DE3207923A1 - Fuellminenstift mit durch den schreibdruck bewirktem, automatischem vorschub der mine - Google Patents
Fuellminenstift mit durch den schreibdruck bewirktem, automatischem vorschub der mineInfo
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Description
3?Ö7923
Füllminenstift mit durch den Schreibdruck bewirktem
automatischen Vorschub der Mine.
Die Erfindung betrifft einen Füllminenstift mit durch
den Schreibdruck bewirktem, automatischen Vorschub der Mine, die in einer längsverschiebbaren Spannzange .klemmbar
ist, die zwei radial federnde Spannbacken aufweist, die in axialer Richtung unter Wirkung einer Ausgleichsfeder stehen und mittels Wälzkörper an einem Innenkonus
anliegen und die in einem, in der Spitze gegen Federdruck längsbeweglich gelagerten Minenführungsrohr geführt ist,
mit dem ein Bremsglied verbunden ist, das reibschlüssig an der Mine anliegt.
Ein automatischer Vorschub wird bei derartigen Füllminenstiften mit Hilfe eines gegen die Wirkung einer Feder in
der Stiftspitze längsverschiebbar gelagerten Minenführungsrohres erreicht, an dem ein, die Mine reibschlüssig greifendes
Bremsglied befestigt ist. Beim Ziehen von Linien berührt, gleichzeitig mit der Mine, das Minenführungsrohr den
Aufzeichnungsträger und wird, der Abnutzung der Mine folgend, in die Stiftspitze zurückbewegt,wobei neben den Reibungskräften
in der Stiftspitze die Federkraft und die Reibung des Bremsgliedes überwunden werden müssen. Um dem Benutzer
kein unangenehmes Schreibgefühl zu vermitteln, sollen diese, zusätzlich neben dem Schreibdruck aufzubringenden Kräfte,
möglichst gering sein.
Die am Minenführungsrohr anliegende, vorerwähnte, sogenannte Vorholfeder muß auch bei geringsten Wegen eine ausreichende
Spannung aufweisen um eine Axialkraft aufzubringen, die ausreichend
ist um die Mine mit Hilfe des Bremsgliedes bei der Vorwärtsbewegung des Minenführungsrohres aus der geschlossenen
Spannzange herauszuziehen und in die Ausgangslage zu bewegen.
Das Öffnen und Schließen der Spannzange, die den relativ hohen, auf die Mine wirkenden Schreibdruck aufzunehmen
hat, muß auf kürzesten Längswegen innerhalb der Klemmhülse mit Innenkonus erfolgen. Die Spannzange muß automatisch,
nach Art eines Richtgesperres, die Mine gegenüber den Schreibdruck abstützen, aber in der entgegengesetzten
Richtung, bei möglichst kleinem Axialweg relativ zum Innenkonus, die Mine wenigstens soweit freigeben, daß die Reibung
in der Klemmbohrung der Spannzange geringer ist als die vcm Bremsglied am Minenführungsrohr aufgebrachte Reibungskraft.
Da die Spannzange in axialer Richtung ebenfalls unter der Wirkung einer weiteren, sogenannten Ausgleichsfeder steht,
die ein Anliegen der Spannbacken an der Mine bewirken, muß von dem Bremsglied, beim Vorstellen der Mine mit dem Minenführungsrohr,
auch noch die Kraft dieser Feder überwunden werden. Minenführungsrohr und Spannzange, die beide jeweils
gegen die Wirkung einer Feder axial verschiebbar sind, müssen daher, bei möglichst geringem Kraftaufwand, längsbeweglich
sein, um das Lösen der Spannzange zum Vorstellen der Mine sicherzustellen und bei einer Umkehr der Bewegungsrichtung
der Mine durch den Schreibdruck ein sofort einsetzendes, kontinuierliches Ansteigen der Reibungskräfte
zwischen der Mine und der Spannzange zu erreichen, wobei die Haltekraft in der Spannzange immer etwas größer sein
muß als der aufgebrachte Schreibdruck.
Aus der Patentanmeldung DE-OS 26 11 608 ist ein Fallminenstift
bekannt, bei dem Klemmelemente vorgesehen sind, auf die eine sogenannte Ausgleichsfeder wirkt, die schwächer
ist als die gegen das längsverschiebbare Minenführungsrohr gerichtete sogenannte Vorholfeder. Damit wird erreicht,
daß durch die Bewegung des Minenführungsrohres aus der Stiftspitze heraus, die Klemmelemente gelöst werden können um die
durch Abnützung kürzer gewordene Mine, zusammen mit dem Minenführungsrohr,
wieder in die Ausgangstage vorstellen zu können. Die Reibungskräfte bei der, zum öffnen und Schließen der
Klemmelemente bzw. der Spannzange notwendigen Längsbewegung, relativ zu den schräggeneigten Führungsflächen im
Innenkonus werden durch Wälzkörper reduziert; dies trifft insbesondere auf die im Klemmzustand auftretende Haftreibung
zu, die von der Vorholfeder zum Einleiten der Bewegung des Minenführungsrohres überwunden werden muß.
Um die, von den Klemmelementen auf die Mine zu übertragenden Radialkräfte zur Abstützung des Schreibdruckes
auf eine ausreichende Größe anwachsen zu lassen, ist ein sehr flach verlaufender Neigungswinkel im Innenkonus notwendig.
