DE2012266C3 - Füllfederhalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Füllfederhalter, in dem zur Tintenspeicherung ein rohrförmiger Wickelkörper mit zur Feder hin ansteigender Kapillarität vorgesehen ist dessen spiralförmiger Kapillarspeicher von aufeinanderliegenden Wickelbahnen und zwischen ihnen angeordneten Stegen gebildet wird, deren Höhe im wesentlichen konstant ist

Bei dem bisher bekanntgewordenen Füllfederhalter der vorgenannten Art erweist es sich als Nachteil, daß beim Wickelkörper die mittlere Spalthöhe weitgehend vom Zufall abhängig ist und sich nicht auf einen optimalen Wert einstellen ließ, 30 daß aufgrund wechselnder Kapillaritäten die gespeicherte Tinte nur unvollständig und meist auch unregelmäßig abgegeben wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten Füllfederhalters der einleitend genannten Art, dessen Kapillarität auf einen vorbestimmten Wert einstellbar ist und der sich einfach und preiswert fertigen und auch einfach und sicher mit dem Schreiborgan verbinden läßt

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abstand der Stege in den Lagen des Wickelkörpers mit wachsendem Wickelkörperdurchmesser zunimmt und daß die Stege im inneren Bereich des Wickelkörpers zu diesem etwa achsparallel verlaufen und zum äußeren Bereich hin mit abnehmender Steigung schraubenförmig verlaufen. Die mittlere Spalthöhe zwischen den einzelnen Wickelbahnen sollte dabei zwischen 10 und 100, vorzugsweise zwischen 20 und 40 μ liegen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch das Vorderende eines erfindungsgemäß ausgebildeten Füllfederhalters,

F i g. 2 in einer abgebrochenen Seitenansicht das den Wickelkörper tragende Rohr in vergrößertem Maßsta-

Fig.3 bis 5 Querschnitte gemäß den Schnittlinien Uli JI, IV-IV und V-V der F i g, 2,

F i g. 6 eine Draufsicht auf den den Wickelkörper von unten abschließenden Tintenleitkörper,

F i g. 7 einen Vertikalschnitt gemäß der Schnittlinie VIIVII der F ig. 6,

Fig.8 eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Wickelbahn für den rohrförmigen Wickelkörper in stark vergrößertem Maßstabe,

Fi g. 9 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie IX-IX der Fig. 8,

Fig. 10 eine der Fig.8 ähnliche Darstellung einer anderen Ausbildung der Wickelbahn des Wickelkörpers,

F i g. 11 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Verteilung der Stege über die Länge der Wickelbahn des Wickelkörpers,

Fig. 12 einen abgebrochenen Vertikalschnitt durch das vordere Abschlußstück des erfindungsgemäßen Füllfederhalters,

Fig. 13 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie XIII-XIII der F i g. 1 im Maßstab der F i g. 12 und

Fig. 14 eine Draufsicht auf den Rohling der in Fig. 13 im Schnitt dargestellten entsprechend gekrümmten Feder.

Dei in Fig. 1 dargestellte Füllfederhalter besteht in üblicher Weise aus einem Mantelrohr 1, aus dem vorn die Schreibfeder 20 herausragt und das den Tintenspeicher 30 umschließt und auch die Tintenleitvoi richtun- gen, die den Tintenspeicher mit der Feder verbinden.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Gegenstand kann es sich auch um einen Füllfederhaltereinsatz bzw. eine Patrone handeln, die in ein besonderes Gehäuse einsetzbar ist, wie man es von Kugelschreiberminen sr, kennt. Um bei einer solchen Verwendung eine Verdrehung des Einsatzes zu verhindern, kann der Mantel 1, wie in F i g. 1 mit gestrichelten Linien angedeutet, mit Nocken oder Führungsrippen 9 versehen sein, die eine Drehung verhindern und der -10 Lagesicherung dienen.

