DE112008000164T5

DE112008000164T5 - Aus zwei Materialien hergestelltes Ventil und dieses enthaltende Schreibgerät mit einziehbarer Spitze

Info

Publication number: DE112008000164T5
Application number: DE112008000164T
Authority: DE
Inventors: Christopher John Orland Park Hayes; Jaime West Chicago Arenas; Andrew Evanston Bielecki
Original assignee: Sanford LP
Current assignee: Sanford LP
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2008-01-14
Publication date: 2009-11-26
Also published as: GB2456974A; US8246265B2; US7850382B2; CN101646569A; TW200846204A; CN101646569B; WO2008089138A3; MX2009007573A; JP4907723B2; US20110084225A1; GB0909271D0; AU2008206348A1; WO2008089138A2; JP2010516500A; US20080175648A1; GB2456974B

Abstract

Ein Ventil, umfassend:
det, wobei der Körper eine erste Öffnung an einem ersten Ende und eine zweite Öffnung an einem zweiten Ende entgegengesetzt zum ersten Ende einschließt, und eine umlaufende Ausnehmung einschließt, die im zweiten Ende angeordnet ist, wobei das Innengelenk die Pforte schwenkbar mit dem Körper am ersten Ende verbindet; und
einen zweiten Ventilteil, hergestellt aus einem zweiten Material, wobei der zweite Ventilteil eine Innendichtung einschließt, die in der umlaufenden Ausnehmung angeordnet ist, wobei die Innendichtung eine umlaufende Wulst einschließt, die sich nach innen erstreckt, wobei der zweite Ventilteil weiter eine Pfortendichtung einschließt, die auf dem ersten Ende des Körpers angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein Schreibgerät mit einer Schreibspitze, die in das Gehäuse eingezogen werden kann, und insbesondere ein Ventil, das die Schreibspitze aufnimmt, wenn die Spitze in das Gehäuse eingezogen wird.
Hintergrund der Erfindung
Verschiedene bekannte Schreibgeräte besitzen eine Faserschreibspitze, oder Spitze, und ein mit flüssiger Tinte gefülltes Reservoir in Verbindung mit der Spitze. Im Allgemeinen schließen diese Schreibgeräte, z. B. Marker und Stifte, eine separate Kappe ein, die lösbar am Gehäuse des Schreibgerätes anliegt, um die Spitze in einer im Wesentlichen luftdichten Weise zu überdecken und abzudichten. Auf diese Weise verdampft die in der Spitze und dem Reservoir vorhandene flüssige Tinte nicht, und das Schreibgerät trocknet nicht aus. Obgleich die Kappe erfolgreich darin ist, eine dichte Abdichtung über der Spitze zu halten und das Schreibgerät funktionsfähig zu halten, wird das Schreibgerät unausweichlich austrocknen und ruiniert werden, wenn die Kappe verlorengeht.
Um dieses Problem zu lösen, ist der so genannte ”kappenlose” Marker entwickelt worden. Bei bestimmten kappenlosen Marker ist die Spitze von einer ausgefahrenen Schreibposition, in der der Benutzer mit dem Marker schreiben kann, in eine eingezogene oder zurückgezogene Position einziehbar, in der die Spitze in einem Ventil aufgenommen ist. Das Ventil schließt allgemein eine Ventilpforte ein, die die Spitze innerhalb des Ventils im Wesentlichen abdichtet, wenn der Marker in einer eingezogenen Position ist. Die Ventilpforte öffnet sich, um zu ermöglichen, dass die Spitze aus dem Gehäuse des Markers in die Schreibposition herausfährt, so dass der Benutzer mit dem Marker schreiben kann.
U.S.-Patent Nr. 5,048,990 für Hashimoto beschreibt einen kappenlosen Marker, der erfolgreich vermarktet worden ist. In der vermarkteten Version dieses Markers ist die Spitze eine große Faserspitze, und das Ventil ist vollständig aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt, auch bekannt als TPE. Obgleich ein TPE-Ventil im Allgemeinen eine gute Abdichtung zwischen dem Ventilkörper und der Ventilpforte bereitstellen kann, besitzen viele TPEs schlechte Dampfbarriereeigenschaften. So ist es wahrscheinlich, dass Lösemitteldampf aus der Tinte durch die Wände des Ventils hindurch permeiert, so dass die Spitze austrocknet.
Weiter können Ventile ganz aus TPE schlechte Strukturintegrität über die Zeit zeigen. Das vermarktete Hashimoto-Ventil unterliegt zum Beispiel einer von einer Feder und einer Schnur ausgeübten Belastung, wenn die Schreibspitze/Spitze in der eingezogenen (oder abgedichteten) Position ist. Über die Zeit beginnt das TPE-Material zu kriechen, und das Ventil verformt sich. Diese Verformung kann die Fähigkeit des Ventils behindern, eine luftdichte Abdichtung zwischen dem Ventilkörper und der Ventilpforte aufrechtzuerhalten.
Im Falle eines Markers, der eine (relativ) große Faserspitze einschließt, funktioniert ein aus TPE hergestelltes Ventil im Allgemeinen angemessen. Bei solchen Marker enthält die große Spitze ein großes Tintenvolumen und besitzt einen relativ großen Dochtabschnitt in Fließverbindung mit einem Tintenreservoir. Der Dochtabschnitt schließt viele Kapillarkanäle ein, die ermöglichen, dass ein großes Tintenvolumen vom Reservoir zur Schreibspitze wandert. So kann die Spitze im Allgemeinen alle Tinte innerhalb der Spitze auffüllen, die verdampft, so dass die Spitze nicht austrocknet und das Schreibgerät nicht ruiniert wird. Verbraucher fordern jedoch Permanentmarker mit einer ultrafeinen Spitze, statt einer großen Faserspitze, für alltägliches Schreiben. Solch ein Marker hat eine viel kleinere Spitze, hergestellt aus einem extrudierten Kunststoff, schließt sehr kleine Kapillarkanäle ein und hat einen kleineren Dochtabschnitt in Fließverbindung mit einem Tintenreservoir.
