DE1261776B

DE1261776B - Writing ball for ballpoint pen

Info

Publication number: DE1261776B
Application number: DEP18928A
Authority: DE
Inventors: Francis John Meinhardt; Robert Cowan Shuman
Original assignee: Parker Pen Co
Current assignee: Parker Pen Co
Priority date: 1957-04-29
Filing date: 1957-07-17
Publication date: 1968-02-22
Also published as: US3303825A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

B 43 kB 43 k

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

Nummer: 1261776Number: 1261776

Aktenzeichen: P 18928 VII b/70 bFile number: P 18928 VII b / 70 b

Anmeldetag: 17. Juli 1957Filing date: July 17, 1957

Auslegetag: 22. Februar 1968Open date: February 22, 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schreibkugel für einen Kugelschreiber. Es ist allgemein bekannt, Schreibspitzen, z. B. als Schreibröhrchen von Füllfederhaltern, aus verdichteten, gesinterten Teilchen aus Hartmetallen, wie Wolframkarbid, Nickel oder Kobalt, herzustellen. Auch sind Schreibkugeln mit sphärisch gekrümmten Kugelabschnitten bekannt, die durch unregelmäßige, als Speicher für die Schreibflüssigkeit dienende Vertiefungen unterbrochen sind. Diese Vertiefungen, die nachträglich auf die Oberfläche der aus homogenem Material bestehenden Kugel z. B. mechanisch durch Aufrauhen, elektrolytisch oder chemisch aufgebracht werden, haben eine verhältnismäßig geringe Speicherfähigkeit für die Schreibflüssigkeit, da die Benetzbarkeit der Vertiefungen nicht größer ist als die der Oberfläche und die Vertiefungen auch nicht porös sind. Eine große Speicherfähigkeit der Schreibkugel erfordert somit einen hohen Anteil von Vertiefungen an der gesamten Oberfläche der Schreibkugel. Der hohe Anteil von Vertiefungen in der bisher aufgebrachten Art verursacht jedoch eine vorzeitige Abnutzung der Schreibkugel, deren Lebensdauer somit gering ist.The invention relates to a writing ball for a ballpoint pen. It is generally known, Writing tips, e.g. B. as writing tubes of fountain pens, made of compacted, sintered particles from hard metals such as tungsten carbide, nickel or cobalt. Writing balls are also included spherically curved spherical sections known by irregular, as a storage for the writing fluid serving wells are interrupted. These indentations, which are subsequently applied to the surface the ball made of homogeneous material z. B. mechanically by roughening, electrolytically or are applied chemically, have a relatively low storage capacity for the Writing fluid, since the wettability of the indentations is not greater than that of the surface and the wells are also not porous. A large storage capacity of the writing ball thus requires a high proportion of depressions on the entire surface of the writing ball. The high proportion of However, depressions of the type previously applied cause the writing ball to wear out prematurely, their service life is therefore short.

Die allgemein bekannten Schreibkugeln für Kugelschreiber haben zwar eine große Lebensdauer auf Grund ihrer verhältnismäßig glatten Oberfläche. Sie neigen jedoch zum Rutschen auf glatten oder fettigen Schreibflächen, da auf solchen Schreibflächen die Reibung zwischen Kugel und Schreibfläche häufig kleiner als die Reibung zwischen der Schreibkugel und ihrem Sitz ist. Andererseits wirkt sich eine hohe Reibung zwischen der Schreibkugel und ihrem Sitz nachteilig auf die Lebensdauer der Schreibkugel aus. Weiterhin erzeugt eine glatte Schreibkugel wegen der fehlenden Speicherfähigkeit für Schreibflüssigkeit oder Tinte als Schreibspur eine Schmierspur, und keine »gedruckte« Spur aus dicht beieinanderliegenden Punkten, die gleichmäßig verläuft und die im Gegensatz zur Schmierspur keine Neigung zur Tröpfchenbildung zeigt. Ferner sind die bekannten Schreibkugeln so ausgebildet, daß sie bei längerem Gebrauch die ihnen bei der Bearbeitung erteilte sphärische Form nicht beibehalten und Abflachungen entwickeln. Dem Erfindungsgegenstand liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine auf glattem Papier nicht rutschende, eine gedruckte Schreibspur erzeugende Schreibkugel aus verdichteten, gesinterten Teilen aus Hartmetallen, wie Wolframkarbid, Nickel oder Kobalt, mit sphärisch gekrümmten, durch unregelmäßige Vertiefungen als Speicher für die Schreibflüssigkeit unterbrochenen Kugelabschnitten zu schaffen, die eine hohe Lebensdauer aufweist.The well-known writing balls for ballpoint pens have a long service life Because of their relatively smooth surface. However, they tend to slide on slippery or greasy ones Writing surfaces, since the friction between the ball and writing surface is often less on such writing surfaces than the friction between the writing ball and its seat. On the other hand, there is a high level of friction between the writing ball and its seat has a detrimental effect on the service life of the writing ball. Farther creates a smooth writing ball because of the lack of storage capacity for writing fluid or ink as Writing trace a smear trace, and not a "printed" trace of closely spaced dots, the runs evenly and, in contrast to the smear mark, has no tendency to form droplets shows. Furthermore, the known writing balls are designed so that they are in prolonged use Do not maintain the spherical shape imparted during machining and develop flats. The subject of the invention is therefore based on the object of a writing ball that does not slip on smooth paper and produces a printed trace of compacted, sintered parts made of hard metals such as tungsten carbide, nickel or cobalt with spherically curved, interrupted by irregular depressions as storage for the writing fluid To create spherical sections that have a long service life.

