Kugelschreiber Es sind bereits Kugelschreiber bekannt, in deren Behälter die Farbenpaste mit Hilfe eines Kolbens unter Druck gesetzt ist. Diese Kugelschreiber haben sich in der Praxis nicht bewährt, da die ständig unter Druck stehende Paste sowohl bei der Kugel, wie auch neben dem Kolben oft austrat. Dieses Austreten wurde durch den zu starken Vortrieb des Kolbens verursacht, da der Benützer des Kugelschreibers den eben nötigen Druck nicht einstellen kann, dreht den Handgriff des Schreibgerätes zu stark und drückt hiemit die Paste heraus, ja sogar kann es vorkommen, dass auch die Kugel herausgedrückt wird.
Ferner kann die Paste bei einem mit Druckkolben arbeitenden Kugelschreiber auch infolge anderer Gründe aussickern, z.B. falls die Paste erwärmt wird, oder der Druck der umgebenden Luft (in einem Flug zeug) innerhalb kurzer Zeit niedriger wird. Die mit einem Kolben arbeitenden Kugelschreiber sind also nur von der Patent- und Fachliteratur bekannt, in der Praxis wurden sie nie benutzt.
Die in der ganzen Welt verbreiteten Kugelschreiber arbeiten mit einem aus einem kapillaren Rohr beste henden Behälter, wodurch die Pasten-Dosierung zwar gelöst ist, jedoch ist die Gefahr eines Heraustretens der Paste nicht mit Sicherheit vermieden, da die Paste bei höheren Temperaturen oder Luftdrücken aus dem offenen Behälter heraustreten kann. Ferner sind die kapillaren Behälter auch deswegen nachteilig, weil sie nur dann arbeiten können, wenn die Kugel sich unter halb des Behälters befindet; mit diesen Schreibgeräten kann man also auf einem in senkrechter Lage auf der Wand befestigten Papierstück nicht schreiben.
Ein weiterer Nachteil des Kapillar-Rohres besteht darin, dass sein Inhalt eintrocknet, was durch die Ver wendung von entsprechenden Zusatzmitteln meistens vermieden werden kann, doch beeinträchtigen diese Mittel die Farbe der Paste, das Trocknen desselben auf dem Papier, und die Herstellungskosten. Schliesslich soll der grösste Nachteil des kapillarischen Behälters, das kleine Fassungsvermögen, erwähnt werden, da mit diesen Behältern nur ein Bruchteil des Innenrau= mes des Kugelschreibers ausgenützt werden kann.
Die Behälter müssen also nach einem verhältnismässig kurzen Gebrauch ausgewechselt werden.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde schon vorgeschlagen, grössere Behälter anzuwenden, die unten, also in der Nähe der Kugel, in einem kapilla- rischen Rohr auslaufen, doch hat die Erfahrung ge zeigt, dass das mit dem Behälter zusammengebaute Kugelbett schon vor der Entleerung des Behälters abgenutzt wird, der Inhalt des Behälters kann also nicht vollständig ausgenutzt werden. Ferner bestehen bei diesen Behältern alle anderen Nachteile, die in den obigen Ausführungen erwähnt wurden.
Gemäss der Erfindung wird der Druckkolben und seine Triebvorrichtung derart ausgebildet, dass die Erhöhung des maximal noch zulässigen Druckes nicht möglich ist, der Benützer kann also einen zu hohen Druck nicht erzeugen, folglich kann die Paste bei der Kugel oder bei dem Kolben nicht ausgedrückt wer den. Ferner kann man bei dem erfindungsgemässen Schreibgerät den Druck mit einem einfachen Hand griff, also innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde aufheben, die Paste steht also ausser Gebrauch nicht unter Druck, wodurch ein Austreten der Paste infolge der Druckermässigung der Luft, Erwärmung der Paste, usw. bestimmt vermieden wird.
Diese Vorteile werden dadurch erreicht, dass die den Druckkolben vorschiebende Feder auf einem Bremskolben abgestützt ist, der bei der normalen Handhabung des Kugelschreibers nur axial bewegt wird. Der Bremskolben kann sich also im Vergleich zum Behälter infolge der Reibung nicht verdrehen; falls aber der Handgriff des Kugelschreibers nach dem Erreichen des maximalen Druckes weiter gedreht wird, so dreht sich dieser Bremskolben zusammen mit dem Handgriff ohne axiale Bewegung, der Druck wird also nicht weiter erhöht.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine beispiels weise angegebene Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Fig. 1 ist ein vergrösserter Längsschnitt und die Figuren 2a und 2b stellen Seitenansichten in zwei Ausführungsformen dar, entsprechend dem Pfeil 1I der Fig. 1.
