DE1163765B - Vorrichtung zur Erzeugung eines Spiels zwischen einer Kugel und den Innenwaenden eines Hohlraumes fuer die Kugel in einem metallischen Endstueck eines Kugelschreibers - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KL: B21d

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche KL: 7c-40

1 163 765
P20743Ib/7c
24. Mai 1958
27. Februar 1964

Beim Einbördeln der Kugel in die Spitze eines Kugelschreibers ist es erforderlich, das Endstück bzw. die Spitze selbst gegen Drehbewegungen festzuhalten und die Randlippe mittels einer Anzahl sich drehender Drückwerkzeuge zu bearbeiten, die sich in einer Umlaufbahn um die Spitze herumbewegen.

Vorrichtungen zur Durchführung dieser Arbeit sind an sich bekannt, weisen aber noch gewisse Nachteile auf, zumal das erwähnte Einbördeln mit größter Präzision durchgeführt werden muß. ίο

Es ist ferner schon eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Spiels zwischen der Kugel und den Innenwänden eines Hohlraumes für die Kugel in einem metallischen Endstück eines Kugelschreibers bekannt, bei der das Endstück gegen Drehung gehalten wird, während es mit Hilfe einer Anzahl sich drehender metallischer Drückrollen bearbeitet wird, die in einem Tragkörper angeordnet sind, der in einer kreisförmigen Umlaufbahn um das Endstück herum angetrieben wird.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung für das Drücken des Endstückes wird ein Drückwerkzeug verwendet, welches mit zwei Scheiben versehen ist, von denen jede um eine zur Hauptachse der Futterplatte verlagerte Achse frei drehbar ist, wobei die Hauptachse mit der Achse des zu drückenden Endstückes zusammenfällt. Der Drückvorgang wird durch eine axiale Bewegung der sich drehenden Futterplatte relativ zu dem Endstück eingeleitet, so daß die Scheiben das Metall in der Nähe des äußersten Endes des Endstückes berühren. Wenn nun die Scheiben dieses Ende berühren, dann hat die Drehung der Futterplatte zur Folge, daß die Scheiben um die Kugelachse herumgerollt werden, wobei die Scheiben Vorrichtung zur Erzeugung eines Spiels
zwischen einer Kugel und den Innenwänden
eines Hohlraumes für die Kugel in einem
metallischen Endstück eines Kugelschreibers

Anmelder:

Paper Mate Manuf adjuring Company,

Santa Monica, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,

Berlin 33, Aaguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:

Meuriel Francis Reed, Los Angeles, Calif.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 27. Mai 1957

(Nr. 661 927)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem oben geschilderten Stand der Technik eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Spiels zwischen der Kugel und den Innenwänden des Hohl-

sehr rasch eine Drehgeschwindigkeit von etwa 2600 bis 35 raumes für die Kugel in einem metallischen Endstück

2800 Umdrehungen je Minute erreichen, die allein durch den Reibungsangriff am Endstück erzielt wird. Bei diesen Vorrichtungen erfolgt die Drehbewegung der Scheiben erst, nachdem der Kontakt und der Reibungsangriff an dem feststehenden Endstück zur Überwindung der Massenträgheit ausreichen. Ein solcher ReibungsangriS hat jedoch notwendigerweise ein »Fressen« des Endstückes bei der Berührung zur Folge, wobei sich ergeben hat, daß ein unerwünschtes eines Kugelschreibers zu schaffen, bei der die unerwünschten Wirkungen der Massenträgheit, wie Reibungsfressen und Verwinden der Spitze, beim Kontakt mit dem Drückwerkzeug wirksam vermieden werden. Die Erfindung geht von einer Vorrichtung der oben beschriebenen Art aus, bei der das Endstück in an sich bekannter Weise mit Hilfe einer Anzahl sich drehender metallischer Drückrollen bearbeitet wird, die in einem Tragkörper angeordnet sind, der in einer

Aushämmern bzw. eine unerwünschte Bearbeitung 45 kreisförmigen Umlaufbahn um das Endstück herum

stattfindet, was zum »Verbeulen« des Metalls führen kann. Außerdem besteht durch den anfänglichen

ruckartigen Stoß, der durch das Fressen verursacht wird, die Gefahr, daß sich das Endstück verwindet

und die Kugel in dem Endstück lockert, so daß das 50 laufbewegung abrollen.

gewünschte gleichmäßige Spiel für die Schreibflüssig- Vorzugsweise ist das

keit nicht immer erreicht wird.

angetrieben wird, und besteht im wesentlichen darin, daß zur Erzielung der Drehbewegung der Drückrollen um die eigene Achse ein Kontaktelement 20 vorgesehen ist, an dem die Drückrollen bei ihrer Um-

Kontaktelement 20 gleichachsig zu dem zu bearbeitenden Endstück angeordnet

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um dasselbe mit einer gewünschten Drehzahl in Drehung versetzt.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist jede der Drückscheiben 16 zur freien Drehung um ihre eigene Achse gelagert, wobei sich die Achsen der Drückscheiben in gleichem Abstand von der Achse eines Kontaktelements 20 befinden, das mit einer geeigneten Kontaktfläche, beispielsweise mit einem konischen Ende 22 versehen ist, das sich in Reibungskontakt mit

das Metall des Endstückes kalt verfestigt und das gewünschte Spiel zwischen der Kugel und der Wand der Ausnehmung erzeugt.

Das Endstück wird durch eine axiale Bewegung in Arbeitsstellung zum Drückwerkzeug gebracht. Das Drücken des Endstückes mit den erfindungsgemäß zwangläufig umlaufenden Drückscheiben hat zur Folge, daß kein Fressen eintritt und das Metall des

und in Reibungsschluß mit oberen Außenflächen der Drückrollen gehalten.

Die Vorrichtung kann auch so ausgestaltet sein, daß jede Drückrolle in einem Halter gelagert ist, der verstellbar am Tragkörper angebracht ist.

Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken ist die Berührungsfläche des Kontaktelementes mit den Drückrollen eine Kegelmantelfläche, die der zu bearbeitenden Fläche des Endstückes entspricht.

Ein wesentlicher Vorteil der neuen Vorrichtung io Flächen 24 der beiden Drückscheiben befindet. Die besteht darin, daß die Umlauf- und Drehbewegung beiden Scheiben und ihre Achsen werden von einem zwangläufig durch Abrollen an einem von dem zu Tragkörper 28 getragen, welcher um die Achse des bearbeitenden Werkstück unabhängigen Vorrich- Stiftes 20 zur Drehung angetrieben wird. Die unteren tungsteil hervorgerufen wird; dabei wird an einer Flächen der Drückscheiben sind in bekannter Weise Reihe von im Abstand voneinander befindlichen 15 konisch und dem Kegelwinkel der Außenfläche 13 des Stellen ein sanfter Druck ausgeübt, um das Metall Endstückes angepaßt. Bei dem Drückvorgang wird des Endstückes zu verdünnen, welches bei dieser neuartigen Anordnung von der Kugelfläche um einen
gewünschten gleichmäßigen Abstand wegfedert; dadurch, daß die Drückrollen sich in der angegebenen 20
Weise drehen, wird das Reibungsfressen oder Einschleifen der Drückrollen an der Wandung des Endstückes vermieden.

In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der

Vorrichtung nach der Erfindung beispielsweise dar- 25 Endstückes stets mit einem bestimmten gleichmäßigen gestellt. In den Zeichnungen ist Abstand von der Kugel zurückfedert, so daß ein an-

F i g. 1 die Ansicht eines Schnittes durch eine Vor- gemessenes Spiel für die Schreibflüssigkeit erzielt richtung nach der Erfindung, wird. Wenn die Drückkraft und der Drehungsgrad

Fig. 2 eine Teilansicht der rechten Seite der der Drückscheiben relativ zur Tragplatte geregelt Fig. 1, die den unteren Teil oder sogenannten Drück- 30 wird, ist es möglich, jedes gewünschte Spiel zwischen rollenteil zeigt, der Kugel und ihrem Sitz herzustellen und diese Ergebnisse in der Großserienfertigung von Schreibgeräten praktisch ohne jeden Ausschuß zu erzielen. Eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß 35 der Erfindung ist in F i g. 1 bis 6 gezeigt, bei welcher ein Arbeitstisch 26 vorgesehen ist, der zur Halterung der zu drückenden Endstücke dient, sowie ein Drückwerkzeug, das aus einem drehbaren Tragkopf 28 und einem nicht drehbaren Gehäuse 30 besteht, welch rend des Drückvorganges in vergrößertem Maßstab, 40 letzteres zur Halterung und zur Übertragung eines Fig. 7 eine der Fig. 1 ähnliche Schnittansicht Drehantriebs auf den Tragkopf dient. Zweckmäßig einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und ist der Arbeitstisch mit Mitteln, beispielsweise Ein-Fig. 8 die Ansicht eines Schnittes nach Linie satzhülsen 27 versehen, die an ihrer Oberseite zur VIII-VIII der Fig. 7. losen Aufnahme der Endstücke 11 ausgespart sind.

In F i g. 6 ist mit 10 eine Schreibspitze dargestellt, 45 Normalerweise ist die Anordnung so getroffen, daß die aus einem Endstück 11 und einer Schreibkugel 12 der Tragkopf in senkrechter Richtung feststehend ist besteht. Wie ersichtlich, weist das Endstück eine Ver- und daß Mittel zur Bewegung des Arbeitstisches auf jüngung auf, so daß es eine geneigte Fläche 13 hat, den Tragkopf zu bzw. von diesem weg mit einem und ist mit einer erweiterten Ausnehmung bzw. einem regelbaren Druck vorgesehen sind. Es kann jedoch Hohlraum zur Aufnahme der Kugel ausgebildet. Der 50 umgekehrt der Tragkopf zwangläufig zum Arbeits-Sitz 14 am Grund der Ausnehmung kann vorgeformt tisch bzw. von diesem wegbewegt werden, sein oder teilweise vorgeformt und dann dem Kugel- Wie sich aus F i g. 1 ergibt, besteht das Gehäuse 30

umfang durch ein entsprechendes Werkzeug oder aus einem Hauptgehäuseteil 32 und einem Druckluftdurch das Eindrücken der Kugel 12 in den Sitz an- zylinder 34, welcher mit einer axialen Kammer 36 gepaßt werden. Es muß ein genau geregeltes Spiel 55 versehen ist. Die Kammer 36 wird mit Luft von einem zwischen der Kugel und der Innenfläche der Aus- bestimmten regelbaren Druck über eine Leitung 38

beliefert, um einem Kolben 40 eine gleitende Abwärtsbewegung mitteilen zu können. In einer axialen Bohrung des Kolbens 40 ist das obere Ende 44 eines Stiftes 46 gleitbar und federbelastet angeordnet, dessen unteres Ende das vorangehend beschriebene Kontaktelement 20 bildet. Der Stift 46 wird gegen Drehung relativ zum Gehäuse durch einen gegabelten Arm 48 gehalten, der zwischen gesonderten Teilen

waren, erst durch Reibungskontakt mit der Außen- 65 des Druckluftzylinders 34 eingespannt ist, wie sich fläche 13 eines Endstückes in Drehung versetzt wur- am besten aus F i g. 1 und 5 ergibt, den. Gemäß der Erfindung werden die Drückscheiben Um die Drehung des Drückwerkzeuges um ein

vor dem Kontakt mit dem Endstück und der Drehung festes Kontaktelement 20 zu ermöglichen, ist eine

F i g. 3 die Ansicht eines Schnittes nach Linie HI-III der Fig. 1,

Fig. 4 eine ähnliche Ansicht nach Linie IV-IV der Fig. 1,

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht nach Linie V-V der Fig. 1,

F i g. 6 eine Ansicht der Drückrollen in ihrer Stellung nahe dem Endstück des Kugelschreibers wäh-

nehmung bestehen, um eine freie Drehung der Kugel und die Ausbildung eines Films der Schreibflüssigkeit auf derselben von geeigneter Dicke zu ermöglichen.

Bisher wurde das erforderliche Spiel auch schon dadurch gebildet, daß das Metall des Endstückes mit im wesentlichen konischen Rollen oder Scheiben gedrückt wurde, welche jedoch, obwohl sie frei drehbar

Lagerhülse 50 vorgesehen, die in einer sich axial erstreckenden Kammer 52 innerhalb des Gehäuses drehbar gelagert ist. Der Drehantrieb des Tragkopfes 28 geschieht mit Hilfe eines Antriebszahnrades 54, das auf die Lagerhülse 50 aufgekeilt ist. Eine im Gehäuse vorgesehene Querausnehmung 56 ermöglicht den Eingriff eines nicht gezeigten Kraftübertragungsorgans mit dem Antriebszahnrad 54.

Der Tragkopf 28 ist am unteren Ende der dreh-

Endstück in Kontakt gebracht wird, wird Luft unter einem bestimmten Druck durch die Leitung 38 eingeleitet, um sicherzustellen, daß .das untere Kontaktende 20 des Treibstiftes an den Flächen 24 der Drückscheiben zur Anlage kommt. Nachdem der Tragkopf 28 in Drehung versetzt worden ist, hat die Berührung des feststehenden Stiftes 46 mit den in der drehbaren Futterplatte 60 gelagerten Rollen 16 zur Folge, daß die letzteren um das untere Ende des Treibstiftes in der

baren Lagerhülse 50 angeordnet und besteht aus io in F i g. 4 dargestellten Weise herumgerollt werden, einer Futterplatte 60, in der zwei oder mehrere Wenn beispielsweise die Drehung der Futterplatte in Halter 62 für die Drückscheiben gleitbar gelagert der durch den Pfeil 74 angegebenen Richtung erfolgt, sind. Wie F i g. 2 zeigt, ist jeder der Halter 62 mit drehen sich die Rollen 16 bei ihrer Rollbewegung um einem oberen keilförmigen Teil 64 versehen, der in die untere Kontakitfläche 22 des Stiftes unabhängig einer Führung der Futterplatte gleitbar ist. Diese An- 15 voneinander in Richtung der Pfeile 76. Wenn dann Ordnung ermöglicht, daß jeder Halter 62 in der radi- das Endstück in Kontakt mit den Drückrollen in die alen Richtung der Futterplatte mit Hilfe einer mit in Fig. 6 dargestellte Lage gebracht wird, hat die einem Flansch versehenen Einstellschraube 68 glei- Drehung der Futterplatte zur Folge, daß die sich untend bewegt und in der eingestellten Stellung mit abhängig drehenden Rollen 16 rasch um die Achse Hilfe einer Stellschraube 70 und eines Keils 72 fest- 20 des Endstückes herumbewegt werden. Diese Bewegung ergibt zusammen mit der zwangläufigen Drehung der Scheiben die gewünschte Bearbeitung der Metallwand des Endstückes, so daß diese mit einem gewünschten gleichmäßigen Abstand von der Kugel 25 wegfedert, ohne daß dabei übermäßige Drehmomente oder Stöße infolge der Massenträgheit ausgeübt werden. Bei der in F i g. 6 dargestellten Vorrichtung ist nur eine einzige Drehgeschwindigkeit der Drückrollen relativ zur Drehgeschwindigkeit der Futterplatte

zu drückenden Endstückes 10 zusammenfällt. Die 30 möglich. In F i g. 7 und 8 ist eine abgeänderte Aus-Drückrollen 16 haben vorzugsweise die Form kleiner führungsform der Erfindung dargestellt, bei der die Scheiben, die mit einer unteren kegelstumpfförmigen
Fläche versehen sind, deren Basiswinkel im wesentlichen gleich der Neigung der Außenfläche 13 des zu

drückenden Endstückes ist. Der Basiswinkel der 35 90, an den Drückrollen 16 befestigt, während ein Drückscheiben 16 ist zweckmäßig geringfügig kleiner kleines auswechselbares Antriebszahnrad 92 in entals der Basiswinkel der konischen Endstückfläche, so sprechender Weise nicht drehbar am unteren Ende daß die Drückscheiben das Endstück an dessen Ende des Stiftes 46 angeordnet ist. Für den Fachmann er- und in der Zone der durch die Kugel 12 gelegten gibt sich ohne weiteres, daß durch eine entsprechende Querebene berührt. Wenn das Kontaktende 20 des 40 Wahl der Durchmesser der Zahnräder 90 und des Stiftes 46 in seinem Durchmesser und in seiner Form Antriebszahnrades 92 eine Drehgeschwindigkeitsdem Durchmesser und der Form des Endstückes 10 änderung der Drückrollen 16 relativ zur Drehentspricht, was sich häufig als vorteilhaft erweist, geschwindigkeit der Futterplatte und damit der linekann die obere Fläche 24 der Drückrollen, die für aren Geschwindigkeit an den Drückflächen innerhalb den Kontakt mit der Fläche 22 des Stiftes bestimmt 45 eines weiten Bereichs möglich ist. Obwohl die Dreh

gestellt werden kann. Durch diese Möglichkeit zur radialen Verstellung der Halter 62 können die Drückscheiben in dem jeweils für Endstücke verschiedenen Durchmessers erforderlichen Abstand angeordnet werden.

In jedem Halter 62 ist eine Drückrolle 16 gelagert. Wie sich aus Fig. 1 und 6 ergibt, ist jede Rolle 16 um eine Achse frei drehbar, die zur Hauptachse der Tragplatte 28 versetzt ist, welche mit der Achse des

Drehgeschwindigkeit der Drückrollen zwangläufig geregelt werden kann. Bei dieser Ausführungsform sind auswechselbare Teile, beispielsweise Zahnräder

ist, ebenfalls einen Basiswinkel haben, der im wesentlichen gleich der Neigung der Fläche 13 des Endstückes ist. Hierbei ist jedoch zu erwähnen, daß der Winkel des Kontaktendes nicht unbedingt gleich dem Endstückwinkel sein muß.

Das Kontaktende 20 des Stiftes 46 wird in Antriebskontakt mit den Flächen 24 der Druckscheiben durch die Zufuhr von Luft unter einem bestimmten regelbaren Druck in den Druckluftzylinder 34 gerichtung der Drückscheiben um ihre Achsen die gleiche ist (im Uhrzeigersinn, gesehen in F i g. 8), ist die lineare Bewegung am Endstück entgegengesetzt gerichtet, wie durch die Pfeile 94 angedeutet. Wegen der größeren linearen Geschwindigkeiten, die bei der in Fig. 7 und 8 dargestellten Vorrichtung möglich sind, können die Scheiben sowohl zum Polieren als auch zum Drücken der Wand des Endstückes verwendet werden. Im übrigen ist die Arbeitsweise der

drückt. Die Druckluft in der Kammer 36 bewirkt in 55 in F i g. 7 und 8 dargestellten Vorrichtung ähnlich Verbindung mit der Feder42 eine Dämpfung der Be- der in Verbindung mit Fig. 1 bis 6 beschriebenen, rührung des Stiftes mit den Drückscheiben 16 in dem
Augenblick, in dem das Endstück durch den Arbeits

tisch 26 in Arbeitskontakt mit dem Drückkopf beim Rahmen der Erfindung sind innerhalb eines weiten Bereichs Abänderungen möglich. Beispielsweise braucht das sich nicht drehende Kontaktelement

wegt wird. Außerdem kann durch eine geeignete 60 nicht unmittelbar an den Drückscheiben anzugreifen, Regelung des Druckes der im Druckluftzylinder be- sondern kann an den zur drehbaren Lagerung der findlichen Luft der Kontaktdruck und bis zu einem Scheiben vorgesehenen Spindeln bzw. an auf letzteren gewissen Grade die relative Drehung der Drück- angeordneten Teilen angreifen. Auch brauchen sich scheiben geregelt werden. z. B. die Drückscheiben nicht unbedingt in einer zur

Im Betrieb der vorangehend beschriebenen Vor- 65 Drehachse der Futterplatte senkrechten gemeinsamen richtung wird ein Endstück 10 in den Arbeitstisch 26 Ebene zu befinden, wie dargestellt, sondern es kann unterhalb der Tragplatte gleichachsig zu deren Dreh- in vorteilhafter Weise die eine geringfügig höher als achse eingesetzt. Bevor das Drückwerkzeug mit dem die andere angeordnet sein.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Spiels zwischen einer Kugel und den Innenwänden eines Hohlraumes für die Kugel in einem metallischen Endstück eines Kugelschreibers, bei der das Endstück gegen Drehung gehalten wird, während es mit Hilfe einer Anzahl sich drehender metallischer Drückrollen bearbeitet wird, die in einem Tragkörper angeordnet sind, der in einer kreisförmigen Umlaufbahn um das Endstück herum angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der Drehbewegung der Drückrollen (16) um die eigene Achse ein Kontaktelement (20) vorgesehen ist, an dem die Drückrollen bei ihrer Umlaufbewegung abrollen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (20) gleichachsig zu dem zu bearbeitenden Endstück angeordnet ist und in Reibungsschluß mit oberen Außenflächen der Drückrollen gehalten wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Drückrolle (16) in einem Halter (62) gelagert ist, der verstellbar am Tragkörper (28) angebracht ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (20) axial zum Eingriff mit den Drückrollen (16) bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (20) an oberen kegelstumpfförmigen Flächen der Drückrollen (16) angreift.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsfläche des Kontaktelementes mit den Drückrollen eine Kegelmantelfläche ist, die der zu bearbeitenden Fläche des Endstückes entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Endstück einwirkenden Arbeitsflächen der Drückrollen kegelstumpfförmig sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverbindung für die Drückrollen durch Zahnräder (90,92) gebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 498 009, 2 791137.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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