Schreibkugel für KugelschreiberWriting ball for pens

Anmelder:Applicant:

The Parker Pen Company, Janesville, Wis.The Parker Pen Company, Janesville, Wis.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. K. BoehmertDr.-Ing. K. Boehmert

und Dipl.-Ing. A. Boehmert, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. A. Boehmert, patent attorneys,

2800 Bremen, Feldstr. 242800 Bremen, Feldstr. 24

Als Erfinder benannt:
Robert Cowan Shuman, Janesville, Wis.;
Francis John Meinhardt, Edgerton, Wis.
(V. St. A.)Named as inventor:
Robert Cowan Shuman, Janesville, Wis .;
Francis John Meinhardt, Edgerton, Wis.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 29. April 1957 (655 623)V. St. v. America April 29, 1957 (655 623)

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit Nickel bzw. Kobalt überzogenen Wolframkarbidteilchen einen durchschnittlichen Durchmesser von höchstens 5 Mikron aufweisen und daß die Summe der Flächen der Kugelabschnitte derThis object is achieved according to the invention in that those coated with nickel or cobalt Tungsten carbide particles have an average diameter of 5 microns or less, and that the sum of the areas of the spherical sections of the

überzogenen Wolframkarbidteilchen mehr als 40% der gesamten gedachten Kugelfläche beträgt.coated tungsten carbide particles is more than 40% of the total imaginary spherical area.

An der Oberfläche der Schreibkugel gemäß der Erfindung werden die zwischen den Wolframkarbidteilchen vorhandenen Vertiefungen oder Einschnitte von dem als Überzugsmaterial dienenden Nickel bzw. Kobalt gebildet, das durch die Tinte stärker benetzt wird als die von den Vertiefungen umgebenden sphärischen Abschnitte der die Kugeloberfläche bildenden Wolframkarbidteilchen, von denen beim Schleifen der Schreibkugel das Uberzugsmaterial entfernt ist. Durch die bessere Benetzbarkeit des Nickel bzw. Kobalt der Vertiefungen wird die Speicherfähigkeit der Schreibkugel erhöht und einer Tröpfchenbildung vorgebeugt. Die geringe Größe der Wolframkarbidteilchen bewirkt, daß die zwischen den eng aneinanderliegenden Teilchen vorhandenen Vertiefungen nicht so groß sind, daß beim Verschleiß der Schreibkugel Abflachungen auftreten können. In dem mehr als 40 % der gedachten Oberfläche der Schreibkugel von den auf Grund der kleinen Teil; chengröße weitgehend gleichmäßig verteilten, im folgenden auch als »Hochebenen« bezeichnetenOn the surface of the writing ball according to the invention, those between the tungsten carbide particles existing recesses or incisions from the nickel or Cobalt is formed, which is more strongly wetted by the ink than the surrounding depressions spherical sections of the tungsten carbide particles forming the spherical surface, of which at Grinding the writing ball, the coating material is removed. Due to the better wettability of the nickel or cobalt of the depressions, the storage capacity of the writing ball is increased and the formation of droplets bent forward. The small size of the tungsten carbide particles causes the between the closely spaced particles present depressions are not so large that when worn flattening of the writing ball can occur. In which more than 40% of the imaginary surface of the Writing ball of the due to the small part; size largely evenly distributed, im the following are also referred to as "plateaus"

