DE2451610A1

DE2451610A1 - Kugelspitzenstift fuer tinte niedriger viskositaet

Info

Publication number: DE2451610A1
Application number: DE19742451610
Authority: DE
Inventors: Kenichi Usami
Original assignee: Sakura Color Products Corp
Current assignee: Sakura Color Products Corp
Priority date: 1974-03-30
Filing date: 1974-10-30
Publication date: 1975-10-02
Also published as: FR2265551A1; FR2265551B3; IT1030475B; JPS5413811B2; JPS50130527A; AU7609674A

Description

Die vorlegende Erfindung betrifft einen Kugelspitzenstift zur Verwendung mit wässriger Tinte und.ölartiger Tinte einer niedrigen Viskosität.

Mit Kugelspitzenstiften für eine Tinte niedriger Viskosität sind verschiedene Probleme im Fachgebiet entgegen getreten, infolge der niedrigen Viskosität der Tinte. Während des Schreibens neigt zum Beispiel die Tinte dazu, in der Form eines Tropfens auszufliessen, oder wenn der Stift mit der Schreibspitze nach oben herum getragen wird, läuft die Tinte au£ der Spitze

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in den Tintenvorratsbehälter, was ihn nicht mehr bereit zum Schreiben macht, wenn er anschliessend verwendet wird.

Herkömmliche Füllfederhalter enthalten eine Spitzenstütze oder eine Zufuhr, die mit einer Anzahl von Tintenkanälen ausgebildet ist, derart, dass die Oberflächenspannung die zwischen der Kanalwand und der Tinte wirkt, die Tinte zurückhält, um die Tinte am übermässigen Ausfluss der Tinte und Rückfluss von Tinte in den Vorratsbehälter zu hindern. Der Kugelspitzenstift ist jedoch nicht ausgebildet, eine solche tintenhaltende Konstruktion zu enthalten. Der Kugelspitzenstift muss deshalb mit einer Tintenzufuhranordnung entsprechend der Spi,fczenstütze des Füllfederhalters ausgerüstet sein, um die Tinte wirksam zurück zu halten, wenn der Stift nicht in Anwendung ist, und die Tinte während des Schreibens zur Schreibspitze bei einer geeigneten Geschwindigkeit ohne Unterbrechung zuzuführen. Sonst würde es unmöglich sein einen Kugelspitzenstift für eine Tinte niedriger Viskosität vorzusehen, welcher voll betriebsfähig ist. Keiner der herkömmlichen Kugelspitzenstifte für Tinten niedriger Viskosität ist zufriedenstellend in der Leistung, da sie nicht mit einer Tintenzufuhrsiruktur ausgerüstet sind, welche die oben beschriebenen Probleme überwunden hat.

Bisher wird _a£_s eine Tintenzufuhranordnung in dieser Art von Kugelspitzenstiften für Tinten niedriger Viskosität ein Stab

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aus einem Bündel von Fasern verwendet, die mit Harz zusammen gebunden sind oder ein Stab aus gesinterten Metall , der zwischen den Tintenvorratsbehälter und der Kugel in der Spitze angeordnet fet, so dass die Tinte durch die Kapillarwirkung und die Oberflächenspannung zugeführt oder gehalten wird, die durch die inneren sehr- kleinen Räume des Stabes gegeben sind. Die sehr kleinen Tintendurchgänge in dem Stab aus Faserbündel oder gesinterten Metall sind jedoch nicht gleichmässig und nicht immer kontinuierlich oder nicht linear, selbst wenn sie kontinuierlich sind,mit dem Ergehnis, dass die Tinte nicht notwendigerweise von der Schreibspitze glatt bei einer konstanten Geschwindigkeit ausgesogen wird. Speziell wenn bei einer hohen Geschwindigkeit oder kontinuöflrlich geschrieben wird, kann die Zufuhr von Tinte nicht mit dem Verbrauch von Tinte schritthalten und versagt eine klare Ablagerung von Tinte auf der Schreiboberfläche zu erlauben, um den Nachteil des unzulänglichen Ausflusses der Tinte zu überwinden,ist ein Versuch gemacht worden, den Stab aus Faserbündel oder gesinterten Metall durch einen Tintenzufuhrstab zu ersetzen, der mit einem grossen Tintenkanal ausgebildet ist, basiert auf der sich vorher ausgedachten fehlerhaften Ansicht, dass ein ausreichend grosser Durchgang wesentlich für den gewünschten FLuss von Tinte ist. Der Tintenkanal, welcher absichtlich gross gemacht ist, hat jedoch den Nachteil, niedrig in seiner Fähigkeit zu sein, die Tinte zurück zu halten, was einen übermässig_en Ausfluss der Tinte zur Folge hat, wenn der Stift in einer Schreibstellung ist,

