DE943815C - Schreibgeraet mit Kugelspitze - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 1. JUNI 1956

p30451 X170b D

Paul Otto Rosin, London

ist als Erfinder genannt worden

Henry George Martin, London

Schreibgerät mit Kugelspitze

Patenterteilung bekanntgemacht am 9. Mai 1956

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung betrifft ein Schreibgerät mit Kugelspitze und mit einem an diese angeschlossenen und an seinem hinteren Ende offenen, rohrförmigen Vorratsbehälter mit Schreibflüssigkeit.

In bekannten Schreibgeräten dieser Art hat man zur Herabsetzung der Gefahr des Ausfließen« von Flüssigkeit aus dem hinten offenen Ende des Behälters, wenn das Gerät waagerecht oder mit der Spitze nach oben gerichtet' gehalten wird, Kapillarkräfte ausgenutzt und zur Erzeugung der erforderlichen Kapillarkräfte Vorratsbehälter mit einem geringen Durchmesser verwendet, dessen höchste Grenze bei etwa 2,5 mm liegt. Vorratsbehälter mit einem größeren Durchmesser, die ein größeres Fassungsvermögen für Schreibflüssigkeit haben, hat man bisher nicht angewendet, weil bei ihnen ein Ausfließen von Schreibflüssigkeit aus dem hinten offenen Ende des Behälters nicht mit Sicherheit verhindert werden konnte.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Schreibgerät der geschilderten Art zu schaffen, dessen Vorratsbehälter einen größeren Durchmesser als 2,5 mm hat und bei dem ein ungewolltes Ausfließen der Schreibflüssigkeit aus dem Behälter an seinem offenen Ende mit größerer Sicherhe.it als bisher vermieden wird. Die Lösung dieser Aufgabe beruht auf folgenden Erwägungen und Feststellungen :

In den bekannten Kugelschreibergeräten mit einem Vorratsbehälterdurchmesser von weniger als 2,5 mm spielt die Viskosität der Schreibflüssigkeit für die Lecksicherheit am offenen Ende des Behälters keine wesentliche Rolle. Anders liegen aber die Verhältnisse bei einem Kugelschreibgerät, dessen Vorratsbehälter einen Durchmesser von über 2,5 mm hat. Es hat sich gezeigt, daß die 'mangelhafte Lecksicherheit solcher Geräte auf eine Zerstörung des am freien Ende der Flüssigkeitssäule im Vorratsbehälter gebildeten Meniskus zurückzuführen ist, die leicht stattfinden kann, wenn die Flüssigkeit durch plötzliche vor allem stoßartige Bewegungen des Gerätes, die selbst bei normalem Gebrauch unvermeidlich sind, in Schwingungen versetzt wird.

Sind diese stark genug, so führen sie zu einer Formverzerrung des Meniskus am Ende der Flüssigkeitssäule und damit zu einer Störung seiner ao Stabilität. Dies ist gleichbedeutend mit dem Beginnen eines Fließvorganges, der normalerweise bei einem Anhalten des Schwingungsvorganges zu einem Ablösen von einem oder mehreren Tropfen führt, die dann langsam, aber ungehindert unter dem Einfluß ihrer eige'nen Schwerkraft an der inneren Rohrwand des Behälters zu dessen offenem Ende fließen können.

Wenn der Stoß hinreichend heftig ist, so kann man sogar auf diese Weise Tropfen aus dem offenen Rohrende herausspritzen.

Diese Feststellungen über den Einfluß der Meniskusbeständigkeit am freien Ende der Flüssigkeitssäule in einem Kugelschreibgerät mit einem Tintenvorratsbehälterdurchmesserüberetwai2,5min auf die Lecksicherheit des Gerätes weisen den Weg für die Lösung der Aufgabe der Erfindung.

Der Versuch, diese Aufgabe durch Erhöhung der Oberflächenspannung der Schreibflüssigkeit und damit der Widerstandskraft ihres· Meniskus zu lösen, gab kein befriedigendes Ergebnis, weil es nicht möglich war, diese Oberflächenspannung in dem erforderlichen Maße zu erhöhen.