809 509/77809 509/77

3 43 4

Kugelflächenabschnitte gebildet sind, wird der Ver- gert beispielsweise ein plötzlicher Temperaturanstieg schleiß von Schreibkugel und Sitz niedrig gehalten. zwischen der Schreibkugel und einer Stelle des Kugel-Die neue Schreibkugel weist überdies eine äußerst sitzes die Viskosität der Tinte an der betroffenenSpherical surface sections are formed, the ferment will, for example, a sudden rise in temperature wear of the pen and seat kept low. between the writing ball and a point of the ball die The new writing ball also has an extremely good fit the viscosity of the ink on the affected one

gute Rutschfestigkeit auf. Stelle, so daß die Tinte reichlicher austritt. Bei einergood slip resistance. Place so that the ink comes out more abundantly. At a

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des 5 Schreibkugel, bei der die Hohlräume vorherrschen,In the drawing is an embodiment of the 5 writing ball, in which the cavities predominate,

Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt wird die durch den Temperaturanstieg bewirkte Aus-Subject of the invention shown. It shows the effect caused by the rise in temperature

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Schreibkugel und dehnung der Tinte durch die Porosität der Schreib-F i g. 1 a side view of a writing ball and expansion of the ink through the porosity of the writing

des Kugelsitzes teilweise im Schnitt, kugel teilweise ausgeglichen.of the ball seat partially in section, ball partially balanced.

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Drauf- Die Schreibkugel gemäß der Erfindung wird vorsieht auf einen Teil der Kugeloberfläche in stark ver- io zugsweise durch bekannte Verfahren der Pulvergrößertem Maßstab, · metallurgie hergestellt. Die Schreibkugel besteht aus F i g. 3 einen schematischen Schnitt durch einen mit Nickel oder Kobalt überzogenen Teilchen von Teil der Schreibkugel in stark vergrößertem Maßstab, Wolframkarbid. Diese Teilchen sind zu einer zusam-F i g. 4 die Fähigkeit der Schreibkugel auf glatten menhängenden Masse komprimiert und dann gesin-Flächen zu schreiben in Abhängigkeit von dem An- 15 tert. Das Ergebnis ist eine durch und durch poröse teil der »Hochebenen« in Prozent, Masse mit Zwischenräumen zwischen den Teilchen. F i g. 5 die Abnutzung des Kugelsitzes in Ab- Die Schreibkugel wird dann zu einer genauen Kugelhängigkeit von dem Anteil der »Hochebenen« in form geschliffen. Diese Bearbeitung durch Schleifen Prozent. ergibt nicht nur eine Hochglanzpolitur der Hoch-F i g. 1 zeigt ein Gehäuse 6 für eine Schreibkugel, 20 ebenen und eine genaue Kugelform des fertigen Erwelches einen durchgehenden Tintenzuführangs- Zeugnisses, sondern sie entfernt auch den Überzug kanal 7 aufweist, der sich zu dem Kugelsitz 8 erwei- von den die Kugeloberfläche bildenden Hochebenen, tert. Der Kugelsitz 8 ist mit Tintenzuführungsnuten 8' Durch geeignete Wahl der Größe der Teilchen wird versehen. Das Gehäuse 6 hat vorn einen Lippenteil 9, eine äußerst vorteilhafte Porosität und Oberflächenweicher zusammen mit dem Kugelsitz 8 die Schreib- 25 struktur der Schreibkugel erzielt. Die Hochebenen kugel 10 hält. bestehen dabei im wesentlichen aus Wolframkarbid, Die Schreibkugel 10 hat eine sehr feine und gleich- welches durch die Tinte weniger benetzt wird als der mäßig gemusterte Oberfläche, deren Ausbildung we- Nickel- oder Kobaltüberzug, aus dem die zwischen sentlich ist. Sie enthält eine Reihe von scharf be- den Hochebenen gebildeten Vertiefungen bestehen, grenzten »Hochebenen«, zwischen denen sich kanal- 30 Diese besondere Anordnung an der Oberfläche der artige Vertiefungen befinden, die im folgenden auch Schreibkugel beseitigt die Tröpfchenbildung ganz als Hohlräume oder Kanäle bezeichnet werden. oder setzt sie wesentlich herab.F i g. Figure 2 is a schematic representation of a top view. The writing ball according to the invention is provided on a part of the spherical surface in greatly reduced powder size, preferably by known methods Scale, metallurgy made. The writing ball consists of F i g. 3 is a schematic section through a nickel or cobalt coated particle of FIG Part of the writing ball on a greatly enlarged scale, tungsten carbide. These particles are combined into one i g. 4 the ability of the writing ball to be compressed on smooth quantity-dependent mass and then gesin-surfaces to be written depending on the ante. The result is a thoroughly porous one part of the "plateaus" in percent, mass with spaces between the particles. F i g. 5 the wear and tear of the ball seat in the The writing ball then becomes an exact ball-dependency honed in shape by the proportion of the "plateaus". This machining by grinding Percent. not only results in a high-gloss polish of the high-fi g. 1 shows a housing 6 for a writing ball, 20 planar and a precise spherical shape of the finished adult a continuous ink delivery certificate, it also removes the coating has channel 7, which widens to the ball seat 8 from the plateaus forming the spherical surface, tert. The ball seat 8 is provided with ink supply grooves 8 'by appropriately choosing the size of the particles Mistake. The housing 6 has a lip part 9 at the front, an extremely advantageous porosity and surface softer, together with the ball seat 8, the writing structure of the writing ball achieved. The plateaus ball 10 holds. consist essentially of tungsten carbide, the writing ball 10 has a very fine and regardless of which is less wetted by the ink than the moderately patterned surface, the formation of which we- nickel or cobalt coating, from which the between is essential. It contains a series of depressions sharply formed by the plateaus, bordered »plateaus«, between which canal 30 This particular arrangement on the surface of the like depressions are located, the writing ball in the following also eliminates the droplet formation completely referred to as cavities or channels. or significantly diminishes it.