Der Mantel 1 ist am Vorderende mit einem durchbohrten Abschlußstück 3 und am hinteren Ende mit einem durchbohrten Abschlußstück 2 verschlossen. Zwischen den beiden Abschlußstücken 2 und 3 erstreckt 4 > sich ein vorzugsweise zweiteilig ausgebildetes WickelkörpeiTohr 40, das in einem mittleren glattwandigen Teil den Kern für den Wickelkörper 30 bildet Den vorderen und hinteren Abschluß des Wickelkörpers 30 bilden zwei kegelstumpfförmige Tintenleiterkörpef 50 w und 5V, zwischen denen der Wickelkörper 30 eingespannt ist

Eine axiale Einspannkraft wird mit zwischengelegten Moosgummischeiben 15 und 15' erzeugt

Am Hinterende des oberen Abschlußstückes 2 v< befindet sich eine Ausnehmung 4 für eine Tintenpatrone 6, die an der Sitzfläche 5 flüssigkeitsdicht angeschlossen werden kann, um den der Tintenspeicherung dienenden Wickelkörper 30 nach Entleerung über die Bohrung 7 wieder aufzufüllen. Zu diesem Zweck kann am w< Hinterende des Abschlußstiickes 2 eine an sich bekannte Aufstoßvorrichtung vorgesehen sein.

Anschließend wird auf die einzelnen Bauelemente der Füllfederhalteranordnung gemäß F i g. I näher eingegangen, b.

Die F i g. 2 zeigt eine Hälfte des in F i g. I dargestellten Wickelkörperrohres 40. Die Rohrhälfte besteht jeweils aus einem glattwandigen Teil 42 und einem mit axialen Falten oder Rippen 46 versehenen Endteil 41, Der glattwandige Teil 42 dient als eigentlicher Wickelkern für den Wickelkörper 30, während cüe Rohrteile 41 mit den axialen Falten 46 der Lagesicherung und der Befestigung in den Abschlußstücken 2 und 3 und auch zur Halterung der Tintenleitkörper 50 und 50' dienen. Am Übergang von den Falten 46 zur glatten Oberfläche des Teiles 42 sind die Falten in einer Länge von etwa 10 mm abgearbeitet, wodurch in der Oberfläche des Rohres 40 Fenster 43 als Belüftungs- und Füllöffnungen entstehen.

Wie die F i g. 6 und 7 zeigen, hat der Tintenleitkörper 50 und auch der aus fertigungstechnischen Gründen genauso ausgebildete Tintenleitkörper 50' eine Mittelbohrung 55, die dem Außendurchmesser des glattwandigen Rohrteiles 42 entspricht Diese Bohrung 55 ist im Grunde mit Erweiterungen 54 versehen, in die die Enden der Falten 46 an der Übergangsstelle der beiden Rohrteile 41 und 42 formschlüssig eingreifen können. Die Dimensionierung ist so getroffen, daß die vorerwähnten Fenster 43 bis in J.en Bereich der benachbarten Stirnflächen des Wickelkörpers 30 hineinreichen. Wie ein Vergleich mit der F i g. 1 zeigt, kann die Außenluft über die Bohrung des Abschlußstückes 3 und die Bohrung des Rohres 40 über die Fenster 43 die Stirnfläche des Wickelkörpers 30 erreichen. Zur allseitigen Luftversorgung der Stirnfläche des Wickelkörpers 30 enthält der Tintenleitkörper 50 drei radiale Schlitze 53, die miteinander recht Winkel bilden. In dem freien Bereich zwischen den zwei einander gegenüberliegenden Luftschlitzen 53 ist an der kegelförmigen Oberfläche des Tintenleitkörpers eine großflächige flache Ausnehmung vorgesehen, die zusammen mit der benachbarten Stirnfläche des Wickelkörpers einen kapillaren Tintenspalt 52 bildet, der vorzugsweise in Richtung zur Feder enge/ wird, d. h. in dieser Richtung eine größere Kapillarität hat Dieser keilförmige Spalt begünstigt auch die Abfuhr von Luftblasen in Richtung auf ein Fenster 43 des Rohres 40.

Wie Fig. 13 erkennen läßt, dient der untere Tintenleitkörper 50 auch noch zur Halterung und Führung der Schreibfeder 20, die so ausgebildet ist, wie es die Fig. 14 zeigt Über einen Bogenweg von etwa 180° ist der Tintenleitkörper 50 geringfügig abgearbeitet, so daß gegenüber dem Mantelrohr 1 ein schmaler Spalt entsteht der der Dicke der Feder 20 entspricht. An der Feder 20 vorgesehene Laschen 23 stützen sich am Tintenleitkörper 50 ab bzw. greifen mit umgewinkelten Teilen 23 in die Luftschlitze 53 des Tintenleitkörpers 50 ein.