Ein Ventil ganz aus TPE ist im Allgemeinen wegen Tintendampf, der durch die Ventilwände hindurch permeiert, für eine ultrafeine Spitze nicht befriedigend. Eine ultrafeine Spitze hat sehr kleine Kapillarkanäle, in denen sehr wenig Tinte vorhanden ist. Weil nur eine kleine Menge Tinten-Permeation oder -Verdampfung die Spitze verstopfen wird, ist diese Konstruktion anfällig für einen ”harten Beginn” und empfindlich dafür, vollständig auszutrocknen. Harter Beginn bedeutet, dass der Marker anfänglich nur schwer schreibt, wobei wenig oder keine Tinte auf dem Papier abgeschieden wird. Folglich ist das Austrocknen eine große Besorgnis bei ultrafeinen Markern (relativ zu Markern, die eine große Faserspitze einschließen).
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht eines einziehbaren Markers mit der Spitze in einer eingezogenen Position.
2 ist eine Seitenansicht des einziehbaren Markers von 1 mit der Spitze in einer Schreibposition.
3 ist eine Querschnittsansicht des einziehbaren Markers von 1, entlang der Linie 3-3 in 1, mit dem Marker in der eingezogenen Position.
4 ist eine Querschnittsansicht des Schreibendes des einziehbaren Markers von 1, entlang Linie 4-4 in 2, mit dem Marker in der Schreibposition.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Ventils gemäß der vorliegenden Offenbarung.
6 ist eine rechte Seitenansicht des Ventils von 5.
7 ist eine Draufsicht von oben auf das Ventil von 5.
8 ist eine Bodenansicht des Ventils von 5.
9 ist eine Vorderansicht des Ventils von 5.
10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 10-10 von 8.
11 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 11-11 von 6.
12 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 12-12 von 10.
Obgleich die Vorrichtungen und Verfahren, die hierin beschrieben sind, zugänglich sind für verschiedene Modifikationen und alternative Konstruktionen, sind bestimmte veranschaulichende Ausführungsformen in den Zeichnungen dargestellt worden und werden unten im Detail beschrieben werden. Selbstverständlich besteht jedoch nicht die Absicht, die Erfindung auf die offenbarten spezifischen Formen zu beschränken. Im Gegenteil soll die Erfindung alle Modifikationen, alternativen Konstruktionen und Äquivalente, die in den Geist und Schutzumfang der Offenbarung fallen, abdecken.
Detaillierte Beschreibung
Nunmehr Bezug nehmend auf 1 und 2 der Zeichnungen ist ein Marker 20 mit einem Schreibende 22 und einem Betätigungsende 24 gezeigt. Der Marker 20 schließt ein Gehäuse 26 und ein Betätigungselement 28 ein. Wie gezeigt, schließt das Gehäuse 26 ein vorderes Halteteil 30 und ein hinteres Halteteil 32 ein, die miteinander an einer Verbindungsstelle 34 gesichert oder eingeschnappt werden können. In anderen Ausführungsformen können das vordere Halteteil 30 und das hintere Halteteil 32 an der Verbindungsstelle 34 verschraubt werden. Das vordere Halteteil 30 schließt eine Öffnung 36 am Schreibende 22 ein, durch das hindurch eine Schreibspitze 38 zwischen einer eingezogenen Position, wie gezeigt in 1, und einer Schreibposition, wie gezeigt in 2, herausfahren und einziehen kann. Das Betätigungselement 28 ist durch eine hintere Öffnung 40 im Betätigungsende 24 des hinteren Halteteils 32 hindurch angeordnet, und der Benutzer kann das Betätigungselement 28 herunterdrücken und loslassen, um den Marker 20 zwischen der Schreibposition und der eingezogenen Position zu wechseln. Das hintere Halteteil 32 kann vorteilhafterweise auch einen Clip 32 zur Sicherung des Markers 20 an einem Gegenstand, wie etwa einer Hemdtasche, einem Notizbuch oder dergleichen, einschließen.
Nunmehr Bezug nehmend auf 3 und 4, ist eine Querschnittsansicht des Markers 20 gezeigt. 3 stellt die eingezogene Position dar, während 4 die Schreibposition darstellt. Angeordnet im Körper 26 sind ein Ventil 44, eine Spitzen-Unterbaugruppe 46, eine Feder 48, ein Kragen 50, ein Faden 52, ein Reservoirhalter 54 und ein Reservoir 56. Das Ventil 44 schließt einen Flansch 58 ein, und das vordere Halteteil 30 schließt eine Innenschulter 60 ein. Der Flansch 58 stößt gegen die Innenschulter 60 und das Ventil 44 kann durch Presspassung oder Klebung an dem vorderen Halteteil 30 befestigt sein, um das Ventil 44 mit dem vorderen Halteteil 30 zu verbinden. Das Ventil 44 schließt einen Ventilkörper 62 und eine Pforte 64 ein, die aus einer geschlossenen Position, die in 3 gezeigt ist, in eine offene Position, die in 4 gezeigt ist, verschiebbar ist.