Es wurde aber gefunden, daß es ohne Schwierigkeiten möglich ist, die bei plötzlichen Bewegungen des Schreibgerätes auftretenden Schwingungen durch hinreichende Erhöhung der Viskosität der meniskusbildenden Flüssigkeit unschädlich "zu machen. Erfindungsgemäß besteht die Lösung der Aufgabe in der Anpassung der Mindestviskosität der den Meniskus im Vorratsbehälter des Schreibgerätes bildenden Flüssigkeit bei der Höchsttemperatur, die diese bei normalem Gebrauch erreichen kann, an den inneren Durchmesser des Vorratsbehälters, und zwar etwa entsprechend der Kurve gemäß Fig. 1 der»Zeichnung, in welcher die' Abszissenachse den Vorratsbehälterdurchmesser und die Ordinatenachse die Mindestviskosität der meniskusbildenden Flüssigkeit in ■ Poise angibt. Da bei einer Mindestviskosität der meniskusbildenden Flüssigkeit über etwa 150 Poise gelegentlich, insbesondere bei kaltem Wetter, Stockungen in der ununterbrochenen Tintenzufuhr zur Schreibkugel beim Schreiben eintreten können, ist es • zweckmäßig, den größten Vorratsbehälterdurchmesser entsprechend der Kurve auf etwa 3,8 mm zu begrenzen.

Um gute Ergebnisse hinsichtlich sowohl der Schreibeigenschaft als auch der Lecksicherheit des Gerätes zu erzielen, empfiehlt es sich, im Vorratsbehälter eine Schreibflüssigkeit zu verwenden, deren Viskosität bei der normalen Temperatur des Menschen, 37⁰ C, nicht unter 15 Poise und nicht über 150 Poise liegt.

Der Erfolg der erfindungsgemäißen Lösung liegt im innigen Zusammenwirken der durch die Oberflächenspannung und die Viskosität gegebenen Widerstandskräfte der meniskusbildenden Flüssigkeit.

Während nämlich der stetige, ununterbrochene und statische Widerstand der Oberflächenspannung in der Lage ist, der ebenso stetigen Schwerkraft der Flüssigkeit standzuhalten, vermag es der sehr große dynamische Widerstand der hoch viskosen Flüssigkeit, die durch starke Stöße ausgelösten Schwingungen des Meniskus auf ein ungefährliches Maß abzudämpfen.

Es muß hervorgehoben werden, daß die hohe Viskosität als solche nicht in der Lage wäre, das Ausfließen zu verhindern, Ebenso ist, die von der Oberflächenspannung rührende Widerstandskraft stets verschwindend klein verglichen mit möglicherweise auftretenden Stoßkräften. Das erfolgreiche Zusammenwirken beider Flüssigkeitseigenschaften wird nur dadurch ermöglicht, daß die Stoßkräfte zwar sehr hoch sind, aber nur sehr kurze Zeit wirken (und daher durch Dämpfung unschädlich gemacht werden können) uind die Schwerkraft zwar klein ist, aber unaufhörlich wirkt (und daher nur durch eine ebenso stetig wirkende statische Kraft im dauernden Gleichgewicht gehalten werden kann).

Fig. 2 ist ein Längsschnitt in vergrößertem Maßstab durch ein erfindungsgemäißes Schreibgerät. Dieses Gerät hat eine Kugelspitze 1 mit Schreibkugel 2, die drehbar in einem Gehäuse gelagert ist, das durch einen nicht gezeigten Tintenzuführungskanal an einem mit der Kugelspitze 1 verbundenen rohrförmigen Tintenvorratsbehälter 3 mit kreisförmigem Querschnitt angeschlossen ist, der an seinem hinteren Ende 9 offen ist. Der Meniskus im Behälter 3 ist mit 10 bezeichnet. Der Durchmesiser der Schreibkugel 2 ist etwa 1 mm, und die Weite des Schlitzes zwischen der Kugel 2 ..liegt zweckmäßig zwischen 1 und 10 Mikron. Die aus der Kugelspitze 1 und dem Behälter 3 bestehende Einheit ist mittels eines Gewindes 7 in den Schaft des Schreibgerätes eingeschraubt, der aus einem Vorderstück 6 und einem mit diesem bei 8 zusammengeschraubten Schaftteil 4 mit einem Luftloch 5 besteht. Die Kugelspitze 1 kann bei Nichtgebrauch des Schreibgerätes durch eine nicht dargestellte Kappe abgedeckt sein, die auf einem Anschlag 13 sitzt und bei Gebrauch des Gerätes auf das hintere Ende des Schaftteiles 4 gesteckt wird.