Die Feder 20 ist im wesentlichen so ausgebildet, wie es aus Fi g. 14 ersichtlich ist Die in einem Federspalt 22 einmündenden verdeckten Kapillaren 21 sind am oberen Ende der Feder 20 durch Abarbeitung geöffnet und grenzen in diesem Bereich an den kapillaren Tintenspalt 52 an. Luftschlitze 25 am obeien Ende der Feder 20 dienen zur Belüftung des den Wickelkörper 30 umgebenden Ringraumes innerhalb des Mantelrohres 1.

Die Fig.8 bis 10 zeigen die ausgebreitete Wickelbahn 31 des Wickelkörpers 30 in starker Vergrößerung. Aus einer glatten oder schwach aufgerauten Folienbahn ragen massive quaderförmige Nocken oder Stege 32. Dabei können die Folienbahn 31 und die Stege 32 aus verschiedenen fest miteinander verbundenen Materialien bestehen, wobei die Materialien und ihre Verbindung tintenfest und biegsam sein müssen wie z. B. Kunststoffe u.a. Polyester, Polyäthylen, ABS, Fotoresists, Siebdruckfarben oder Metalle, z. B. Aluminium,

Kupfer u. a. Die Stege 32 sind in Reihen 35 angeordnet und durch Abstände 36 unterbrochen. Die Stege 32 zwischen den einzelnen Reihen 35 sind zueinander versetzt, damit der zwischen ihnen zu liegen kommende Tintenfilm bei axialem Stoß wie durch Prallwände besser gehalten wird. Die einzelnen Stegreihen 35 bilden zusammen mit der nächstfolgenden glatten Seite der Wickelbahn 31 im Wickelkörper 30 Spalten, deren Querschnitt durch die Reihenabstände 38 bestimmt wird. Wie Fig. 10 zeigt, kann die Folienbahn 31 Löcher

37 aufweisen, die im aufgewickelten Zustand die einzelnen Wickellagen verbinden. Die Stege 32 sind z. B. 0,1 —0,2 nun breit, I mm lang und 40 Mikron hoch. Die Abstände 36 sind etwa gleich denen der Reihenabslände 38.

Der Verlauf der Stegreihen 35 auf der gesamten ausgebreiteten Wickelbahn 31 des Wickelkörpers 30 ist in Fig. Il in Übersicht angedeutet. Dabei ist aus Gründen einer klaren Beschreibung der rhortihnsförmige Zuschnitt der Wickelbahn, der aus den kegelstumpfförmigen Enden des Wickelkörpers 30 folgt, nicht dargestellt. Die kürzere Rhombusseite ist dabei der Anfang 39 des Wickelkörpers 30, der auf dem zentralen Wickelrohrkörper 40 aufliegt. Das Ende 39' der Wickclbahn 31 des Wickelkörpers 30 ist die breitere 2·> Seite des Trapezes und ist nach der Aufwicklung ζ. Β. durch Klebung oder einen Klebestreifen befestigt. Die an den Rändern der Wickelbahn 31 vermerkten Zahlen al-a58 bezeichnen die Anzahl der Wickellagen beginnend mit der innersten Lage der federabgewandten Seite der Wickelbahn 31. An dem federseitigen Rand der Wickelbahn 31 ist die Anzahl der Wickellagen mit 6 1—666 bezeichnet. Der Verlauf der Stegreihe 35 in den einzelnen Lagen ist durch die gestrichelten Linienpaare zwischen federabgewandten und federseiti- J5 gern Rand angedeutet. Jedes Paar stellt den Verlauf einer Stegreihe 35 und der zehnten darauf folgenden Stegreihe 35 dar. Wie Fi g. 11 zeigt, ist der Abstand 38 zwischen den Stegreihen 35 in der innersten Wickellage am geringsten und vergrößert sich mit ansteigendem Durchmesser des Wickelkörpers 30. Ferner zeigt Fig. 11, daß der Abstand 38 der Stegreihe 35 vom federabgewandten Rand der Wickelbahn 31 zum federzugewandten Rand sich verbreitert. Da der Abstand 38 der Stege 32 am federseitigen Rand (61 — 666) größer ist als am federabgewandten Rand (3 1 — a 58), wird der Winkel α zwischen dem federseitigen Wickelbahnrand (61 — 666) und der Stegreihe 35 mit wachsender Anzahl der Windungen von 6 1 nach 666 immer spitzer. Beim Wickeln der Wickelbahn 31 zum Wickelkörper 30 um das Wickelkörperrohr 40 kommen die einzelnen Stege 32 in benachbarten Windungen nicht deckungsgleich aufeinanderzuliegen, sondern eilen im Sinne der Wickelrichtung voraus. Bei gleicher Sieghöhe wird durch den erweiterten Abstand

