DE2115043B2

DE2115043B2 - Ball-point pen for low-viscosity inks - has ink feeder from bibulous reservoir to ball, with capillaries opening into collecting space

Info

Publication number: DE2115043B2
Application number: DE2115043A
Authority: DE
Inventors: Eugen Breithaupt; Guenther Schmidt
Original assignee: Gebrueder Schmidt Fabrik fuer Feinmechanik GmbH and Co KG
Current assignee: Gebrueder Schmidt Fabrik fuer Feinmechanik GmbH and Co KG
Priority date: 1971-03-27
Filing date: 1971-03-27
Publication date: 1975-08-14
Also published as: DE2115043A1

Abstract

Ball-point pen for low-viscosity inks has an ink reservoir of bibulous material and an ink feeder in a bore of the writing tip between the reservoir and the ball. The jacket surface of the feeder, together with the wall of the bore forms, at least on the side toward the ball, an annular gap as a collecting space. The ink feeder has capillaries opening into the collecting space. A conventional annular groove is provided in the bed for the ball, above the equator of the ball. Axially-running channels for direct ink feed are provided between the collecting space and the annular groove. Reliable, continuous ink transfer from the reservoir to the ball is ensured.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schreibgerät für dünnflüs- ge Tinte mit einer in der Schreibspitze befindlichen :hreibkugel, einem aus saugfähigem Material beste- :nden Tintenspeicher sowie einem in einer Bohrung :r Schreibspitze zwischen Tintenspeicher und :hreibkugel angeordneten Tintenzuführer, dessen antelfläche zusammen mit der Wandung der Schreiblitzenbohrung zumindest auf der der Kugel zugeandten Seite einen ringspaltförmigen Sammelraum Idet.The invention relates to a writing instrument for dünnflüs- ge ink having located in the nib: hreibkugel, a consist of absorbent material: ligand ink reservoir as well as a in a bore: r writing tip between ink storage and: hreibkugel arranged ink feeder whose Antel surface together with the wall the writing wire hole at least on the side facing the ball an annular gap-shaped collecting space Idet.

Die Tinte kann hierbei wie bei einem Füllhalter in einem Tintenhohlraum gespeichert sein. Einfacher ist es, die Tinte mit saugfähigem Material, z. B. mit einer Faserpatrone zu speichern, da in diesem Fall eine Regeleinrichtung, der sogenannten Tintenleiter, entfällt, welcher thermische und andere Außeneinflüsse ausgleicht. The ink can be stored in an ink cavity as in a fountain pen. Is easier it, the ink with absorbent material, e.g. B. to save with a fiber cartridge, since in this case a control device, the so-called ink feed, which compensates for thermal and other external influences, is omitted.

Die vorliegende Erfindung geht von einem derartigen Schreibgerät aus, wenn auch die erfindungsgemäßen Vorschläge durchaus für einen Tintenkugelschreiber geeignet sind, bei welchem die Tinte in einem Tintenhohlraum gespeichert wird.The present invention is based on such a writing implement, albeit the one according to the invention Proposals are quite suitable for an ink ballpoint pen in which the ink is in an ink cavity is saved.

