EP0316210B1 - Dispostif pour appliquer sur une surface une substance liquide ou semi-pâteuse - Google Patents

Dispostif pour appliquer sur une surface une substance liquide ou semi-pâteuse Download PDF

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EP0316210B1
EP0316210B1 EP88402724A EP88402724A EP0316210B1 EP 0316210 B1 EP0316210 B1 EP 0316210B1 EP 88402724 A EP88402724 A EP 88402724A EP 88402724 A EP88402724 A EP 88402724A EP 0316210 B1 EP0316210 B1 EP 0316210B1
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EP
European Patent Office
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refill
ink
head
capsule
substance
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP88402724A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0316210A1 (fr
Inventor
Bertrand Saint Georges Chaumet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INTRAMA SA
Original Assignee
INTRAMA SA
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Filing date
Publication date
Application filed by INTRAMA SA filed Critical INTRAMA SA
Publication of EP0316210A1 publication Critical patent/EP0316210A1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/0005—Components or details
    • B05B11/0035—Pen-like sprayers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K1/00—Nibs; Writing-points
    • B43K1/08—Nibs; Writing-points with ball points; Balls or ball beds
    • B43K1/086—Nibs; Writing-points with ball points; Balls or ball beds with resilient supporting means for the ball, e.g. springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K7/00—Ball-point pens
    • B43K7/02—Ink reservoirs; Ink cartridges
    • B43K7/03—Ink reservoirs; Ink cartridges pressurised, e.g. by gas
    • B43K7/035—Ink reservoirs; Ink cartridges pressurised, e.g. by gas the gas acting on a piston

Definitions

  • the present invention relates to a device for applying to a surface a liquid or semi-pasty substance such as an ink or a paint containing volatile solvents.
  • the invention relates in particular to an industrial pen making it possible to write on any surface and the ink refills of which are specially designed to receive inks which dry quickly and therefore with volatile solvents.
  • the device targeted by the invention is mainly intended for marking various objects, in particular metal parts, regardless of their surface condition.
  • the ink can be replaced by any other liquid or pasty product and said device is then a device for applying said substance.
  • This type of ink contains very volatile solvents. It is therefore necessary, until it is used, to keep this ink in an absolutely sealed envelope so as to prevent these solvents from evaporating. Otherwise the ink would lose its viscosity and would no longer be suitable for the use we want to make of it.
  • French patent 1 041 438 describes a ballpoint pen for writing, the body of which contains an ink refill tube provided at its end opposite the ball with a perforable rubber stopper by means of a screwed hollow needle. on the end of the body. This hollow needle establishes air communication between the exterior and the refill, which allows the ink to flow.
  • Quick-drying inks are most often used in markers consisting of a flexible metal tube, completely sealed, which is mounted on a marking head allowing the ink to flow as soon as its tip is brought into contact with the surface. to mark.
  • This marking head fixed to the end of the flexible metallic tube containing the ink, consists of a hollow cone generally made of steel which contains a ball valve.
  • This valve comprises a helical spring whose role is to maintain a ball on the seat formed by the circular outlet orifice of said metal cone, so as to close this orifice.
  • This ball the diameter of which is barely greater than that of this orifice, partly exceeds the tip of the writing head formed by this metal cone.
  • the ball sinks into its housing by compressing the spring which held it on its seat, and the ink can then flow between the circular lips of the outlet of the marking head.
  • an autonomous manual marking device consisting of an ink refill with flexible walls enclosed in a sealed cylindrical housing acting as a pen and supplied with compressed air by a pump operating manually, mounted on said housing at the opposite end to that of the marking head.
  • the manual pump allows using a non-return valve to introduce, into the sealed cylindrical case, compressed air intended to replace the pressure of the fingers on the flexible walls of the tube containing the ink.
  • the pressure to be exerted on the flexible walls of the ink refill is relatively high (0.5 to 1 bar), and this requires a relatively manual pumping system. robust and efficient. This pen is then a marking instrument that is too cumbersome to handle and inconvenient to use.
  • a good solution therefore consists, in order to expel the ink towards the marking head, to act using a gas under pressure, not on the flexible walls of an ink refill, but directly on the ink itself.
  • the pressure required is then extremely low to ensure good flow of the ink towards the marking head, and the pumping device can therefore be made up of a very light and economical assembly.
  • GB-A-2 097 007 describes a marking device in which the means for pressurizing the liquid consist of a hemispherical cap which can be actuated manually and associated with a non-return valve. This device is not, however, with a removable refill.
  • the aim of the present invention is to create a device for applying a substance, capable of receiving refills of fast-drying substance, of avoiding the evaporation of the solvents contained therein and making it possible to write easily on any surface.
  • the invention thus relates to a device for applying to a surface a liquid or semi-pasty substance, as described by the example in FR-A-1 041 438 and comprising a hermetic refill containing said substance, disposed in a removable manner body intended to be handled manually, comprising at one of its ends an application head of said substance removably attached to said end, means being provided for placing this application head in communication with the interior of the refill, this application head comprising means preventing the exit of the substance, as long as this head is not applied to the surface, the other end of the body comprising closure means, the refill being closed at its end opposite the application head by a capsule of perforable material and the means for closing the body carrying a hollow needle capable of perforating said capsule when the rech arge is placed in said body.
  • this device is characterized in that this hollow needle communicates with actuatable air pressure means manually and carried by said sealing means, these pressurizing means being associated with means for closing the communication between the hollow needle and these pressurizing means after release of the latter.
