DE1235183B

DE1235183B - Process and tool for increasing the ball game in ballpoint pens

Info

Publication number: DE1235183B
Application number: DEF26505A
Authority: DE
Inventors: Hans Reinhard Fehling
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-08-20
Filing date: 1958-08-28
Publication date: 1967-02-23
Also published as: CH350220A; NL107446C; US3000090A; GB892624A; FR1201888A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

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Deutsche Kl.: 70 b-5/20German class: 70 b-5/20

F 26505 VII b/70 b 28. August 1958 23. Februar 1967F 26505 VII b / 70 b August 28, 1958 February 23, 1967

Verfahren und Werkzeug zur Vergrößerung des Kugelspiels bei KugelschreibernMethod and tool for increasing the ball game in ballpoint pens

Anmelder:Applicant:

Hans Reinhard Fehling, Zug (Schweiz) Vertreter:Hans Reinhard Fehling, Zug (Switzerland) Representative:

Dipl.-Ing. C. Wallach, Patentanwalt, München 2, Kaufingerstr. 8Dipl.-Ing. C. Wallach, patent attorney, Munich 2, Kaufingerstr. 8th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Hans Reinhard Fehling, Zug (Schweiz)Hans Reinhard Fehling, Zug (Switzerland)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 28. August 1957Claimed priority:
Great Britain 28 August 1957

Die Erfindung bezieht sich auf Kugelschreiber.The invention relates to ballpoint pens.

Unter »Kugelschreiber« wird hierbei ein Schreibgerät verstanden, bei welchem das Schreibende oder die Spitze eine Schreibkugel aufweist, die drehbar in einer Fassung oder einem Gehäuse gelagert ist und teilweise daraus hervorsteht, wobei die Kugel aus einem Tintenbehälter mit Tinte über einen Tintenzuführungskanal versorgt wird, welcher mit dem rückwärtigen Teil der Fassung oder des Gehäuses in Verbindung steht, so daß, wenn sich die Kugel in ihrer Fassung dreht, indem sie über eine Oberfläche,In this context, “ballpoint pen” is understood to mean a writing implement in which the person who writes Tip has a writing ball which is rotatably mounted in a socket or a housing and partially protruding therefrom, the ball emerging from an ink container with ink via an ink supply channel is supplied, which with the rear part of the socket or the housing in So that when the ball rotates in its socket by passing over a surface,

z. B. ein Blatt Papier, in Berührung mit dieser bewegt wird, ein dünner Tintenfilm von der Kugel durch den engen Spalt zwischen ihr und dem Gehäuse mitgeführt und als Spur auf dieser Oberfläche angetragen wird.z. B. a sheet of paper, is moved in contact with this, a thin film of ink from the ball through carried along the narrow gap between it and the housing and marked as a trace on this surface will.

Bei Schreibgeräten dieser Art können die teilsphärischen Kugelsitzflächen im Inneren des Gehäuses, die für eine befriedigende Schriftspur von Bedeutung sind, genau nur dadurch gebildet werden, daß Ein- 20In writing implements of this type, the partially spherical ball seats inside the housing, which are of importance for a satisfactory tracing of writing, are formed precisely only by the fact that input 20

drückungen von der Schreibkugel selbst auf dem
Bodenteil der Fassung und an der Gehäusewand er- 2pressures from the writing ball itself on the
Base part of the socket and on the housing wall

zeugt werden. Dies wird gewöhnlich dann durchgeführt, wenn das Gehäuse mit einer darin einge- Kugel in ihrer Lage nicht wieder in genügendem setzten Schreibkugel gebördelt, gedrückt, gepreßt 25 Maß zurückgehen, um das erforderliche Spiel zwi- oder einer anderen Bearbeitung unterworfen wird, sehen Kugel und Sitz zu bilden,
damit die Mündung des Kugelgehäuses eingeschnürt Dasselbe gilt auch für ein bekanntes Verfahren,be procreated. This is usually done when the housing with a ball inserted in it is not crimped, pressed or pressed back into position in a sufficiently set writing ball, go back to the required clearance between or is subjected to another processing, see ball and seat to build,
so that the mouth of the ball housing is constricted The same also applies to a known method,

