DE900909C - Kugelschreiber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelschreiber, also Schreibgerät mit Tintenvorratsbehälter, bei welchem das Schreibende eine Schreibkugel besitzt, die teilweise aus dem Spitzengehäuse hervorragt. Die Kugel wird aus dem Tintenvorratsbehälter vermittels einer engen Leitung oder eines Kanals, der in Verbindung mit der Grundfläche des Sockels oder Gehäuses steht, derart mit Tinte versehen, daß, wenn man die Schreibkugel durch Führung des Geräts über eine Fläche und in Berührung mit dieser, z. B. durch Führung über ein Papierblatt, in rotierende Bewegung versetzt, ein dünner Tintenfilm durch den engen Schlitz zwischen der Kugel und dem Gehäuse hindurchgetragen und als Schreib- oder Zeichenspur auf der erwähnten Fläche abgesetzt wird.

Derartige Schreibgeräte besitzen einen Vorratsbehälter, der aus einer Röhre von etwa 2,5 mm innerem Durchmesser besteht und an seinem rückwärtigen Ende nach der Atmosphäre zu offen ist. ao Durch den Vorratsbehälter hindurch bis zur Kugel erstreckt sich eine Tintenader. Der am rückwärtigen Ende dieser Ader an der Berührungsstelle zwischen Tinte, Luft und der Innenwandung des Vorratsbehälters gebildete Meniskus unterliegt also dem Atmosphärendruck.

Schreibgeräte mit derartigen Vorratsbehältern zeigen im praktischen Gebrauch stets befriedigende Eigenschaften. Insbesondere läuft die Tinte nicht aus. Indes ist die von dem Vorratsbehälter aufgenommene Tintenmenge beschränkt, und die Wiederfüllung des Behälters ist eine Maßnahme,

die nicht durch den Benutzer selbst oder durch eine andere nicht mit den besonderen Eigenschaften der Vorrichtung vertraute Stelle ausgeführt werden kann. Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist darauf gerichtet, ein Schreibgerät des erläuterten Typs zu schaffen, bei welchem der Tintenvorratsbehälter ein größeres Tintenvolumen aufzunehmen vermag als die bisher bekannten Vorratsbehälter. Ein weiterer Vorteil der neuen Ausbildung besteht ίο darin, daß der Vorratsbehälter durch den Benutzer des Schreibgeräts selbst bzw. unter Verwendung einfachster Einrichtungen wieder gefüllt werden kann. Unter diesen und anderen Gesichtspunkten wird erfindungsgemäß ein Schreibgerät der erläuterten Art mit Vorratsbehälter versehen, bei welchem der Vorratsbehälter, ausgenommen an seiner Mündung oder an der Verbindungsstelle, mit dem Schreibende geschlossen ist. Wenigstens eine Stelle der Wandung des Vorratsbehälters ist dabei

ao in an sich bekannter Weise derart ausgebildet, daß sie einer Verminderung des Inhalts des Vorratsbehälters entsprechen oder ihr angepaßt werden kann.

In diesem Sinn kann der Vorratsbehälter z. B. in Form eines flexiblen Beutels mit geschlossener Wandung jedoch so ausgebildet sein, daß mindestens ein Teil seiner Wandfläche sich selbsttätig elastisch einer Verringerung des Tinteninhalts des Behälters anpaßt.