  • the use of the device is very easy since it suffices to manually actuate the pressurizing means to obtain a good flow of the substance through the application head.
  • the pressurizing means comprise a mini-pump which can be actuated with the thumb, associated with a non-return valve, having the purpose of generating and maintaining downstream of this valve, the pressurized air necessary for the proper flow of the substance.
  • the closure capsule situated at the rear of the ink refill, and intended to be pierced by the hollow needle transmitting the air under pressure is made up in whole or in part of an elastomeric material which remains airtight, even after it has been pierced several times by this needle, which makes it fulfill the function of non-return valve.
  • the refill 1 which is intended to be discarded once empty, consists of a light but rigid metal tube 2, comprising at its front part, a screw thread tip 3, not sealed , and at its rear part, a cylindrical capsule 4 of thin plastic material, intended to ensure closure after filling in the factory.
  • This hermetic refill 1 is almost entirely filled with ink so as to leave at the start only a small volume of air trapped between the surface of the ink and the closure cap 4.
  • This industrial pen is itself composed of a central body 5 consisting of a metal tube whose internal part has a length and a diameter barely greater than those of the refill 1 in order to allow it to be there. inserted, practically without any longitudinal or lateral play, once the pen has been closed.
  • this central body 5 has at its front part a removable sleeve 6 on which is mounted the writing head 7.
  • This sleeve 6 pierced from end to end, is intended to receive, at its internal end, the threaded end 3 of the ink refill 1, and at its external end the writing head 7.
  • this sleeve 6 therefore includes a screw thread adapted to that of the nozzle 3 of the ink refill 1 as well as a slightly conical hollow tube 9 which projects halfway up the threads of this screw pitch.
  • This hollow tube 9 acts as a sealer and is used to pierce the tip 3 of the refill 1 when the latter is screwed fully onto the sleeve 6, which has the effect of allowing the ink of the refill 1 to descend in the writing head 7, which is screwed onto the outer end of the sleeve 6.
  • This writing head 7 is constituted by a hollow cone of treated steel, the circular outlet orifice 10a of which is closed in a sealed manner by a steel ball 10 with a diameter very slightly greater than this outlet orifice .
  • This ball 10 is held in place by a helical spring 11, but in such a way that part of the circumference of the ball 10 projects outside the orifice 25.
  • the central body 5 of the industrial pen according to the present invention comprises at its upper part a cylindrical closure end piece 12 comprising an upper cavity 13 and a lower cavity 14 separated by a wall pierced with a small eccentric hole 15, of a diameter about a millimeter.
  • This end piece 12 is fitted in a sealed manner using an O-ring 16 in the central body 5.
  • a hemispherical cap 17 On the upper cavity 13 of the endpiece 12 is fixed a hemispherical cap 17 whose wall is made of a semi-rigid but elastic material, for example neoprene, which tends to return to its initial shape when pressure is exerted on she. Drilled with a small axial hole 18 at its upper end, this cap 17 can be actuated with the thumb and act as a mini air pump. The hole 18 is closed with the thumb when this mini-pump is pressurized and lets the air in when we stop pressing the cap 17, which allows it to return to its original shape.
  • neoprene a semi-rigid but elastic material
  • This valve consists of an elastic washer 19, for example made of rubber, which is applied to the wall comprising the hole 15.
  • the center of this washer 19 has a small slot 20 (see FIG. 2), which is offset relative to the hole 15 of air intake from the mini-pump 17.
  • this washer 19 is held tight against the wall comprising the hole 15 by the circular lips of a hollow needle holder 21, being screwed into the lower cavity 14 of the endpiece 12.
  • a hollow needle 22, mounted on the hollow needle holder 21, projects a few millimeters inside the body 5 of the pen.
  • the purpose of this hollow needle 22 is to pierce the cylindrical capsule 4 closing off the rear end of the ink refill 1, when the latter is introduced into the body 5 of the pen, and to communicate the interior of the refill ink with the pressurizing device constituted by the mini-pump 17 and the non-return valve 19.
  • the front sleeve 6 on which the writing head 7 is mounted is first removed from the central body 5 of the pen.
  • the ink refill 1 is then fixed on the inner part of this sleeve 6, the end piece 3 of this refill being screwed into the thread 23 provided for this purpose.
  • the hollow sealing tube 9 protruding halfway up the threads of the thread 23, punctures the end of said nozzle 3, which allows the ink to access the writing head 7.
  • This locking is effected by the introduction of a stud 8 in a notch formed on the edge of said central body.
  • the air pressure which has been established downstream of the washer 19 has the effect of repositioning the center of this washer against the wall separating the two cavities 13, 14 from the 'closure tip 12, and to close the slot 20 through which the air has passed.
  • This slot 20 is in fact offset relative to the air inlet hole 15 of the mini-pump, the elastic washer then forms a tight barrier and acts as a non-return valve, the pressurized air located downstream does not can no longer go in the opposite direction to the mini-pump.
  • This pressurized air is introduced, through the hollow needle 22 which has pierced its plastic closure cap 4, inside the refill 1 of sealed ink, the volatile solvents of which also remain trapped downstream of the valve. anti-return.
  • This pressurized air acts on the surface of the ink and tends to expel this ink towards the writing head 7, through the tip 3 of the refill 1 which was pierced by the sealing tube 9 when it was screwed onto the writing head of the pen.