wird und die Kugel in ihrer Lage hält. Wenn bei bei welchem das Kugelspiel nachträglich vergrößert einer solchen Bearbeitung eine genügend große Kraft werden kann, indem man mittels eines ander Außenangewandt wird, um die Gehäusewände auf die 30 fläche der Schreibspitze angreifenden Werkzeuges Kugeloberfläche zu pressen, behalten infolge ibikand holds the ball in place. If in which the ball game is subsequently increased Such a processing a sufficiently large force can be applied by means of another external is to the housing walls on the 30 surface of the writing tip engaging tool To press spherical surface, keep as a result of ibik

plastischer Verformung die Innenflächen des Gehäuses, die in Berührung mit der Kugel stehen, die
Gestalt der letzteren bei. Dieser Bearbeitung kann ein
Eindrücken der Kugel auf den Bodenteil des Ge- 35 fahren wird zu diesem Zweck auf den mittleren Teil häuses vorangehen. Aus diesem Grund entsteht bei der Kugelfassung ein seitlicher Druck mittels einer diesem Verfahren zur Herstellung von sphärischen h hii lfd Rllplastic deformation the inner surfaces of the housing that are in contact with the ball, the
Shape of the latter. This processing can be a
For this purpose, pressing the ball onto the bottom part of the danger will precede the middle part of the housing. For this reason, a lateral pressure is created on the ball socket by means of one of these methods for producing spherical hii lfd Rll

Kugelsitzflächen das einzige Spiel zwischen der Kugel und den Sitzflächen, durch welches Tinte beimBall seats the only play between the ball and the seat surfaces, through which ink when

Schreiben hindurchgeführt wird, als Folge des 40 drückt und diese in ihrer Fassung festhält. Abgesehen elastischen Zurückgehens des Metalls, nachdem der davon, daß auch dieses Verfahren in gewissen Fällen, äußere Druck, welcher beim Einfassen der Kugel insbesondere bei aus Zinnlegierungen im Spritzverausgeübt wurde, weggefallen ist. Dieses Verfahren fahren hergestellten Spitzen, versagt, ist es auch deshat sich als leidlich zufriedenstellend bei Metallen, halb nachteilig, weil das benutzte Werkzeug sich auf wie z. B. Messing oder Aluminiumlegierungen er- 45 der Schreibspitze nicht selbst zentriert, so daß bewiesen, welche infolge ihrer hohen Streckgrenze sondere Vorkehrungen zur Zentrierung getroffen einen erheblichen Grad elastischen Zurückgehens werden müssen, die für die Massenfertigung von zeigen. Weit weniger eignet sich dieses Verfahren Spitzen sehr erschwerend sind. Infolge der einseitigen für Metalle, die gegenwärtig, da sie zur Anwendung Einwirkung der umlaufenden Walzrolle tritt ferner im Spritzgußverfahren geeignet sind, angewendet 50 sehr leicht ein seitliches Verziehen der Wandung derWriting is passed through, as a result of the 40 presses and holds these in their version. Apart from that elastic regression of the metal after the fact that this process in certain cases, external pressure that is exerted when the ball is encased, especially when it is made of tin alloys by spraying has been dropped. This process drives manufactured tips, if it fails, it also deshat proved to be reasonably satisfactory with metals, semi-disadvantageous because the tool used is on such as B. brass or aluminum alloys, the writing tip is not centered itself, so that it has been proven which, due to their high yield strength, have taken special centering measures a significant degree of elastic decline must be required for the mass production of demonstrate. Far less suitable is this procedure when tips are very aggravating. As a result of the unilateral For metals that are currently used, as they are applied, action of the rotating roller also occurs are suitable in the injection molding process, a lateral warping of the wall of the applied 50 very easily

Kugelfassung ein, was eine Ungleichmäßigkeit der Schreibspur zur Folge hat.A ball socket, which results in an unevenness of the writing trace.