Erfindungsgemäß wird nun der Vorratsbehälter auf der vom Schreibende des Geräts abgewandten Seite mit einer Füllöffnung in Form eines am hinteren Ende des Vorratsbehälters einmündenden Füllrohres von kleinem Querschnitt versehen, dessen öffnung während des Gebrauchs des Geräts derart geschlossen ist, daß ein Auslecken der Tinte verhindert wird, während sie zwecks !Einfüllung von Tinte durch Abnahme des Gehäuses oder eines Teils des Gehäuses, z. B. durch Abschrauben einer hinteren Kappe, unmittelbar freigelegt werden kann. Das in den hinteren Teil des Tintenvorratsbehälters einmündende Füllrohr kann dabei mit einem nach Art eines selbstdichtenden Ventils wirkenden Verschluß, z. B. mit einer die Durchtrittsöffnung bedeckenden Gummikappe, versehen sein. Falls ein röhrenförmiger Tintenbeutel mit elastisch biegsamer Wandung vorgesehen wird, der im Normalzustand abgeflachte Form besitzt, sich jedoch bei Tintenfüllung zu zylindrischer Form ausdehnen kann, wird er zweckmäßig so ausgebildet, daß er einen Druck auf den Tinteninhalt ausübt, der nicht größer ist als der Kapillardruck an. der Kugelspitze.

Die Füllöffnung kann zweckmäßig durch ein Füllrohr von kapillaren Abmessungen, jedoch mit einer Weite der Bohrung von nicht weniger als ι mm Durchmesser, gebildet sein, das in den Tintenvorratsbehälter hineingeführt und dessen Ende ein Ventil trägt.

Ein derart ausgebildetes Gerät kann praktisch benutzt werden, bis der Inhalt des Vorratsbehälters weitgehend erschöpft ist. Dabei ermöglicht es die biegsame Ausbildung der Wandung des Vorratsbehälters, die Fassungskraft des Vorratsbehälters dem kleiner werdenden Tintenvolumen anzupassen. Im geeigneten Stadium kann durch die Füllöffnung eine frische Tintenfüllung in den Vorratsbehälter eingeführt werden. Diese frische Füllung kann unter Druck, z. B. unter dem durch die Schwerkraft erzeugten Druck, zum Einlaufen gebracht oder auch vermittels einer einfach ausgebildeten Pumpe eingepreßt werden. Die Wandungen des Vorratsbehälters entsprechen insofern der Volumenzunahme, als die Behälterkapazität sich dieser Zunahme angleicht. Andererseits kann die frische Füllung auch durch die Füllöffnung vermittels entsprechender Deformation der Behälterwandung oder durch Wiedereinnahme der normalen Anordnung nach vorangegangener Deformation durch die Füllöffnung eingeführt oder eingesaugt werden. Diese Formänderung kann in der Behälterwandung durch von außen wirkende Kräfte hervorgerufen werden oder sich auch aus der natürlichen Elastizität der Wandung ergeben.

Als Füllöffnung kann die Mündung des Vorratsbehälters dienen. In diesem Fall empfiehlt es sich, den Behälter und das Schreibende leicht voneinander lösbar und wegnehmbar auszubilden, oder es kann die Füllöffnung auch an einer anderen Stelle als der Mündung des Behälters angeordnet sein.

In der Zeichnung sind die vorstehend erläuterten Ausführungsformen sowie ihre Ausgestaltungen der Erfindung beispielsweise 'dargestellt.

Fig. ι A und 1B zeigen insgesamt im Längsschnitt eine Ausbildungsform eines erfindungsgemäß gestalteten Schreibgeräts.

Fig. ι A zeigt insbesondere das Schreibende oder das vordere Ende. Fig. 1B zeigt das hintere Ende des Schreibgeräts.

Fig. 2 A und 2 B veranschaulichen in Verbindung ioo miteinander einen Längsschnitt durch eine abgeänderte Form des Geräts. Indes ist hier das vordere Ende fortgelassen, das gleichartig mit dem in Fig. ι Α dargestellten ausgebildet sein kann.