  • This writing head 7 when it is not stressed, is closed in a sealed manner by the ball valve previously described and the ink cannot flow. In addition, volatile solvents cannot escape outside.
  • the ball 10 serving as a valve enters the interior of this orifice 10a by pushing the spring 11 which keeps it on his seat.
  • the ink subjected to the pressure of the compressed air then flows between the lips of said orifice 10a as long as the latter is in contact with the surface to be marked and as long as the pressure of compressed air remains sufficient inside. of the refill to ensure a regular flow.
  • this pressure becomes insufficient, it can be easily restored during writing, by acting with your thumb on the mini-pump 17 located at the top of the closing end piece 12 of the pen.
  • the body 5 contains a very light piston 25 in contact with the ink. It consists of a cylinder comprising a circular elastic skirt adjusted to the inside diameter of the ink refill 1 but with sufficient tolerance so that it can slide there freely while taking advantage of the viscosity of the ink.
  • the compressed air does not act directly on the surface of the ink but through this piston 25.
  • the viscous ink always remaining downstream of the piston 25, even when the pen is placed at the upside down with respect to the vertical, it is then possible in this variant to write on the ceiling without the compressed air of the mini-pump passing through the ink and escaping through the writing head 7 when its ball 10 is brought into contact with the surface to be marked.
  • the closure capsule 26 of the ink refill 34 consists of an elastomer which has the property of becoming airtight again, after even if it has been pierced by a needle, even several times. This closure cap 26 then itself acts as a non-return valve.
  • the closure tip 12 of the pen has only one upper cavity 27, in which the pump cap 17 made of neoprene is fixed.
  • a small hole 28 is located in the center of the circular wall separating the cavity 27 from the central body 5 of the pen. This hole 28 makes it possible to slide therein a hollow needle 29 which is intended to pierce the elastomer patch located at the center of the capsule 26 for closing the ink refill 34.
  • the central body 5 of the pen receiving the ink refill 34 is slightly longer than this refill, so that the hollow needle 29 does not pierce the closure capsule 26 as long as this needle is not requested.
  • this hollow needle 29 is normally held back from this capsule 26 by a cylindrical return spring 30.
  • this hollow needle 29 At the top of this hollow needle 29 and just above an eye 31 intended for the passage of compressed air inside this needle, is fixed, perpendicular to the axis of this needle, a flattened circular head 32
  • This needle head 32 the diameter of which is greater than that of the return spring 30, is located at the upper end of this spring.
  • the lower end of this same spring 30 is fixed on the periphery 33 of the hole 28 drilled at the base of the upper cavity 27 of the closing end of the pen, through which part of the hollow needle 29 is already partially engaged, but without its tip having yet pierced the capsule 26 for closing the refill, as long as the head 32 of the needle has not been stressed.
  • the tip of the needle 29 pierces the center of the elastomer closure capsule 26 of the ink refill.
  • This hollow needle 29 then puts the interior of the pumping cap 17 into communication with the interior of the ink refill 34 and the compressed air generated by the deformation of this cap can pass through this refill.
  • the industrial ink refill pen in its different versions, which is the subject of the present invention, has the following advantages:

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  • Pens And Brushes (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un dispositif pour appliquer sur une surface une substance liquide ou semi-pâteuse telle qu'une encre ou une peinture contenant des solvants volatils.
  • L'invention concerne en particulier un stylo industriel permettant d'écrire sur toute surface et dont les recharges d'encre sont spécialement conçues pour recevoir des encres à séchage rapide et donc à solvants volatils.
  • Le dispositif visé par l'invention est principalement destiné à marquer des objets divers, notamment des pièces métalliques et ceci quel que soit leur état de surface.
  • Dans d'autres applications du dispositif objet de l'invention, l'encre peut être remplacée par tout autre produit liquide ou pâteux et ledit dispositif est alors un dispositif d'application de ladite substance.
  • On sait que, dans l'industrie, certains marquages doivent être effectués avec une encre (habituellement opaque et visqueuse) qui sèche très rapidement.
  • Ce type d'encre contient des solvants très volatils. Il est donc nécessaire, jusqu'à son utilisation, de conserver cette encre dans une enveloppe absolument étanche de façon à éviter que ces solvants ne s'évaporent. Sinon l'encre perdrait sa viscosité et ne serait plus apte à l'usage que l'on veut en faire.
  • On a décrit dans le brevet français 1 041 438 un stylo à bille pour écrire, dont le corps renferme un tube-recharge à encre muni à son extrémité opposée à la bille d'un bouchon en caoutchouc perforable au moyen d'une aiguille creuse vissée sur l'extrémité du corps. Cette aiguille creuse établit une communication d'air entre l'extérieur et la recharge ce qui permet l'écoulement de l'encre.
  • Cette disposition n'est pas applicable aux substances de marquage ou analogue relativement visqueuses et contenant des solvants très volatils. En effet, la communication précitée réalisée au moyen de l'aiguille creuse entraîne une évaporation des solvants et ne permet pas d'établir une mise sous pression pour assurer la sortie de la substance par la tête d'application.
  • Les encres à séchage rapide sont le plus souvent utilisées dans des marqueurs constitués d'un tube métallique souple, complètement étanche, qui est monté sur une tête de marquage permettant un écoulement de l'encre dès que sa pointe est mise en contact avec la surface à marquer.