Damit wird bei der Axialbewegung der Kleiumeleraente
ein günstiges Übersetzungsverhältnis erreicht, das ausreichend ist um entsprechend große Radialkräfte zum Anpressen
der Klemmelemente an die Mine, zum Abstützen gegenüber dem Schreibdruck zu erzeugen.
Im Gegensatz dazu sollen sich aber auch die Klemmelemente leicht von der Mine wieder lösenlassen, um bei der Bewegung
des Minenführungsrohres aus der Stiftspitze heraus unter Wirkung der Vorholfeder und mit Hilfe des Bremselementes
die Mine weitgehend schlupffrei;
-Jf-
d.h. bündig mit dem stirnseiteigen Ende des Minenführungsrohres vorzustellen. Die Kraft zum öffnen der Klemmelemente
muß demnach ausschließlich von der Vorholfeder aufgebracht werden, was dann zu Schwierigkeiten führt,
wenn infolge eines großen Schreibdruckes eine hohe Haftreibung der Klemmelemente im Innenkonus aufgetreten ist,
die in der Nähe einer Selbsthemmung liegen kann. In diesem Fall kann es vorkommen, daß zwar das Minenfuhrungsrohr
mit dem Bremsglied nach vorne bewegt wird, die Klemmelemente die Mine aber noch festhalten, sodaß diese entweder
überhaupt nicht, oder mit einer gewissen Verzögerung, dem Minenfuhrungsrohr nachfolgen kann. Beim Aufsetzen des
Füllminenstiftes in einem solchen Zustand kommt es dann zu der, für den Benutzer unangenehmen Erscheinung, daß zwar
das Minenfuhrungsrohr auf dem Aufzeichnungsträger sitzt, jedoch die Mine hinter der Austrittsöffnung zurücksteht.
Ein Aufzeichnen von Linien ist demnach erst dann möglich, wenn das Röhrchen entsprechend weit zurückgeschoben ist,
bis die Mine zum Aufliegen kommen kann. Bei dieser Konstruktion kann es sogar dazu kommen, daß sich die Kleramelemente
infolge des flachen Verlaufs der schrägen Führungsflächen im Innenkonus selbsthemmend verklemmen und
nicht öffnen.
Ein weiterer, nach der DE-OS 27 29 320 bekannter Füllminenstift enthält zur Verbesserung der Schreibeigenschaften
am Minenfuhrungsrohr anstelle eines, nach beiden Richtungen gleich wirkenden Bremselementes ein sogenanntes
Mitnehmerelement, das ebenfalls - ähnlich wie die Klemmelemente bzw. die Spannzange - nach Art eines bewegungsrichtungsabhängigen
Klemmgesperres wirksam ist.
Es soll damit die Gängigkeit des Minenführungsrohres in die Stiftspitze hinein erleichtert werden, in der
anderen Richtung jedoch eine Mitnahme der Mine erfolgen, wobei eine Vorstellkraft wirksam ist, die ausreichend ist
um die Haftreibung, die Lagerreibung und die Kraft der Ausgleichsfeder zu überwinden.
Durch die Verwendung eines Richtgesperres als Bremselement am Minenführungsrohr kann dieses bei der Abnutzung
der Mine mit geringerer Kraft in die Stiftspitze zurückgeschoben werden. Geht man von gleichen Schreibeigenschaften
aus, so ließe sich bei Verwendung eines Richtgesperres anstelle des vorbeschriebenen Bremselementes die Kraft der
Vorholfeder verstärken. Dies scheint notwendig zu sein, um die Spannzange aus dem, bei dieser Konstruktion bedingten
flach verlaufenden Neigungswinkel von dem Innenkonus zu lösen, da auch hier bei starkem Schreibdruck die Gefahr
eines starken Anstieges der Haftreibung der Spannzange besteht.
Darüberhinaus ist nach der jap. OS 55-16 08 81 ein Füllminenstift bekannt, bei dem in Lagertaschen der Spannzange
ebenfalls Rollkörper eingesetzt sind. Diese Lagertaschen sind so gestaltet, daß die Rollkörper in der Ausgangslage
(Fig. 3 u. 4) an der tiefsten Stelle anliegen und von dort, bei der Axialbewegung der Spannzange, an einer
steilen, bzw. stark progressiv steil ansteigenden Ablaufbahn abrollen müßten. Wegen des zunehmend steilen Anstieges
kann aber ein Abrollen entweder überhaupt nicht, oder nur über einen kurzen Weg erfolgen, da, infolge des starken
Anstieges der Reibungskomponente, die Rollbewegung in eine Gleitbewegung übergeht.
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Eine Gleitbewegung der Rollkörper in der Tasche und am Innenkonus tritt auch dann ein, wenn die Lagertaschen
die Form einer Längsnut in Richtung der Minenachse haben (Fig. 6 u. 7). Bei derartig ausgebildeten Lagertaschen
können die Rollkörper - bei geöffneter Spannzange, mit üblicherweise nach unten gerichteter Schreibspitze - an
der unteren Begrenzungsfläche zum Anliegen kommen und daher beim Auftreten des Schreibdruckes und der notwendigen
kurzen Axialbewegung der Spannzange"1 nicht zum Rollen kommen,
da kein Rollweg mehr zur Verfügung steht.