Die Spitzen-Unterbaugruppe 46 schließt eine Spitze 66, einen Metall-Spitzenadapter 68 und ein Spitzenrohr 70, das die Spitze 66 umschließt, ein. Die Spitze 66 erstreckt sich von der Schreibspitze 38 zurück durch ein Loch 74 im Reservoirhalter 54, so dass sie im Reservoir 56 angeordnet ist, um den Transport von Tinte, die im Reservoir 56 gespeichert ist, zur Schreibspitze 38 zu ermöglichen. Das Reservoir 56 ist in diesem Beispiel ein herkömmliches Kapillarreservoir. Ein freies Tintenreservoir mit einem Kapillarpuffer, um überschüssige Tinte zu speichern, könnte ebenfalls verwendet werden. Die Spitze 66 kann ein extrudiertes Kunststoffrohr mit einer einzigen Rinne, die sich entlang der Länge der Spitze 66 erstreckt, sein. Der Querschnitt der Rinne kann die Form einer Schneeflocke besitzen. Solche Spitzen können von einer Vielzahl von Bezugsquellen bezogen werden, einschließlich Teibow, Ltd. (Japan) und AuBEX Corp. (Japan). Geeignete Spitzen können die Teibow-Modellnummern PN-C, PN1-D, PH-C, PH1-D, PH5-D, PH5, PN1-D, PH2-D, PO und PH einschließen. Sie können aus einem Homopolymer oder einem Copolymer hergestellt sein und insbesondere aus einem Polyacetal-Homopolymer oder einem Polyacetal-Copolymer. Eine Spitzenporosität von mehr als etwa 15% hat sich als effektiv erwiesen. Eine Spitzenporosität von mehr als etwa 25% ist bevorzugt. Zusätzliche geeignete extrudierte Spitzen, hergestellt von der AuBEX Corp., können DH/DB, F-Typ, FX-Typ, HA-Typ, IL-Typ, IX-Typ, JA-Typ, JC/JD-Typ, JH-Typ, JQ-Typ, MA-Typ, MC./MD-Typ, MO-Typ, NZ-Typ, PA-X-Reihe, PA-Typ, PB-Typ, PDA-Typ, PD-Typ, PF/SK-Typ, PLU/PU-Typ, PS-Typ, PW-Typ, PY-Typ, SA-Typ, kVA-Typ, VE-Typ und VS-Typ einschließen. Alternativ könnte das Ventil in Kombination mit Faserspitzen verwendet werden, die Nylon-, Acryl- oder Polyesterfasern umfassen.
Der Metall-Spitzenadapter 68 ist an der Spitze 66 nahe der Schreibspitze 38 angeordnet. Das Spitzenrohr 70 ist mit dem Metall-Spitzenadapter 68 verbunden. Das Spitzenrohr 70 umschließt die Spitze 66 und erstreckt sich vom Spitzenadapter 68 nahe der Schreibspitze 38 bis ins Innere des Lochs 74 im Reservoirhalter 54. Das Spitzenrohr 70 kann aus Metall hergestellt sein und verleiht der Spitze 66 Festigkeit, so dass sie sich nicht verbiegt, wenn ein Benutzer Druck auf die Schreibspitze 38 ausübt. Das Spitzenrohr 70 dichtet weiterhin die Tinte innerhalb der Spitze 66 zwischen dem Reservoir 56 und dem Spitzenadapter 68 ab.
Der Kragen 50 ist auf dem Reservoirhalter 54 angeordnet, und die Feder 48 ist um das Spitzenrohr 70 zwischen dem Kragen 50 und dem Ventil 44 herum so angeordnet, dass die Feder 48 den Kragen 50 vom Ventil 44 weg vorspannt. Der Faden 52 ist an dem Kragen 50 an sowohl seinem ersten Ende 76 als auch seinem zweiten Ende 78 befestigt. Der Faden 52 kann am Kragen 50 in jeder bekannten Weise befestigt sein, und in diesem Beispiel schließt der Kragen 50 einen ersten Schlitz 80 und einen zweiten Schlitz 82 ein, und der Faden 52 schließt einen ersten Knoten 84 am ersten Ende 76 und einen zweiten Knoten 86 am zweiten Ende 78 ein, wobei die Knoten 84, 86 jeweils einen Durchmesser haben, der größer ist als die Breite der Schlitze 80, 82. Wenn jedes Ende 76, 78 des Fadens 52 in den Schlitzen 80, 82 angeordnet ist, halten somit die Knoten 84, 86 den Faden in den Schlitzen 80, 82. Vom ersten Ende 76 erstreckt sich der Faden 52 zur ersten Fadenführung 88 auf dem Ventil 44 hin und dort hindurch, um die Pforte 64 herum und durch einen Fadenhalter 90 in der Pforte 64 hin durch, zurück durch eine zweite Fadenführung 92 auf dem Ventil 44 und durch den zweiten Schlitz 82 auf dem Kragen 50 hindurch (Fadenführungen und Fadenhalter sind in 3 und 4 nicht gezeigt, sondern sind am besten in 5 und 8 zu sehen). Unter der Vorspannungskraft der Feder 48, die den Kragen 50 zum Betätigungsende 24 hin drückt, hält der Faden 52 die Pforte 64 fest gegen den Ventilkörper 62, um eine im Wesentlichen luftdichte Abdichtung zu schaffen.
Der Reservoirhalter 54 ist ein konzentrisches röhrenförmiges Teil, das sich um den Umfang des Reservoirs 56 herum nach hinten zum Betätigungsende 24 erstreckt, der ein offenes hinteres Ende 94 aufweist, durch das hindurch, während der Herstellung des Markers 20, das Reservoir 56 eingeführt werden kann. Ein Stopfen 96 ist im oberen hinteren Ende 54 des Reservoirhalters 54 angeordnet, um das Reservoir 56 innerhalb des Reservoirhalters 54 abzudichten. Eine Feder 98 kann zwischen dem Stopfen 96 und dem Reservoir 56 angeordnet sein, um das Reservoir 56 zum vorderen Ende des Reservoirhalters 54 hin vorzuspannen, um den größtmöglichen Kontakt zwischen der Spitze 66 und dem Reservoir 56 sicherzustellen.