Gemäß Fig. 1A und 1B besitzt das hier dargestellte Schreibgerät eine äußere Umkleidung oder ein Gehäuse 1 mit vorderem Ende, in dem ein Übergangsstück 2 befestigt ist. Mit Hilfe dieses Übergangsstücks wird das Ende eines Behälters gebildet, der allgemein mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet ist. Es wird ferner die aus dem Gehäuse 1 und dem Behälter bestehende Einheit mit einem Schreibende 4 verbunden, das in das äußere Ende des Übergangsstücks 2 eingeschraubt ist. In dem Übergangsstück 2 befindet sich eine Speiseleitung 5 mit enger Bohrung, die aus dem Innern des Vorratsbehälters 3 zu einer Speiseleitung 6 im Schreibende 4 führt. An der Verbindungsstelle zwischen den Speiseleitungen 5 und 6 ist eine eingeschnürte öffnung 5^ß angeordnet, die vorzugsweise einen Innendurchmesser zwischen 0,5 und 1 mm aufweist. Das Schreibende 4 ist mit einer Schreibkugel 7 ausgestattet, die drehbar in einem Sockel oder Gehäuse angeordnet ist. Der Behälter 3 besitzt ferner einen Tintenvorratsbehälter in Form eines biegsamen, röhrenförmigen Tintensacks 8, dessen eines Ende

auf einen Nippel 9 aufgezogen ist, der das hintere Ende des Übergangsstücks 2 bildet. Das untere Ende des Sacks 8 kann durch ein Endstück geschlossen sein, das etwa dem Endstück eines Tintensacks bei einem gewöhnlichen Füllfederhalter entsprechend ausgebildet ist, oder es kann auch vermittels eines Klebstoffs od. dgl. verschlossen sein. Vorzugsweise indes ist es auf ein stopfen- oder pflockartiges Glied 10 aufgepaßt, welch letzteres innerhalb des Gehäuses 1, z. B. vermittels einer Schrauben, befestigt ist. Dieser Stopfen besitzt einen stärkeren Teil, der in die innere Bohrung des Gehäuses 1 paßt, und einen verjüngten Teil, der das Ende des Tintensacks 8 aufnimmt.

Der Sack 8 kann sich im schlaffen Zustand befinden, oder er kann derart ausgestaltet sein, daß er sich bei der Füllung ausdehnt und einen leichten Druck auf seinen Inhalt ausübt. (Dieser Druck kann derart bemessen sein, daß der Tintendruck nicht größer ist als der Kapillardruck an der Kugel.) Der Sack 8 kann auch derart ausgebildet sein und aus solchem Material bestehen, daß er das Bestreben hat, im schlaffen Zustand flach zusammenzufallen, dabei kann er aus synthetischem Gummi oder aus einem ölbeständigen plastischen Stoff von ähnlichen mechanischen Eigenschaften wie Gummi hergestellt sein.

Da die Tinte im Behälter beim Schreiben aufgebraucht wird, so wird sich in der Praxis der Sack 8 allmählich der abgeflachten Form nähern und damit sein räumliches Fassungsvermögen dem verminderten Volumen der Tinte anpassen. Um diese Änderung in Gestalt und Kapazität des Sacks 8 zu ermöglichen, steht das Gehäuse 1 mit der Außenluft in Verbindung. Eine geeignete Luftöffnung ist z. B. bei 12 in Fig. 1B angedeutet.

Es ist zu beachten, daß ein derartiger Behälter so ausgebildet werden kann, daß er ein erhebliches Tintenvolumen umfaßt, so daß sich eine lange Schreibdauer ergibt. Dabei ist unwesentlich, daß unter gewissen Umständen das Gerät weiter schreibt, bis der Behälter vollständig erschöpft ist. Diese Tatsache ist ein Vorteil, da dadurch gewährleistet ist, daß die Speiseleitungen 5 und 6 nicht trocken geschrieben werden können. Deshalb ist, wenn der Behälter, wie vorstehend beschrieben, wieder gefüllt wird, das Gerät in der Lage, das Schreiben unmittelbar wieder aufzunehmen, während im Fall, daß die Speiseleitungen 5 und 6 trocken geschrieben wären, dieselben wieder mit Tinte gefüllt werden müßten, bevor das Gerät wieder zum Schreiben imstande ist. Es sei hierzu noch bemerkt, daß das Gerät zu schreiben aufhört, wenn die Tinte innerhalb des Behälters einen negativen Druck erhält, der den Kapillardruck in der Kugel überwindet.