Da der Schreibdruck in axialer Richtung bereits eine Größe von mehr als 1000 ρ einnehmen kann, bedeutet dies, daß an
den Klemmarmen und im Spannkonus wesentlich höhere radiale Komponenten auftreten, um in der Klemmbohrung der Spannzange
den Schreibdruck aufzunehmen. Da diese Verhältnisse bei der Auswahl des Materials zu berücksichtigen sind, wurden
bisher ausschließlich bei der Verwendung von Rollkörpern, die Spannzange und der Innenkonus aus Metall gefertigt.
Durch die anwendbaren Herstellungsverfahren zur Verarbeitung von Metall konnte bisher nur eine Punktberührung an der
Auflagestelle der Rollkörper erreicht werden. Die funktionell notwendige Form dieser Teile ließ sich außerdem auch
nur durch aufwendige Arbeitsprozesse, insbesondere spanabhebende Bearbeitung, reproduzieren. Aus der, unerläßlich zu
fordernden, hohen Präzision dieser Teile werden ständige Kontrollen während der Fertigung erforderlich, um zur Einhaltung
der geforderten Toleranzen die Abnutzung an den Werkzeugen rechtzeitig, d.h. toleranzgerecht ausgleichen zu
können.
Darüberhinaus sind der, zur Optimierung der Funktion des Füllminenstiftes anwendbaren Gestaltung der technisch
funktioneilen Einzelheiten der Teile, enge Grenzen gesetzt.
Besonders durch die kleinen Abmessungen bei Verwendung
dünner Feinrainen mit einem Durchmesser, kleiner als 0,5 mm, ist z.B. eine spanabhebende Bearbeitung der Klemmbohrung
ausschließlich mit Hilfe von rotierenden, spanabhebenden Präzisionswerkzeugen möglich, die wegen der erforderlichen
Härte äußerst bruchempfindlich sind. Besonders die hohe Beanspruchung der Spannzange, der Wälzkörper und des Innenkonus
erschwert die Materialauswahl, weil sowohl die hohen Druckkräfte an den BerührungsstelleTi der Einzelteile aufzunehmen
sind, als auch eine ausreichende Eigenfederung an den Klemmarmen vorhanden sein muß.
Als weiteres Kriterium ist noch die Zerspanbarkeit zu beachten.
So hat es sich als zweckmäßig erwiesen, aufgrund der guten Bearbeitbarkeit» die Spannzange aus Messing herzustellen
und die Belastbarkeit, insbesondere die zulässige Flächenpressung durch das Auftragen einer Hartchromschicht
zu erhöhen. Alle diese, für eine einwandfreie Funktion unerläßlichen Maßnahmen verteuern die Herstellung
derartiger Füllminenstifte.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Füllminenstift zu schaffen, dessen Spannzange bei kurzen Wegen eine hohe
Haltekraft auf die Mine zur Abstützung des Schreibdruckes übertrageil kann und die, bei ebenfalls kurzen Wegen, leicht
lösbar ist. Zusätzlich zu dem Schreibdruck sollen von dem Benutzer keine weiteren wahrnehmbaren Kräfte aufgebracht
werden müssen, die das Schreibgefühl nachteilig beeinflussen. Die Spannzange muß daher in der öffnungs- und Schließrichtung
unter Oberwindung möglichst geringer Reibungskräfte verschiebbar sein.
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Ferner sollen die Einzelteile funktionsgerecht gestaltbar sein wobei eine gleichbleibende, hohe Genauigkeit
auch bei großen Stückzahlen, erreichbar sein muß.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1. Durch die Herstellung der Spannzange im
Gießverfahren läßt sich auch bei hohen Stückzahlen eine große Genauigkeit gleichbleibend erreichen, die sicherstellt,
daß keine, durch Lageabweichung verursachten Scherkräfte auf die bruchempfindliche Mine übertragen werden.
Die mögliche Gestaltung der Klemmnut mit,im spitzen Winkel geneigten Seitenflächen, ergibt eine, von Radialkräften
ausgelöste, gute Klemmung der Mine gegen den axial wirkenden Schreibdruck. Durch das Gießverfahren ist
es ferner möglich, die zur Mittelachse geneigte Abrollbahn funktionell optimal zu gestalten und den Querschnitt
u^ dem Wälzkörper anzupassen um die Flächenpressung zu reduzieren.