Der Stopfen 96 schließt einen Schaft 100 ein, der sich zum Betätigungsende 24 hin erstreckt, und einen Kolben 102, der auf dem Schaft 100 angeordnet ist. Eine Feder 104 ist zwischen dem Kolben 102 und dem Betätigungselement 28 angeordnet. Der Stopfen 96, der Kolben 102, die Feder 104 und das Betätigungselement 28 stellen, wenn miteinander verbunden, wie gezeigt in 3, ein gut bekanntes Schreibgerät-Drückbetätigungssystem bereit. Wie bekannt ist, versetzt das Betätigungssystem, durch wiederholtes Drücken des Betätigungselements 28, die Spitze 66 alternierend in die eingezogene Position und die Schreibposition, dargestellt in 3 und 4. Obgleich ein ”Drück”-Betätigungselement hierin gezeigt ist, können andere Arten von Betätigungssystemen eingesetzt werden. Ein Seitenknopf-Betätigungssystem, wie gezeigt in U.S.-Patentveröffentlichung Nr. 2006-0216103 A1 , deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme einbezogen ist, kann zum Beispiel auch verwendet werden. In diesem Beispiel ist das Betätigungselement 28 dieser Offenbarung durch ein Sei tenbetätigungselement ersetzt worden, das sich durch einen Schlitz in der Seitenwand des Gehäuses des Schreibgerätes hindurch erstreckt. In einem anderen Beispiel kann ein Verdreh-Betätigungselement verwendet werden. In diesem gut bekannten Beispiel verdreht der Benutzer das hintere Halteteil 32 relativ zum vorderen Halteteil 30, um die Spitze 66 zu betätigen. Siehe z. B. U.S.-Patent Nr. 4,221,490 , dessen Offenbarung hierin durch Bezugnahme einbezogen ist.
In der Schreibposition, die in 4 gezeigt ist, hat ein Benutzer das Betätigungssystem aktiviert, um den Reservoirhalter 54 zum Schreibende 22 des Markers 20 hin zu schieben. Der Reservoirhalter 54 schiebt den Kragen 50 nach vorne, so dass der Faden 52 nicht länger unter Zug steht und locker wird. Das Durchhängen des Fadens 52 ermöglicht der Pforte 64 am Ventil 44, sich zu öffnen. In einer Ausführungsform schiebt die Spitze 66 die Pforte 64 auf und erstreckt sich durch die Öffnung 36 im vorderen Halteteil 30 hindurch. In einer anderen bevorzugteren Ausführungsform ist die Pforte 64 zur offenen Position hin vorgespannt, und daher öffnet sich, wenn der Zug auf dem Faden 52 locker wird, die Pforte 64 automatisch, so dass die Spitze 66 die Pforte 64 nicht aufschieben oder die Pforte 64 sogar überhaupt nicht berühren muss.
In einer dritten Ausführungsform drückt der Faden 52 selbst die Pforte 64 auf, wenn der Marker 20 betätigt wird, und die Spitze 66 berührt die Pforte 64 nicht. In einem nichtbeschränkenden Beispiel hat ein Fluorkohlenstoff-Monofilamentfaden mit einem Durchmesser von zwischen etwa 0,20 mm und etwa 0,35 mm, etwa 0,22 mm und etwa 0,32 mm oder etwa 0,25 mm, z. B. 0,27 mm, ausreichend Steifigkeit, um die Ventilpforte 64 aufzudrücken. Andere Kombinationen von Material und Durchmesser können in einer der vorstehenden Ausführungsformen verwendet werden. In einer weiteren Ausführungsform kann der Faden 52 durch einen Nockenmechanismus ersetzt werden, um die Ventilpforte 64 zu öffnen und zu schließen.
Obgleich eine einzige Ausführungsform von Marker 20 allgemein hierin gezeigt ist, kann der Marker 20 allgemein in irgendeiner der Konstruktionen konstruiert sein, die in Hashimoto, U.S.-Patent Nr. 5,048,990 gezeigt sind, dessen Beschreibung hierin durch Bezugnahme einbezogen ist. Mit anderen Worten kann das Ventil 44, wie im Detail unten beschrieben, in jede der Marker-Ausführungsformen eingebaut werden, die im '990-Patent gezeigt sind, mit nur geringfügigen Modifikationen, wie für einen Fachmann zu sehen wäre. Demgemäß kann das Ventil 44 in Kombination mit größeren Faserspitzen zusätzlich zur hierin beispielhaft beschriebenen extrudierten Kunststoffspitze 66 verwendet werden. Zusätzlich kann das Ventil in Kombination mit ansonsten herkömmlichen Kugelschreibern verwendet werden.
Nunmehr Bezug nehmend auf 5–12, ist das Ventil 44 im Detail gezeigt. Das Ventil 44 schließt ein vorderes Ende 106, ein hinteres Ende 108 und eine Innenfläche 110, die sich vom vorderen Ende 106 zum hinteren Ende 108 erstreckt, ein. Wie oben erwähnt, schließt das Ventil 44 die Pforte 64 ein, die schwenkbar mit dem Ventilkörper 62 an einem Gelenk 112 am vorderen Ende 106 verbunden ist. Der Ventilkörper 62 schließt eine Öffnung 114 ein, wobei die Pforte 64 aus einer offenen Position, gezeigt in 5 (entsprechend der Schreibposition des Markers 20), in der die Pforte 64 von der Öffnung 114 weg verschwenkt ist, zu einer geschlossenen Position verschiebbar ist, in der die Pforte 64 gegen den Ventilkörper 62 anliegt (entsprechend der eingezogenen Position des Markers 20), um die Öffnung 114 zu verschließen, um eine im Wesentlichen luftdichte Abdichtung bereitzustellen. Das Ventil 44 schließt weiter den sich nach außen erstreckenden Flansch 58 ein, der verwendet wird, um das Ventil 44 innerhalb des vorderen Halteteils 30 anzubringen, wie zuvor diskutiert. Der Ventilkörper 62 schließt Fadenausnehmungen 116, 118 ein, der Flansch 58 schließt die Fadenführungen 88, 92 ein und die Pforte 64 schließt den Fadenhalter 90 ein. Der Faden 52 ist innerhalb des Fadenhalters 90, der Fadenausnehmungen 116, 118 und der Fadenführungen 88, 52 angeordnet, wenn der Faden 52 die Pforte 64 gegen den Ventilkörper 62 hält (d. h. wenn der Marker 20 in der eingezogenen Position ist).