709 510/57709 510/57

ep g gep g g

eine Kaltverformung des Schreibspitzenkörpers vornimmt, durch welche die Spitze durch Auswalzen in axialer Richtung gelangt, und dadurch der Spitzenrand etwas erweitert wird. Bei dem bekannten Ver-cold deformation of the writing tip body through which the tip is rolled into reaches the axial direction, and thereby the tip edge is somewhat expanded. In the case of the well-known

gggg

um die Achse der Schreibspitze umlaufenden Rolle ausgeübt, während zugleich eine zweite, ebenfalls umlaufende Rolle an der Oberseite der Kugel an-exercised around the axis of the writing tip revolving role, while at the same time a second, likewise the rotating roller at the top of the ball

p gg , gp gg, g

werden, z. B. Zinnlegierungen, da diese eine niedrige Elastizitätsgrenze haben und nach der Festlegung derbe e.g. B. tin alloys, as these have a low elastic limit and after the determination of the

Das Verfahren der Erfindung vermeidet die oben angeführten Nachteile, indem die Kaltverformung des Schreibspitzenkörpers durch ringförmig angreifende Einschnürungskräfte in einer Ringzone bewirkt wird, welche hinter der rückseitigen Tangentialebene der Kugel liegt.The method of the invention avoids the above-mentioned disadvantages by the cold deformation of the Writing tip body is caused by constriction forces acting in a ring shape in a ring zone, which lies behind the rear tangential plane of the sphere.

Vorzugsweise wird die Einschnürungskraft durch Schlag oder Druck eines Gesenkes oder eines anderen geeigneten Werkzeuges mit einer Bohrung durchgeführt, die beim Aufsetzen auf den Schreibspitzenkörper koaxial zu diesem liegt.The constriction force is preferably applied by impact or pressure from a die or other suitable tool carried out with a hole that when placed on the writing tip body is coaxial with this.

Dieses Verfahren ist einerseits mit verhältnismäßig einfachen, sich auf der Schreibspitze selbst zentrierenden Werkzeugen ausführbar und eignet sich daher im besonderen Maß für die Massenfertigung. Trotzdem gestattet es, die erwünschte Vergrößerung des Kugelspiels in einem weiten Bereich und mit hoher Genauigkeit zu erzielen, ohne daß sich nachteilige Folgen für die Schreibspur des Kugelschreibers einstellen. Im Gegensatz zu dem obenerwähnten bekannten Verfahren beruht die gemäß der Erfindung erzielte Wirkung darauf, daß in dem Schreibspitzenkörper hinter der rückseitigen Tangentialebene der Kugel eine Einschnürung hervorgebracht und dadurch die Kugelfassung in dem erwünschten Maß erweitert wird. Dadurch ist das Verfahren auch bei Schreibspitzenkörpern anwendbar, die aus Zinnlegierungen im Spritzgußverfahren hergestellt sind oder aus einem ähnlichen Metall mit niedriger Streckgrenze bestehen.This method is on the one hand relatively simple, self-centering on the writing tip Tools can be executed and is therefore particularly suitable for mass production. Nevertheless allows the desired increase in the ball game in a wide range and with high Achieve accuracy without adversely affecting the writing trace of the ballpoint pen. In contrast to the above-mentioned known method, that is based on the invention achieved effect that in the nib body behind the rear tangential plane of the Ball produced a constriction and thereby the ball socket to the desired extent is expanded. As a result, the method can also be used with writing tip bodies made of tin alloys are manufactured by injection molding or from a similar metal with a low yield strength exist.

Es folgt nun die Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. Darin zeigt The description of exemplary embodiments with reference to the drawing now follows. In it shows

F i g. 1 einen Schnitt eines Werkzeuges zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,F i g. 1 a section of a tool for implementation of the method according to the invention,

Fig. 2 eine abgeänderte Ausbildung des Werkzeuges. Fig. 2 shows a modified design of the tool.