Nach einer weiteren, vorteilhaften Ausbildungsform des Füllminenstiftes, läßt sich die Spannzange in besonders
hoher Fertigungsgenauigkeit in einfachen Gießformen dadurch herstellen, daß die Spannzange aus zwei identischen
Teilen zusammengesetzt ist, die am Führungskopf eine ebene Verbindungsfläche aufweisen, und durch eine
Zuführungsbohrung für die Mine in zwei Abschnitte unterteilt
ist, wovon einer einen Steg und der andere eine, daran angepaßte Vertiefung aufweist.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Füllminenstift mit geöffneter Spannzange,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Lage
eines Wälzkörpers zwischen, dem Spannbacken
und dem Innenkonus, entspr. Fig. 1,
und dem Innenkonus, entspr. Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Füllminenstift bei dem die Spannzange unter Wirkung der
Ausgleichsfeder an der Mine anliegt,
Ausgleichsfeder an der Mine anliegt,
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Wälzkörpers zwischen dem Spannbacken und dem Innenkonus,
entspr. der Fig. 3,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Füllminenstift mit geschlossener Spannzange, die den wirksamen
Schreibdruck aufnimmt,
Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung der Lage des
Wälzkörpers zwischen dem Spannbacken
und dem Innenkonus, entspr. der Fig. 5,
Wälzkörpers zwischen dem Spannbacken
und dem Innenkonus, entspr. der Fig. 5,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch den Füllminenstift mit an der Mine anliegender, geschlossener
Spannzange während des Vorstellens der Mine in die Ausgangslage,
Spannzange während des Vorstellens der Mine in die Ausgangslage,
Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung der Lage eines Wälzkörpers zwischen dem Spannbacken und dem
Innenkonus, entspr. der Fig. 7,
Fig. 9 einen Längsschnitt durch den Spannbacken und die Klemmbuchse als Einzelheit,
Fig. 10 einen Querschnitt durch die Klemmbuchse und den
Spannbacken in Höhe des Scheitelpunktes mit dort ruhendem Wälzkörper,
Fig. 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Spannbackens und der Klemmbuchse im Längsschnitt als Einzelheit,
Fig. 12 einen Querschnitt durch die Klemmbuchse und den Spannbacken mit dort ruhendem Wälzkörper,
Fig. 13 einen Längsschnitt durch den Spannbacken und die Klemmbuchse als Einzelheit mit einem
tonnenforraigen Wälzkörper,
Fig. 14 einen Querschnitt durch die Klemmbuchse und den Spannbacken in Höhe des Scheitelpunktes mit
dort liegendem, tonnenförmigen Wälzkörper,
Fig. 15 einen Längsschnitt durch die nicht in die Klemmbuchse eingesetzte Spannzange und
Fig. 16 die Spannzangenteile in perspektivischer Darstellung.
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Der in der Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte, erfindungsgemäße
Füllminenstift besteht aus einem Gehäuse 1, das in herkömmlicher Weise durch eine geeignete Verbindung wie
z.B. ein Gewinde, mit der Spitze 2 verbunden ist. In das Gehäuse 1 ist eine Klemmbuchse 3 eingesetzt, die sich in
einer Zentrierbohrung 4 der Spitze 2 durch Anliegen an einem Stützbund 5 in ihrer Lage orientiert. An einem Anlagebund
6, einer weiteren, abgesetzten Bohrung 7 liegt eine Lagerscheibe 8 ortsfest an, in der ein Verschiebeteil
9 gelagert ist, in dessen vorderem Ende das Minenführungsrohr 10 eingepreßt ist. Am gegenüberliegenden Ende weist
das Verschiebeteil 9 ein Bremsglied 11 auf, das in verschiedenen Ausführungsformen bekannt ist und das im Beispiel
die Gestalt eines, in eine Nut eingesetzten Gummiringes hat, der die Mine 12 reibschlüssig umgreift.
Zwischen der Lagerscheibe 8 und einem, an dem Verschiebeteil 9 angeformten Absatz 13 ist die Vorholfeder 14 mit
Vorspannung auf das Verschiebeteil 9 aufgesetzt.
Die Spannzange 15 ist in der Klemmbuchse 3 längsbeweglich gelagert. Die Einzelheiten eines Ausführungsbeispieles
einer Spannzange sind in den Fig. 15 und 16 dargestellt, die eine aus zwei identischen Teilen zusammengesetzte
Spannzange zeigen. Sie besteht im wesentlichen aus einem Führungskopf 16, der hier aus zwei Teilen an
einer ebenen Verbindungsfläche 17 zusammengesetzt ist.
Diese Verbindungsfläche 17 ist durch die Zuführungsbohrung 18 für die Mine 12 in zwei Abschnitte 19 und 20
unterteilt, wovon an einem ein Steg 21 und am anderen eine, den Abmessungen des Steges 21 angepaßte Vertiefung 22 angeordnet
ist.
Durch diese Ausbildung ist es möglich/ zwei identische Teile zusammenzustecken, wodurch der Führungskopf 16
entsteht, der einen Ringbund 23 aufweist an den sich ein halbschalenförmiger Federarm 24 anschließt, an den
wiederum jeweils ein Spannbacken 25 angeformt ist. Im Bereich dieses Spannbackens 25 geht die Zuführungsbohrung
18 in eine Klemmbohrung 26 über (Fig. 10, 12,u. 14), die aus den jeweiligen Klemmnuten 27 in den Spannbacken 25
gebildet wird. Die Klemmnut 27 besteht aus v-förmig gestalteten, schrägen Seitenwänden 28, die an ihrer Spitze durch
einen Radius 29 verbunden sind.
In jeden Spannbacken 25 ist außerdem eine Lagertasche 30 eingeformt, die aus einer, zur Spitze 2 hin von der Mittelachse
31 ansteigenden Abrollbahn 32 besteht, an die sich, an ihrer tiefsten Stelle, ähnlich einem Scheitelpunkt 33 eine
zum Stiftende ansteigende Stützfläche 34 anschließt. Die Lagertasche 30 dient zur Aufnahme eines Wälzkörpers 35,
der in der Ruhelage der Spannzange 15 jeweils an der Abrollbahn 32 und an der Stützfläche 34 anliegt.
Die Lagertasche 30 ist vertieft im Spannbacken 25 eingeformt und ist an der Abrollbahn 32 durch die Seitenwand 32.1
und an der Stützfläche 34 durch die Seitenwand 34.1 begrenzt.