Aus F i g. 2 und 3 geht die Feinstruktur der Eine derartige Schreibkugel besteht aus einem Ma-From Fig. 2 and 3 is the fine structure of the

Schreibkugel hervor. Jedes der Teilchen 11, die zu- terial, das härter ist als jeder der Bestandteile der in sammengesintert werden und in ihrer Gesamtheit die 35 Frage kommenden Schreibfläche. Für Schreibflächen Masse der Schreibkugel ausmachen, besteht aus aus Papier bedeutet dies im allgemeinen, daß die einem inneren Kern lla und einem äußeren Überzug Schreibkugel härter ist als Quarz bzw. Silizium-11 b. Die Teilchen 11 schließen Hohlräume 12 dioxyd, da dies die hauptsächlichen Bestandteile der zwischen sich ein. Die äußeren, polierten Oberflächen Tonerden sind, mit denen die Papiere geschichtet der Hochebenen der Kugeloberfläche setzen sich zu- 4° werden. Es ist wesentlich, daß die Schreibkugel härter sammen aus der Fläche lla', als der Oberfläche des ist als die Bestandteile des Papiers, so daß die Kaninneren Kerns 11 α aus Wolframkarbid und der diese ten der Hochebenen erhalten bleiben und sich nicht Flächella' umgebenden Fläche life' als der Ober- durch Abschleifen verändern.Writing ball. Each of the particles 11, the material, that is harder than each of the components that are sintered together and, in their entirety, the writing surface that comes into question. For writing surfaces make up the mass of the writing ball, if it consists of paper, this generally means that the writing ball, which has an inner core 11a and an outer coating, is harder than quartz or silicon 11b. The particles 11 enclose cavities 12 dioxide, since this is the main constituent of the between them. The outer, polished surfaces are clays, with which the papers are layered the plateaus of the spherical surface are set to-4 °. It is essential that the writing ball is harder together from the surface 11a 'than the surface of the paper, so that the inner core 11a made of tungsten carbide and the surface surrounding these plateaus are not retained life 'than the top- change by sanding.

fläche der Kante des Überzuges 11 b aus Nickel bzw. Die ganze (gedachte oder scheinbare) Oberflächearea of the edge of the coating 11 b made of nickel or the whole (imaginary or apparent) surface

Kobalt. 45 der Schreibkugel besteht aus der Summe der Einzel-Cobalt. 45 of the writing ball consists of the sum of the individual

