DE903665C - Kugelschreiber mit Vorratsbehaelter - Google Patents

Description

Die Erfindung¹ betrifft Kugelschreiber mit Vorratsbehälter, bei denen das Schreibenide oder die Spitze mit einer Schreibkugel versehen ist, die drehbar in einer Fassung oder einem Gehäuse, teilweise aus demselben hervorragend, untergebracht ist. Die Kugel wird mit Hilfe einer Zuführungsleitung aus einem Vorratsbehälter mit Tinte versorgt. Die Zuführungsleitung steht mit der Grund»- fläche der Fassung oder des Gehäuses· derart in

ίο Verbindung, daß, wenn die Kugel in Drehung versetzt wird und in Berührung mit einer Fläche, z. B. einem Papierblatt, über dieselbe geführt wird, mit Hilfe der Kugel durch den engen, zwischen ihr und der Gehäuse'wandung befindlichen Schlitz ein dünner Tintenfilm getragen wird, der sich als Spur auf der erwähnten Fläche absetzt.

Eines der wesentlichen Merkmale der Erfindung wird darin gesehen, daß ein Tin*enbehä.lter vorhanden ist, dessen Fassungsvermögen für Tinte wesentlich größer ist als bei einem durch ein Kapillarrohr gebildeten Behälter. Unter der Bezeichnung Kapillarrohr ist in diesem Zusammenhang¹ z. B. ein Rohr zu verstehen, das an einem Ende nach der Atmosphäre offen ist und dessen Bohrung vorzugsweise etwa 2,5 mm, jedoch nicht mehr als 4 mm beträgt. Es sei ferner bemerkt, daß die Gefahr eines Ajusleckens der Tinte durch die Lutftöffnung eines· als Vorratsbehälter dienenden Kapillarrohrs sich verringert, wenn die Weite der Bohrung vermindert wird. Die größte Sicherheit wird z. B. unter sonst normalen Bedingungen· bei einem Bobrungsduirchmesser von etwa 2,5 mm erzielt, jedoch ist das

Fassungsvermögen eines solchen Vorratsbebälters verhältnismäßig· klein. Ein Ziel der Erfindung besteht z. B'. darin,, das wirksame! Fassungsvermögen des Behälters ohne Vergrößerung der tatsächlichen Länge zu vergrößern. Dabei ist für ausreichende Sicherung¹ gegen einen Auetritt von Tinte durch die Luftöffnung· unter dem Einfloß dler Schwerkraft und ansteigender Temperatur einer etwa in der Erweiterung des Behälters eingeschlossenen- Luftmenge sowie gegenüber sinkendem· Luftdruck Sorge zu tragen. Es wurde bereits ein- Kugelschreiber vorgeschlagen¹, bei dem der Tintenvorratsbehälter eine Erweiterung von nichtkapillaren Abmessungen besitz*. Dabei ist an: dem von der Kugel abgewandten Ende der Erweiterung ein Lufteinlaß vorgesehen. Dieser Lufteinlaß beisteht aus einer kapillaren) Leitung. Von dem an der Erweiterung vorgesehenen Auslaß führt ein Tintenkanal zu dem Kugelgehäuse. Dieser Tintenkanial oder ein der Er-Weiterung benachbarter Teil desselben- ist kapillar gestaltet.

Es ist offensichtlich, daß, wenn eine einzige Erweiterung vorhanden- ist, mit der Vergrößerung der Erweiterung das Tinten-fassungsvermögen des Behälters wächst. So Ist ferner klar, daß, wenn die Abmessungen der Erweiterung z. B. in Richtung ihrer Länge oder im Durchmesser vergrößert werden, die Gefahr eines Austritts der Tinte durch die Luftöffnung (insbesondere bei einem Anstieg der Temperatur oder bei einem Absinken des Luftdrucks) wächst.