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und der Tinte erlaubt in den Tintenvorratsbehälter unter Schwerkraft zu sinken, wenn der Stift mit seiner Schreibspitze nach oben aufrecht angebracht ist.

Ausser den schwerwiegenden Nachteilen in der beschriebenen Fähigkeit weisen herkömmliche Kugelspitzenstifte für eine Tinte niedriger Viskosität eine komplizierte Konstruktion auf, die zwei Glieder enthält, nämlich einen Kugelhalter und eine Tintenzuführanordnung, wie beispielsweise einem Stab aus Faserbündel, welcher getrennt ausgebildet und dann zusammengebaut wird. Somit erfordert der Kugelspitzenstift eine Anzahl von Zusammenbauvorgängen, die die Arbeitsgänge des Formens dieser zwei Glieder enthalten und deshalb nachteilig ist, in grossen Mengen mit einer gleichmässigen Qualität hergestellt zu werden und ist darüber hinaus teuer.

Eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, einen Kugelspitzenstift zur Verwendung mit einer Tinte niedriger Viskosität vorzusehen, welcher die zwei sich widersprechenden Forderungen des glatten Flusses von Tinte während des" Schreibens und einer hohen Tintehaltefähigkeit, wenn der Stift nicht in Gebrauch ist, erfüllt und welcher deshalb in der Lage ist glatt zu schreiben ohne einen übermässigen Ausfluss und Rückfluss von Tinte und frei ist von Auslaufen infolge Änderungen der Temperatur oder des Druckes.

Eine andere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, einen Kugelspitzenstift für eine Tinte niedriger Viskosität vorzusehen, in

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welchem die Tinte der Schreibspitze bei einer ausreichenden Geschwindigkeit zugeführt werden kann,um eine klare Ablagerung von Tinte auf der Schreiboberfläche sicher zu stellen, selbst wenn sie zum Schreiben bei einer hohen Geschwindigkeit oder kontinuiSr-li-chea verwendet, wird.

Eine andere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, einen Kugelspitzenstift für eine Tinte niedriger Viskosität vorzusehen, enthaltend einen Kugelhalter und ein Tintenzuführrohr, dass einen inneren Tintendurchgang aufweist, welcher durch eine mechanische Anordnung vollständig gemacht ist, so dass der Tintendurchgang mit hoher Abmessungsgenauigkeit ausgebildet werden kann, was es möglidi macht, den Kugelspitzenstift mit einer gleichmässigen Qualität durch einen einfachen Zusammenbauvorgang und bei niedrigen Kosten herzustellen,

Andere Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlich werden, die unter Hinweis auf die beiliegenden Zeichnungen gegeben ist.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Vertikalschnittansicht eines Kugelspitzenstiftes für eine Tinte niedriger Viskosität, die diese Erfindung verkörpert;

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Fig. 2 eine Seitenansicht in einem grösseren Maßstab, was ein Tintenzuführrohr darstellt, das einen zusammenhängend damit ausgebildeten Kugelhalter aufweist;

Fig. 3 eine Vertikalschnittansicht desselben; und

Fig. 4 eine vergrösserte Schnittansfcht längs der Linie A-A in Fig. 2, die einen Tintendurchgang einschliesslich einer zentralen Bohrung und radialer. Kanäle im Schnitt darstellt.