Problematisch ist bei derartigen Schreibgeräten der Transport der Tinte aus dem Speicher zur Schreibkugel. Bei den bisher bekanntgewordenen Schreibgeräten dieser Art ist zwischen dem Tintenspeicher und der Schreibkugel ein z. B. aus Fasermaterial od. dgl. bestehender Tintenzuführer angeordnet. Infolge der größeren Kapillarkraft saugt der Zuführer die Tinte aus dem Speicher und transportiert diese bis zu seinem vorderen, der Kugel zugekehrten Ende. Aus Platzgründen steht die Kugel mit dem Ende des Tintenleiters nicht unmittelbar in Berührung. Vielmehr befindet sich zwischen dem Tintenleiter und der Schreibkugel ein Tintensammelraum. Dieser Sammelraum muß sich zunächst füllen, ehe Tinte an die Kugel abgegeben wird. Da jedoch die Kapillarkraft des Zuführers größer ist als die des Sammelraumes, der gegenüber den Kapillaren des Zuführers einen weit größeren Durchmesser hat, bildet sich am unteren Ende des Zuführers ein Meniskus, der infolge der Oberflächenspannung der Tintenflüssigkeit nicht ohne weiteres abreißt und somit den Austritt der Tinte aus dem Tintenzuführer verhindert. Zum Anschreiben muß ein derartiges Schreibgerät darum erschüttert werden, so daß der Meniskus abreißt und der Sammelraum mit Tinte gefüllt wird. Jedoch auch durch diese Maßnahme ist der Tintenfluß während des Schreibens nicht sichergestellt, so daß Aussetzer auftreten können.The problem with writing implements of this type is the transport of the ink from the reservoir to the writing ball. In the previously known writing implements of this type is between the ink reservoir and the Writing ball a z. B. od of fiber material. Like. Existing ink feeder arranged. As a result of the larger Capillary force sucks the ink out of the reservoir and transports it to its front, the end facing the ball. For reasons of space, the ball does not stand with the end of the ink feed in direct contact. Rather, there is an ink collecting space between the ink feed and the writing ball. This collection space must first fill before ink is delivered to the ball. However, since the capillary force of the feeder is greater than that of the collecting space opposite the capillaries of the feeder has a much larger diameter, a meniscus forms at the lower end of the feeder, which does not tear off easily due to the surface tension of the ink liquid and thus the Prevents ink from leaking from the ink feeder. A writing implement of this type must be used for a cover letter be shaken so that the meniscus tears off and the collecting space is filled with ink. However Even with this measure, the flow of ink is not ensured during writing, so that dropouts may occur.

Dieser Nachteil ließe sich zwar durch Verwendung von Tinte mit geringerer Grenzflächenspannung vermeiden, jedoch hat diese Tinte den Nachteil, daß sie wegen der zu geringen Oberflächenspannung auf dem Papier zerfließt.This disadvantage could be avoided by using ink with lower interfacial tension, however, this ink has the disadvantage that because of the insufficient surface tension on the Paper melts.

Aus der GB-PS 11 39 038 ist z. B. ein Schreibgerät der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem die Mantelfläche des Tintenzuführers zusammen mit der Wandung der Schreibspitzenbohrung einen ringspaltförmigen Sammelraum bildet. Da bei diesem Tintenzuführer aber keine besonderen Maßnahmen vorgesehen sind, damit die Tinte in den ringspaltförmigen Sammelraum eintreten kann, tritt bei dem aus dieser Druckschrift bekannten Schreibgerät die gleiche Schwierigkeit auf, wie sie oben im Hinblick auf den sich bildenden Meniskus am unteren Ende des Tintenzuführers beschrieben wurde. Bei dem bekannten Schreibgerät sind zwar zwischen der Kugel und ihrem Sitz eine Reihe von strahlenförmig nach außen verlaufenden Kapil laren vorgesehen. Diese Kapillaren münden in einen zwischen der Kugel und dem unteren Ende des Tinten zuführers vorgesehenen Sammelraum. Aus den ober geschilderten Gründen sammelt sich in diesem Sam melraum jedoch nicht ohne weiteres Tinte an. Bei dei bekannten Ausführungsform ist die Bildung eines Me niskus unterhalb des Tintenzuführers praktisch nicht zi verhindern, da das untere Ende des Tintenzuführers be derartigen Massenprodukten nicht mit der erfordern chen Präzision dicht genug an die Kugel herangeführFrom GB-PS 11 39 038 z. B. a writing instrument known of the type mentioned, in which the lateral surface of the ink feeder together with the Wall of the writing tip bore forms an annular gap-shaped collecting space. As with this ink feeder but no special measures are provided to keep the ink in the annular gap-shaped collecting space can occur, the same difficulty occurs with the writing instrument known from this publication as described above with regard to the forming meniscus at the lower end of the ink feeder has been described. In the known writing instrument, there are a number between the ball and its seat provided by radially outwardly extending capillaries. These capillaries open into one between the ball and the lower end of the ink feeder provided collecting space. From the upper For the reasons described, however, ink does not easily collect in this collection space. At dei known embodiment, the formation of a Me niskus below the ink feeder is practically not zi because the lower end of the ink feeder does not require such mass-produced products precision close enough to the ball

werden kann. Es entsteht in jedem Falle ein Sammelraum und somit ein Meniskus zwischen der Kugeloberfläche und dem Tintenzuführer. Damit erhält man aber Anschreibschwierigkeiten und ungewollte Aussetzer beim Schreiben.can be. In any case, a collecting space and thus a meniscus is created between the spherical surface and the ink feeder. However, this leads to typing difficulties and unwanted dropouts while writing.