Die Erfindung bezweckt, einen Vorratsbehälter derart auszubilden, daß er ein möglichst großes Tintenvolumen bei kleinster Gefahr eines Austritts der Tinte durch den Lufteinlaß infolge Temperatur- oder Druckänderungen auf zunehmen- vermag. Gemäß diesem Zweck wird erfindungsgemäß bei einem Kugelschreiber ein Behälter vorgesehen, der mehrere Erweiterungen besitzt, deren jede mit der nächsten durch eine Einschnürung oder einen Übergang, z. B. von kapillaren Abmessungen, in Verbindung steht und an einem; Ende derart ausgebildet ist, daß er mit der Kugel in Verbindung steht und am anderen Ende einen Lufteinlaß von kapillarer Größe besitzt. Vorzugsweise wird an diesem Behälter an dem erstgenannten Ende ein kapillar gestalteter Auslaß vorgesehen, der zu der Kugel führt. Das, diesen Einlaß bildende Material kann in einem Stück oder getrennt von den benach- ' bart'en Teilen des Behälters ausgeführt werden. j

Der Ausdruck kapillare Größe, die in diesem Zusammenhang in Verbindung mit der erwähnten Einschnürung, einem Durchgang oder Lufteinlaß oder -aus!aß gebraucht wird, bedeutet, daß die innere Bohrung eine solche Größe und Gestalt besitzen soll, daß ein in derselben gebildeter Meniskus an der Berührungsfläche einer für den- Gebrauch in einem Kugelschreiber geeigneten Tinte, mit der der Behälter gefüllt ist, mit Luft unter der Wirkung von Schwerkraft und von mechanischen Beanspruchungen, z. B. Stoßen, denen der Kugelschreiber im normalen Gebrauch ausgesetzt sein kann, nicht zerstört wird. Vorzugsweise kann ein« solche Verengung im wesentlichen kreisförmigen Innenquerschnitt bei einem Innendurchmesser von etwa 2,5 mm oder weniger besitzen. Der Lufteinlaiß hat dabei einen kreisförmigen inneren Querschnitt mit einem Innendurchmesser, der 2,5 mm nicht übersteigt, oder aber der innere Querschnitt beträgt nicht wesentlich mehr als 5 mm².

Es ist ohne weiteres klar, daiß bei der praktischen Ausführung der Erfindung der Kanal, der Luffreinlaß und die Verengerungen oder Durchgänge nicht so^! klein sind;, daß eine genügende Zufuhr von Tinte zur Kugel beim Schreibvorgang verhindert würde. Für viskose Tinte wird deshalb vorzugsweise eine Weite von nicht weniger als 0,5 mm Durchmesser angewandt. Wenn indes eines· dieser Teile (abgesehen vom Lufteinlaß) einen. Durchmesser von nur 0,5 mm besitzt, so ist dasselbe nicht langer als- 3 mm auszuführen.

Vorzugsweise erhält jede Erweiterung einen inneren Durchmesser, der größer ist als 2,5 mm, indes nicht größer als 5 mm. Die Erweiterungen können alle gleich oder auch verschiedenartig gestaltet sein. Indes wurden besonders gute Ergebnisse in bezug auf ein großes Fassungsvermögen (bei gleichzeitiger Beseitigung der Gefahr eines Auslecken«- der Tinte durch den Lufteinlaß) erzielt, wenn die einzelnen Erweiterungen eine zwiebelföomige Gestaltung erhielten.

Der Ausdruck zwiebeiförmig bedeutet in. diesem Zusammenhang eine Gestaltung, die der Ausbildung von Luftblasen ähnelt, die aus dem offenen Ende eines Rohres in. eine Flüssigkeit austreten'.

Erfindungsgemäß wird weiterhin bei einem Kugelschreiber ein Tintenvorratsbehälter vorgesehen, der wenigstens eine Erweiterung" von zwiebeiförmiger Gestaltung besitzt, deren maximaler Innendurchmesser etwa 5 mm nicht über^u steigt. Diese Erweiterung hat an. einem Ende einen Tintenauslaßkanal von nicht mehr als 2,5 mm Innendurchmesser, oder er besitzt einen Innenquerschnitt, der S nun² nicht wesentlich übersteigt. Diese Erweiterung besitzt an ihrem anderen Ende oder an anderer geeigneter Steife einen Lufteinlaß von kapillarer Gestaltung. Unter gewissen Umständen kann Luft in den Erweiterungen eingeschlossen sein. Es ist daher erwünscht, daß das Volumen des Lufteinlasses hinreichend groß ist, um ein Aus- "» laufen der Tinte aus der Luftaustrittsöffnung unter dem gemeinsamen Einfluß der Schwerkraft und der Ausdehnung des Behälterinhalts infolge solcher Änderungen der Temperatur und des Luftdrucks zu verhindern, denen der Kugelschreiber bei normalem Gebrauch unterworfen! sein kann¹.

