Stylographe à bille et procédé pour sa fabrication La présente invention a pour objet un stylographe à bille et un procédé pour la fabrication de ce stylogra phe.
Un stylographe connu comprend un logement de la bille dont la section droite est circulaire et qui pré sente à son intérieur un siège latéral, en portion de sphère, qui encercle la bille au moins au-dessus de l'équateur de la bille et un siège de base, en portions de sphère, qui forme la butée d'arrêt de la bille vers l'arrière ; un rebord retourné, faisant partie du loge ment et qui retient la bille dans ce dernier et des organes d'alimentation qui consistent en au moins un conduit pour amener l'encre au logement.
Dans la plupart des fabrications le siège latéral s'étend au-dessus et au-des sous de l'équateur de la bille et il est séparé du siège de base par une cavité annulaire entourant la bille et le siège de base est subdivisé (par exemple en plusieurs sièges partiels) par un ou plusieurs canaux à encre con duisant extérieurement à la bille depuis l'extrémité d'un conduit d'alimentation central unique jusqu'à la cavité qui entoure la bille, ou bien par un ou plusieurs pro longements latéraux du conduit. L'équateur de la bille étant son grand cercle dans un plan passant par son centre et perpendiculaire à l'axe longitudinal du loge ment.
Le stylographe faisant l'objet de l'invention est carac térisé en ce qu'il comprend un élément comportant une extrémité scriptrice et un tube fixé à l'arrière de celle-ci de façon à communiquer avec le conduit d'alimenta tion de l'extrémité scriptrice, l'axe du logement de la bille étant dévié d'un certain angle par rapport au corps du stylographe, le tube étant lui-même déformé afin de lui faire jouer un rôle de clavette pour lui conférer une orientation déterminée par rapport au plan dans lequel l'axe du logement de la bille est dévié.
L'invention a encore pour objet un procédé de fabri cation du stylographe à bille, procédé caractérisé en ce qu'on dispose une ébauche de pointe entre une matrice agencée pour engager extérieurement l'extré mité antérieure de l'ébauche dans une région située en arrière du logement de la bille, et un mandrin opposé à la matrice et agencé pour engager l'ébauche dans une région située en arrière du logement, on applique à l'ébauche, par déplacement axial relatif de la matrice et du mandrin, une force telle que l'ébauche soit for cée partiellement à travers la. matrice et que l'axe du logement de la bille soit dévié d'une façon permanente, on substitue le tube au mandrin,
on exerce de nouveau entre le tube et la matrice une force telle que l'ébauche soit forcée de nouveau dans un collier de la matrice qui serre la connexion entre le tube et l'extrémité scrip- trice par une action de sertissage, et on déforme le tube pour lui donner une configuration destinée à jouer le rôle d'un clavetage ayant une orientation déterminée par rapport au plan dans lequel l'axe du logement de la bille est dévié.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois. formes d'exécution du stylographe objet de l'invention et illustre, également à titre d'exemple, une mise en oeuvre du procédé pour sa fabrication.
Les fia. 1 à 8 illustrent des stades successifs de cette mise en aeuvre.
La fia. 9 est une coupe de la première forme d'exé cution.
La fia. 10 est une coupe de la seconde forme d'exé cution.
La fia. 11 est une coupe d'un organe représenté à la fia. 10.
La fia. 12 est une vue en plan correspondant à la fia. 11.
La fia. 13 est une coupe suivant 13-13 de la fig. 11. La fia. 14 est une vue à plus grande échelle prise de la droite de la<U>fia</U> . 12. La fig. 15 est une coupe de la troisième forme d'exé cution, et la fig. 16 est une coupe à plus grande échelle suivant 16-16 de la fig. 15.
L'ébauche 10 (fig. 1) est une extrémité scriptrice complète entièrement façonnée, avec le logement de la bille, le siège latéral et le siège de base, la bille 1 retenue par une lèvre retournée et le conduit d'alimen tation qui s'étend axialement derrière le logement. A son arrière elle comporte une jupe tubulaire 12 déli mitant une cavité 13 qui se termine en un épaulement annulaire 14.