Wie am besten zu sehen in 5 und 7, sind die Fadenausnehmungen 116, 118 planar und sind in einem Winkel relativ zu einer Mittelachse A des Ventils 44 ausgebildet. Die angewinkelten Fadenausnehmungen ermöglichen, dass die Dicke der Wände des Ventilkörpers 62 im Wesentlichen erhalten bleibt, und minimieren daher Lösemitteldampf-Permeabilität. Die Dicke des Ventilkörpers 62 schützt weiterhin gegen Verformung des Ventilkörpers 62 zu einer ovalen Form (z. B. wenn unter Belastung durch die Feder 48 und den Faden 52). Die Fadenausnehmungen 116, 118 ermöglichen auch, dass die Kraft des Fadens 52 die Ventilpforte 64 effizienter verschließt. Das Gelenk 112 sollte dick genug sein, so dass die Ventilpforte 64 wiederholt gegen den Ventilkörper 62 schließen kann. In ähnlicher Weise sollte das Gelenk 112 nicht so dick sein, dass es zu steif ist, um sich zu öffnen und zu schließen, wodurch bewirkt würde, dass die Schreibspitze 38 in Kontakt mit der Ventilpforte 64 kommt. In einem nicht-beschränkenden Beispiel ist festgestellt worden, dass das Gelenk 112 einen Radius (siehe Bezugszeichen 150, 6) von etwa 0,15 mm bis etwa 0,30 mm, etwa 0,20 mm bis etwa 0,28 mm oder etwa 0,25 mm und eine Dicke von etwa 0,10 mm bis etwa 0,30 mm, 0,15 mm bis etwa 0,25 mm oder etwa 0,20 mm aufweisen kann. Diese Abmessungen bilden ein Design, das minimale Kraft erfordert, um die Ventilpforte 64 zu öffnen (und der Faden 52 selbst kann die Ventilpforte 64 aufdrücken, wie zuvor beschrieben), während immer noch ein wiederholbarer Verschluss bereitgestellt wird. Schließlich sind die Fadenführungen 88, 92 so groß ausgebildet, dass sie wirksam darin sind, zu verhindern, dass der Faden 52 sich während Betätigung und des Einzugs des Markers 20 zusammenstaucht und ausbeult. Weil sich der Faden 52 nicht so schnell ausbeult, drückt er früh im Betätigungszyklus gegen die Pforte 64 und öffnet daher die Pforte 64, bevor die Spitze 66 in Kontakt mit der Pforte 64 kommt. Im offenbarten Beispiel weisen die Fadenführungen 88, 92 ungefähr 1/12 des Gesamtumfanges des Flansches 58 auf oder etwa 30° des Umfangsradius des Flansches 58.
Wie am besten zu sehen in 10 und 11, schließt das Ventil 44 eine Innendichtung 122 ein, die am hinteren Ende 108 des Ventilkörpers 62 angeordnet ist. Die Innendichtung 122 schließt einen umlaufenden Wulst 124 ein, der sich um die Innenfläche 110 des Ventils 44 herum nach innen erstreckt. Die Innendichtung 122 liegt gegen das Spitzenrohr 70 an, um das hintere Ende 108 des Ventilkörpers 62 abzudichten. Dementsprechend wird eine abgedichtete Innenkammer 126 innerhalb der Pforte 64, der Innendichtung 122 und der Innenfläche 110 des Ventils 44 gebildet.
Das Ventil 44 ist aus einem ersten Material 128 hergestellt, allgemein in 5–12 in weiß dargestellt, und einem zweiten Material 130, in 5–12 punktiert dargestellt. Das erste Material 128 bildet einen ersten Teil 129 des Ventils 44 und das zweite Material 130 bildet einen zweiten Teil 131 des Ventils 44. Der erste Teil 129 schließt den Körper 62, einen umlaufenden Sitz 132 im vorderen Ende 106 des Ventilkörpers 62, eine umlaufende Ausnehmung 134 im hinteren Ende 108 des Ventilkörpers 62 ein und kann weiter eine Rinne 136 einschließen, die den umlaufenden Sitz 132 mit der umlaufenden Ausnehmung 134 verbindet. Die Rinne 136 ist am besten zu sehen in 10–12 als lineare Ausnehmung im ersten Abschnitt 129. Eine Öffnung 138 ist im hinteren Ende 108 angeordnet und ist im Wesentlichen ein Loch in der Seite des ersten Abschnitts 129, das die umlaufende Ausnehmung 134 mit einer Außenfläche 140 des Ventilkörpers 62 verbindet. Der erste Abschnitt 129 schließt den Flansch 58 und ein schmales Innengelenk 142, das den Ventilkörper 62 mit der Pforte 64 verbindet, ein. Wie gezeigt ist jede dieser Komponenten aus dem ersten Material 128 hergestellt.
Der zweite Abschnitt 131 des Ventils 44 schließt die Innendichtung 122 und die umlaufende Wulst 124 ein, die in der umlaufenden Ausnehmung 134 des ersten Abschnittes 129 angeordnet ist. Der zweite Teil 131 schließt weiter allgemein einen Stopfen 144 ein, der in der Öffnung 138 angeordnet ist, eine Pfortendichtung 146, die im umlaufenden Sitz 132 angeordnet ist, und einen Einsatz 148, der in der Rinne 136 angeordnet ist und die Pfortendichtung 146 und die Innendichtung 122 verbindet. Schließlich kann der zweite Teil 131 den Fadenhalter 90 der Pforte 64 und ein Paar Außengelenke 150 einschließen, die den Fadenhalter 90 mit der Pfortendichtung 146 verbinden und auf jeder Seite des Innengelenks 142 angeordnet sind. Wie beispielhaft hierin gezeigt, sind alle Komponenten des zweiten Teils 131 aus dem zwei ten Material 130 hergestellt. Wie detaillierter unten erläutert, kann die Materialkonstruktion dieser Komponenten jedoch gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung variiert werden.