Gemäß einer Sonderkonstruktion steht das Volumen des Lufteinlasses in Beziehung zum Volumen der Erweiterungen; und der verbindenden Überleitungen, falls mehr als eine Erweiterung vor- iao banden ist, oder zum Volumen der Erweiterung, falls nur eine einzige vorhanden ist. Diese Beziehung läßt sich durch die Formel ausdrucken:

At

300

in welcher V₁ das Volumen dies Lufteinlasses bedeutet. V₂ bezeichnet das Volumen der Erweiterungen und ihrer Verbindungsleitungen oder das Volumen; der Erweiterung, falls nur eine solche Leitung vorhanden ist.

A t bezeichnet den maximalen Temperaturanstieg in Grad Celsius, dem; der Kugelschreiber ausgesetzt werden kann, wobei vorausgesetzt wird, diaß der Luftdruck konstant bleibt. Für einen maximalen

ίο Temperaturanstieg von 30° C bedeutet die Formel, daß das Volumen des Lufteinlasses nicht kleiner als 10% des Volumens der Erweiterung betragen solle. Im allgemeinen ist dieser Temperaturzuwachs kleiner. Wenn der etwa mögliche Abfall des Luftdrucks berücksichtigt werden soll, z. B-. wenn der Kugelschreiber in beträchtlicher Höbentlage benutzt werden soll, so könnte man die obige Formel mit der Bemerkung benutzen, daß ein Druckabfall von etwa 2 cm Quecksilbersäule einem Temperatur-Zuwachs von i° C entspricht. Demzufolge ist es beim Gebrauch der obenerwähnten Formel erforderlich, festzustellen!, unter welchen Änderungen der Temperatur und des Luftdrucks der Kugelschreiber benutzt werden soll, was dazu führt, einen brauchbaren Wert für Λ t zu ermitteln.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert. Fig. 1, 2, 3 und 4 zeigen beispielsweise vier Ausführung'sformen des Erfindungsgegenstanides. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile.

Gemäß Fig. 1 ist eine Kugel 1 vorgesehen,, die drehbar in einem geeigneten, Gehäuse 2 angeordnet ist, welch letzteres mit einer Tinitenzuleitung 3 versehen ist, die zur Kugel führt und durch eine Leitung 4 mit enger Bohrung (deren Durchmesser 2,5 mm nicht übersteigt) mit einer Bebältererweiterung 5 in Verbindung steht. Dieser erweiterte Raum steht wieder durch· eine Leitung 6 mit enger Bohrung mit einer zweiten Behältereirweiterung 7 in Verbindung, die in gleicher Weise wie die Behältererweiterung 5 ausgebildet ist. Die Behältererweiterung 7 steht durch eine Leitung 8, die in jeder Hinsicht der Leitung 4 entspricht, mit einer anderen, ähnlich ausgebildeten Behältererweiterung 9. in Verbindung, auf die gegebenenfalls noch andere Behältererweiterungen in beschriebener Weise folgen können.

Die Behältererweiterungen und Verbindungsleitungen sind in der dargestellten Ausführungsform gleichachsig miteinander angeordnet, doch ist dies kein wesentliches Merkmal; so können einige der die Behältererweiterungen verbindenden Leitungen um i8o° oder in anderer Weise gegeneinander verschoben angeordnet sein. Schließlich steht diejenige Behältererweiterung, die am, weitesten von der Kugel entfernt ist, mit einem Lufteinlaß 11 in Verbindung.

Der größte Innendurchmesser oder die größte Durchmesserabmessung jeder Behältererweiterung übersteigt zweckmäßig nicht etwa 5 mm und ist nicht kleiner als 2,5 mm-. Der größte Innendurchmesser jeder der erwähnten Leitungen 4, 6, 8 übersteigt vorzugsweise nicht 2,5 mm und ist zweckmäßig nicht kleiner als 1 mm.