Ein Tintenzuführrohr !,geformt aus Kunstharz zusammenhängend mit einem Kugelhalter 2, weist einen sehr kleinen und gefaden Tintendurchgang 3 auf, der sich axial dahin durch von dem Kugelteil an seinem vorderen Ende zu dem hinteren Ende desselben erstreckt. Wie in Fig. 4 im Querschnitt dargestellt, enthält der Tintendurchgang 3 eine zentrale Bohrung 3a an seinem Zentrum und 3 - 8 radiale Kanäle 3b, welche um die zentrale Bohrung 3a angeordnet sind, und von welchem jeder zum Zentrum hin in der Form eines lang gestreckten gleichseitigen Dreiecks verjüngt ist. Die veranschaulichte Änschauungsform weist sechs radiale Kanäle auf. Der Durchmesser der zentralen Bohrung 3a und die seitliche Breite des radiallen Kanals 3b sind beide so klein,wie^ nicht mehr als o,15mm, was eine hohe Oberflächenspannung veranlasst, zwischen der Tinte und der Oberfläche des Durchganges zu wirken. Die Abmessungen der zentralen Bohrung 3a und des radialen Kanals 3b zum Durchfeiten der Tinte, welche in der vorliegenden Erfindung sehr kritisch sind,

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sind durch jahrelange.. Experimente bestimmt, die durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung ausgeführt wurden. Wenn die Abmessungen des oben angeführten Durchganges ο,15 mm übersteigen, kann der Durchgang die Tinte nicht langer wirksam halten, mit dem Ergebnis, dass wenn der Stift kräftig geschüttelt wird, die Tinte herausspritzt oder wenn der Stift mit der Schreibspitze nach oben unbenutzt gelassen wird, die Tinte von der Spitze in den Tintenvorratsbehälter fliesst. Der Tintendurchgang 3 ist durch glatte Oberflächen aus Kunstharz definiert, die durch Strangpressen gebildet sind, und ist nicht mehr als o,l5 mm im Durchmesser der zeniralen Bohrung 3a und in der Breite von jedem Kanal 3b. Bei dieser Konstruktion wirkt die hohe zwischen der Tinte und den Durchgangsflächen erzeugte Oberflächenspannung wirksam, die Tinte während des Schreibens zuzuführen und sie zurück zu halten, wenn der Stift nicht in Anwendung ist. Die somit erfolgreich erreichten Effekte beruhen auf demselben Prinzip, wie wenn der Spielraum zwischen zwei zusammengepressten Glasscheiben Wasser ausgesetzt wird, wird das Wasser in den Spielraum schnell eingesaμgt, aber einmal eingesaugt, wird das Wasser nicht herausgespdtzt. sondern wirksam zurückgehalten, selbst wenn die Glasscheiben kräftig ge-" schüttelt werden.

Die durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung ausgeführten ausgedJSejnten Forschungen haben offenbart, dass um den ^gewünschten Fluss und das Zurückhalten von Tinte für den Kugelspitzenstift

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zur Verwendung mit einer Tinte niedriger Viskosität sicher zu stellen, die Tintenzufuhr^-anordnung so bemessen sein muss, dass die zentrale Bohrung 3a einen Durchmesser von 0,06 mm bis o,15 mm aufweist und der radiale Kanal 3 in der Querschnittsbreite o,o5 mm bis o,15 mm im grössten Teil und ο,οο bis o,o4 mm im kleinsten Teil misst. Wenn der Durchmesser der zentralen Bohrung 3a kleiner ist als o_ro6 mm wird die Bohrung möglicher Weise verstopft, wenn ein Kugelsitz 5 durch Bohren ausgebildet ist, wie später beschrieben wird und unzureichender Fluss von Tinte neigt dazu eine unklare Ablagerung von Tinte auf der Schreiboberfläche zu ergeben. Umgekehrt versagt bei einem Durchmesser von über o,15 mm die zentrale Bohrung 3a, die Tinte wirksam zurück zu halten, erlaubt der Tinte übermässig auszufliessen und in den Vorratsbehälternjzurück zu fHessen. Die radialen Kanäle 3b brauchen nicht immer mit der zentralen Bohrung 3a in Verbindung zu stehen, sondern müssen im gleichen Abstand um die zentrale Bohrung 3a in der Nähe zum Umfang der Bohrung angeordnet sind. Um die Kugel mit der Tinte gleichmässig zu speisen sind wenigstens 3 radiale Kanäle 3b erforderlich, wohingegen, wenn die Anzahl der Kanäle grosser als 8 ist , wird es für den Stift schwierig der auf den Kugelhalter 2 in einer vertikalen bis schrägen Richtung während des Schreibens wirkenden Last zu wiederstehen.