  • Cette tête de marquage, fixée à l'extrémité du tube souple métallique contenant l'encre, est constituée d'un cône creux généralement en acier qui renferme une valve à bille. Cette valve comprend un ressort hélicoïdal dont le rôle est de maintenir une bille sur le siège constitué par l'orifice circulaire de sortie dudit cône métallique, de façon à obturer cet orifice. Cette bille dont le diamètre est à peine supérieur à celui de cet orifice, dépasse en partie la pointe de la tête d'écriture formée par ce cône métallique.
  • Aussi, lorsque cette tête d'écriture est appuyée perpendiculairement à la surface à marquer, la bille s'enfonce dans son logement en comprimant le ressort qui la maintenait sur son siège, et l'encre peut alors s'écouler entre les lèvres circulaires de l'orifice de sortie de la tête de marquage.
  • Toutefois, afin de permettre l'écoulement de cette encre enfermée dans une enveloppe étanche où l'air ne peut pas entrer, il est nécessaire d'exercer une pression des doigts sur les parois extérieures du tube souple métallique constituant le corps du marqueur, afin de compenser la dépression produite par l'échappement de l'encre.
  • De tels marqueurs à parois souples métalliques sont connus depuis longtemps et fonctionnent bien pour l'application des encres à séchage rapide.
  • Toutefois, ils présentent certains inconvénients: ils sont fragiles en milieu industriel et risquent d'être facilement crevés, ce qui engendre une perte d'encre et des souillures d'autant plus désagréables que ces types d'encre sont généralement indélébiles à l'eau.
  • Ils sont aussi d'un maniement malaisé, une action de serrage des doigts sur les parois du tube souple devant être combinée avec le mouvement de la main qui écrit.
  • Les brevets français no 2 298 444 et 2 460 163 ont remédié à ces inconvénients en prévoyant d'enfermer le réservoir souple métallique contenant l'encre, à l'intérieur d'un boîtier étanche alimenté par un circuit d'air comprimé, qui a pour but d'exercer sur les parois souples dudit réservoir, à la place des doigts, la pression nécessaire à l'expulsion de l'encre vers la tête de marquage.
  • Cette alimentation en air comprimé a de plus l'avantage selon le brevet français 2 460 163, au moyen d'impulsions programmées, de déclencher à volonté l'avancement de la tête de marquage, laquelle est montée sur un piston avec ressort de rappel, afin, par exemple, de la mettre en contact avec une pièce à marquer qui se présente sur une chaîne de montage. Mais il s'agit, dans ce brevet, d'un dispositif de marquage destiné à être utilisé à poste fixe puisqu'il doit être branché sur un circuit d'air comprimé.
  • Dans une variante de réalisation du brevet français 2298444, il est prévu un dispositif de marquage manuel autonome, constitué d'une recharge d'encre aux parois souples enfermée dans un boîtier cylindrique étanche faisant office de stylo et alimenté en air comprimé par une pompe fonctionnant manuellement, montée sur ledit boîtier à l'extrémité opposée à celle de la tête de marquage. La pompe manuelle permet à l'aide d'un clapet de non-retour d'introduire, dans le boîtier cylindrique étanche, l'air comprimé destiné à remplacer la pression des doigts sur les parois souples du tube contenant l'encre. Mais, pour assurer le bon fonctionnement d'un tel stylo, la pression devant être exercée sur les parois souples de la recharge d'encre, est relativement élevée (0,5 à 1 bar), et ceci nécessite un système de pompage manuel relativement robuste et efficace. Ce stylo est alors un instrument de marquage trop lourd à manier et d'un emploi peu commode.
  • Une bonne solution consiste donc, afin d'expulser l'encre vers la tête de marquage, à agir à l'aide d'un gaz sous pression, non pas sur les parois souples d'une recharge d'encre, mais directement sur l'encre elle-même. La pression nécessaire est alors extrêmement faible pour assurer un bon écoulement de l'encre vers la tête de marquage, et le dispositif de pompage peut donc être constitué d'un ensemble très léger et économique.
  • Un tel dispositif de mise en pression directe de l'encre a été utilisé pour le fonctionnement de certains marqueurs industriels dont le corps rigide renferme une certaine quantité d'encre et qui sont destinés à être jetés quand ils sont vides. Les marqueurs de ce type sont toutefois assez onéreux à fabriquer par rapport à la valeur de l'encre qu'ils contiennent.
  • GB-A-2 097 007 décrit un dispositif de marquage où les moyens de mise sous-pression du liquide sont constitués par une calotte hémisphérique actionnable manuellement et associés à un clapet anti-retour. Ce dispositif n'est toutefois pas à recharge amovible.
  • Le but de la présente invention est de créer un dispositif d'application d'une substance, capable de recevoir des recharges de substance à séchage rapide, d'éviter l'évaporation des solvants contenus dans celle-ci et permettant d'écrire facilement sur toute surface.
  • L'invention vise ainsi un dispositif pour appliquer sur une surface une substance liquide ou semi-pâteuse, tel que décrit par l'exemple dans FR-A-1 041 438 et comprenant une recharge hermétique renfermant ladite substance, disposée de façon amovible dans un corps destiné à être manipulé manuellement, comportant à l'une de ses extrémités une tête d'application de ladite substance fixée de façon amovible à ladite extrémité, des moyens étant prévus pour mettre en communication cette tête d'application avec l'intérieur de la recharge, cette tête d'application comportant des moyens empêchant la sortie de la substance, tant que cette tête n'est pas appliquée sur la surface, l'autre extrémité du corps comportant des moyens d'obturation, la recharge étant obturée à son extrémité opposée à la tête d'application par une capsule en matière perforable et les moyens d'obturation du corps portant une aiguille creuse pouvant perforer ladite capsule lorsque la recharge est placée dans ledit corps.