Es ist zweckmäßig, aber nicht notwendig, daß der Behälter 3 einen kreisförmigen Querschnitt hat.

Dieser kann von der Kreisform abweichen, z. B. oval sein, und in diesem Falle ist unter Durchmesser im Sinne der Erfindung der Durchmesser eines Kreises zu verstehen, dessen Fläche die gleiche Größe hat wie der Ouerschnitt des von der Kreisform abweichenden Behälters.

Die Höchsttemperatur, die die meniskusbildende Flüssigkeit bei normalem Gebrauch im erfindungsgemäßen Schreibgerät haben kann und die die anzuwendende Mindestviskosität dieser Flüssigkeit bestimmt, hängt vom Klima ab, in welchem das Gerät gebraucht werden soll. Sie ist für arktisches Klima geringer als für tropisches Klima. Nachstehend folgen drei Beispiele für verschiedene Tinten, die im erfindungsgemäßen Gerät bei einem Behälterdurchmesser von etwa 3 mm verwendet werden können und lecksicher sind.

Für arktisches Klima eignet sich eine Tinte, die 25 Gewichtsteile Kolophonium als Verdickungsmittel, 20 Gewichtsteile Rizinusöl, 20 Gewichtsteile Rizinolsäure, 20 Gewichtsteile Diäthylenglykolmono-butyläther, alle drei als Lösungsmittel, und 15 Gewichtsteile öllösMchen Farbstoff enthält und bei 15⁰C eine Viskosität von 18 bis 30 Poise hat.

Für ein gemäßigtes Klima eignet sich eine Tinte, die 25 Gewichtsteile Kolophonium, 30 Gewichtsteile Rizinusöl, 30 Gewichtsteile Rizinolsäure und 15 Gewichtsteile öllöslichen Farbstoff enthält und bei 15⁰ C eine Viskosität von 190 bis 300 Poise hat. Für tropisches Klima -eignet sich eine Tinte, die 35 Gewichtsteile Kolophonium, 25 Gewichtsteile Rizinusöl, 25 Gewichtsteile Rizinolsäure und 15 Gewichtsteile öllöslichen Farbstoff enthält und bei 15⁰C eine Viskosität von 400 bis 600 Poise hat.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Schreibgerät mit Kugelspitze und mit einem an diese angeschlossenen und an seinem hinteren Ende offenen, rohrförmigen Vorratsbehälter mit Schreibnüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung des ungewollten Ausfließens von Schreibflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter zwischen seinem inneren Durchmesser und der Mindestviskosität der den Meniskus im Vorratsbehälter bildenden Flüssigkeit bei der Höchsttemperatur, die diese bei normalem Gebrauch des Kugelschreibers erreichen kann, eine Beziehung etwa entsprechend der Kurve der Fig. 1 herrscht.
2. 2. Schreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Durchmesser des Vorratsbehälters nicht größer als 3,8 mm ist.
3. 3. Schreibgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter eine Schreibflüssigkeit enthält, deren Viskosität bei der normalen Temperatur des Menschen, 37° C, nicht unter 15 Poise und nicht über 150 Poise liegt.
4. 4. Schreibgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter eine zum Gebrauch im arktischen Klima geeignete Tinte enthält, die 25 Gewichtsteile Kolophonium, 20 Gewichtsteile Rizinusöl, 20 Gewichtsteile Rizinolsäure, 20 Gewichtsteile Diäthy lenglykol-mono-butylather und 15 Gewichtsteile öllöslichen Farbstoff enthält und bei 15⁰C eine Viskosität von 18 bis 30 Poise hat.
5. 5. Schreibgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daiß der Vorratsbehälter eine für den Gebrauch in gemäßigtem Klima geeignete Tinte enthält, die 25 Gewichtsteile Kolophonium, 3oGewichtsteileRizinusöl, 3oGewichtsteile Rizinolsäure und 15 Gewichtsteile öllöslichen Farbstoff enthält und bei 15⁰C eine Viskosität von 190 bis 300 Poise hat.
6. 6. Schreibgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter eine für den Gebrauch in tropischem Klima geeignete Tinte enthält, die 35 Gewichtsteile Kolophonium, 25 Gewichtsteile Rizinusöl, 25 Gewichtsteile Rizinolsäure und 15 Gewichtsteile öllöslichen Farbstoff enthält und bei 15⁰C 400 bis 600 Poise hat.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   1 609 509 5.