Das Ventil 44 kann in einem zweistufigen Spritzgussverfahren hergestellt werden, auch bekannt als Zwei-Schuss-Ausformung. In einem ersten Schritt kann das erste Material 128 spritzgegossen werden, um die Komponenten des ersten Teils 129 des Ventils 44 auszubilden. Das erste Material 128 kann so eingespritzt werden, dass es zunächst den Flansch 58 bildet, dann den Ventilkörper 62, dann durch das Innengelenk 142 fließt und die Pforte 64 bildet. Diese Reihenfolge des Flusses des ersten Materials 128 während des Einspritzens ist nur ein Beispiel, und andere Sequenzen können ebenfalls verwendet werden. In einem zweiten Schritt kann das zweite Material 130 auf das erste Material 128 spritzgegossen werden, um den zweiten Teil 131 des Ventils 44 zu bilden. Das zweite Material 130 kann durch die Öffnung 138 eintreten, in die umlaufende Ausnehmung 134 fließen und die Innendichtung 122 bilden. Das zweite Material 130 kann dann durch die Rinne 136 des ersten Teils 129 fließen, um den Einsatz 148 zu bilden, und dann in den umlaufenden Sitz 132, um die Pfortendichtung 146 zu bilden. Das zweite Material 130 kann dann über das Innengelenk 142 aus dem ersten Material 128 fließen, um die Außengelenke 150 zu bilden, und die Pforte 64, um den Fadenhalter 90 zu bilden. Erneut ist diese Reihenfolge des Flusses des zweiten Materials 130 während des Einspritzens nur ein Beispiel, und andere Sequenzen könnten verwendet werden. Die Kombination von zwei Materialien ermöglicht, dass vorteilhafte Eigenschaften jeden Materials im Ventil 44 verwendet werden können und insbesondere im Ventilkörper 62 und in der Pforte 64.
Es ist festgestellt worden, dass das erste Material 128 ein relativ hartes thermoplastisches Material sein kann, wie etwa Polypropylen (PP), und das zweite Material 130 ein thermoplastisches Elastomer (TPE) sein kann. Weil sowohl PP als auch TPE viele chemische Formulierungen annehmen können, sollten die zwei letztendlich ausgewählten Materialien chemisch kompatibel sein, so dass sie in der Lage sind, in einer einzigen Formpresse zu einem einzigen Teil ausgeformt zu werden. Das erste Material 128 sollte Formbarkeit, Dampfbarriereeigenschaften und niedrige Kosten bereitstellen. Das zweite Material 130 sollte Kompatibilität mit dem ersten Material 128 haben, um eine gute Bindung zwischen den beiden während des Ausformprozesses sicherzustellen, hohe Gleitfähigkeit, um dynamische Reibung zu minimieren, und eine Durometerhärte im Bereich von etwa 60A–100A, vorzugsweise 70A–90A und bevorzugter etwa 80A, um Strukturstabilität bereitzustellen, während es weich genug ist, um wirksame Dichtungen bereitzustellen. Beide Materialien sollten Schmelzflussraten und andere Eigenschaften haben, um Ausformung durch ein lebendes Gelenk hindurch zu ermöglichen. Andere thermoplastische Materialien können ebenfalls für das erste Material 129 verwendet werden, einschließlich Polyethylen, HDPE, Nylon, PVC, etc., vorausgesetzt, dass sie die notwendige Formbarkeit, Dampfbarriereeigenschaften und Kostenüberlegungen erfüllen. Eine Vielzahl von TPEs kann für das zweite Material 131 verwendet werden, vorausgesetzt, dass sie die notwendigen Ausform- und Abdichtungseigenschaften erfüllen. Nützliche PPs schließen Model No. P4C6Z-022 und Model No. P4C6B-024B, beide hergestellt von Huntsman International (Woodlands, TX), Model No. HM35Z2, hergestellt von Arco Chemical Company (Newtown Square, PA), und Marlex HLN-350, hergestellt von Phillips Sumika Polypropylene Company (Woodlands, TX), ein. Nützliche TPEs können Santoprene 101-73, Santoprene 101-80, Santoprene 101-87, Santoprene 8201-70, Santoprene 8201-80, Santoprene 8201-90 und Santoprene 8211-75, hergestellt von Advanced Elastomer Systems, L. P. (Akron, OH), Dynaflex G2780-0001, Dynaflex G7980-1001-00, Model No. LC290-105, Model No. LC293-116 und Model No. LC248-045, hergestellt von GLS Corp. (McHenry, IL), KU2-865 und KU2-8770, hergestellt von Bayer Material Science (Pittsburgh, PA), Estagrip ST70A und ST80A, hergestellt von Noveon, Inc. (Cleveland, OH), und Monprene MP-2890M, Monprene MP-2870, Monprene MP-2228, Monprene MP-1885-J und Monprene MP-2780, hergestellt von Teknor Apex Company (Pawtucket, RI), ein.
In anderen nicht gezeigten Ausführungsformen kann das Gelenk 112 aus einem einzigen Material (entweder dem ersten Material 128 oder dem zweiten Material 130) hergestellt werden oder könnte das Außengelenk 150 PP sein (oder ein anderes geeignetes erstes Material 128), während das Innengelenk 142 TPE sein könnte (oder ein anderes geeignetes zweites Material 130). Auch könnte der Einsatz 148 an unterschiedlichen Stellen auf der Innenfläche 110 des Ventils 44 angeordnet sein oder könnte auf der Außenfläche 140 des Ventils 44 angeordnet sein oder könnten sogar mehrere Einsätze 148 verwendet werden. Wenn kein Einsatz 148 verwendet wird, wäre die Innendichtung 122 von der Pfortendichtung 146 getrennt, und zwei Einspritzöffnungen wären erforderlich. Weiter könnte das Ventil 44 hergestellt werden, indem das zweite Material 130 an mehreren Stellen eingespritzt wird. In diesem Fall könnten die Rinne 136 und der Einsatz 148 nicht erforderlich sein, und eine zweite Öffnung, ähnlich zur Öffnung 138, würde am vorderen Ende 106 des Ventilkörpers 62 angeordnet sein. Der Fadenhalter 90 könnte aus PP hergestellt sein, und die Pfortendichtung 146 könnte auf der Pforte 64 statt dem Ventilkörper 62 angeordnet sein. Als eine Alternative zum Zwei-Schuß-Spritzgussverfahren könnte das Ventil 44 aus separaten Teilen konstruiert und dann zusammengebaut werden. Die Innendichtung 122 könnte zum Beispiel an der umlaufenden Ausnehmung 134 anhaften oder in anderer Weise daran gebunden sein, und die Pfortendichtung 146 könnte in ähnlicher Weise an den umlaufenden Sitz 132 gebunden sein.