Der Vorratsbehälter wird durch das in Fig. 1B dargestellte Füllventil wieder gefüllt. Dazu ist die Kappe 13, die ein einziges Stück mit dem Gehäuse ι bilden oder auch abnehmbar mit einem Ende derselben verbunden sein kann, wie es in Fig. 2 B veranschaulicht ist, zu entfernen. Hierdurch wird das vorragende düsenartige Ende eines Füllrohres 14 freigelegt, das durch den Stopfen 10 in das Innere des Sacks 8 hineinragt, wo sein innen vorragendes Ende 14¹ durch eine elastische Röhre 15 mit geschlossenem Ende bedeckt ist. Die Röhre 15 ist an dem Ende 14¹ des Füllrohres 14 befestigt und besitzt einen Teil, der die in der Wandung des Endes 14¹ des Füllrohres 14 vorgesehenen Einlaßöffnungen 16 umgibt. Diese Anordnung bildet also ein nur in einer Richtung wirkendes Ventil, derart, daß das Rohr 15 verhindert, daß Tinte aus dem Innern des Behälters nach außen durch das Rohr 14 fließt, während es andererseits zuläßt, daß Tinte durch das Rohr 14 und durch die Löcher 16 eingepreßt wird. Anstatt der Ventilkappe 15 mit ihrem verschlossenen Ende kann das Ende des vorstehenden Teils 14¹ des Füllrohres 14 auch mit einem Pfropfen verschlossen und das Rohr 15 mit beiderseits offenen Enden ausgestattet sein. Das Rohr 15 besteht vorzugsweise aus synthetischem Gummi.

Die öffnungen 16 sollten nicht weniger als 1 mm Durchmesser besitzen. Die Bohrung des Füllrohres 14 besitzt zweckmäßig kapillare Abmessungen, die für den Zweck der vorliegenden Beschreibung derart bestimmt sind, daß, wenn das obere Ende des Füllrohres verschlossen ist und eine ununterbrochene Tintensäule sich von diesem verschlossenen Ende nach dem offenen Ende hin erstreckt, ein stabiler Meniskus am Ende dieser Säule an der Stelle zwischen Tinte, Luft und der inneren Fläche des Füllrohres gebildet wird, und daß die Tinte nicht unter dem Einfluß der Schwerkraft aus dem Füllrohr ausläuft, wenn das Füllrohr in solcher Stellung gehalten wird, daß das geschossene Ende höher liegt als das offene Ende. Die erwähnte Bohrung besitzt zweckmäßig nicht weniger als etwa 1 mm Durchmesser.

Da infolge seiner Gestaltung und infolge des Verschlusses seines inneren Endes durch die Ventilkappe 15 das Füllrohr 14 beständig voll Tinte bleibt, so ergibt sich, daß, wenn durch die Füllöffnung am Ende desselben, die bei Entfernung der Kappe 13 freigelegt wird, Tinte vermittels einer Füllvorrichtung unmittelbar eingepreßt wird, die Tinte ohne Eintritt von Luft in das Innere des Tintensacks 8 ausfließt. Die Wiederfüllvorrichtung kann z. B. in Form einer zusammendrückbaren Tintenpatrone gehalten sein, die z. B. ähnlich wie eine Zahnpastentube ausgebildet und mit einer Einrichtung versehen ist, um sie mit dem Füllrohr 14 zu verbinden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform Fig. 2A und 2 B wird ein Sack 8° benutzt, ähnlich wie der bei den gewöhnlichen Füllfederhaltern üblicherweise gebrauchte Tintenbeutel, der mit verhältnismäßig steifer Wandung ausgebildet ist und alsdann gegenüber der Atmosphäre geöffnet wird, die das Bestreben zeigt, eine im wesentlichen zylindrische Form anzunehmen. Dieses Bestreben dient dazu, Tinte durch das weiter unten beschriebene Füllventil in den Behälter zu leiten. Indes muß die Wandung andererseits derart ausgebildet sein, daß eine gewisse Deformation bei der Entleerung ein-