Mit Öffnungslage der Spannzange 15 ist die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Lage zu verstehen, in der die Mine 12 nicht
von der Klemmbohrung 26 berührt wird. Die divergierend ausgebildeten Spannbacken 25 liegen mittels Wälzkörper 35 und
der Klemmbuchse 3 an einem Innenkonus 36 an. Hinter den Innenkonus 36 ist ein Absatz 37 angeformt, an den sich eine Führungs
bohrung 38 anschließt, in der der Führungskopf 16 der Spannzange 15 geführt ist.
Zwischen Absatz 37 und dem Ringbund 23 am Führungskopf 16 ist eine Ausgleichsfeder 39 unter Vorspannung eingesetzt,
die verhindert, daß durch die Eigenfederung der Federarme 24 die Spannzange 15 aus dem Innenkonus 36 heraustritt.
In der Führungsbohrung 38 der Klemmbuchse 3 ist ein Minenbehälter 40 geführt, der an seinem vorderen Ende einen
Einlauftrichter 41 für die Minen 12 aufweist und der durch einen Betätigungsknopf 42 abgeschlossen ist. Zwischen einem
am Betätigungsknopf 42 angeformten Stützrand 43 und der Klemmbuchse 3 ist eine Druckfeder 44 eingespannt, die den
fest auf den Minenbehälter 40 aufgesteckten Betätigungsknopf 42 zum Anliegen an einen Anschlag 45 im Gehäuse 1
bringt.
In den Fig. 11 und 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, bei dem der Innenkonus
36 in der Klemmbuchse 3 durch eine Laufrinne 50 gebildet wird, die schräg geneigt ist. Als Wälzkörper 51 ist
hierbei ebenfalls eine Kugel vorgesehen, die der Querschnittsform der Laufrinne 50 angepaßt ist.
In den Fig. 13 und 14 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele dargestellt, wobei in der oberen Hälfte der Fig.
13 und 14 ein Wälzkörper 53, der als Tonne ausgebildet ist, unmittelbar am Innenkonus 36 der Klemmbuchse 3 anliegt.
Der tonnenförmige Wälzkörper 53 ist dabei so ausgebildet, daß
seine Mantelform, dem Teil des Innenkonus 36 angepaßt ist, der dann beaufschlagt wird, wenn der Wälzkörper 53 die in
der Fig. 5 dargestellte Lage während des Schrexbvorganges einnimmt.
In der unteren Hälfte der Fig. 13 und 14 ist ein Ausfuhrungsbeispiel
dargestellt, bei dem ebenfalls ein tonnenförmiger Wälzkörper 53 verwendet wird, der jedoch
nicht im Innenkonus 36 unmittelbar, sondern in einer darin eingeformten Laufrinne 52 anliegt, sodaß eine Linienberührung
des Wälzkörpers 53 in jeder Betriebslage des Füllminenstiftes sichergestellt ist.
In den Fig. 1-8 ist der erfindungsgemäße Füllminenstift in den, beim Gebrauch wesentlichen vier verschiedenen
Wirkungslagen der Funktionsteile dargestellt; insbesondere ist die jeweilige Lage der Wälzkörper zwischen der
Abrollbahn und der Spannzange und im Innenkonus, stark vergrößert hervorgehoben.
Um den Stift in Schreibbereitschaft zu bringen ist zunächst eine, im Minenbehälter 40 aufgenommene Mine 12
zum Ende des Minenführungsrohres 10 zu transportieren. Dazu ist der Betätigungsknopf 42 zu drücken, wodurch die
Spannzange 15 entsprechend der Fig. 1. geöffnet wird. Die Mine 12 fällt dadurch bis zu dem Bremsglied 11
am Verschiebeteil 9 vor, das sie nicht selbsttätig durchdringen kann. Um die Mine 12 bis zum Ende des Minenführungsrohres
10 zu transportieren ist der Betätigungsknopf 42 wieder loszulassen und das Minenführungsrohr
entsprechend Fig. 5 gegen eine Unterlage zu drücken.
Dabei wird das Verschiebeteil 9 und auch das Bremsglied 11 auf die, in der Spannzange 15 festgehaltene
Mine 12 geschoben. Beim Entfernen des Minenführungsrohres 10 von der Unterlage (Fig. 7) wird die Mine 12
aus der Spannzange 15 herausgezogen und relativ zur Spitze 2 nach vorne bewegt.
Wird dieser Vorgang mehrmals wiederholt, so erreicht die Mine 12 das vordere Ende des Minenführungsrohres 10.
In der Fig. 1 ist dieser Zustand dargestellt, d.h., die Mine 12 ist bündig mit dem vorderen Ende des Minenführungsrohres
10 und in Schreibereitschaft. Zum Öffnen der Spannzange 15 wird diese durch den Betätigungsknopf
der gegen die Wirkung der Druckfeder 44 den Minenbehälter verschiebt, ebenfalls zur Stiftspitze 2 hin, gegen die
Wirkung der Ausgleichsfeder 39 verschoben, bis infolge der Neigung des Innenkonus 36 die Spannbacken 25 so weit geöffnet
sind, daß die Mine 12 nicht mehr in der Klemmbohrung 26 anliegt. Die Größe der, radial nach außen gerichteten
Eigenfederungskraft der Spannbacken 25 in Verbindung mit dem Neigungswinkel ^T a" der Stützfläche 34 und dem Neigungswinkel
ß am Innenkonus 36 bewirkt ein Gleiten des Wälzkörpers 35 entlang der Mantelfläche des Innenkonus
und ein Verharren am Scheitelpunkt 33. Die Eigenfederung durch die Federarme 24 und die Winkelverhältnisse
am Innenkonus 36 und an der Stützfläche 34 stellen somit sicher, daß der Wälzkörper 35 in der Ausgangsla
<je (Fig. 1) im Scheitelpunkt 33 bleibt.