Aus der DT-PS 8 04 295 ist ein Ihnliches Schreibgerät bekannt, das jedoch einen Tintenzuführer aus festem, nicht saugfähigem Material besitzt, der zwar ebenfalls mit der Wandung der Schreibspitzenbjhrung einen ringspaltförmigen Sammelraum bildet, bei dem jedoch dir bei Tintenzuführern aus saugfähigem Material auftretende, oben erläuterte Problematik nicht auftritt. Der Tintenzuführer nach der zuletzt genannten Druckschrift besitzt über seinen Umfang verteilte, nach außen offene Längsnuten. Diese Nuten sollen verhindem, daß an den Wandungen der Bohrung Luftbläschen hängenbleiben und dadurch der Tintenfluß unterbrochen wird. Ein einwandfreies Nachfließen der Tinte ist auch bei dieser bekannten Ausführung nicht gewährleistet. A similar writing instrument is from DT-PS 8 04 295 known, but which has an ink feeder made of solid, non-absorbent material, which although also forms an annular gap-shaped collecting space with the wall of the writing tip bore, in which However, the problems explained above do not occur with ink feeders made of absorbent material. The ink feeder according to the last-mentioned document has distributed over its circumference, according to longitudinal grooves open on the outside. These grooves are intended to prevent air bubbles from forming on the walls of the bore get stuck and thereby the flow of ink is interrupted. A perfect flow of the ink is not guaranteed even with this known version.

Der F.rfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, *:in Schreibgerät der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine sichere und fortlaufende Tintenübergabe aus dem Speicher zur Schreibkugel gewährleistet ist.In contrast, the invention is based on the task *: in writing implements of the type mentioned at the beginning to be improved so that a safe and continuous transfer of ink from the memory to the writing ball is guaranteed is.

Diese Aufgabe wird erfindiingsgemäß dadurch gelöst, daß der Tintenzuführer in den Sammelraum mündende Kapillaren aufweist, daß im Kugelbett oberhalb des Äquators der Kugel eine an sich bekannte Ringnut vorgesehen ist und daß zwischen SammelrauTi und Ringnut axial verlaufende Kanäle zur direkten Tintenzufuhr vorgesehen sind.According to the invention, this object is achieved by that the ink feeder has capillaries opening into the collecting space, that in the ball bed above of the equator of the ball a known ring groove is provided and that between SammrauTi and Annular groove axially extending channels are provided for direct ink supply.

Bei dieser Anordnung verhindert der sich am unteren Ende des Tintenzuführers bildende Meniskus nicht den Tinteniransport zur Schreibkugel. Unter dem Einfluß des Eigengewichtes tritt die Tinte durch die seitlichen Kapillaren des Zuführers in den ringspaltförmigen Sammelraum, aus welchem sie über besondere Kanäle der Schreibkugel zugeführt wird. Ist einmal die Tinte im Fluß, reißt zusätzlich der Meniskus ab, so daß weitere Tinte über die an der Stirnseite des Zuführers mündenden Kapillaren austritt, so daß auch der Sammelraum zwischen Tintenzuführer und Schreibkugel mit Tinte füllt.With this arrangement, the meniscus does not prevent the formation of the lower end of the ink feeder the ink transport to the writing ball. Under the influence of its own weight, the ink passes through the side Capillaries of the feeder into the annular gap-shaped collecting space, from which they pass through special channels is fed to the writing ball. Once the ink is in the flow, the meniscus also tears off, creating more Ink emerges through the capillaries opening at the front of the feeder, so that the collecting space fills with ink between the ink feeder and the writing ball.