Eine Metallhülse 1 befindet sich innerhalb des mit einem Kunststoffüberzug 3 versehenen Körperteils 2 des Kugelschreibers. In der mit dem Körperteil ver mittels einer Schraube 5 verbundenen Hülse 1 ist eine weitere Hülse 4 vorhanden, deren Flansch auf der Hülse 1 aufliegt und aussen mit einer Riffelung ver sehen ist, um eine leichte Verdrehung zu ermöglichen. Im Inneren der Hülse 4 befindet sieh eine längere, unten mit einem Bund 6a versehene Hülse 6, auf wel chem ein Handgriff 7 angeordnet ist. Dieser Handgriff ist mit der Hülse 6 durch die Vermittlung eines Stiftes, oder einer Schraube 8 verbunden.
Der Handgriff kann im Vergleich zu dem Körper teil 2 leicht verdreht werden, kann aber eine axiale Verschiebung nicht ausführen, da er auf der Hülse 4 aufliegt und sich von dieser Hülse infolge der Wir kung des Bundes 6a nicht entfernen kann.
Innerhalb der Hülse 6 ist eine weitere Hülse 9 angeordnet, die sowohl mit Innen- wie auch mit Aussengewinde versehen ist. Das Aussengewinde dieser Hülse ist in das im Unterteil der Hülse 6 vorhandene Muttergewinde eingeschraubt. In der Hülse 9 befindet sich ein Bolzen 10, dessen Gewinde in das am Unterteil der Hülse 9 vorhandene Muttergewinde eingeschraubt ist.
Die jetzt beschriebenen Teile bilden also eine teleskopische Schraube, deren zwei äussere Teile aus Hülsen, und der innere Teil aus einem Bolzen gebildet wird, im Rahmen der Erfindung kann man aber natür lich auch den Teil 10 rohrenförmig ausbilden. Der Bolzen 10 ist mit einem Kolben 11 fest verbunden, welcher in den Körperteil 2 gepresst ist. Der aus einem elastischen und säurefesten Kunststoff hergestellte Kolben 11 weist im Ruhezustand einen etwas grösse- ren Durchmesser als der innere Durchmesser des Körperteiles 2 auf, wird also ständig elastisch zur Innenwand des Körperteiles 2 gedrückt.
Am Ende des Bolzens 10 ist ein verjüngter Teil 10a vorhanden, welcher sich im Inneren eines weiteren Kolbens 12 befindet. In diesem Kolben ist eine seit lich eingesteckte Schraube oder ein Stift 13 vorhanden, welcher sich entlang des verjüngten Teiles 10a bewegen kann und als Anschlag wirkt, ist also geeignet den Hub des Kolbens 12 im Vergleich zu dem Kolben 11 sowohl oben wie auch unten zu begrenzen. Unterhalb des aus einem säurefesten Stoff, vorteilhaft aus Poly- ethylen, hergestellten Kolbens 12 befindet sich die Farbenpaste 14, die durch den Kolben 12 ausgedrückt wird.
Diese Farbenpaste gelangt also durch eine Lei tung 15 zur Kugel 16. Diese Kugel und die Leitung 15 ist in einem auswechselbaren Kopfstück 17 vorhanden, was deswegen wichtig ist, weil die Kugel noch vor dem Erschöpfen des Farbenpastenvorrats abgenützt wer den mag. Falls also die Schreibkugel schon nicht brauchbar ist, so kann der Kopfteil 17 einfach aus gewechselt werden.
Im Kopfteil 17 befindet sich neben der mit Schrau bengewinde versehenen Verlängerung ein Dichtungs ring 21 aus einem säurefesten, elastischen Kunststoff, welcher auf dem Schluss-Stück des Körperteils 2 auf liegt. Die Anwendung eines solchen Dichtungsringes ist deswegen sehr wichtig, weil die unter Druck ste hende Farbenpaste bei der Stoss-Stelle des Kopf stückes und des Körperteiles zum Austreten geneigt ist, ferner ist dieser Dichtungsring infolge seiner Elastizität dazu geeignet, ein Loswerden des Kopf- oder Spitzenteiles zu verhindern.