treten kann, so daß eine wesentliche Tintenmenge durch Schreiben aufgebracht werden kann, bevor der in dem Behälter verbleibende Tintenrest einen solchen negativen Druck annimmt, daß der Schreibfluß zur Kugel unterbrochen wird. Diese beiden Erfordernisse sind nicht unvereinbar miteinander.

Bei Entfernung der Kappe 13 vom hinteren Ende

des Gehäuses 1 wird die vorragende Fülldüse 14° freigelegt, die aus dem Stopfen 10 herausragt. Die Füllöffnung 17 am äußeren Ende dieser Düse hat vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 0,5 und ι mm. Die Düsenbohrung beträgt vorzugsweise 2 mm oder mehr im Durchmesser, so daß der Viskosewiderstand einwärts gegen den Tintenfluß im Innern der Bohrung beim Wiederfüllen möglichst verringert wird. Die Mündung iy wird üblicherweise verengt und mit einem elastischen Abschlußkörper 18 im Innern der Kappe 13 abgeschlossen.

Das Gehäuse 1 ist mit einem Längsschlitz 19 versehen, an welchem ein Füllhebel 20 bei 21 drehbar angeordnet ist. Ein Ende des Hebels 20 ist mit einem fingerartigen Ansatz 22 versehen. Das andere Ende 20¹ ist derart ausgebildet, daß es auf einer Blattfeder 23 ruht, die in an sich bekannter Weise auf der Längsseite des Sacks 8^a im Innern des Gehäuses ι befestigt ist.

Wenn der Behälter 8^Ö wieder gefüllt werden soll, wird die Kappe 13 abgenommen. Hierbei wird die öffnung 17 gegenüber der Außenluft freigelegt, so daß der Sack 8^a nunmehr nach vorangegangener Deformation seine normale zylindrische Gestalt wieder annehmen kann, während Luft durch die Düse 14° nach innen fließt. Hierauf wird der fingerartige Ansatz 22 derart nach außen getrieben, daß das Ende 20¹ des Hebels 20 gegen die Blattfeder 23 drückt und den Sack 8" abflacht. Die eingetretene Luft wird dabei ausgetrieben und gleichzeitig im allgemeinen auch eine gewisse Menge darin enthaltener Resttinte ausgetrieben, so daß also der ganze Innenraum des zusammengefalteten Sackendes und die Düse 14° vollständig mit Tinte durch den vollständigen Ausschluß von Luft gefüllt ist. Die Düse 14⁰ wird dann in Verbindung mit einer Tintenzuführung gebracht und der Hebel 20 in die in Fig. 2 A gezeigte Stellung zurückbewegt. Der Sack 8° ist darauf bestrebt, seine normale zylindrische Gestalt wieder anzunehmen. Dabei saugt er Tinte durch die öffnung 17 in die Düse 14°, wobei die Tinte durch die Düse hindurch in den Sack 8^a geht.