Der ringspaltförmige Sammelraum c> isteht in einfaeher Weise dadurch, daß der Querschnitt des Zuführers wenigstens au; der der Kugel zugewandten Seite kleiner ist als der Querschnitt der Schreibspitzenbohrung, in welcher der Zuführer gelagert ist.The annular gap-shaped collecting space is simpler Way in that the cross section of the feeder at least au; the side facing the ball is smaller is than the cross section of the nib bore in which the feeder is mounted.

Als Zuführer eignet sich insbesondere ein an sich bekanntes synthetisches Material, das aus extrudiertem und auf den gewünschten Querschnitt wieder komprimierten Kunststoffrohr besteht, welches sowohl auf seiner Mantelfläche offene als auch innere stirnseitig mündende, sich in Axialrichtung erstreckende Kapillare besitzt. Dieses Material wurde bereits für Faserschreiberdochte vorgeschlagen.A synthetic material known per se, consisting of extruded material, is particularly suitable as a feeder and to the desired cross-section again compressed plastic pipe consists, which both on his The outer surface has open as well as inner capillary opening at the end face and extending in the axial direction. This material has been suggested for fiber pen wicks.

Ferner kann der Zuführer aus Acrylfaser hergestellt werden, welche auch quer zur Axialrichtung verlaufende Kapillare besitzt.Furthermore, the feeder can be made of acrylic fiber, which also runs transversely to the axial direction Owns capillary.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Anmeldungsgegenstands ist die auf der Oberfläche der Schreibkugel mündende Ringnut direkt über Tintenkanäle mit dem ringspaltförmigen Sammelraum verbunden. Wegen der kleinen Abmessungen im Bereich der Schreibspitze ist die Herstellung derartiger Verbindungskanäle insbesondere in der Massenfertigung nicht ganz einfach. Es wird darum ferner eine Anordnung vorgeschlagen, nach weicher die von der Ringnut ausgehenden axial verlaufenden Yerbindungskanäle in dem zwischen Schreibkugel und dem Zuleiterende befindlichen Sammelraum münden und bei welcher zusätzlich zwischen diesem Sa-nmelraum und dem ringspaltförmigen Sammelraum Verbindungskanäle vorgesehen sind.In a preferred embodiment of the subject of the application is the ring groove that opens onto the surface of the writing ball directly above the ink channels connected to the annular gap-shaped collecting space. Because of the small dimensions in the area of The production of such connecting channels, especially in mass production, is not a writing tip very easily. It is therefore also proposed an arrangement according to which the outgoing from the annular groove axially extending connection channels in the one located between the writing ball and the lead end Collecting space open and in which additionally between this collecting space and the annular gap-shaped Collecting space connecting channels are provided.

Wird als Tintenzuführer ein Material verwendet, auf dessen Mantelfläche und Stirnfläche in Axialrichtung verlaufende, im Randbereich des Zuführers vorgesehene Kapillare münden, läßt sich dieser Vorschlag in sehr einfacher Weise verwirklichen. Voraussetzung hierfür ist, daß der Querschnitt der Schreibspitzenbohrung größer als der Querschnitt des zwischen diesem und der Schreibkugel befindlichen Sammelraumes ist. Ist zwischen der Schreibspitzenbohrung und diesem Sammelraum eine konische Ringfläche vorgesehen, auf welcher das untere Ende des Tintenzuleiters mit seinem äußeren Rand sitzt, bilden die unteren im Mantelbereich des Zuführers vorgesehenen Kapillare bereits die Verbindungskanäle zwischen dem ringspaltförmigen Sammelraum und dem oberhalb der Schreibkugel vorgesehenen Sammelraum.If a material is used as the ink feeder, on the jacket surface and end face of which open capillaries which run in the axial direction and are provided in the edge region of the feeder, this proposal can be implemented in a very simple manner. The prerequisite for this is that the cross section of the writing tip bore is larger than the cross section of the collecting space located between this and the writing ball. If a conical ring surface is provided between the writing tip bore and this collecting space, on which the lower end of the ink feeder sits with its outer edge, the lower capillaries provided in the jacket area of the feeder already form the connecting channels between the annular gap-shaped collecting space and the collecting space provided above the writing ball.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend an Hand zweier Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, im einzelnen erläuteri. In diesen zeigtThe subject matter of the invention is described below with reference to two exemplary embodiments shown in the drawings are shown in detail. In these shows