Wie sowohl aus Fig. 2 als auch aus Fig. 3 zu flächen aller Hochebenen plus der Summe der auf die ersehen, sind die Hohlräume 12 in jeder Richtung, Kugeloberfläche bezogenen Flächen der Vertiefungen sowohl über die Oberfläche der Schreibkugel hin als zwischen den Hochebenen. Die Fähigkeit einer geauch durch die Schreibkugel hindurch, miteinander musterten Schreibkugel, auf einer glatten Fläche zu verbunden. Der Vorteil einer solchen Struktur liegt 50 schreiben, ist im wesentlichen von dem Verhältnis darin, daß eine plötzliche Umkehrung der Schreib- der Gesamtfläche der Hochebenen zur scheinbaren richtung keine Unterbrechung der Schreiblinie ergibt, Gesamtfläche der Vertiefungen abhängig. Fig. 4 da die Zwischenräume oder Kanäle frische Tinte an zeigt eine Kurve, die diese Abhängigkeit veranschaudiejenigen Stellen der Schreibkugel heranführen, die licht. Auf die Abzisse ist der Anteil der Hochebenen mit dem Papier in Berührung stehen, obwohl die 55 in Prozent an der Gesamtoberfläche der Schreibkugel Schreibkugel sich nicht in entgegengesetzter Richtung und auf der Ordinate die Fähigkeit der Schreibkugel, an der Tintenzuführung vorbeigedreht hat. Ferner auf platten Flächen zu schreiben, aufgetragen. Für wirken die Hohlräume oder Kanäle als kapillare Vor- einen Anteil der Hochebenen von 50 % der Kugelratsräume, die die Tinte unterhalb der Oberfläche oberflächen oder weniger ist die Fähigkeit der Kugel, der Schreibkugel speichern und nur dann abgeben, 60 auf glatten Flächen zu schreiben, am größten und wenn die Schreibkugel mit einer Fläche von feinerer ändert sich nicht mit dem Anteil der Hochebenen. Kapillarität in Berührung kommt, beispielsweise mit Zwischen 50 und 60% dagegen hat die Kurve einen den feinen Poren des Schreibpapiers. Die genannte scharfen Knick; wenn der Anteil der Hochebenen Struktur und die kontinuierliche Verbindung der weiter ansteigt, nimmt die Fähigkeit der Schreibkugel, Tintenkanäle ergibt ferner eine Schmierung, die bei 65 auf glatten Flächen zu schreiben, außerordentlich einem plötzlichen, durch Reibung hervorgerufenen schnell ab. Bei etwa 80% hat die Kurve wieder einen Temperaturanstieg zur Geltung kommt. Bei Be- scharfen Knick, so daß über diesen Wert hinaus die nutzung der bisher bekannten Schreibkugeln verrin- Fähigkeit der Schreibkugel, auf glatten Flächen zuAs from Fig. 2 as well as from Fig. 3 to areas of all plateaus plus the sum of the As can be seen, the cavities 12 are spherical surface-related surfaces of the depressions in each direction both over the surface of the writing ball and between the plateaus. The ability of one too through the writing ball, scribbling together on a smooth surface tied together. The advantage of such a structure is 50 write, is essentially of the ratio in the fact that a sudden reversal of the writing of the total area of the plateaus to the apparent direction does not result in an interruption of the writing line, depending on the total area of the depressions. Fig. 4 as the spaces or channels show fresh ink, a curve showing this dependency looks at those Bring the writing ball closer to the light. On the abscissa is the proportion of the plateaus are in contact with the paper, although the 55 percent of the total surface of the writing ball Writing ball does not move in the opposite direction and on the ordinate the ability of the writing ball, has rotated past the ink feeder. Also to write on flat surfaces, applied. For the cavities or channels act as capillary fronts a proportion of the plateaus of 50% of the spherical storage rooms, the surface of the ink below the surface or less is the ability of the ball to save the writing ball and only then hand over to write 60 on smooth surfaces, the largest and most if the writing ball with a surface of finer does not change with the proportion of plateaus. Capillarity comes into contact, for example with between 50 and 60% on the other hand, the curve has a the fine pores of the writing paper. The said sharp kink; if the proportion of plateaus Structure and the continuous connection, which continues to increase, decreases the ability of the writing ball to Ink channels also results in a lubrication that can write on smooth surfaces at 65, extraordinary a sudden friction caused quickly. At around 80% the curve has one more Temperature rise comes into play. When sharpened, a kink so that beyond this value the Use of the previously known writing balls reduces the ability of the writing ball to work on smooth surfaces