In der Hülse 1 ist eine Nut oder ein Schlitz 18 vorhanden, die gemäss Fig. 2a schräg, und gemäss Fig. 2b parallel mit der Längsachse des Kugelschreibers ausgebildet ist. In diese Nut greift ein Stift 19 der Hülse 4 ein, wodurch bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2a durch Drehen der Hülse 4 im Vergleich zum Körper 2 diese Hülse und alle mit ihr verbundenen Bestandteile, also auch die zwei Kolben entlang des Schlitzes 18a angehoben werden. Bei der Ausführungs form nach Fig. 2b kann man zwecks Heben dieser Teile die Hülse 1 zuerst etwas verdrehen und sodann mit der Hand ziehen, doch ist es genügend, die Hülse 4 nur zu verdrehen, da in diesem Falle die Kolben sich frei erheben können.
Bei dieser Bewegung der Kolben gleitet der Stift 19 im Schlitz 18b.
Diese Hebung der Teile dient dazu, den Kolben 12 von der Farbenpaste 14 etwas zu entfernen, damit kein Druck auf die Paste ausgeübt wird. Wenn nämlich der Druck aufhört, so ist erstens der Kugelschreiber ausser Betrieb, kann also nicht benützt werden, und zweitens wird durch dieses Anheben gesichert, dass die Farbenpaste auch unter den obererwähnten beson deren Umständen nicht bei der Kugel ausgedrückt wird. Bei dem normalen Gebrauch des Kugelschrei bers ist aber die Benützung der Hülse 4, also die Auf hebung des Druckes nicht nötig, da die Arbeit des Gerätes unter gewöhnlichen Umständen auch dann fehlerlos ist, wenn die Paste beständig unter Druck des Kolbens 12 steht.
Zwischen den beiden Kolben ist eine Feder 20 vorhanden, die den zum Schreiben nötigen Druck ausübt. Während des Schreibens wird also der als Bremskolben bezeichnete Kolben 11 festgehalten und die Feder 20 schiebt den Druckkolben 12 langsam nach unten, gemäss dem Verbrauch der Farbenpaste.
Die Benützung des Kugelschreibers ist die fol gende: Die Fig. 1 zeigt diejenige Lage des Schreibgerätes, bei welcher durch das Drehen des Handgriffes 7 die teleskopische Schraube die beiden Kolben in die oberste Lage gebracht hat. Besser gesagt, die Hülse 9 wurde zwecks klarerer Darstellung in einer Lage abge bildet, in welcher sie die obserste Lage noch nicht ganz erreicht hat. Ferner ist der Druckkolben 12 in derjenigen Lage dargestellt, in welcher er sich in der kleinsten Entfernung vom Bremskolben 11 befindet. In dieser Lage der Teile ist das Gerät zum Schreiben fertig, da durch die Feder 20 der zum Schreiben nötige Druck auf die Paste beständig ausgeübt wird.
Nach einer gewissen Zeit, wenn der Kolben 12 sich infolge des Verbrauchs der Paste vom Bremskolben 11 ent fernt hat, entsteht eine Lage des Kolbens 12 in welcher die Schraube oder der Stift 13 zum unteren Ende des verjüngten Teils 10a gelangt; sodann muss der Handgriff 7 etwas verdreht werden, wodurch der Kolben<B>11</B> weiter nach unten verschoben wird, worauf der Kugelschreiber wieder schreibbereit ist.
Um zu erreichen, dass während dem Gebrauch des Kugelschreibers der Handgriff 7 nach rechts ver dreht werden soll, werden die Teile 6, 9 und 10 mit einem Linksgewinde versehen. Falls nämlich bei der Anwendung von Linksgewinden der Handgriff 7 von oben gesehen im Uhrzeigersinn verdreht wird, so bewegen sich die beiden Kolben nach unten.