  • Suivant l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce que cette aiguille creuse communique avec des moyens de mise sous pression d'air actionnables manuellement et portés par lesdits moyens d'obturation, ces moyens de mise sous pression étant associées à des moyens pour fermer la communication entre l'aiguille creuse et ces moyens de mise sous pression après relâchement de ces derniers.
  • L'étanchéité de la recharge de substance est ainsi garantie, même après perforation de la capsule par l'aiguille creuse.
  • L'utilisation du dispositif est très aisée étant donné qu'il suffit d'actionner manuellement les moyens de mise sous pression pour obtenir un bon écoulement de la substance par la tête d'application.
  • Selon une version avantageuse de l'invention, les moyens de mise sous pression comprennent une mini-pompe pouvant être actionnée avec le pouce, associée à un clapet anti-retour, ayant pour objet de générer et de maintenir en aval de ce clapet, l'air sous pression nécessaire au bon écoulement de la substance.
  • Selon une version préférée de l'invention, la capsule de fermeture située à l'arrière de la recharge d'encre, et destinée à être percée par l'aiguille creuse transmettant l'air sous pression, est constituée en tout ou partie d'une matière élastomère qui reste étanche à l'air, même après qu'elle ait été percée à plusieurs reprises par cette aiguille, ce qui lui fait remplir la fonction de clapet anti-retour.
  • D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
  • Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs:
    • la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une première version du dispositif d'application conforme à l'invention sous la forme d'un stylo industriel de marquage,
    • la figure 2 est une vue en coupe suivant le plan II-II de la figure 1,
    • la figure 3 est une vue partielle en coupe longitudinale d'une variante de réalisation du dispositif,
    • la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une autre variante de réalisation du dispositif.
  • Les stylos industriels représentés sur les dessins annexés sont destinés à recevoir une recharge d'encre d'un type particulier, renfermant des solvants volatils.
  • Dans la réalisation de la figure 1, la recharge 1, qui est destinée à être jetée une fois vide, est constituée d'un tube métallique léger mais rigide 2, comportant à sa partie avant, un embout à pas de vis 3, non operculé, et à sa partie arrière, une capsule 4 cylindrique de faible épaisseur en matière plastique, destinée à en assurer la fermeture après remplissage en usine. Cette recharge hermétique 1 est presque entièrement remplie d'encre de façon à ne laisser au départ qu'un faible volume d'air emprisonné entre la surface de l'encre et la capsule de fermeture 4.
  • Ce stylo industriel est lui-même composé d'un corps central 5 constitué d'un tube métallique dont la partie interne a une longueur et un diamètre à peine supérieure à ceux de la recharge 1 afin de permettre à celle-ci d'y être insérée, pratiquement sans aucun jeu longitudinal ni latéral, une fois que le stylo aura été refermé.
  • Selon la présente invention, ce corps central 5 comporte à sa partie avant un manchon amovible 6 sur lequel est monté la tête d'écriture 7. Ce manchon 6 dont le rebord circulaire supérieur est d'un diamètre extérieur qui correspond au diamètre intérieur du corps central 5 du stylo, se fixe par emmanchement sur ledit corps et s'y verrouille facilement par enclenchement d'une clavette 8 dans un logement prévu à cet effet.
  • Ce manchon 6 percé de bout en bout, est destiné à recevoir, à son extrémité intérieure, l'embout à pas de vis 3 de la recharge d'encre 1, et à son extrémité extérieure la tête d'écriture 7. Du côté interne ce manchon 6 comporte donc un pas de vis adapté à celui de l'embout 3 de la recharge d'encre 1 ainsi qu'un tube creux 9 légèrement conique qui fait saillie à mi-hauteur des filets de ce pas de vis. Ce tube creux 9 agit comme un operculeur et sert à percer l'embout 3 de la recharge 1 quand celle-ci est vissée à fond sur le manchon 6, ce qui a pour effet de permettre à l'encre de la recharge 1 de descendre dans la tête d'écriture 7, laquelle est vissée sur l'extrémité externe du manchon 6.
  • Cette tête d'écriture 7 est constituée par un cône creux en acier traité, dont l'orifice de sortie circulaire 10a est obturé d'une façon étanche par une bille d'acier 10 d'un diamètre très légèrement supérieur à cet orifice de sortie. Cette bille 10 est maintenue en place par un ressort hélicoïdal 11, mais de telle sorte qu'une partie de la circonférence de la bille 10 fait saillie à l'extérieur de l'orifice 25.
  • Le corps central 5 du stylo industriel conforme à la présente invention comporte à sa partie supérieure un embout de fermeture cylindrique 12 comprenant une cavité supérieure 13 et une cavité inférieure 14 séparées par une paroi percée d'un petit trou excentré 15, d'un diamètre d'environ un millimètre. Cet embout 12 est emmanché d'une manière étanche à l'aide d'un joint torique 16 dans le corps central 5.
  • Sur la cavité supérieure 13 de l'embout 12 est fixée une calotte hémisphérique 17 dont la paroi est constituée d'une matière semi-rigide mais élastique, par exemple de néoprène, qui a tendance à reprendre sa forme initiale quand on exerce une pression sur elle. Percée d'un petit trou axial 18 à son extrémité supérieure, cette calotte 17 peut être actionnée à l'aide du pouce et faire fonction de mini-pompe à air. Le trou 18 est obturé par le pouce lors de la mise en pression de cette mini-pompe et laisse rentrer l'air lorsqu'on cesse d'appuyer sur la calotte 17, ce qui permet à celle-ci de reprendre sa forme initiale.