Der Durchmesser der Kugel 1 wird zweckmäßig nicht größer als 1 mm gemacht, während der Durchmesser der Leitung 3 zweckmäßig 0,5 mm nicht übersteigt.

In den in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausfuhruingsformen stimmen die Kugel-1 und die Leitung 3 mit den gleichen Teilen in Fig. 1 übereini. Indes· sind die Behältererweiterungen in Fig. 2 und 3 zwiebeiförmig ausgebildet'. In Fig. 3 stehen sie unmittelbar durch die Verengungen 10 miteinander in Verbindung (deren' innerer Durchmesser 2,5 mm nicht übersteigt und zweckmäßig nicht kleiner ist als ι min), während' die Leitungen 6, 8 usw. in Fortfall kommen.

Die in Fig. 4 veranschaulichte Ausführungsform entspricht in jeder Hinsicht der in Fig. 2 dargestellten mit der Ausnahme, daß hier nur eine Behältererweiterung 5 vorhanden ist¹, die mit einem Lufteinlaß 11 versehen· ist.

In allen dargestellten Ausführungsformen· ist der Durchmesser des Lufteinlasses nicht größer als 2,5 mm und zweckmäßig nicht kleiner als 1 mm.

In den in Fig. 1, 2 und¹ 3 dargestellten' Ausführangsformen können die Behälitererweiterungen gleichartig oder auch gegebenenfalls voneinander abweichend ausgebildet sein. Gemäß den Darstellungen sind die Behaltererweiterungen vortzugsweise symmetrisch gestaltet, doch ist dies nicht wesentlich. Die Leitungen 4, 6, 8 usw. besitzen vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt!. Es ist jedoch nicht notwendig, daü der Querschnitt kreisförmig ist.

Es sei bemerkt, daß, wenn ein erfindungsgemäß ausgebildeter Behälter mit einer Schreibspitze oder einer Schreibkugel versehen ist und mit einer geeigneten Tinte gefüllt wird, die in dem Schlitz zwischen der Schreibkugel und dem: Gehäuse auftretende Kapillarkraft ausreicht, um die in dem Behälter enthaltene Tinteosäule ζω tragen.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Kugelschreiber mit Vorratsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter eine Reihe von Erweiterungen umfaßt, deren jede mit der nächsten vermittels einer Verengerung oder eines Durchgangs, von kapillarer Abmessung in Verbindung steht, wobei die der Schreibkugel zunächst liegende Behältererweiterung mit dieser in Verbindung steht, während die von der Schreibkugel am weitesten abliegende Behältererweiterung einen Lufteinlaß H5 von.' kapillaren Abmessungen besitzt.

   2. Kugelschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter am zur Schreibkugel führenden Ende einen¹ zur Schreibkugel· führenden· Auslaß von kapillaren Ab- messung«! besitzt.

   3. Kugelschreiber nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Behältererweiterung eine innere Querschnittsabmessung von über 2,5 mm, indes nicht mehr als etwa 5 mm besitzt.

   4. Kugelschreiber nach Ansprüchen ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verengung im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt bei eimern Durchmesser von etwa 2,5 mm oder weniger besitz*.

   5. Kugelschreiber nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinlaß kreisförmigen Querschnitt besitzt und daß sein Innendurchmesser 2,5 mm nicht übersteigt oder seine innere Querschnittsflache 5 mm² nicht übersteigt.

   6. Kugelschreiber nach Ansprüchen. 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Behältererweiterungen zwiebeiförmig gestaltet sind,

   7. Kugelschreiber nach Ansprüchen 1 bis. 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des LufteinJiasses mit dem Volumen des übrigen Vorratsbehälters einschließlich seiner Verbindungsleitungen gemäß der Formel:

   F,

   At

   300

   in Beziehung steht.

   Angezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 21 747 vom Jahre

   1891. 579913;

   USA.-Patentschrift Nr. 2 107 424; schweizeriche Patentschrift Nr. 250 925; deutsche Patentschrift Nr. 609 141; französische Patentschriften Nr. 743 853; 201 275 vom Jahre 1889, 943341, 800851.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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