Das Tintenzuführrohr I ist aus synthetischen Harz hergestellt, wie beispielsweise Acetal, Polycarbonat, Polyamide oder dergl» Harz,

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welches den Formen und der maschinellen Bearbeitung zugänglich ist, und ausgezeichnet widerstandsfähig gegen Lösungsmittel, Chemikalien ist und gegen Abrieb und in der Abmessungsgenauigkeit . Das Rohr ist auf einem etwas grösseren Durchmesser geformt durch Strangpressen, worauf unverzüglich das Strecken folgt. Das gestreckte Rohr wird dann auf eine vorbestimmte Länge geschnitten und ausgenommen der vordere Endteil,der als der Kugelhalter 2 dient, wird das Rohr auf einen etwas kleineren Durchmesser vermindert. Das hintere Ende wird dann zu einer Spitze angeschärft, um den inneren Tintendurchgang auszusetzen und dadurch einen Tinteneinlassteil 4 zu bilden,, um den Kugelhalter 2 zu bilden wird das vordere Ende des Rohres durch Fräsen z.B. zu einem Kegelstumpf geformt. Durch Bohren des vorderen Endes des Rohres wird ein Kugelsitz 5 in einer umgekehrten konischen Form konzentrisch mit dem Rohr gebildet. Als ein Ergebnis weist die zentrale Bohrung 3a des Tintendurchganges 3 ihre öffnung am Zeatrum des Kugelsitzes 5 auf, wobei die radialen Kanäle 3b auch in der Oberfläche des Kugelsitzes 5 geöffnet sind.Eine Kugel 6 wird dann in dem Kugelsitz 5 angebracht und die Kante der die Kugel 6 umgebenden ümfangswand wird um die gekrümmte Oberfläche der Kugel 6 gebogen, wie beispielsweise durch Pressen der Kante mit einer erhitzten Form, wodurch die Kugel 6 in Stellung gehalten wird. .

Vorzugsweise ist der Durchmesser der Kugel 6 gleich der Durchmesserabmessung r des Tintendurchganges 3 oder ist in dem Bereich von r+*o,I mm ( siehe Fig. 4). Genauer, wenn die Kugel

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β einen Durchmesser von o^8 nun aufweist^ 1st die Durchmesserabmessung r des Tintendurchganges 3 o,7 bis o_t,9mm. Ferner ist der maximale Durchmesser R des Kugelhalters 2 wenigstens etwa 2 j5 mal der Durchmesserabmessung r des Tintendurchganges 3, um den Halterteil ausreichend in die Lage zu versetzen, der Last auf der Kugel während des Schreibens zu widerstehen.

Wie bereits beschrieben, besteht einer der unterschiedenen Merkmale dieser Erfindung darin, dass der Kugelhalter 2 zusammenhängend mit der festgelegten Länge des Tintenzuführrohres 1 ausgebildet ist, das den Tinteneinlassteil 4 und den Tintendurchgang 3 aufweist.

Das Tintenzufuhrrohr I zusammenhängend mit dem Kugelhalter ist in einem StifiHntenbehälter 7 angebracht„ wobei das hintere Ende der Tinteneinlassteil 4 in einen. Tintenvorratsbehälter 8 j?in dem Stifttintenbehälter 7 eingesetzt ist« Ein Faserbündel 9_f das in dem Tintenvorratsbehälter 8 aufzunehmen ist, ist darin von dem hinteren Ende des Stifttintenbehälters 7 eingesetzt und wird in Berührung mit der«. Tinteneinlassteil 4 des Tintensuführrohres 1 gehalten» Ein Zapfen Io wird dann in das hintere Ende eingepasst, um den Tintenbehälter abzudichten. Da die Tinte durch den Tinteneinlaastetl 4 in das Tintenzuführrohr I genommen wird,, muss die Dichte des Faserbündels 9 in dem Vorratsbehälter 8 derart sein_? dass die darin erzeugte Kapillarwirkung geringer ist, als die des Tintendurchganges 3, die an dem Tinteneinlassteil 4