  • Cette calotte 17, par l'intermédiaire du petit trou 15 mettant en communication la cavité supérieure 13 avec la cavité inférieure 14 de l'embout 12, est en communication avec une valve anti-retour ne laissant passer l'air que vers l'intérieur du stylo. Cette valve est constituée par une rondelle élastique 19, par exemple en caoutchouc, qui est appliquée sur la paroi comportant le trou 15. Le centre de cette rondelle 19 comporte une petite fente 20 (voir figure 2), qui est décalée par rapport au trou 15 d'arrivée d'air en provenance de la mini-pompe 17.
  • La périphérie de cette rondelle 19 est maintenue serrée contre la paroi comportant le trou 15 par les lèvres circulaires d'un porte-aiguille creux 21, venant se visser dans la cavité inférieure 14 de l'embout 12.
  • Comme on le voit également sur la figure 1, une aiguille creuse 22, montée sur le porte-aiguille creux 21, fait saillie de quelques millimètres à l'intérieur du corps 5 du stylo. Cette aiguille creuse 22 a pour but de percer la capsule cylindrique 4 obturant l'extrémité arrière de la recharge d'encre 1, quand celle-ci est introduite dans le corps 5 du stylo, et de mettre en communication l'intérieur de la recharge d'encre avec le dispositif de mise en pression constitué par la mini-pompe 17 et le clapet anti-retour 19.
  • L'utilisation du stylo industriel, objet de la présente invention se fait de la façon suivante:
  • Le manchon avant 6 sur lequel est monté la tête d'écriture 7, est tout d'abord retiré du corps central 5 du stylo. La recharge d'encre 1 est alors fixée sur la partie intérieure de ce manchon 6, l'embout 3 de cette recharge étant vissé dans le pas de vis 23 prévu à cet effet. En cours de vissage, le tube creux operculeur 9 faisant saillie à mi-hauteur des filets du pas de vis 23, crève l'extrémité dudit embout 3, ce qui permet à l'encre d'accéder à la tête d'écriture 7.
  • La recharge d'encre 1, dont le manchon 6 supportant la tête d'écriture 7 est devenue solidaire d'une façon étanche, est alors introduite dans le corps central 5 du stylo et ce manchon 6 est verrouillé d'une façon étanche, grâce à la présence d'un joint torique 24, sur la partie inférieure de ce corps central. Ce verrouillage est effectué par l'introduction d'un téton 8 dans une encoche ménagée sur le rebord dudit corps central. Au moment de ce verrouillage, la recharge d'encre 1 dont la longueur et le diamètre sont presque identiques à ceux de l'intérieur du corps central 5 du stylo, occupe tout le volume intérieur de celui-ci. Sa capsule de fermeture en matière plastique 4 située à son extrémité supérieure a alors rencontré l'aiguille creuse 22 qui fait saillie au fond du corps central 5 du stylo et qui est fixée au porte-aiguille creux 21 vissé dans la cavité inférieure 14 de l'embout de fermeture 12. Cette aiguille creuse 22 perce ladite capsule de fermeture 4 et met en communication l'intérieur de la recharge d'encre 1 avec le mécanisme de mise en pression d'air monté sur l'embout de fermeture 12.
  • Le stylo étant refermé, l'utilisateur exerce avec le pouce une pression sur le sommet de la calotte élastique 17 fixée dans la cavité supérieure 13 de l'embout de fermeture du stylo, ce qui bouche le petit trou 18 situé au sommet de cette calotte 17. La déformation de cette calotte 17 fait effet d'une mini-pompe qui envoie de l'air sous pression à travers le petit trou excentré 15, percé à travers la paroi séparant la cavité supérieure 13 de la cavité inférieure 14 de l'embout de fermeture 12. L'air sous pression passant par ce petit trou 15 arrive en contact avec le centre de la rondelle élastique 19. Sous l'effet de l'air sous pression, le centre de la rondelle de matière plastique 19 se déforme légèrement, et la petite fente 20 qui y est située, s'entrouve pour laisser passer l'air vers l'aiguille creuse 22 et la recharge d'encre 1.
  • Lorsque la mini-pompe n'est plus en fonctionnement, la pression d'air qui s'est établie en aval de la rondelle 19 a pour effet de replaquer le centre de cette rondelle contre la paroi séparant les deux cavités 13, 14 de l'embout de fermeture 12, et de faire se refermer la fente 20 par laquelle l'air est passé. Cette fente 20 étant en effet décalée par rapport au trou 15 d'arrivée d'air de la mini-pompe, la rondelle élastique forme alors une barrière étanche et fait office de clapet anti-retour, l'air sous pression situé en aval ne pouvant plus repartir en sens inverse vers la mini-pompe.
  • Cet air sous pression est introduit, à travers l'aiguille creuse 22 qui a percé sa capsule 4 de fermeture en matière plastique, à l'intérieur de la recharge 1 d'encre étanche dont les solvants volatils restent eux aussi emprisonnés en aval du clapet anti-retour. Cet air sous pression agit sur la surface de l'encre et a tendance à expulser cette encre vers la tête d'écriture 7, à travers l'embout 3 de la recharge 1 qui a été percé par le tube operculateur 9 lors de son vissage sur la tête d'écriture du stylo.
