt sich dadurch, dass das Drehmoment durch den Spitzvorgang zu hoch wird, wenn die Mine 2, 102, 202, 302 durch den Vorschub zu stark in den Minenspitzer 40 „gedrückt“ wird. Hieraus ergibt sich nun die durch die Rutschkupplung realisierbare Anpassung zwischen Minenvorschub und Span- oder Abschäldicke, allgemein das Span- oder Abschälvolumen, des Minenspitzers 40. Die Anpassung erfolgt bei Ausführungsformen mit Rutschkupplung, welche auch bei geöffneter Kupplung, eine Relativverdrehung zwischen Mine 2, 102, 202, 302 und Minenspitzer 40 ermöglicht. Die Anpassung bei geöffneter Rutschkupplung erfolgt dann, wenn trotz Drehung der Mine 2, 102, 202, 302 der Minenvorschub ausgesetzt, eine Verdrehung der Mine 2, 102, 202, 302 relativ zu dem Minenspitzer 340 jedoch weiterhin möglich ist.
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Wie im Weiteren mit Bezug auf die Zeichnungsfiguren 12, 13 erläutert wird, kann anstelle der Verdrehung der Kappe 307 auch ein an einem einem kappenseitigen Ende einer in das Stiftgehäuse 303 respektive das Steuerelement 314 einsetzbaren Führungshülse 371 abgewandten Ende der Führungshülse 371 angeordnetes oder ausgebildetes Handhabungsteil 353 verdreht werden. Die Verdrehung des Handhabungsteils 353 bedingt bei aufgesetzter Kappe 307 und damit geschlossener Kupplung in der Regel eine Vorschubbewegung der Mine 302. Ersichtlich ist die Mine 302 in einem mit einem Außengewindeabschnitt 322 versehenen Support 370 bzw. Minenhalteteil gehaltert. Der Support 370 ist in Längsrichtung verschieblich innerhalb der Führungshülse 371 gelagert. Der an dem Support 371 ausgebildete Außengewindeabschnitt 322 greift durch die führungshülsenseitigen Längsausnehmungen 321 und steht mit dem an dem Steuerelement 314 ausgebildeten Innengewinde(abschnitt) 324 in Eingriff. Durch Verdrehung der Führungshülse 371 und den beschriebenen Gewindeeingriff kommt es bei aufgesetzter Kappe 307 zu der beschriebenen Vorschubbewegung der Mine 302. Das Steuerelement 314 dreht dabei nicht.
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Im Gegensatz dazu dreht das Steuerelement 314 und die Führungshülse 371 bei nicht aufgesetzter Kappe 307 und damit geöffneter Kupplung mit. Ein Minenvorschub erfolgt bei geöffneter Kupplung jedoch nicht.
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Wenn die Mine 302, beispielsweise aufgrund einer fertigungstoleranzbedingt nicht vollkommen exakten Ausbildung jeweiliger ineinander greifender Innen- und Außengewindeabschnitte zu weit in den Minenspitzer 340 bewegt bzw. in den Minenspitzer 340 „gedrückt“ wurde, besteht ein besonderer mechanischer Kontakt zwischen der Minenspitze und dem Minenspitzer 340, welcher eine Erhöhung des Drehmoments zur Realisierung einer Vorschubbewegung der Mine 302 bedingt. Auch hier kommt als Vorteil zum Tragen, dass der Minenvorschub über die Rutschkupplung durch Rotation der Mine 302 relativ zu dem Minenspitzer 340 - unabhängig von einer vollständig exakten Einstellung jeweiliger Gewindesteigungen - flexibel auf eine gegebene Span- oder Abschäldicke des Minenspitzers 340 anpassbar ist. Die Mine 302 wird zwar weiter um ihre Minenachse gedreht, der Minenvorschub setzt jedoch aus. Dies ergibt sich dadurch, dass das Drehmoment durch den Spitzvorgang zu hoch wird, wenn die Mine 302 durch den Vorschub zu stark in den Minenspitzer 340 „gedrückt“ wurde.
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Wie erwähnt, ist bei geöffneter Rutschkupplung eine Drehung der Mine 302 relativ zu dem Minenspitzer 340 ohne Minenvorschub möglich. Durch eine solche Drehung der in den Minenspitzer 340 bewegten bzw. „gedrückten“ Mine ohne Minenvorschub kommt es typischerweise trotzdem zu einem Anspitz- bzw. Anformvorgang der Mine 302. Der Anspitz- bzw. Anformvorgang der Mine 302 reduziert den mechanischen Kontakt der Mine 302 und somit das Drehmoment, sodass im Weiteren bei Drehung wieder ein Vorschub der Mine 302 möglich ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stift
- 2
- Mine
- 3
- Stiftgehäuse
- 4
- Vorschubmechanismus
- 5
- Vorschubelement
- 6
- Minenspitze
- 7
- Kappe
- 8
- Kupplung
- 9
- Drehbetätigungselement
- 10
- Stiftlängsrichtung
- 11
- Kupplungselement
- 12
- Kupplungselement
- 13
- Verzahnung
- 14
- Steuerelement
- 15
- Öffnungsfeder
- 20
- vorderer Randabschnitt
- 21
- Längsausnehmung
- 22
- Außengewindeabschnitt
- 24
- Innengewinde
- 30
- Seite
- 31
- Längsanschlag
- 40
- Minenspitzer
- 41
- Drehfixierungsvorsprung
- 42
- Verrippung
- 50
- Stiftgehäuseende
- 51
- Abschnitt v. 9
- 52
- Rastvorsprung
- 353
- Handhabungsteil
- 101/201
- Stift
- 102/202/302
- Mine
- 103/203/303
- Stiftgehäuse
- 104/204/304
- Vorschubmechanismus
- 105
- Vorschubelement
- 106/206/306
- Minenspitze
- 107/207/307
- Kappe
- 108/208/308
- Kupplung
- 109/209/309
- Drehbetätigungselement
- 110/210/310
- Stiftlängsrichtung
- 111/211
- Kupplungselement
- 112/212
- Kupplungselement
- 113
- Verzahnung
- 114/214/314
- Steuerelement
- 115
- Öffnungsfeder
- 120
- vorderer Randabschnitt
- 121/221/321
- Längsausnehmung
- 122/222/322
- Außengewindeabschnitt
- 123
- Minenhülse
- 124/224/324
- Innengewinde
- 130
- Seite
- 131
- Längsanschlag
- 240/340
- Minenspitzer
- 152
- Rastvorsprung
- 260
- Vorsprung
- 261
- Nuten
- 270/370
- Support
- 271/371
- Führungshülse