38 der Stege 32 bei angenähert zylinderförmigem Verlauf der Wickelbahnen 31 im Wickelkörper 30 die mittlere Spalthöhe um die Pfeilhöhe des Kreisabschnittes verringert. Eine ähnliche Verminderung tritt auch auf, wenn bei einem Vielkant die Sttge 32 der t>o aufeinanderfolgenden Bahnen gegeneinander versetzt sind. Für den Abstand 38 der Stege 32 läßt sich bei näherungsweiser Zylinderfläche in erster Näherung folgende Gesetzmäßigkeit angeben:

(Hierbei sind Ader variable Radius des Wickclkörpers 30 und die K-Faktoren Konstanten)
oder bei ausgeprägtem polygonalen Verhalten der aufeinanderfolgenden Bahnen

d = R K₇ + h(R)

f(R) isl cine mit R wachsende Funktion. Diese Funktion ist so zu wählen, daß sie am federseitigen Rand stärker ansteigt als am federabgewandten Rand. Die Funktion f(R)kann im einfachsten Fall linear sein und am oberen Rand k\ ■ Klauten. Am federseitigen Rand kann für ((R) z. B. die Funktion k₂ + k₃R gewählt werden. Nach dieser Vorschrift ist der Verlauf der Stegreihen 35 wie in tr■ η it x4<»v"T£«i£ijf "c

erreicht wurde, daß bei gleicher Steghöhe die mittlere Spalthöhe sowohl mit wachsendem Radius als auch in axialer Richtung zur Federseite hin abnimmt und die Kapillarität ansteigt.

Der erfindungsgemäße Füllfederhalter arbeitet wie folgt: Durch benetzende Berührung des Tintenfadens mit der Schreibunterlage an der Federspitze 24 wird die Tinte aus dem Federspalt 22 gezogen. Dieser wird durch die einfindenden Zuführungskapillaren 21 in der Feder 20 gespeist. Die Federzuführungskapillaren 21 entnehmen Tinte aus dem keilförmigen Spalt 52 des Tintenleitkörpers 50. Dieser ist mil sämtlichen Wickellagen des Wickelkörpers 30 verbunden. Etwa vorhandene Luft kann sowohl durch die Fenster 43 des Wickelrohres 40 wie durch die Federausschnitte 25 in den peripheren zylinderförmigen Luftkanal 1 zwischen Mantelrohr 1 und Wickelkörper entweichen. Der periphere Luftkanal ist durch die Luftschlitze 53 des federabgewandten Tintenleitkörpers 50 und die dazugehörigen Fenster 43 mit der Außenluft verbunden.

Der Vollständigkeit halber soll noch erwähnt werden, daß der erfindungsgemäß ausgebildete Kapillartintenspeicher über das Wickelkörperrohr 40 sowohl von der Vorderseite wie auch von der Rückseite gespeist bzw. nachgefüllt werden kann. Je nach der Lage des Halters und des Tintenvorrais kann die Tintenzufuhr durch Aufsaugen oder Eingießen erfolgen. Verwendet man, wie in F i g. 1 strichpunktiert angedeutet, Tintenpatronen, können diese mit den üblichen vorbekannten Mitteln geöffnet bzw. angestochen werden, wobei es gleichgültig ist, ob sich die Aufstechorgane unmittelbar am Wickelkörperrohr oder auch in anderen Halt« niilen befinden. Eine Patronenaufstechvorrichtung kann gegebenenfalls auch so ausgebildet sein, daß neben der Tintenauslauföffnung noch eine zweite Öffnung, beispielsweise im Patronenboden, erzeugt wird, über welche Luft in die Patrone dringen kann. Der Tintenzufluß zum Kapillarkörper erfolgt in allen Fällen über die Fensteröffnungen 43 des Wickelkörperrohres 40, neben denen — wie ebenfalls in F i g. 1 angedeutet — ein Verschlußkörper vorgesehen sein kann, der einen glatten Durchlauf durch des Rohr 40 verhindert