In der Fig. 3 ist die Lage des Füllminenstiftes in Schreibbereitschaft
dargestellt. Am Betätigungsknopf 42 greift keine äußere Kraft an, sodaß dieser an dem Anschlag 45
im Gehäuse 1 anliegt, während er einen gewissen Abstand zu dem Führungskopf 16, der Spannzange 15 hat. Die Spannzange
15 wird unter der Wirkung der Ausgleichsfeder 39 in den Innenkonus 36 zurückgezogen, wobei der Wälzkörper
den Scheitelpunkt 33 solange nicht verläßt, wie die schrägen Seitenwände 28 der Klemmbohrung 26 die Mine 12
nicht berühren.
Tritt jedoch eine solche Berührung auf, entsteht an den Spannbacken 25 ein zusätzlicher Gegendruck, der größer
ist als die Eigenfederung der Spannbacken 25 so daß die Wälzkörper 35 infolge des höheren Anpreßdruckes eine
rollende Bewegung gegenüber dem Innenkonus 36 und der Abrollbahn 32 ausführen. Nachdem sich die Ausgleichsfeder 39 vollständig entspannt hat und somit die schrägen
Seitenwände 28 an der Mine 12 anliegen, haben sich die Wälzkörper 35 aus dem Scheitelpunkt 33 herausbewegt und
zwar auf der Abrollbahn 32 um die in der Fig. 4 mit "x" bezeichnete Wegstrecke, die den Abstand der Mitte des
Wälzkörpers 35 zum Scheitelpunkt 33 bezeichnet.
Wird nun, wie das in der Fig. 5 dargestellt ist, die Mine 12 bzw. das Minenführungsrohr 10 auf eine Unterlage aufgesetzt,
so wird, entsprechend dem aufgewandten Schreibdruck, das Minenführungsrohr 10 in die Spitze 2 hineinverschoben
.
Durch die Reibung zwischen der Mine 12 und den schrägen Seitenwänden
28 in der Klemmbohrung 26 wird auch die Spannzange 15 in der vorgeschriebenen Richtung verschoben, wobei die Wälzkörper
35 eine weitere Rollbewegung, von der, in der Fig. dargestellten Lage, in die, nach der Fig. 6, durchführen.
Entsprechend der Fig. 4 wurde bereits durch die Kraft der Ausgleichsfeder 39 eine erhöhte Anpreßkraft auf die Wälzkörper
35 übertragen, die nunmehr, durch die vom Schreibdruck bewirkte Bewegung der Mine 12 verstärkt wird und ein weiteres
Abrollen vom Scheitelpunkt 33 zur Folge hat, bis die Wegstrecke "y" zurückgelegt ist.
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Die Folge ist ein starkes Ansteigen der auf die Spannbacken 25 und somit die schrägen Seitenwände
28 gerichteten radialen Kraftkomponente zum Festhalten der Mine 12 in der Klemmbohrung 26.
Wird nun die Mine 12 und das Minenführungsrohr 10 von der Schreibunterlage abgehoben, so wird,(Fig.7) die
Vorholfeder 14 wirksam, die das Verschiebeteil 9 zum vorderen Anschlag in der Spitze 2 bewegt. Beim Schreiben
hat sich vorher das Verschiebeteil 9 mit dem Bremsglied 11 über die, in der Spannzange 25 geklemmte Mine 12
zurückgeschoben, sodaß nunmehr durch die reibschlüssige Verbindung zwischen dem Bremsglied 11 und der Mine 12,
diese mit dem Verschiebeteil 9 aus der Spitze 2 herausbewegt wird. Die Reibungskraft des Bremsgliedes 11 und
die Kraft der Vorholfeder 14 sind ausreichend, um die Spannzange 15 gegen die Wirkung der Ausgleichsfeder 39
zu verschieben, wobei der Wälzkörper 37 in Richtung des Pfeiles "P" abrollt, was zur Folge hat, daß die Radialkomponente
in der Klemmbohrung 26 der Spannzange 15 reduziert wird und somit die Mine 12 in der Klemmbohrung
26 gleiten kann. Nach dem Auftreffen des Verschiebeteils
9 am vorderen Anschlag in der Spitze 2 nehmen sämtliche Teile wieder die, in den Fig.3 und 4 dargestellte Lage ein.
Der Füllminenstift ist erneut in Schreibbereitschaft.
Das Vorholen einer Mine 12 mit Hilfe des Verschiebeteiles 9 kann so oft erfolgen, bis die Mine 12 die Klemmbohrung 26 vollständig verlassen hat, bzw. in der Klemmbohrung
26 infolge der Kürze ihrer, zum Klemmen zur Verfügung stehenden Länge, nicht mehr gegenüber dem Schreibdruck
abgestützt werden kann.
In diesem Fall wird beim Aufsetzen der Stiftspitze auf eine Unterlage das Minenführungsrohr 10 leicht in die
Spitze 2 eindringen. In diesem Fall muß der Benutzer von Hand das Minenführungsrohr 10 soweit zurückbewegen,
bis die Mine daraus hervorschaut, die dann ebenfalls von Hand herausgezogen werden kann. Nach dem Entfernen des
Minenreststückes ist der Stift wieder, wie bereits beschrieben, in Schreibbereitschaft zu bringen.