Die Düse 14⁰ kann in Verbindung mit einer Tintenzuführung z. B. dadurch gebracht werden, daß sie in Tinte untergetaucht wird oder dadurch, daß sie an eine Füllvorrichtung, z. B. an einen Tintenvorratsbehälter, angeschlossen wird. Es sei indes bemerkt, daß es zweckmäßiger ist, die Füllöffnung während des Füllvorgangs in solcher Stellung nach oben zu halten, daß der Fluß der Tinte in den Vorratsbehälter durch Schwenkwirkung unterstützt wird. Es kann zweckmäßig sein, die Viskosität der Tinte durch Erwärmen in solchem Grad zu verringern, daß sie leichter in den Vorratsbehälter einfließt. Der Füllvorgang kann eine beträchtliche Zeit in Anspruch nehmen, während deren die Füllöffnung in Verbindung mit der Tintenzuführung bleibt.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Kugelschreiber, bei welchem die Tinte durch Kapillarwirkung der Kugel zugeführt wird, mit in das Gehäuse des Schreibgeräts eingebautem Tintenvorratsbehälter, der z. B. in Form eines flexiblen Beutels mit geschlossener Wandung derart ausgebildet ist, daß mindestens ein Teil der Wandfläche des Vorratsbehälters sich selbsttätig elastisch einer Verringerung des Tinteninhalts des Behälters anpaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (8,8°) auf der vom Schreibende des Geräts abgewandten Seite mit einer Füllöffnung in Form eines am hinteren Ende des Vorratsbehälters einmündenden Füllrohres (14, 14°) von kleinem Querschnitt versehen ist, dessen Öffnung während des Gebrauchs des Geräts derart geschlossen ist, daß ein Auslecken der Tinte verhindert wird, während sie zwecks Einfüllung von Tinte durch Abnahme des Gehäuses oder eines Teils des Gehäuses, z. B. durch Abschrauben einer hinteren Kappe (13), unmittelbar freigelegt werden kann.
2. 2. Kugelschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den hinteren Teil des Tintenvorratsbehälters einmündende Füllrohr mit einem nach Art eines selbstdichtenden Ventils wirkenden Verschluß, ζ. B. mit einer die Durchtrittsöffnung (16) bedeckenden Gummikappe (15) versehen ist.
3. 3. Kugelschreiber nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der röhrenförmige Tintenbeutel (8, 8"), der im Normalzustand abgeflachte Form besitzt, sich jedoch bei Tintenfüllung zu zylindrischer Form ausdehnen kann, so ausgebildet ist, daß er einen Druck auf den Tinteninhalt ausübt, der nicht größer ist als der Kapillardruck an der Kugelspitze.
4. 4. Kugelschreiber nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintensack (8, 8") normalerweise zylindrische Form hat, jedoch bei Verschluß der Seiteneinführungsöffnung für Ergänzungstinte durch den Druck der Außenluft sein inneres Volumen der Verringerung der Tintenmenge anpassen kann, wobei Mittel zum willkürlichen Zusammenpressen des Sacks, z. B. ein am Gehäuse gelagerter Hebel (20), derart vorgesehen sind, daß beim Loslassen des Sacks bei geöffneter Tintenzuführungsleitung eine Saugwirkung erzielt wird.
5. 5. Kugelschreiber nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllöffnung durch ein Füllrohr (14, 14°) von kapillaren Abmessungen gebildet ist, das in den Tintenvorratsbehälter führt und darin das Ventil trägt.
6. 6. Kugelschreiber nach den Ansprüchen ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung des Füllrohres nicht weniger als r mm Durchmesser besitzt.
7. 7. Kugelschreiber nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß seine äußere Umhüllung aus einem zweiteiligen Gehäuse besteht, dessen Teile mit ihren Enden auseinandernehmbar miteinander verbunden sind, wobei das Einlaßventil für den Tintenvorratsbehälter vom Gehäuse eingeschlossen ist, wenn dessen beide Teile miteinander verbunden sind, während das Einlaßventil zugänglich ist, wenn die beiden Teile des Gehäuses voneinander getrennt sind.
8. 8. Kugelschreiber nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe eine außerhalb des Gehäuses zugängliche Vorrichtung aufweist, die zum willkürlichen Zusammenfalten des Behälters dient, und eine abnehmbare Verschlußkappe, die an dem Gehäuse derart befestigt ist, daß sie, in Stellung gebracht, das anliegende Ende des Füllrohres verschließt.

   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 279448, 411 253; britische Patentschrift Nr. 602 101;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 258 841, 2 426 453, 444 004.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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