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Füllfederhalter, in dem zur Tintenspeicherung ein rohrförmigen Wickelkörper mit zur Feder hin ansteigender Kapillarität vorgesehen ist, dessen spiralförmiger Kapillarspeicher von aufeinanderliegenden Wickelbahnen und zwischen ihnen angeordneten Stegen gebildet wird, deren Höhe im wesentlichen konstant ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Stege (32) in den Lagen des Wickelkörpers (30) mit wachsendem Wickelkörperdurchmesser zunimmt und daß die Stege (32) im inneren Bereich des Wickelkörpers (30) zu diesem etwa achsparallel und zum äußeren is Bereich hin mit abnehmender Steigung schraubenförmig verlaufen (F i g. 11).

2. Füllfederhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Spalthöhe zwischen den Wickelbahnen 10—100 μ, vorzugsweise 20-40 μ be Wägt

3. Füllfederhalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Stegabstand zu Steghöhe im inneren Bereich des Wickelkörpers (30) an dem vom Schreiborgan (20) abgewandten Rand etwa 5:1 und am gegenüberliegenden Rand 8:1, im äußeren Bereich dagfgen 8 :1 bzw. 18:1 beträgt

4. Füllfederhalter nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (32) stehengebliebene x> Teile eines auf die Wickelbahn (31) aufgetragenen fotosensitive.'; Lackes sind.

5. Füllfederhalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (32) fester Bestandteil einer einseitig geprägten WickelHjihn (31) sind.

6. Füllfederhalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (33) des Wickelkörpers (30) belüftet sind.

7. Füllfederhalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkörper (30) an seiner « inneren und/oder äußeren zylindrischen Mantelfläche (34) belüftet ist

8. Füllfederhalter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die federseitige Stirnfläche (33) des Wickelkörpers (30) im wesentlichen kegel- « stumpfförmig eingezogen ist

9. Füllfederhalter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkörper (30) auf einem der Belüftung und/oder Tintenfüllung dienenden Wickelkörperrohr (40) angeordnet ist 5«

10. Füllfederhalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelkörperrohr (40) im Bereich der Wickelkörperstirnflächen (33) mit Belüftungsfenstern (43) durchbrochen ist

11. Füllfederhalter nach Anspruch 9 und 10, » dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster (43) abgearbeitete, außerhalb des Wickelkörpers (30) am Wickelkörperrohr (40) ausgebildete axiale Falten (41) sind, die der Lagesicherung und Ausrichtung von Wickelkörper (30) und Tintenleitkörper (50) dienen. ^f'°

12. Füllfederhalter nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die federseitige Stirnfläche (33) des Wickelkörpers (30) mit einem Tintenleitkörper (Sl) abgedeckt ist, der gegenüber der Stirnfläche (33) Luftkanäle (53) und "> Tintenkapillaren bildet, die die einzelnen Wickellagen miteinander verbunden.

13. Füllfederhalter nach Anspruch 12, dadurch

gekennzeichnet, daß die Tintenkapillare ein kegelmantelförmiger Spalt (52) ist, dessen Kapillarität zur Feder (20) hin ansteigt

14. Füllfederhalter nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkörper (30) zwischen zwei Tintenleitkörpern (50) federnd eingespannt ist

15. Füllfederhalter nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zur federnden Einspannung verwendeten Federelemente \15) aus Schaumkunststoff bestehen.

16. Füllfederhalter nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet daß die freien Enden (47) des Wickelkörperrohres (40) als Speiseleitung für den Wickelkörper (30) und/oder als Anschlußleitung an eine Tintenpatrone (6) ausgebildet sind.

17. Füllfederhalter nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein freies Ende (47) des Wickelkörperrohres (40) als Aufstoßdorn für die Stirnfläche einer Tintenpatrone (6) ausgebildet ist

18. Füllfederhalter nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der federseitige Tintenleitkörper (51) als Führung und Halterung für das Schreiborgan (20) ausgebildet ist