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gezeigt wird. Mit anderen Worten gibt der sehr kleine Tintendurchgang eine hohe Kapillarwirkung,durch welche die in dem Faserbündel 9 aufbewahrte Tinte durch den Tinteneinlassteil 4 gemäss dem Verbrauch von Tinte an der Stiftspitze gezogen wird. Der Tintenvorratsbehälter 8 braucht nicht notwendiger Weise von der Art zu sein, worin die -Tinte durch das Faserbündel 9 aufgesaugt worden ist, sondern von der tintenfreien Art sein. Mit 11 ist in Fig. 1 eine Entlüftung bezeichnet.

Der durch diese Erfindung erreichte Effekt wird nun unter Hinwei-s auf die beschriebene Ausführungsform beschrieben. Wegen der Berührung des Tinteneinlassteils 4 mit dem Faserbündel 9 in dem Tintenvorratsbehälter 8 und weil der an dem Tinteneinlassteil 4 gezeigte Tintendurchgang 3 sehr klein ist, wird die in dem Faserbündel 9 aufbewahrte Tinte in den Tintendurchgang 3 gezogen und durch die zentrale Bohrung 3a und die radialen Kanäle 3b des Durchganges 3 zu der Stiftspitze zugeführt. Die zentrale Bohrung 3a und die radialen Kanäle 3b, welche ihre öffnungen in dem Kugelsitz 5 haben,und welche deshalb direkt in Verbindung mit dem inneren des Sitzes 5 stehen, halten die hintere Hälfte der Kugel 6 ständig mit der Tinte feucht, während die von der Drehung der Kugel 6 herrührende schwankende Bewegung direkt an den Tintendurchgang 3 übergeben wird, um den Fluss von Tinte während des Schreibens zu unterstützen. Ferner machen es die radialen Kanäle 3b möglich, die Tinte zu der gesamten Kugelfläche der Kugel 6 gleichmässig zuzuführen, was der Stiftspltse erlaubt,

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die Tinte auf die Schreibfläche bei derselben Geschwindigkeit zu übertragen, in welcher Ausrichtung der Stift auch immer verwendet wird.

Mit einem Kugelspitzenstift für eine Tinte niedriger Viskosität besteht eine Notwendigkeit, eine Tintenmenge zu der Stiftspitze zuzuführen, um eine klare Ablagerung von Tinte auf der Schreiboberfläche sicher zu stellen, selbst während kontinuierlichen Schreibens oder Schreibens bei einer hohen Geschwindigkeit. Demgemäss muss der Tintendurchgang in seiner gesamten Querschnittfläche ziemlich gross sein. Ein einziger Tintendurchgang muss, wenn er verwendet wird, klein genug sein, um übermässigen Ausfluss und Rückfluss der Tinte -zu verhindern; sonst würde der Durchgang eine geringe Fähigkeit aufweisen, die Tinte zurück zu halten. Die zwei, sich widersprechenden Forderungen werden durch diese Erfindung erfüllt, in welcher die zentrale Bohrung 3a und 3-8 radiale Kanäle 3b, die darum herum angeordnet sind, den Tintendurchgang 3 bilden, um die gesamte Querschnittsfläche des Durchganges in einem Äusmass zu vergrössern, um dadurch die Zufuhr einer ausreichenden Tintenmenge sicher zu stellen, um eine unklare Schreiblinie zu vermeiden, während die Tintenrückhaltefähigkeit verbessert wird, um übermässigen Ausfluss und Rückfluss der Tinte erfolgreich zu verhindern, durch Begrenzen der Abmessungen der ,zentralen Bohrung 3a und der radiden Kanäle 3b, auf nicht mehr als o,l5 mm. Ausserdem weisen die radialen Kanäle 3b, welche verlängert und in die Richtung der zentralen Bohrun

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3a verjüngt sind, im Querschnitt eine stark verbesserte Fähigkeit auf, die Tinte an den verjüngten Teilen zurück zu halten. Als ein Ergebnis kann die Tinte wirksam zurückgehalten werden, ohne eine merkliche Verminderung der Zufuhr von Tinte.