schreiben, am geringsten ist und sich weiterhin nicht mehr mit steigendem Anteil der Hochebenen ändert. Wie aus den F i g. 4 und 5 hervorgeht, ist der Anteil der Hochebenen äußerst wichtig. Bei Anteilen über 6O°/o beeinflussen bereits geringe Änderungen des Anteiles der Hochebenen die Fähigkeit der Schreibkugel, auf glatten Flächen zu schreiben, sehr stark. Ein Anteil der Hochebenen von 7O°/o oder weniger gewährleistet eine gute Fähigkeit der Schreibkugel, auf glatten Flächen zu schreiben, während bei Anteilen über 70% diese Fähigkeit sehr stark abzunehmen beginnt. Der prozentuale Anteil der Hochebenen sollte daher weniger als 70% der scheinbaren Gesamtoberfläche der Schreibkugel betragen.write is the least and continues not more changes with the increasing proportion of plateaus. As shown in FIGS. 4 and 5 is the proportion of the plateaus extremely important. At proportions above 60%, even small changes in the As a proportion of the plateaus, the writing ball's ability to write on smooth surfaces is very strong. A proportion of the plateaus of 70 per cent or less ensures that the writing ball has a good ability to to write on smooth surfaces, while with proportions over 70% this ability decreases very sharply begins. The percentage of plateaus should therefore be less than 70% of the apparent Total surface of the writing ball.

Weiterhin steht die Größe der Abnutzung des Kugelsitzes in einem funktioneilen Zusammenhang mit dem Anteil der Hochebenen an der Gesamtoberfläche der Schreibkugel. Für eine gegebene Härte des Kugelsitzes hat dieser Anteil einen kritischen Wert, bei dessen Unterschreiten um einen geringen Betrag die Abnutzung bis zu gänzlich untragbaren Werten ansteigt, während oberhalb des kritischen Wertes jedoch die Abnutzung vernachlässigkar klein ist und sich nicht nennenswert mit dem Anteil der Hochbenen ändert. F i g. 5 erläutert diese Abhängigkeit, wobei die Abnutzung durch die Größe des Zurückweichens der Schreibkugel nach einer bestimmten Schreibzeit bestimmt wurde. Diese Kurve ist das Ergebnis von Versuchen mit einer Schreibkugel aus Wolframkarbid, die in einem Bronzesitz gelagert war. Die Kurve hat bei einem Anteil der Hochebenen von etwa 40% einen sehr scharfen Knick. Bei Anteilen über 40% ist die Abnutzung sehr gering und vernachlässigbar klein. Bei Anteilen unter 40% jedoch nimmt die Abnutzung sehr stark mit dem Anteil zu. Bei Verwendung härterer Materialien für den Kugelsitz liegt der kritische Punkt (der scharfe Knick der Kurve) bei Werten, die kleiner sind als 40%. Bei einem Kugelsitz aus einem sehr harten Material kann er bis auf etwa 10% sinken.Furthermore, the size of the wear on the ball seat is functionally related with the proportion of plateaus in the total surface of the writing ball. For a given hardness of the Ball seat, this portion has a critical value, if it falls below this by a small amount the wear increases to completely intolerable values, while above the critical value however the wear and tear is negligibly small and does not vary significantly with the proportion of the high levels changes. F i g. Fig. 5 explains this dependency, with the wear being caused by the size of the receding the writing ball was determined after a certain writing time. This curve is the result of experiments with a writing ball made of tungsten carbide, which was stored in a bronze seat. The curve has a very sharp kink with a proportion of plateaus of around 40%. With shares Above 40% the wear is very low and negligibly small. However, for shares below 40% the wear increases very strongly with the proportion. When using harder materials for the ball seat the critical point (the sharp kink of the curve) is at values that are less than 40%. at a ball seat made of a very hard material, it can drop to about 10%.