F i g. 1 vergrößerter Axialschnitt der erfindungsgemäßen Kugelschreiberspitze nach einem ersten Ausführungsbeispiel, F i g. 1 enlarged axial section of the ballpoint pen tip according to the invention according to a first embodiment,

F i g. 2 Axialschnitt der erfindungsgemäßen Kugelschreiberspitze nach einem zweiten Ausführungsbeispiel undF i g. 2 Axial section of the ballpoint pen tip according to the invention according to a second embodiment and

F i g. 3 Radialschnitt längs der Linie IiI-UI in F i g. 2.F i g. 3 Radial section along the line IiI-UI in F i g. 2.

Der Axialschnitt gemäß F i g. 1 läßt das vordere Ende der Schreibspitze erkennen. Die Schreibkugel t ist in an sich bekannter Weise in einem kugelförmigen, nach unten offenen Bett der Schreibspitze 2 gelagert. In einer Axialbohrung der Schreibspitze 2 ist der Tintenzuführer 3 angeordnet. Sein Querschnitt ist geringer als der Querschnitt der Schreibspitzenbohrung, so daß ein ringspaltförmiger Sammelraum 4 gebildet wird. Die Schreibspitzenbohrung geht über eine konisch abfallende Ringfläche 5 in den zwischen Zuführer 3 und Kugel 1 vorgesehenen Tintensammelraum 6 über. Zwischen dem ringspaltförmigen Sammelraum 4 und einer oberhalb des Kugeläquators angeordneten Ringnut 7 sind Verbindungskanäle 8 vorgesehen, welche die Tinte aus dem Raum 4 in die Nut 7 und damit zur Kugel befördern. Die von der Stirnfläche des Tintenzuleiters 3 nach Abreißen des nicht dargestellten Tintenmeniskus abtropfende Tinte gelangt über den Sammelraum 6 auf die Oberfläche der Kugel, um bei Drehbewegung der Kugel auf die Schreibunterlage gebracht zu werden.The axial section according to FIG. 1 shows the front end of the writing tip. The writing ball t is mounted in a known manner in a spherical, downwardly open bed of the writing tip 2. The ink feeder 3 is arranged in an axial bore of the writing tip 2. Its cross-section is smaller than the cross section of the nib bore, so that an annular gap-shaped collecting space 4 is formed. the The writing tip bore goes over a conically sloping annular surface 5 into the one between the feeder 3 and the ball 1 provided ink collecting space 6 over. Between the annular gap-shaped collecting space 4 and one above of the spherical equator arranged annular groove 7, connecting channels 8 are provided, which the ink from convey the space 4 into the groove 7 and thus to the ball. The from the end face of the ink feeder 3 after Ink which drips off the ink meniscus (not shown) reaches the collecting space 6 the surface of the ball to be brought onto the writing surface when the ball rotates.

Voraussetzung für die geschilderte Funktionsweise ist, daß die Tinte aus dem Tintenzufüiirer 3 in radialer Richtung in den ringspaltförmigen Sammelraum austreten kann. Der Zuführer muß darum aus geeignetem Material mit auf der Manteloberfläche mündenden Kapillaren bestehen.A prerequisite for the described mode of operation is that the ink from the ink feeder 3 in radial Can emerge in the direction of the annular gap-shaped collecting space. The feeder must therefore come from a suitable Material with capillaries opening onto the jacket surface.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 enden die in axialer Richtung verlaufenden Verbindungskanäle 8' der Ringnut T bereits im Sammelraum 6'. Dennoch ist auch bei am unteren Ende des Zuführers 3' vorhandenem Meniskus gewährleistet, daß der Sammelraum 6' stets mit Tinte gefüllt ist. Bei dieser Anordnung gelangt nämlich die Tinte aus dem ringspaltförmigen Sammelraum 4', in welchen sie Dank ih-In the second embodiment according to FIG. 2, the connecting channels 8 'of the annular groove T , which run in the axial direction, already end in the collecting space 6'. Nevertheless, even if the meniscus is present at the lower end of the feeder 3 ', it is ensured that the collecting space 6' is always filled with ink. In this arrangement, namely, the ink comes out of the annular gap-shaped collecting space 4 ', in which it thanks to its