  • Cette tête d'écriture 7, lorsqu'elle n'est pas sollicitée, est obturée d'une façon étanche par la valve à bille précédemment décrite et l'encre ne peut s'écouler. De plus, les solvants volatils ne peuvent s'échapper à l'extérieur.
  • En revanche, dès que l'orifice circulaire 10a de la tête d'écriture 7 est appuyé perpendiculairement à la surface à marquer, la bille 10 servant de clapet rentre à l'intérieur de cet orifice 10a en repoussant le ressort 11 qui la maintient sur son siège. L'encre soumise à la pression de l'air comprimé, s'écoule alors entre les lèvres dudit orifice 10a tant que celui-ci est en contact avec la surface à marquer et que la pression d'air comprimé reste suffisante à l'intérieur de la recharge pour en assurer un écoulement régulier. Dès que cette pression devient insuffisante, elle peut être facilement rétablie en cours d'écriture, en agissant avec le pouce sur la mini-pompe 17 située au sommet de l'embout de fermeture 12 du stylo.
  • Une variante du stylo industriel objet de la présente invention, est représentée par la figure 3. Le corps 5 renferme un piston très léger 25 en contact avec l'encre. Il est constitué d'un cylindre comportant une jupe élastique circulaire ajustée au diamètre intérieur de la recharge d'encre 1 mais avec une tolérance suffisante pour qu'il puisse y coulisser librement en profitant de la viscosité de l'encre.
  • Dans cette variante, l'air comprimé n'agit pas directement sur la surface de l'encre mais par l'intermédiaire de ce piston 25. L'encre visqueuse restant toujours en aval du piston 25, même lorsque le stylo est disposé à l'envers par rapport à la verticale, il est alors possible dans cette variante d'écrire au plafond sans que l'air comprimé de la mini-pompe passe à travers l'encre et s'échappe par la tête d'écriture 7 lorsque sa bille 10 est mise en contact avec la surface à marquer.
  • Dans une autre variante du stylo objet de la présente invention, représentée par la figure 4, la capsule de fermeture 26 de la recharge d'encre 34, est constituée d'un élastomère qui a la propriété de redevenir étanche à l'air, après qu'elle ait été percée par une aiguille, même à plusieurs reprises. Cette capsule de fermeture 26 fait alors elle-même office de clapet anti-retour.
  • Dans cette version de l'invention, l'embout de fermeture 12 du stylo ne comporte qu'une cavité supérieure 27, dans laquelle est fixée la calotte de pompage 17 en néoprène. Un petit trou 28 est situé au centre de la paroi circulaire séparant la cavité 27 du corps central 5 du stylo. Ce trou 28 permet d'y faire coulisser une aiguille creuse 29 qui est destinée à percer la pastille d'élastomère située au centre de la capsule 26 de fermeture de la recharge d'encre 34.
  • Dans cette version de la présente invention, le corps central 5 du stylo recevant la recharge d'encre 34 est légèrement plus long que cette recharge, de sorte que l'aiguille creuse 29 ne vient pas percer la capsule de fermeture 26 tant que cette aiguille n'est pas sollicitée. En effet, cette aiguille creuse 29 est normalement maintenue en retrait de cette capsule 26 par un ressort de rappel cylindrique 30.
  • Au sommet de cette aiguille creuse 29 et juste au-dessus d'un chas 31 destiné au passage de l'air comprimé à l'intérieur de cette aiguille, est fixée, perpendiculairement à l'axe de cette aiguille, une tête aplatie circulaire 32. Cette tête 32 d'aiguille dont le diamètre est supérieur à celui du ressort de rappel 30, est située à l'extrémité supérieure de ce ressort. L'extrémité inférieure de ce même ressort 30 est fixée sur le pourtour 33 du trou 28 percé à la base de la cavité supérieure 27 de l'embout de fermeture du stylo, à travers lequel une partie de l'aiguille creuse 29 est déjà partiellement engagée, mais sans que sa pointe n'ait encore percé la capsule 26 de fermeture de la recharge, tant que la tête 32 de l'aiguille n'a pas été sollicitée.
  • Dans cette version du stylo objet de la présente invention, quand on exerce avec le pouce une action sur la calotte de pompage 17, non seulement on génère un certain volume d'air sous pression, mais on appuie sur la tête 32 de l'aiguille creuse 29, laquelle tête comprime le ressort de rappel 30 qui maintenait l'aiguille en position haute. Cette aiguille creuse 29 ainsi sollicitée de haut en bas, coulisse à l'intérieur du ressort 30 et à travers le trou 28 sur l'axe duquel ce ressort est fixé.
  • En fin de course, la pointe de l'aiguille 29 vient percer le centre de la capsule de fermeture en élastomère 26 de la recharge d'encre. Cette aiguille creuse 29 met alors en communication l'intérieur de la calotte de pompage 17 avec l'intérieur de la recharge d'encre 34 et l'air comprimé généré par la déformation de cette calotte peut passer dans cette recharge.
  • Lorsque la pression exercée par l'intermédiaire de la calotte de pompage 17 sur la tête 32 de l'aiguille se relâche, le ressort de rappel 30 auquel cette tête est fixée, fait remonter l'aiguille 29. Sa pointe ressort alors de la pastille d'élastomère 26. Celle-ci ayant la propriété à redevenir étanche après avoir été percée, même à plusieurs reprises, agit comme un clapet de non retour. L'air comprimé introduit à l'intérieur de la recharge d'encre 34 ne peut plus s'échapper vers la calotte de pompage 17 et cet air comprimé exerce la pression souhaitée sur l'encre contenue dans la recharge, soit directement, soit à travers un piston 25 en contact avec la surface de l'encre tel que représenté sur la figure 3.