Aus F i g. 4 und 5 geht hervor, daß bei einer guten Fähigkeit der Schreibkugel, auf glatten Flächen zu schreiben und bei gleichzeitig vernachlässigbar kleiner Abnutzung des Kugelsitzes der Anteil der Hochebenen zwischen 10 und 70% liegen muß. Bei den zur Zeit vorzugsweise verwendeten Stoffen für den Kugelsitz, insbesondere Bronze oder ähnlichen Stoffen von etwa der gleichen Härte, muß der kritische Bereich des Anteiles der Hochebenen zwischen etwa 40 und 70% liegen.From Fig. 4 and 5 it can be seen that with a good ability of the writing ball to work on smooth surfaces write and with negligible wear of the ball seat at the same time, the proportion of plateaus must be between 10 and 70%. Both currently preferred materials for the ball seat, especially bronze or similar materials of about the same hardness, the critical area of the proportion of the plateaus must be between about 40 and 70% lie.

Um beste Ergebnisse zu erzielen, muß die Größe der Fläche der einzelnen Hochebenen, 11 d plus 11 b', ebenfalls innerhalb bestimmter Grenzen liegen.For best results, the size of the area of the individual plateaus, 11d plus 11b ', must also be within certain limits.

Die Fläche der einzelnen Hochebenen kann zwischen 1 und 100 Quadratmikron schwanken; der Durchschnittswert liegt bei etwa 25 Quadratmikron.The area of the individual plateaus can vary between 1 and 100 square microns; the average value is about 25 square microns.

Wenn die Schreibkugel mittels Sinterung hergestellt wird, bestimmt die Größe der zur Herstellung der Schreibkugel verwendeten Teilchen die Größe der einzelnen Hochebenen. Um die beschriebenen vorteilhaften Größen und das richtige Verhältnis der Gesamtfläche der Hochebenen zur Gesamtfläche derIf the writing ball is made by sintering, the size of the ball determines the manufacturing process of the writing ball, particles used the size of the individual plateaus. To the described advantageous Sizes and the correct ratio of the total area of the plateaus to the total area of the

ίο Vertiefungen zu erhalten, soll die Größe der verwendeten Teilchen durchschnittlich etwa 5 Mikron oder weniger im Durchmesser betragen.ίο To get wells, the size of the ones used should be Particles average about 5 microns or less in diameter.

Die Schärfe der Kanten, die die Hochebenen begrenzen, ist ebenfalls ein entscheidender Faktor für den Eingriff der Schreibkugel mit dem Papier und die Abnutzung des Kugelsitzes. Es wurde gefunden, daß der Krümmungsradius dieser Kanten zwischen etwa ¹Zi und 1 Mikron liegen muß, um günstige Ergebnisse hinsichtlich der beiden genannten Faktoren zu erzielen. The sharpness of the edges that delimit the plateaus is also a decisive factor in the engagement of the writing ball with the paper and the wear and tear on the ball seat. It has been found that the radius of curvature of these edges must be between about ¹ zi and 1 micron in order to achieve favorable results with regard to both of the aforementioned factors.

Ferner ist die Neigung der Seitenwände oder »Abhänge« der Hochebenen ein entscheidender Faktor für den Eingriff der Schreibkugel mit dem Papier. Diese Neigung wird definiert als der Winkel, den die Oberfläche der Hochebene des Wolframkarbidteilchens mit der in das Innere der Schreibkugel verlaufenden Seitenfläche des Wolframkarbidteilchens einschließt. Optimale Werte für diesen Winkel sollten zwischen etwa 30 und 150° liegen.Furthermore, the inclination of the side walls or "slopes" of the plateaus is a decisive factor for the engagement of the writing ball with the paper. This slope is defined as the angle the Surface of the plateau of the tungsten carbide particle with that running into the interior of the writing ball Includes side surface of the tungsten carbide particle. Optimal values for this angle should be between about 30 and 150 °.

Claims

Claim:

Writing ball for a ballpoint pen made of compacted, sintered particles of hard metals, like tungsten carbide, nickel or cobalt, with spherically curved spherical sections passing through irregular depressions serving as storage for the writing fluid are interrupted, characterized in that the tungsten carbide particles coated with nickel and cobalt, respectively have an average diameter of at most 5 microns and that the Sum of the areas of the spherical sections of the coated tungsten carbide particles more than 40% of the total imaginary spherical area.

Considered publications:
German Patent Nos. 894064, 940 872, 974 966,975 050;

French Patent Nos. 945 810, 1003 947; British Patent No. 526,288;
U.S. Patent Nos. 2396058, 2666416, 2684 052,2712299.

1 sheet of drawings