res Eigengewichts eintritt, über die konische Ringlläche 5' in den Sammelraum 6'. Die Verbindungskanäle zwischen dem Sammelraum 4' und dem Sammelraum 6' werden durch die auf der Mantelfläche des Zuführers 3' mündenden Längskapillaren 3'a gebildet, so daß die Anordnung zusätzlicher Verbindungskanäle überflüssig ist.res own weight occurs, over the conical annular surface 5 'in the collecting space 6'. The connecting channels between the collecting space 4 'and the collecting space 6' are through the on the surface of the feeder 3 ' opening longitudinal capillaries 3'a, so that the arrangement of additional connecting channels is superfluous is.

Für dieses Anwendungsbeispiel eignet sich als Material für den Zuführer 3' insbesondere extrudiertes und auf Jen erforderlichen Querschnitt derart komprimiertes Kunststoffrohr, das, wie F i g. 3 veranschaulicht, sowohl im Innern in axialer Richtung verlaufende Kapillare 3'i als auch im äußeren Bereich Kapillare 3'u eingefaltet werden, welche in radialer Richtung offen sind Damit erfüllen sie eine für die erfindungsgemäße Anordnung wesentliche Bedingung.For this application example, a suitable material for the feeder 3 'is in particular an extruded plastic pipe which is compressed to the required cross section and which, as shown in FIG. Are illustrated 3, folded as well as in the outer region capillary 3'u, both internally in the axial direction extending capillary 3'i, which are open in the radial direction so that they fulfill an essential of the inventive arrangement condition.

Grundsätzlich sind für den Zuführer sämtliche Doch· materialien geeignet, bei welchen Kapillare sowohl aul der Stirn- als auch auf der Mantelfläche münden, wie das z. B. bei aus Acrylfaser bestehenden Dochten der Fall ist. Für derartige Zuführer empfiehlt sich jedoch die Anordnung nach F i g. 1 bzw. eine Anordnung gemäß F i g. 2, wenn in die konische Ringfläche 5' radial gerichtete Verbindungskanäle eingearbeitet sind.In principle, all wick materials are suitable for the feeder, in which capillary both aul the frontal as well as open on the lateral surface, such as the z. B. in the wicks made of acrylic fiber Case is. However, it is recommended for such feeders the arrangement according to FIG. 1 or an arrangement according to FIG. 2, if in the conical ring surface 5 'radially directional connection channels are incorporated.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Writing implement for low-viscosity ink with a writing ball located in the writing tip, a Ink reservoir made of absorbent material and one in a hole in the writing tip Ink feeder arranged between the ink reservoir and the writing ball, its outer surface together with the wall of the nib bore at least on the side facing the ball forms a collecting space in the form of an annular gap, d a characterized in that the ink feeder (3) in the collecting space (4) opening capillary (3'a) that in the ball bed above the Equator of the ball (1) an annular groove (7) known to sxh is provided and that between the collecting space (4) and annular groove (7) axially extending channels (8) are provided for direct ink supply.

2. Writing implement according to claim 1, characterized in that the cross section of the feeder (3) at least on the side facing the ball (1) is smaller than the cross section of the nib bore.

3. Writing implement according to claim 1 or 2, characterized in that the feeder (3) consists of an extruded and compressed plastic tube with both open on its outer surface and inner capillaries (3'a, 3'b) which open at the front and open in the axial direction (Fig. 3).

4. Writing implement according to claim 1 or 2, characterized in that the feeder (3) made of acrylic fiber consists.

5. Writing implement according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that connecting channels (8) are provided between the annular groove (7) and the annular gap-shaped collecting space (4) are.

6. Writing implement according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the axially extending connecting channels (8 ') open in the zv / ischen of the writing ball (V) and the supply end located collecting space (6') and that between this collecting space (6 ') and the annular gap-shaped collecting space (4') connecting channels are provided.

7. Writing implement according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the Cross section of the nib bore is larger than the cross section of the between this and the Writing ball (1) located collecting space (6) and that between the writing tip bore and the collecting space (6) a conical annular surface (5) is provided on which the lower end of the Ink feeder (3) sits with its outer edge.