Gemäß Fig. 1 ist ein Gesenk 1 mit einer Bohrung 2 so auf den Schreibspitzenkörper 3 aufgesetzt, daß die Zone, in der die Mantelfläche der Bohrung 2 mit der Abschrägung 4 die sich verjüngende Außenfläche des Schreibspitzenkörpers 3 mit der Einschnürungskraft umfaßt, einen kegelmantelförmigen Streifen 5 bildet, und zwar hinter der Ebene X-X, die die Rückseite der Kugel 6 tangential berührt und senkrecht zur Achse des Spitzenkörpers 3 liegt. Das Gesenk 1 wird dann mit einer genügenden Kraft auf den Spitzenkörper 3 geschlagen oder gepreßt, um das Spiel zwischen der Kugel 6 und ihren sphärischen Sitzflächen 7 und 8 auf die gewünschte Größe zu erweitern. Andererseits braucht die Mantelfläche der Bohrung — was jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist — nicht abgeschrägt zu werden, in welchem Fall die Außenseite des Spitzenkörpers 3 nach einer Kreislinie und nicht in Form des Streifens 5 berührt wird.According to Fig. 1, a die 1 with a bore 2 is placed on the nib body 3 in such a way that the zone in which the outer surface of the bore 2 with the bevel 4 surrounds the tapering outer surface of the nib body 3 with the constriction force has a cone-shaped strip 5 forms, namely behind the plane XX, which touches the back of the ball 6 tangentially and is perpendicular to the axis of the tip body 3. The die 1 is then struck or pressed onto the tip body 3 with sufficient force to expand the play between the ball 6 and its spherical seating surfaces 7 and 8 to the desired size. On the other hand, the outer surface of the bore - which is not shown in the drawing - does not need to be beveled, in which case the outside of the tip body 3 is touched along a circular line and not in the form of the strip 5.

Soweit dies festgestellt werden konnte, führt diese Bearbeitung zu einer geringen Einschnürung des Querschnitts des Spitzenkörpers in der Berührungsebene und (als Rückwirkung) zu einer geringen Ausdehnung der Gehäusewände als Ganzes, so daß ein allgemein vergrößertes Spiel zwischen der Kugel und den Gehäusewänden erzielt wird.As far as this could be determined, this processing leads to a slight constriction of the Cross-section of the tip body in the plane of contact and (as a reaction) to a small extent the housing walls as a whole, so that there is generally increased play between the ball and the housing walls is achieved.

Das in F i g. 2 dargestellte abgewandelte Werkzeug wird vorzugsweise bei einem Spitzenkörper 3 benutzt, der einen verjüngten Teil 3 a und einen zylindrischen Teil 3 & kleinen Durchmessers aufweist. In diesem Fall hat das Gesenk 1 zweckmäßigerweise eine sich verjüngende Bohrung 9, z. B. mit einem Öffnungswinkel von 40°, welche die den Übergang zwischen der Verjüngung 3 α (von z. B. 50°) und dem zylindrischen Teil 3 b bildende Kante 10 entlang einer Kreislinie erfaßt. Wenn das Gesenk gegen den Spitzenkörper 3 gedrückt wird, bewirkt es eine Verschiebung der Kante 10 nach hinten und infolgedessen eine örtliche Verminderung des Konuswinkels des Spitzenkörpers 3, was zu der erwünschten Vergrößerung des Spiels zwischen der Kugel 6 und ihrenThe in Fig. The modified tool shown in FIG. 2 is preferably used with a tip body 3 which has a tapered part 3a and a cylindrical part 3 & 3 of small diameter. In this case, the die 1 expediently has a tapered bore 9, e.g. B. with an opening angle of 40 °, which detects the transition between the taper 3 α (z. B. 50 °) and the cylindrical part 3 b forming edge 10 along a circular line. When the die is pressed against the tip body 3, it causes a displacement of the edge 10 backwards and consequently a local reduction in the cone angle of the tip body 3, which leads to the desired increase in the clearance between the ball 6 and its

ίο Sitzflächen führt. In vielen Fällen wird die Kante 10 nicht klar begrenzt sein, sondern mehr die Form eines konvexen Bereichs zwischen der Verjüngung 3 α und dem Zylinder 3 b annehmen.ίο seats leads. In many cases, the edge 10 will not be clearly delimited, but rather assume the shape of a convex area between the taper 3 α and the cylinder 3 b.