Weiterhin stellt die hierin offenbarte Ausführung das Ventil 44 in Gebrauch mit einem Marker 20 dar. Die Fachleute werden erkennen, dass das offenbarte Ventil 44 in anderen Schreibgeräten verwendet werden kann, wie etwa Kugelschreibern. Weiterhin kann sich das offenbarte Ventil 44 als nützlich in Korrekturflüssigkeit-Abgabevorrichtungen, Farbpinsel-Applikatoren und anderen Produkten vollständig außerhalb des Gebietes der Schreibgeräte als nützlich erweisen.
Zahlreiche zusätzliche Modifikationen und alternative Ausführungsformen der Erfindung werden den Fachleuten angesichts der vorstehenden Beschreibung deutlich sein. Diese Beschreibung soll nur als veranschaulichend gedacht sein und dient dem Zweck, die Fachleute die beste Art und Weise der Durchführung der Erfindung zu lehren. Die Details der Struktur und Methode können beträchtlich variiert werden, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen, und die ausschließliche Verwendung aller Modifikationen, die in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen, ist vorbehalten.
Zusammenfassung
Ein Ventil schließt einen ersten Ventilteil, hergestellt aus einem ersten Material, wobei der erste Ventilteil einen Körper, eine Pforte und ein Innengelenk einschließt, das den Körper schwenkbar mit der Pforte verbindet, wobei der Körper eine erste Öffnung an einem ersten Ende und eine zweite Öffnung an einem zweiten Ende entgegengesetzt dem ersten Ende einschließt, und eine umlaufende Vertiefung, die im zweiten Ende angeordnet ist, wobei das Innengelenk die Pforte mit dem Körper schwenkbar am ersten Ende verbindet, und einen zweiten Ventilteil ein, hergestellt aus einem zweiten Material, wobei der zweite Ventilteil eine Innendichtung einschließt, die in der umlaufenden Vertiefung angeordnet ist, wobei die Innendichtung eine umlaufende Wulst einschließt, die sich nach innen erstreckt, wobei der zweite Ventilteil weiter eine Pfortendichtung einschließt, die auf dem ersten Ende des Körpers angeordnet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 5048990 [0004, 0030]
- US 2006-0216103 A1 [0027]
- US 4221490 [0027]

Claims

Ein Ventil, umfassend: det, wobei der Körper eine erste Öffnung an einem ersten Ende und eine zweite Öffnung an einem zweiten Ende entgegengesetzt zum ersten Ende einschließt, und eine umlaufende Ausnehmung einschließt, die im zweiten Ende angeordnet ist, wobei das Innengelenk die Pforte schwenkbar mit dem Körper am ersten Ende verbindet; und einen zweiten Ventilteil, hergestellt aus einem zweiten Material, wobei der zweite Ventilteil eine Innendichtung einschließt, die in der umlaufenden Ausnehmung angeordnet ist, wobei die Innendichtung eine umlaufende Wulst einschließt, die sich nach innen erstreckt, wobei der zweite Ventilteil weiter eine Pfortendichtung einschließt, die auf dem ersten Ende des Körpers angeordnet ist.
Das Ventil nach Anspruch 1, wobei der zweite Ventilteil weiter ein Außengelenk umfasst, das um das Innengelenk herum angeordnet ist.
Das Ventil nach Anspruch 2, wobei der zweite Ventilteil weiter einen Fadenhalter umfasst, der auf der Pforte angeordnet ist.
Das Ventil nach Anspruch 3, wobei der Fadenhalter mit dem Außengelenk verbunden ist.
Das Ventil nach Anspruch 1, wobei der erste Ventilteil weiter einen Flansch umfasst, der sich von einer Außenfläche des Körpers nach außen erstreckt.
Das Ventil nach Anspruch 5, wobei der Flansch mehrere Ausnehmungen einschließt, die angepasst sind, um Abschnitte eines Fadens aufzunehmen, der verwendet wird, um die Pforte gegen die Türdichtung zu halten.
Das Ventil nach Anspruch 1, wobei der Körper Fadenausnehmungen einschließt, die angepasst sind, um Abschnitte eines Fadens aufzunehmen, der verwendet wird, um die Pforte gegen die Pfortendichtung zu halten.
Das Ventil nach Anspruch 1, wobei das erste Material ein thermoplastisches Material ist.
Das Ventil nach Anspruch 8, wobei das thermoplastische Material ausgewählt ist aus Polypropylen, Polyethylen, High-Density-Polyethylen und Mischungen davon.
Das Ventil nach Anspruch 1, wobei das zweite Material ein thermoplastisches Elastomer ist.
Das Ventil nach Anspruch 1, wobei der erste Ventilteil weiter eine Rinne umfasst, die in einer Innenfläche des Körpers angeordnet ist und sich vom ersten Ende zum zweiten Ende erstreckt, wobei der zweite Ventilteil weiter einen Einsatz umfasst, der in der Rinne angeordnet ist und sich von der Pfortendichtung zur Innendichtung erstreckt.
Das Ventil nach Anspruch 1, wobei der erste Ventilteil eine Öffnung einschließt, die sich von der umlaufenden Ausnehmung zu einer Außenfläche des Körpers erstreckt.
Das Ventil nach Anspruch 12, wobei der zweite Ventilteil einen Stopfen einschließt, der in der Öffnung angeordnet ist.