Aufgrund der durch die Bestandteile des Tintendurchganges erreichte synthetischen Effekte wird die von dem Durchgang 3 zugeführte Tinte auf die Schreibfläche durch leichtes Drehen der Kugel auf der Schreibfläche übertragen. Während des Schreibens arbeitet der Tintendurchgang 3 wirksam, die Tinte von dem Tintenvorratsbehälter bei einer Geschwindigkeit zu ziehen, die dem Verbrauch von Tinte entspricht. Wenn das Schreiben angehalten wird, verhindert die hohe Fähigkeit des Durchganges 3 die Tinte zurück zu halten, übermässigen Ausfluss und Rückfluss der Tinte. Folglich kann.die Tinte der Kugel bei der gewünschten Geschwindigkeit gemäss der Art des Schreibens zugeführt werden, ohne unzureichende Übertragung von Tinte mit sich zu bringen, selbst wenn der Stift bei hoher Geschwindigkeit oder kontinuierlich verwendet wird, während übermässiger Ausfluss von Tinte beim Schreiben mit niedriger Geschwindigkeit verhindert wird. Da darüber hinaus die hintere Hälfte der Kugel 6 ständig unter Tinte steht, kann die Tinte auf der Schreibfläche beim Beginn des Schreibens abgelagert werden, und der Stift ist in jeglicher Ausrichtung verwendbar.

Weil der Kugelhalter 2 zusammenhängend mit dem Tintenzuführrohr 1 ausgebildet ist, und weil der lineare kleine Tintendurchgang 3

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auf der Achse des Rohres mit hoher Abmessungsgenauigkeit ausgebildet werden kann, gleichzeitig wenn das Tintenzufuhrrohr durch Stangpressen geformt wird, ist der Kugelspitzenstift dieser Erfindung gut für Massenproduktion mit gleichmässiger Qualität geeignet und ist deshalb billig herzustellen. Somit hat die vorliegende Erfindung alle herkömmlichen Nachteile überwunden", einen Kugelspitzenstift für eine Tinte niedriger Viskosität vorzusehen, der verschiedene beschriebene Vorteile aufweist.

P atentansprüche

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Claims

Patentansprüche

( 1.jKugelspitzenstift für eine Tinte niedriger Viskosität, der ein Tintenzuführrohr enthält, was einen geraden Tintendurchgang aufweist, der sich axial dahindurch von seinem vorderen Ende zu dessen hinteren Ende erstreckt, um die Tinte von dem Tintenvorratsbehälter zu einem Kugelteil an der Spitze des Stiftes zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Tintendurchgang (3) eine zentrale Bohrung (3a) an seinem Zentrum enthält und drei bis acht radiale Kanäle (3b), die um die zentrale Bohrung (3.a) angeordnet sind, und in Richtung des Zentrums in einer langgestreckten Form im Querschnitt verjüngt sind, wobei der Durchmesser der zentralen Bohrung (3a) und die seitliche Breite von jedem der Kanäle (3b) nicht mehr als o, 15 mm beträgt.
2. Kugelspitzenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kugelsitz (5) durch Bohren ausgebildet ist, das vordere Ende des Tintenzuführrohres (1) konzentrisch mit dem Rohr ist, um eine öffnung der zentralen Bohrung (3a) am Zentrum des Kugelsitzes (5) vorzusehen, wobei die radialen Kanäle (3b) auch in der Fläche des Kugelsitzes (5) geöffnet sind, und eine Kugel (6) in dem Kugelsitz (5) angepasst ist, wodurch ein Kugelhalter (2) anjder Stiftspitze vollständig mit dem Tintenzuführrohr (1) ausgebildet ist.

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3. Kugelspitzenstift nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Tinteneinlassrohr (4) und der Kugelhalter (2) vollständig aus Kunstharz ausgebildet sind.

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