Es hat sich herausgestellt, daß der kritischste Faktor bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Lage der Ebene quer zur Achse der Spitze ist, vor welcher sich das Metall frei bewegen kann, d. h. die Ebene, in und möglicherweise auch hinter welcher die Einschnürungskräfte auf den Spitzenkörper einwirken. Beispielsweise wird bei dem obenerwähnten Verfahren die optimale Lage dieser Ebene durch den Durchmesser der Bohrung bestimmt. Wenn die Ebene zu weit vorn liegt, d. h. vor oder in der Tangentialebene, welche an der Rückseite der Kugel quer zur Achse des Spitzenkörpers verläuft, bewirkt das Verfahren entweder keine erhebliche Vergrößerung des Kugelspiels, oder es werden Spitzenkörper hergestellt, die eine unbefriedigende oder sich verändernde Schriftspur liefern. Wenn die Ebene zu weit hinten liegt, wird entweder keine Vergrößerung des Spiels erzeugt, oder es ist eine zu große Kraft erforderlich, um ein befriedigendes Spiel zu erzeugen. Es hat sich gezeigt, daß bei Spitzenkörpern üblicher Gestalt, z.B. gemäß Fig. 1 und 2, die beste Lage für die Ebene, in welcher die Haupteinschnürungswirkung stattfindet, dann gegeben ist, wenn sie 0,85 bis 0,95 mm hinter dem Kugelmittelpunkt liegt, wenn eine Kugel von 1 mm Durchmesser benutzt wird. In den meisten Fällen ist es ratsam, die Ebene weitei nach hinten zu verlegen, wenn der Spitzendurchmesser kleiner ist, d. h., wenn die die Kugel umgebenden Wände und die Tintenzuführung einen dünneren Querschnitt haben.
Um befriedigende Ergebnisse zu erzielen, ist es wichtig, einen Spitzenkörper zu verwenden, dei wenigstens vor der Berührungsebene vollständig symmetrisch ist, d. h. derart, daß das die Gehäusewände bildende Metall symmetrisch um die Längsachse des Spitzenkörpers angeordnet ist und so eine Gehäusewand bildet, die in jeder einzelnen, quer zur Achse des Schreibspitze liegenden Ebene eine rundherum konstante Dicke hat.It has been found that the most critical factor in the method according to the invention is the position of the plane transverse to the axis of the tip, in front of which the metal can move freely, ie the plane in and possibly also behind which the constriction forces act on the tip body. For example, in the above-mentioned method, the optimal position of this plane is determined by the diameter of the bore. If the plane is too far forward, ie in front of or in the tangential plane, which runs transversely to the axis of the tip body on the back of the ball, the method either does not significantly increase the ball clearance, or tip bodies are produced that have an unsatisfactory or changing Deliver the written trace. If the level is too far back, either no enlargement of the game is produced or too great a force is required to produce a satisfactory game. It has been shown that with pointed bodies of the usual shape, for example according to FIGS. 1 and 2, the best position for the plane in which the main constriction takes place is when it is 0.85 to 0.95 mm behind the center of the sphere if a 1 mm diameter ball is used. In most cases it is advisable to move the plane further back if the tip diameter is smaller, that is, if the walls surrounding the sphere and the ink feeder have a thinner cross-section.
In order to achieve satisfactory results, it is important to use a tip body which is completely symmetrical at least in front of the plane of contact, that is, such that the metal forming the housing walls is arranged symmetrically about the longitudinal axis of the tip body and thus forms a housing wall which in each case single plane lying transversely to the axis of the nib has a constant thickness all around.