  • Par rapport aux marqueurs industriels existants, le stylo industriel à recharges d'encre, dans ses différentes versions, objet de la présente invention, présente les avantages suivants:
  • Il est, à l'usage, plus économique que les marqueurs industriels rigides qui fonctionnent eux-aussi avec une mini-pompe à air comprimé mais qui sont jetés lorsqu'ils sont vides. A autonomie d'écriture équivalente, le coût unitaire de chaque recharge de ce stylo industriel est en outre très inférieur au coût desdits marqueurs rigides et même inférieur à celui des marqueurs classiques à parois souples métalliques.
  • Ayant lui-même un corps rigide en métal, il est conçu comme un outil d'atelier et n'est pas fragile comme les marqueurs industriels à parois souples.
  • Il n'est pas nécessaire d'exercer une pression des doigts sur les parois du tube pour assurer l'écoulement de l'encre. Il permet d'écrire comme un stylo ordinaire, sans effort particulier.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation que l'on vient de décrire et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (11)

1. Dispositif pour appliquer sur une surface une substance liquide ou semi-pâteuse, comprenant une recharge hermétique (1; 34) renfermant ladite substance, disposée de façon amovible dans un corps (5) destiné à être manipulé manuellement, comportant à l'une de ses extrémités une tête d'application (7) de ladite substance fixée de façon amovible à ladite extrémité, des moyens (9) étant prévus pour mettre en communication cette tête d'application (7) avec l'intérieur de la recharge (1; 34), cette tête d'application comportant des moyens (10, 11) empêchant la sortie de la substance, tant que cette tête n'est pas appliquée sur la surface, l'autre extrémité du corps (5) comportant des moyens d'obturation (12), la recharge (1, 34) étant obturée à son extrémité opposée à la tête d'application (7) par une capsule (4; 26) en matière perforable et les moyens d'obturation (12) du corps (5) portant une aiguille creuse (22; 29) pouvant perforer ladite capsule (4; 26) lorsque la recharge est placée dans ledit corps (5), caractérisé en ce que cette aiguille creuse (22; 29) communique avec des moyens (17) de mise sous pression d'air actionnables manuellement et portés par lesdits moyens d'obturation (12), ces moyens (17) de mise sous pression étant associés à des moyens (19, 20; 26, 30) pour fermer la communication entre l'aiguille (22; 29) et ces moyens de mise sous pression après relâchement de ces derniers.
2. Dispositif conforme à la revendication 1, permettant le marquage, caractérisé en ce que la recharge (1, 34) contient une encre ou une peinture.
3. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de mise sous pression comprennent une mini-pompe (17) pouvant être actionnée avec le pouce, associée à un clapet anti-retour (19), ayant pour objet de générer et de maintenir, en aval de ce clapet (19), l'air sous pression nécessaire au bon écoulement de la substance.
4. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tête d'application (7) comporte une valve à bille (10 et 11) ne permettant à l'encre de s'écouler que lorsque la pointe (10) de cette tête d'écriture (7) est appuyée perpendiculairement à la surface à marquer.
5. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la capsule de fermeture (26) située à l'arrière de la recharge d'encre (34), et destinée à être percée par l'aiguille creuse (29) transmettant l'air sous pression, est constituée en tout ou partie d'une matière élastomère (26) qui reste étanche à l'air, même après qu'elle ait été percée à plusieurs reprises par cette aiguille (29), ce qui lui fait remplir la fonction de clapet anti-retour.
6. Dispositif conforme à l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la mini-pompe (17) est constituée par une chambre à paroi élastique en forme de calotte présentant un trou (18) de passage d'air destiné à être obturé par le pouce au moment de la mise sous pression.
7. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la recharge (1) a un volume sensiblement égal au volume intérieur du corps (5) de façon que l'aiguille creuse (22) perce automatiquement la capsule (4) de la recharge (1) lorsque celle-ci est insérée à l'intérieur du corps.
8. Dispositif conforme à l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la mini-pompe (17) coopère avec l'aiguille creuse (29) de façon à pousser celle-ci vers la capsule (26) de la recharge (34) pour la perforer lorsque cette mini-pompe est actionnée.
9. Dispositif conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que l'aiguille creuse (29) est montée coulissante dans une ouverture axiale (28) des moyens d'obturation et comporte une tête (32) et une ouverture (31) situées dans la chambre à paroi élastique de la mini-pompe, cette paroi élastique pouvant, lorsqu'elle est enfoncée, entrer en contact avec la tête (39) de l'aiguille (29) pour pousser celle-ci vers la capsule (26) de la recharge (34) contre l'action d'un ressort de rappel (30).
10. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la recharge hermétique comporte un piston cylindrique (25) en matière de faible densité pouvant ulisser dans cette recharge et en contact avec la surface de la substance, destiné à recevoir sur la face opposée à la substance la pression d'air comprimé généré par les moyens de mise sous pression et de la transmettre à l'ensemble du volume de substance contenu dans la recharge, quelle que soit la position du dispositif par rapport à la verticale.
11. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la capsule (4 ou 26) de fermeture de la recharge hermétique (1 ou 34) est constituée, en tout ou partie, d'une matière transparente.
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