Ein einziehbarer Marker, umfassend: einen Schaft mit einer Öffnung; ein Ventil, das im Schaft angeordnet ist und einen ersten Ventilteil, hergestellt aus einem ersten Material, und einem zweiten Ventilteil, hergestellt aus einem zweiten Material, umfasst; wobei der erste Ventilteil einen Körper, eine Pforte und ein Innengelenk, das den Körper schwenkbar mit der Pforte verbindet, wobei der Körper eine erste Öffnung an einem ersten Ende und eine zweite Öffnung an einem zweiten Ende entgegensetzt dem ersten Ende einschließt, und eine umlaufende Ausnehmung einschließt, die im zweiten Ende angeordnet ist, wobei das Innengelenk die Tür schwenkbar mit dem Körper am ersten Ende verbindet; wobei der zweite Ventilteil eine Innendichtung, die in der umlaufenden Ausnehmung angeordnet ist, wobei die Innendichtung eine umlaufende Wulst einschließt, die sich nach innen erstreckt, und eine Pfortendichtung einschließt, die auf dem ersten Ende des Körpers angeordnet ist; ein Tintenreservoir im Schaft; und eine Spitzen-Unterbaugruppe mit einer Schreibspitze in Fließverbindung mit dem Reservoir; wobei die Spitzen-Unterbaugruppe zwischen einer eingezogenen Position, in der die Schreibspitze sich innerhalb des Ventils befindet, so dass die Pforte auf der Pfortendichtung aufliegt und die umlaufende Wulst auf der Spitzen-Unterbaugruppe aufliegt, um eine im wesentlichen abgedichtete Kammer zu bilden, und einer Schreibposition, in der die Schreibspitze aus der Öffnung des Schaftes herausgefahren ist und die Pforte von der Pfortendichtung weg verschwenkt ist, verschiebbar ist.
Der Marker nach Anspruch 14, der weiter einen Kragen umfasst, der um die Spitzen-Unterbaugruppe herum angeordnet ist und gegen das Reservoir anliegt, wobei der Marker weiter eine Feder umfasst, die um die Spitzen-Unterbaugruppe zwischen dem Kragen und dem Ventil angeordnet ist und den Kragen und das Reservoir vom Ventil weg vorspannt.
Der Marker nach Anspruch 15, der weiter einen Faden umfasst, der den Kragen mit der Pforte verbindet.
Der Marker nach Anspruch 16, wobei der zweite Ventilteil weiter einen Fadenhalter auf der Pforte umfasst, wobei der Faden im Fadenhalter angeordnet ist.
Der Marker nach Anspruch 14, der weiter ein Drückbetätigungselement umfasst, das angepasst ist, um den Marker selektiv in entweder die Schreibposition oder die eingezogene Position zu versetzen.
Der Marker nach Anspruch 14, wobei die Spitzen-Unterbaugruppe weiter eine Spitze umfasst, wobei die Spitze ein extrudiertes Kunststoffrohr ist.
Der Marker nach Anspruch 14, wobei der Schaft eine Innenschulter umfasst, wobei der erste Ventilteil einen Flansch umfasst, der sich von einer Außenfläche des Körpers nach außen erstreckt, wobei der Flansch gegen die Innenschulter anliegt.
Der Marker nach Anspruch 14, wobei der erste Ventilteil weiter eine Rinne umfasst, die in einer Innenfläche des Körpers angeordnet ist und sich vom ersten Ende zum zweiten Ende erstreckt, wobei der zweite Ventilteil weiter einen Einsatz umfasst, der in der Rinne angeordnet ist und sich vom zweiten Ende zum ersten Ende erstreckt.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Ventils, umfassend: Ausformen eines ersten Ventilteils mit einem ersten Material, wobei der erste Ventilteil einen Körper, eine Pforte und ein Innengelenk, das den Körper schwenkbar mit der Pforte verbindet, wobei der Körper eine erste Öffnung an einem ersten Ende und eine zweite Öffnung an einem zweiten Ende entgegengesetzt zum ersten Ende einschließt, und eine umlaufende Ausnehmung einschließt, die im zweiten Ende angeordnet ist, wobei das Innengelenk die Pforte schwenkbar mit dem Körper am ersten Ende verbindet; und Ausformen eines zweiten Ventilteils auf den ersten Ventilteil mit einem zweiten Material, wobei der zweite Ventilteil eine Innendichtung einschließt, die in der umlaufenden Ausnehmung angeordnet ist, wobei die Innendichtung eine umlaufende Wulst einschließt, die sich nach innen erstreckt, wobei der zweite Ventilteil weiter eine Pfortendichtung einschließt, die auf dem ersten Ende des Körpers angeordnet ist.
Das Verfahren nach Anspruch 22, das weiter das Ausformen eines Außengelenks um das Innengelenk herum, mit dem zweiten Material umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 23, das weiter das Ausformen eines Fadenhalters auf der Pforte mit dem zweiten Material umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Fadenhalter mit dem Außengelenk verbunden ist.
Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei der erste Ventilteil weiter einen Flansch einschließt, der sich vom Körper nach außen erstreckt.
Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Flansch mehrere Ausnehmungen einschließt, die angepasst sind, um Abschnitte eines Fadens aufzunehmen, der verwendet wird, um die Pforte gegen die Pfortendichtung zu halten.
Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Körper Fadenausnehmungen einschließt, die angepasst sind, um Abschnitte eines Fadens aufzunehmen, der verwendet wird, um die Pforte gegen die Pfortendichtung zu halten.
Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei das erste Material ein thermoplastisches Material ist.
Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei das zweite Material ein thermoplastisches Elastomer ist.
Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei der erste Ventilteil weiter eine Rinne umfasst, die in einer Innenfläche des Körpers ausgebildet ist und sich vom ersten Ende zum zweiten Ende erstreckt, wobei der zweite Ventilteil weiter einen Einsatz umfasst, der in der Rinne angeordnet ist und sich von der Innendichtung zur Pfortendichtung erstreckt.