Bei der Verdrehung des Handgriffes 7 nach rechts wird der Bremskolben 11 nicht verdreht, da er durch Reibung gegen eine Verdrehung festgehalten ist, dieser Kolben wird also bei der Drehung des Handgriffes langsam nach unten verschoben, wenn aber infolge dieser Verschiebung der nötige Druck bei der Farben paste schon erreicht wurde und der Benützer des Schreibgeräts den Handgriff 7 weiterdreht, so wird die Reibung des Bremskolbens überwunden, dieser Kolben dreht sich mit dem Handgriff zusammen und wird nicht weiter nach unten verschoben. Auf diese Weise wird also die Entstehung eines schädlichen Überdrucks mit Sicherheit vermieden.
Falls also der Handgriff 7 nach dem völligen Zusammendrücken der Feder 20 weitergedreht wird, ist diese überflüssige Verdrehung für die Paste wir kungslos. Wie in der Einleitung schon erwähnt wurde, ist es in der Praxis unvermeidlich, dass der Benützer des Kugelschreibers den Handgriff zu weit dreht, was aber bei der erfindungsgemässen Konstruktion nur zur Folge hat, dass der Kolben 11 sich ohne einer axialen Verschiebung mit dem Handgriff 7 zusammen dreht. Bei dieser Verdrehung wird der Kolben 12 nicht mit genommen, da der Bolzen 10 sich in der mittleren Öffnung des Kolbens 12, neben der Schraube 13 frei verdrehen kann.
Infolge der Anwendung einer teleskopischen Schraube innerhalb des Handgriffs 7 kann man bei normalen Abmessungen des Schreibgeräts den nötigen langen Hub des Bremskolbens 11 leicht erreichen, und kann in diesem Falle eine sehr beträchtliche Pasten menge im Körperteil 2 untergebracht werden: etwa das fünffache der Menge der jetzt gebräuchlichen kapillaren Behälter.
Bei der Erfindung ist es wichtig, die Feder 20 rich tig zu bemessen, da falls der Druck dieser Feder zu schwach ist, wird die Schreibkugel mit Farbenpaste nicht gut versorgt und ist das Schreiben nicht ange nehm; falls dagegen der Druck zu hoch ist, kann die Paste neben der Kugel aussickern. Erfahrungsgemäss soll der auszuübende Druck wenigstens etwa 0,01 und höchstens etwa 0,1 kg/cm2 betragen. Dieser Minimal wert ist bestimmt genügend für das Schreiben auch dann, wenn der Kugelschreiber mit der Spitze nach oben gehalten wird (also in einer Lage in welcher die kapillaren Kugelschreiber nicht benutzt werden kön nen) und bei dem Maximaldruck von 0,1 kg/cm2 besteht noch keine Gefahr eines Aussickerns der Paste.
Vorteilhaft wird also die Feder 20 derart bemessen, dass der Unterschied zwischen den ausgeübten Kräften in den zwei Endstellungen der Feder klein ist, um zu erreichen, dass der Minimaldruck auch dann mit Sicherheit erreicht werde, wenn die beiden Kolben von einander am meisten entfernt sind und der Maximal druck auch dann nicht überschritten werde, wenn die zwei Kolben zueinander am nächsten sind. Zu diesem Zweck soll der Hub des Kolbens 12, also die Länge des verjüngten Teils 10a des Bolzens 10 kurz sein. Diese Länge beträgt vorteilhaft etwa 1-3 mm, die günstigsten Längen liegen zwischen 1,5 und 2 mm. Falls der Druckkolben 12 nach dem Verdrehen des Handgriffes 7 durch die Feder 20 mit etwa 1,5 mm nach unten verschoben wird, kann normalerweise das Schreibgerät mehrere Tage lang nach jedem Verdrehen benützt werden.
Beispiel für die Bemessung der Feder 20: Für die Bewegung des Druckkolbens, also füc das Überwinden seiner Reibung ist 1,5 kg nötig und die Druckfläche des Kolbens ist 1 cm2. Die Vorspannung der Feder 20, also die bei der grössten Entfernung der beiden Kolben ausgeübte Federkraft beträgt 1,55 kg, wodurch der spezifische Druck von 0,05 kg/cm2 auf die Farbenpaste ausgeübt wird. Bei dem völligen Zusammendrücken der Feder erhöht sich die Feder kraft auf 1,6 kg, so dass in dieser Lage der auf die Farbenpaste ausgeübte Druck 0,1 kg/cm2 beträgt.