Vorteile
1. Gegenüber den bisher verwendeten Spannzangen aus Metall, die spanabhebend hergestellt werden mußten, läßt sich
die, bei dem erfindungsgemäßen Füllminenstift verwendete Spannzange auch bei größeren Stückzahlen in gleichbleibender
Qualität, insbesondere was die maßlichen Toleranzen anbelangt, herstellen. Damit kann insbesondere
vermieden werden, daß an den gegenüberliegenden Anlagestellen der Wälzkörper ein axialer Versatz auftritt, der
zum Auftreten von Scherkräften an der Mine führt.
2. Durch die Verwendung von gießfähigen Materialien,
insbesondere Kunststoff, für die Spannzange und die Klemmbuchse, lassen sich für die Großserie geeignete
Oberflächenformen erzeugen, die auf spanabhebende Weise nicht herstellbar wären. Bei der Verwendung von
Minen eines geringen Durchmessers könnte eine Klemmnut mit schrägen Seitenwänden nicht mehr hergestellt werden.
Außerdem sind bei vorliegenden kleinen Dimensionen die Form der Abrollbahn und der Stützfläche auf spanabhebende
Weise nur unter großem Aufwand herstellbar, da sich die Werkzeuge sehr schnell abnutzen und die sich
daraus ergebenden Veränderungen der Form und der Lage häufig korrigiert werden müssen, wozu ein beachtlicher
Zeitaufwand erforderlich ist.
3. Evtl. Formabweichungen im Querschnitt der Abrollbahn werden zwischen einem Wälzkörper aus Stahl und einer
Spannzange aus Kunststoff nach einer bestimmten Einla.ufzeit ausgeglichen und es tritt automatisch eine
optimale Anpassung auf.
4. Bei Verwendung einer zweiteiligen Spannzange werden identische Teile verwendet, die nach ihrem Zusammenbau
keine Lageabweichungen in Axialrichtung zur Folge haben.
5. Da der Neigungswinkel CL der Abrollbahn 32 größer ist
als der Neigungswinkel ß am Innenkonus, wird erreicht, daß bei einer Bewegung der Spannzange zum öffnen und
Schließen, der Wälzkörper 35 durch die Eigenfederung der Spannbacken 25 im Scheitelpunkt 33 bleibt und ausschließlich
am Innenkonus gleitet. Durch den größeren Neigungswinkel oC der Abrollbahn
entsteht eine, durch Kräftezerlegung darstellbare Horizontalkraft H 2, die kleiner ist als die am Innenkonus
wirksaise Korizontalkraft H 1. Dies ist die Voraussetzung
zum Gleiten des Wälzkörpers am Innenkonus 36. Der Wälzkörper 51, 53 verbleibt beim öffnen der Spannzange
im Scheitelpunkt 33. Die Kräfte H 1 und H 2 der Horizontalkomponenten werden durch Reibungskräfte noch zusätzlich
verstärkt, dies soll jedoch, aus Gründen der Einfach heit, außer Betracht bleiben. Diese Vernachlässigung ändert
nichts am Funktionsprinzip.
B e ζ u g szeichen
3~Z157923
1 Gehäuse
2 Spitze
3 Klemmbuchse
4 Zentrierbohrung
5 Stützbund
6 Anlagebund
7 Bohrung
8 Lagerscheibe
9 Verschiebeteil
10 Minenführungsrohr
11 Bremsglied
12 Mine
13 Absatz am Verschiebeteil
14 Vorholfeder
15 Spannzange
16 Führungskopf
17 Verbindungsfläche
18 Zuführungsbohrung
19 Abschnitte
20 "
21 Steg
22 Vertiefung
23 Ringbund
24 Federarm
25 Spannbacken
26 Klemmbohrung
27 Klemmnut
28 schräge Seitenwände
29 Radius
30 Lagertasche
31 Mittelachse
32 Abrollbahn Seitenwand 32.1
33 Scheitelpunkt
34 Stützfläche Seitenwand 34.1
35 Wälzkörper
36 Ihnenkonus
37 Absatz
38 Führungsbohrung
39 Ausgleichsfeder
40 Minenbehälter
41 Einlauftrichter
42 Betätigungsknopf
43 Stützrand
44 Druckfeder
45 Anschlag
50 Laufrinne
51 Wälzkörper
52 Laufrinne
53 Wälzkörper
Claims (15)
1.YFüllminenstift mit durch den Schreibdruck bewirkv—^^
tem, automatischen Vorschub der Mine, die in einer längsverschiebbaren Spannzange klemmbar ist, die zwei
radial federnde Spannbacken aufweist, die in axialer Richtung unter Wirkung einer Ausgleichsfeder stehen
und mittels Wälzkörper an einem Innenkonus anliegen und die in einem, in der Spitze gegen Federdruck
längsbeweglich gelagerten Minenführungsrohr geführt ist, mit dem ein Bremsglied verbunden ist, das reibschlüssig
an der Mine anliegt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzange (15), aus einem Führungskopf (16) besteht, an df.n iwei, von der geometrischen Mittelachse (31) divergierende Federarme (24) angeformt sind, die an ihrem freien Ende jeweils einen Spannbacken (25) aufweisen, der eine, durch schräge Seitenwände (28) sich verengende Klemmnut (27) zur Aufnahme der Mine (12) und eine Lagertasche (30) zur Aufnahme des Wälzkörpers (35) enthält, die durch eine, zur Spitze (2) ansteigende gerade Abrollbahn (32) und eine, sich an einen Scheitelpunkt (33) anschließende, zum Stiftende ansteigende Stützfläche (34) gebildet wird, wobei die Abrollbahn (32) in ihrem Querschnitt der Mantelfläche des Wälzkörpers (35) angepaßt ist und daß die Spannzange (15) im Gießverfahren hergestellt ist.
dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzange (15), aus einem Führungskopf (16) besteht, an df.n iwei, von der geometrischen Mittelachse (31) divergierende Federarme (24) angeformt sind, die an ihrem freien Ende jeweils einen Spannbacken (25) aufweisen, der eine, durch schräge Seitenwände (28) sich verengende Klemmnut (27) zur Aufnahme der Mine (12) und eine Lagertasche (30) zur Aufnahme des Wälzkörpers (35) enthält, die durch eine, zur Spitze (2) ansteigende gerade Abrollbahn (32) und eine, sich an einen Scheitelpunkt (33) anschließende, zum Stiftende ansteigende Stützfläche (34) gebildet wird, wobei die Abrollbahn (32) in ihrem Querschnitt der Mantelfläche des Wälzkörpers (35) angepaßt ist und daß die Spannzange (15) im Gießverfahren hergestellt ist.
2. Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannzange (15) bestehend aus dem Führungskopf (16), den Federarmen (24) und den Spannbacken
(25), aus Kunststoff hergestellt ist.
3. Füllminenstift nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzange (15) aus glasfaserverstärktem
Kunststoff hergestellt ist.
4. Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannzange (15) aus zwei identischen Teilen zusammengesetzt ist, die am Führungskopf (16) eine
ebene Verbindungsfläche (17) aufweisen und durch eine Zuführungsbohrung (18) für die Mine (12) in zwei Abschnitte
(19, 20) unterteilt ist, wovon einer einen Steg (21) und der andere eine, daran angepaßte Vertiefung
(22) aufweist.
5. Füllminenstift nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Scheitelpunkt (33) der Lagertasche (30) im Spannbacken (25) jeweils in der axialen Mitte der, die
Klemrabohrung (26) bildenden Klemmnut (27) liegt.
6. Füllminenstift nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet,
daß die, sich an den Scheitelpunkt (33) anschließende Abrollbahn (32) und die Stützfläche (34) vertieft in
den Spannbacken (25) eingeformt sind und dabei von Seitenwänden (32.1 und 34.1) begrenzt sind.
7. Füllrninenstift nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die, in der Lagertasche (30) im Spannbacken (25)
eingeformte Abrollbahn (32) bei, in der Klemmbohrung (26) anliegender Mine (12) in bezug zur Mittelachse
(31) einen Neigungswinkel (°*-) aufweist, der größer
ist als der Neigungswinkel (ß) des Innenkonus (36).
8. Füllminenstift nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Neigungswinkel (ß) des Innenkonus (36) in einem Bereich von 5° bis 10° und der Neigungswinkel («<·) der
Abrollbahn (32) in einem Bereich von 15° bis 20° liegt.
9. Füllminenstift nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützfläche (34) einen Neigungswinkel (£*) aufweist,
der gleich oder größer dem Neigungswinkel (eC) der
Abrollbahn (32) ist.
10. Fullminer^tift nach den Ansprüchen 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (34) und die Abrollbahn (32)
einen rechten Winkel (φ ) zueinander einnehmen.
11. Füllminenstift nach den Ansprüchen 1 bis 10, •dadurch ge kennzeichnet,
daß als äußeres Gegenlager in der Klemmbuchse (3) diametral gegenüberliegende Laufrinnen (5Ό, 52) vorgesehen
sind, die im Querschnitt der Mantelfläche der Wälzkörper (35, 53) angepaßt sind.
_3£07923
12. Füllminenstift nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Klemmbuchse (3) aus Kunststoff hergestellt ist.
13. Füllminenstift nach den Ansprüchen 1 bis 12
dadurch gekennzeichnet, daß als Wälzkörper (35) eine Kugel verwendet wird.
14. Füllrainenstift nach den Ansprüchen 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet,
daß der Wälzkörper (53) die Form einer Tonne aufweist deren Krümmungsradius der Mantelfläche im Klemmbereich
dem Radius des Innenkonus (36) entspricht.
15. Füllminenstift nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Führungskopf (16) der Spannzange (15) und einem Absatz (37) in der Führungsbohrung
(38) der Klemmbuchse (3) eine Ausgleichsfeder (39) eingespannt ist, deren axiale Federkraft größer
ist als die, entgegengesetzt gerichtete, am Spannbacken (25), durch die radial auffedernden Federarme
(24) erzeugte axiale Kraftkomponente.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823207923 DE3207923C2 (de) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | Feinminenstift mit durch den Schreibdruck bewirktem automatischem Vorschub der Mine |
EP83101906A EP0088318A3 (de) | 1982-03-05 | 1983-02-26 | Füllminenstift mit durch den Schreibdruck bewirktem automatischem Vorschub der Mine |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: A.W. FABER - CASTELL UNTERNEHMENSVERWALTUNG GMBH & |
|
8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |