DE1235183B - Verfahren und Werkzeug zur Vergroesserung des Kugelspiels bei Kugelschreibern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B 43 k

Deutsche Kl.: 70 b-5/20

F 26505 VII b/70 b 28. August 1958 23. Februar 1967

Verfahren und Werkzeug zur Vergrößerung des Kugelspiels bei Kugelschreibern

Anmelder:

Hans Reinhard Fehling, Zug (Schweiz) Vertreter:

Dipl.-Ing. C. Wallach, Patentanwalt, München 2, Kaufingerstr. 8

Als Erfinder benannt:

Hans Reinhard Fehling, Zug (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 28. August 1957

Die Erfindung bezieht sich auf Kugelschreiber.

Unter »Kugelschreiber« wird hierbei ein Schreibgerät verstanden, bei welchem das Schreibende oder die Spitze eine Schreibkugel aufweist, die drehbar in einer Fassung oder einem Gehäuse gelagert ist und teilweise daraus hervorsteht, wobei die Kugel aus einem Tintenbehälter mit Tinte über einen Tintenzuführungskanal versorgt wird, welcher mit dem rückwärtigen Teil der Fassung oder des Gehäuses in Verbindung steht, so daß, wenn sich die Kugel in ihrer Fassung dreht, indem sie über eine Oberfläche,

z. B. ein Blatt Papier, in Berührung mit dieser bewegt wird, ein dünner Tintenfilm von der Kugel durch den engen Spalt zwischen ihr und dem Gehäuse mitgeführt und als Spur auf dieser Oberfläche angetragen wird.

Bei Schreibgeräten dieser Art können die teilsphärischen Kugelsitzflächen im Inneren des Gehäuses, die für eine befriedigende Schriftspur von Bedeutung sind, genau nur dadurch gebildet werden, daß Ein- 20

drückungen von der Schreibkugel selbst auf dem
Bodenteil der Fassung und an der Gehäusewand er- 2

zeugt werden. Dies wird gewöhnlich dann durchgeführt, wenn das Gehäuse mit einer darin einge- Kugel in ihrer Lage nicht wieder in genügendem setzten Schreibkugel gebördelt, gedrückt, gepreßt 25 Maß zurückgehen, um das erforderliche Spiel zwi- oder einer anderen Bearbeitung unterworfen wird, sehen Kugel und Sitz zu bilden,
damit die Mündung des Kugelgehäuses eingeschnürt Dasselbe gilt auch für ein bekanntes Verfahren,

wird und die Kugel in ihrer Lage hält. Wenn bei bei welchem das Kugelspiel nachträglich vergrößert einer solchen Bearbeitung eine genügend große Kraft werden kann, indem man mittels eines ander Außenangewandt wird, um die Gehäusewände auf die 30 fläche der Schreibspitze angreifenden Werkzeuges Kugeloberfläche zu pressen, behalten infolge ibik

plastischer Verformung die Innenflächen des Gehäuses, die in Berührung mit der Kugel stehen, die
Gestalt der letzteren bei. Dieser Bearbeitung kann ein
Eindrücken der Kugel auf den Bodenteil des Ge- 35 fahren wird zu diesem Zweck auf den mittleren Teil häuses vorangehen. Aus diesem Grund entsteht bei der Kugelfassung ein seitlicher Druck mittels einer diesem Verfahren zur Herstellung von sphärischen h hii lfd Rll

Kugelsitzflächen das einzige Spiel zwischen der Kugel und den Sitzflächen, durch welches Tinte beim

Schreiben hindurchgeführt wird, als Folge des 40 drückt und diese in ihrer Fassung festhält. Abgesehen elastischen Zurückgehens des Metalls, nachdem der davon, daß auch dieses Verfahren in gewissen Fällen, äußere Druck, welcher beim Einfassen der Kugel insbesondere bei aus Zinnlegierungen im Spritzverausgeübt wurde, weggefallen ist. Dieses Verfahren fahren hergestellten Spitzen, versagt, ist es auch deshat sich als leidlich zufriedenstellend bei Metallen, halb nachteilig, weil das benutzte Werkzeug sich auf wie z. B. Messing oder Aluminiumlegierungen er- 45 der Schreibspitze nicht selbst zentriert, so daß bewiesen, welche infolge ihrer hohen Streckgrenze sondere Vorkehrungen zur Zentrierung getroffen einen erheblichen Grad elastischen Zurückgehens werden müssen, die für die Massenfertigung von zeigen. Weit weniger eignet sich dieses Verfahren Spitzen sehr erschwerend sind. Infolge der einseitigen für Metalle, die gegenwärtig, da sie zur Anwendung Einwirkung der umlaufenden Walzrolle tritt ferner im Spritzgußverfahren geeignet sind, angewendet 50 sehr leicht ein seitliches Verziehen der Wandung der

Kugelfassung ein, was eine Ungleichmäßigkeit der Schreibspur zur Folge hat.

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eine Kaltverformung des Schreibspitzenkörpers vornimmt, durch welche die Spitze durch Auswalzen in axialer Richtung gelangt, und dadurch der Spitzenrand etwas erweitert wird. Bei dem bekannten Ver-

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um die Achse der Schreibspitze umlaufenden Rolle ausgeübt, während zugleich eine zweite, ebenfalls umlaufende Rolle an der Oberseite der Kugel an-

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werden, z. B. Zinnlegierungen, da diese eine niedrige Elastizitätsgrenze haben und nach der Festlegung der

Das Verfahren der Erfindung vermeidet die oben angeführten Nachteile, indem die Kaltverformung des Schreibspitzenkörpers durch ringförmig angreifende Einschnürungskräfte in einer Ringzone bewirkt wird, welche hinter der rückseitigen Tangentialebene der Kugel liegt.

Vorzugsweise wird die Einschnürungskraft durch Schlag oder Druck eines Gesenkes oder eines anderen geeigneten Werkzeuges mit einer Bohrung durchgeführt, die beim Aufsetzen auf den Schreibspitzenkörper koaxial zu diesem liegt.

Dieses Verfahren ist einerseits mit verhältnismäßig einfachen, sich auf der Schreibspitze selbst zentrierenden Werkzeugen ausführbar und eignet sich daher im besonderen Maß für die Massenfertigung. Trotzdem gestattet es, die erwünschte Vergrößerung des Kugelspiels in einem weiten Bereich und mit hoher Genauigkeit zu erzielen, ohne daß sich nachteilige Folgen für die Schreibspur des Kugelschreibers einstellen. Im Gegensatz zu dem obenerwähnten bekannten Verfahren beruht die gemäß der Erfindung erzielte Wirkung darauf, daß in dem Schreibspitzenkörper hinter der rückseitigen Tangentialebene der Kugel eine Einschnürung hervorgebracht und dadurch die Kugelfassung in dem erwünschten Maß erweitert wird. Dadurch ist das Verfahren auch bei Schreibspitzenkörpern anwendbar, die aus Zinnlegierungen im Spritzgußverfahren hergestellt sind oder aus einem ähnlichen Metall mit niedriger Streckgrenze bestehen.

Es folgt nun die Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. Darin zeigt

F i g. 1 einen Schnitt eines Werkzeuges zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine abgeänderte Ausbildung des Werkzeuges.

Gemäß Fig. 1 ist ein Gesenk 1 mit einer Bohrung 2 so auf den Schreibspitzenkörper 3 aufgesetzt, daß die Zone, in der die Mantelfläche der Bohrung 2 mit der Abschrägung 4 die sich verjüngende Außenfläche des Schreibspitzenkörpers 3 mit der Einschnürungskraft umfaßt, einen kegelmantelförmigen Streifen 5 bildet, und zwar hinter der Ebene X-X, die die Rückseite der Kugel 6 tangential berührt und senkrecht zur Achse des Spitzenkörpers 3 liegt. Das Gesenk 1 wird dann mit einer genügenden Kraft auf den Spitzenkörper 3 geschlagen oder gepreßt, um das Spiel zwischen der Kugel 6 und ihren sphärischen Sitzflächen 7 und 8 auf die gewünschte Größe zu erweitern. Andererseits braucht die Mantelfläche der Bohrung — was jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist — nicht abgeschrägt zu werden, in welchem Fall die Außenseite des Spitzenkörpers 3 nach einer Kreislinie und nicht in Form des Streifens 5 berührt wird.

Soweit dies festgestellt werden konnte, führt diese Bearbeitung zu einer geringen Einschnürung des Querschnitts des Spitzenkörpers in der Berührungsebene und (als Rückwirkung) zu einer geringen Ausdehnung der Gehäusewände als Ganzes, so daß ein allgemein vergrößertes Spiel zwischen der Kugel und den Gehäusewänden erzielt wird.

Das in F i g. 2 dargestellte abgewandelte Werkzeug wird vorzugsweise bei einem Spitzenkörper 3 benutzt, der einen verjüngten Teil 3 a und einen zylindrischen Teil 3 & kleinen Durchmessers aufweist. In diesem Fall hat das Gesenk 1 zweckmäßigerweise eine sich verjüngende Bohrung 9, z. B. mit einem Öffnungswinkel von 40°, welche die den Übergang zwischen der Verjüngung 3 α (von z. B. 50°) und dem zylindrischen Teil 3 b bildende Kante 10 entlang einer Kreislinie erfaßt. Wenn das Gesenk gegen den Spitzenkörper 3 gedrückt wird, bewirkt es eine Verschiebung der Kante 10 nach hinten und infolgedessen eine örtliche Verminderung des Konuswinkels des Spitzenkörpers 3, was zu der erwünschten Vergrößerung des Spiels zwischen der Kugel 6 und ihren

ίο Sitzflächen führt. In vielen Fällen wird die Kante 10 nicht klar begrenzt sein, sondern mehr die Form eines konvexen Bereichs zwischen der Verjüngung 3 α und dem Zylinder 3 b annehmen.

Es hat sich herausgestellt, daß der kritischste Faktor bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Lage der Ebene quer zur Achse der Spitze ist, vor welcher sich das Metall frei bewegen kann, d. h. die Ebene, in und möglicherweise auch hinter welcher die Einschnürungskräfte auf den Spitzenkörper einwirken. Beispielsweise wird bei dem obenerwähnten Verfahren die optimale Lage dieser Ebene durch den Durchmesser der Bohrung bestimmt. Wenn die Ebene zu weit vorn liegt, d. h. vor oder in der Tangentialebene, welche an der Rückseite der Kugel quer zur Achse des Spitzenkörpers verläuft, bewirkt das Verfahren entweder keine erhebliche Vergrößerung des Kugelspiels, oder es werden Spitzenkörper hergestellt, die eine unbefriedigende oder sich verändernde Schriftspur liefern. Wenn die Ebene zu weit hinten liegt, wird entweder keine Vergrößerung des Spiels erzeugt, oder es ist eine zu große Kraft erforderlich, um ein befriedigendes Spiel zu erzeugen. Es hat sich gezeigt, daß bei Spitzenkörpern üblicher Gestalt, z.B. gemäß Fig. 1 und 2, die beste Lage für die Ebene, in welcher die Haupteinschnürungswirkung stattfindet, dann gegeben ist, wenn sie 0,85 bis 0,95 mm hinter dem Kugelmittelpunkt liegt, wenn eine Kugel von 1 mm Durchmesser benutzt wird. In den meisten Fällen ist es ratsam, die Ebene weitei nach hinten zu verlegen, wenn der Spitzendurchmesser kleiner ist, d. h., wenn die die Kugel umgebenden Wände und die Tintenzuführung einen dünneren Querschnitt haben.
Um befriedigende Ergebnisse zu erzielen, ist es wichtig, einen Spitzenkörper zu verwenden, dei wenigstens vor der Berührungsebene vollständig symmetrisch ist, d. h. derart, daß das die Gehäusewände bildende Metall symmetrisch um die Längsachse des Spitzenkörpers angeordnet ist und so eine Gehäusewand bildet, die in jeder einzelnen, quer zur Achse des Schreibspitze liegenden Ebene eine rundherum konstante Dicke hat.

Es ist gleichermaßen wichtig, daß das Einschnürungswerkzeug mit einem solchen Maß an Symmetrie und Genauigkeit hergestellt und diese aufrechterhalten wird, daß die von diesem Werkzeug auf der Außenseite des Spitzenkörpers hervorgebrachte Eindrückung symmetrisch um die Achse senkrecht zu der letzteren in einer gleichmäßigen Tiefe liegt. Die

So Achsen des Spitzenkörpers und des Einschnürungswerkzeuges sollten vor Einwirkung der Einschnürungskraft möglichst genau zusammenfallen. Aus diesem Grund werden derart gestaltete Einschnürungswerkzeuge bevorzugt, welche sich beim Aufsetzen auf den Spitzenkörper, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, axial selbst ausrichten.

Zur Ausübung der Einschnürungskraft auf die Außenseite des Spitzenkörpers kann jedes andere

geignete Verfahren benutzt werden, ζ. B. ein Walzoder ein Gesenkschmiedeverfahren. Jedoch wird eine Einschnürung durch Schlag bevorzugt, weil dadurch das Problem, die Einschnürungswirkung bei der Massenfertigung auf vollautomatischen Maschinen, ζ. B. den bekannten Maschinen der Drehtischbauart, konstant zu halten, wesentlich vereinfacht wird.

Vorzugsweise werden die Bearbeitung zur Einfassung der Kugel und das Verfahren zur Vergrößerung des Spiels gemäß der Erfindung in einem Arbeitsgang durchgeführt.

Falls erwünscht, kann das Verfahren gemäß der Erfindung in zwei oder mehreren Stufen durchgeführt werden. Aber im allgemeinen wird dies nicht notwendig sein.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Vergrößerung des Spiels zwischen der in ihre Fassung eingesetzten und durch Bördelung des Spitzenrandes darin festgehaltenen Schreibkugel und ihren Sitzflächen bei Kugelschreibern, bei welchem durch ein auf die Außenfläche der Schreibspitze einwirkendes Werkzeug diese in einem ringförmigen Bereich kalt verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltverformung des vorzugsweise aus Zinnlegierungen im Spritzgußverfahren hergestellten Schreibspitzenkörpers (3) durch ringförmig angreifende Einschnürungskräfte in einer Ringzone (5) bewirkt wird, welche hinter der rückseitigen Tangentialebene (X-X) der Kugel (6) liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürungskraft durch Schlag oder Druck eines Gesenkes (1) oder eines anderen geeigneten Werkzeuges mit einer Bohrung (2, 9) durchgeführt wird, die berm Aufsetzen auf den Schreibspitzenkörper (3) koaxial zu diesem liegt.

3. Werkzeug zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Ausbildung der Mantelfläche der Bohrung (2) in bezug auf den Schreibspitzenkörper (3), derart, daß die Zone, in der die Mantelfläche der Bohrung (2) den sich außenseitig verjüngenden Teil des Schreibspitzenkörpers (3) mit der Einschnürungskraft erfaßt, ein Kreis ist.

4. Werkzeug zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der Bohrung (2) an ihrem nach dem Schreibspitzenkörper hin liegenden Ende unter einem solchen Winkel konisch ausgebildet ist, daß die Zone, in der die Mantelfläche der Bohrung (2) den sich außenseitig verjüngenden Teil des Schreibspitzenkörpers (3) mit der Einschnürungskraft erfaßt, ein kegelmantelförmiger Streifen (5) ist.

5. Werkzeug zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 2 bei Schreibspitzenkörpern, die an ihrem vorderen Teil eine konische und an ihrem rückwärtigen Teil eine zylindrische Mantelfläche haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (9) unter einem kleineren Winkel als dem Konuswinkel am Vorderteil des Schreibspitzenkörpers (3) konisch ausgebildet ist, so daß bei Krafteinwirkung auf das Werkzeug die den Übergang vom konischen (3 a) auf den zylindrischen Teil (3 b) des Schreibspitzenkörpers (3) bildende Kante (10) bzw. ein derartiger konvexer Bereich nach hinten verschoben und der Konuswinkel am Vorderteil des Schreibspitzenkörpers (3) verkleinert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 498 009.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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