Es ist gleichermaßen wichtig, daß das Einschnürungswerkzeug mit einem solchen Maß an Symmetrie und Genauigkeit hergestellt und diese aufrechterhalten wird, daß die von diesem Werkzeug auf der Außenseite des Spitzenkörpers hervorgebrachte Eindrückung symmetrisch um die Achse senkrecht zu der letzteren in einer gleichmäßigen Tiefe liegt. DieIt is equally important that the necking tool have such a degree of symmetry and accuracy is established and maintained that that of this tool on the The indentation produced on the outside of the tip body is symmetrical about the axis perpendicular to the latter is at a uniform depth. the

So Achsen des Spitzenkörpers und des Einschnürungswerkzeuges sollten vor Einwirkung der Einschnürungskraft möglichst genau zusammenfallen. Aus diesem Grund werden derart gestaltete Einschnürungswerkzeuge bevorzugt, welche sich beim Aufsetzen auf den Spitzenkörper, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, axial selbst ausrichten.The axes of the tip body and the necking tool should be protected from the action of the necking force coincide as closely as possible. For this reason, constriction tools are designed in this way preferred, which when placed on the tip body, as in Fig. 1 and 2 shown, align axially yourself.

Zur Ausübung der Einschnürungskraft auf die Außenseite des Spitzenkörpers kann jedes andereAny other can be used to exert the constriction force on the outside of the tip body

geignete Verfahren benutzt werden, ζ. B. ein Walzoder ein Gesenkschmiedeverfahren. Jedoch wird eine Einschnürung durch Schlag bevorzugt, weil dadurch das Problem, die Einschnürungswirkung bei der Massenfertigung auf vollautomatischen Maschinen, ζ. B. den bekannten Maschinen der Drehtischbauart, konstant zu halten, wesentlich vereinfacht wird.Appropriate procedures are used, ζ. B. a rolling or a drop forging process. However, will a constriction by impact is preferred because it contributes to the problem of the constriction effect mass production on fully automatic machines, ζ. B. the well-known machines of the turntable type, to keep constant is much simplified.

Vorzugsweise werden die Bearbeitung zur Einfassung der Kugel und das Verfahren zur Vergrößerung des Spiels gemäß der Erfindung in einem Arbeitsgang durchgeführt.Preferably, the machining to enclose the sphere and the method to enlarge it performed the game according to the invention in one operation.

Falls erwünscht, kann das Verfahren gemäß der Erfindung in zwei oder mehreren Stufen durchgeführt werden. Aber im allgemeinen wird dies nicht notwendig sein.If desired, the process according to the invention can be carried out in two or more stages will. But in general this will not be necessary.

Claims

Patent claims:

1. A method for increasing the play between the writing ball inserted into its socket and held therein by flanging the tip edge and its seating surfaces in ballpoint pens, in which a tool acting on the outer surface of the writing tip is cold-deformed in an annular area, characterized in that, that the cold deformation of the nib body (3), preferably made of tin alloys by injection molding, is brought about by constriction forces acting in the form of a ring in an annular zone (5) which lies behind the rear tangential plane (XX) of the ball (6).

2. The method according to claim 1, characterized in that the constriction force by Impact or pressure of a die (1) or another suitable tool with a hole (2, 9) is carried out, which is placed on the writing tip body (3) coaxially to the latter lies.

3. Tool for performing the method according to claim 2, characterized by the training the lateral surface of the bore (2) with respect to the nib body (3), such that the zone in which the outer surface of the bore (2) the outside tapering part of the Nib body (3) detected with the constriction force, is a circle.

4. Tool for performing the method according to claim 2, characterized in that the lateral surface of the bore (2) at its end lying towards the nib body is conical at such an angle that the zone in which the lateral surface of the Bore (2) the outside tapering part of the writing tip body (3) with the constriction force detected, is a cone-shaped strip (5).

5. Tool for carrying out the method according to claim 2 with nib bodies which have a conical surface on their front part and a cylindrical surface on their rear part, characterized in that the bore (9) at a smaller angle than the cone angle on the front part of the nib body (3) is conical, so that when force is applied to the tool, the edge (10) forming the transition from the conical (3 a) to the cylindrical part (3 b) of the nib body (3) or such a convex area is shifted backwards and the cone angle at the front part of the writing tip body (3) is reduced.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2,498,009.

1 sheet of drawings