Cette extrémité scriptrice peut être uti lisée dans un stylographe à bille ordinaire, mais elle est considérée comme une < c ébauche pour le stylo graphe qui va être décrit parce qu'elle est destinée à subir d'autres opérations de façonnage.
En particulier, une opération de déviation de l'axe de l'extrémité doit être effectuée. Un mandrin 15, de diamètre inférieur à celui de la cavité 13 et ayant une face frontale inclinée 16, est introduit dans la cavité axialement, mais légèrement excentré de façon que le bec de la face frontale 16 soit en contact avec l'épau lement 14 dans une région située en arrière du loge ment de la bille.
Par un déplacement axial relatif entre le mandrin 15 et une matrice 17 maintenue dans une monture 19, l'ébauche 10 est forcée à mi-chemin dans cette matrice, jusqu'au moment où la face du mandrin 15 et l'épau lement 14 atteindront la section la plus étroite de la matrice (fig. 2) ; celle-ci a en effet une perforation 18 légèrement inférieure au diamètre externe de l'ébauche, et initialement elle entre en contact avec l'ébauche dans une région située en arrière du logement de la bille, mais en avant de l'épaulement 14.
Il s'ensuit que la par tie antérieure ou nez de l'ébauche se trouve déviée jusqu'à ce que l'épaulement 14 s'appuie carrément sur la face frontale oblique 16 du mandrin 15 ; par suite le logement de la bille, l'axe 20 dudit logement e1. la partie antérieure du conduit d'alimentation sont déviés d'une façon permanente d'un certain angle par rapport à l'ensemble de l'ébauche. L'extrémité scriptrice ainsi obtenue porte le repère 10' dans la fig. 2 pour la dis tinguer de l'ébauche 10.
On peut agencer le dispositif de telle sorte que l'angle de déport soit égal à la moi tié de l'angle du cône formé par le nez de l'ébauche ainsi l'un des côtés du cône déporté se trouvera à peu près en ligne droite avec la jupe 12.
L'extrémité scriptrice 10' étant toujours maintenue dans la matrice 17, le mandrin 15 est retiré (fig. 3) et un tube 21 lui est substitué (fi-. 4). Ce tube 21 a son extrémité avant 22 resserrée (fig. 6), de façon à s'ajus ter dans le manchon 12 et à buter contre l'épaulement 14.
Par déplacement axial relatif du tube 21 et de la matrice 17, l'extrémité scriptrice 10' est forcée com plètement à travers la matrice, de sorte que celle-ci pince la jupe 12 sur l'extrémité antérieure 22 du tube 21 par une action de sertissage, et relie ainsi définiti vement l'extrémité scriptrice 10' au tube 21. Dans cette opération le diamètre externe de l'extrémité scriptrice 10' se trouve réduit de façon à coïncider à peu près avec celui de la partie principale du tube.
L'assemblage est ensuite retiré axialement à travers la matrice (fig. 5). A cet effet, la matrice 17 et sa mon ture 19 peuvent être fendues diamétralement pour pou- voir s'ouvrir. La monture 19 a une surface externe coni que 23 qui est contenue dans un évidement conique 24 d'une enclume 25, une série de billes en acier dur 26 dans une cage 27 étant interposées entre les surfaces 23 et 24. Ainsi, lorsqu'une traction vers l'arrière s'exerce sur l'extrémité scriptrice 10', la matrice 17 et sa mon ture 19 avancent en glissant dans l'enclume 25 et leurs deux moitiés s'ouvrent et se séparent.
Une broche trans versale 28 traverse les deux moitiés de la monture et ses extrémités sont mobiles dans des fentes de l'enclume. son rôle est de garantir que lorsque les deux moitiés de la monture et de la matrice se refermeront, elles se replaceront correctement en face l'une de l'autre.
Avant d'extraire de la matrice l'extrémité scriptrice 10', le tube 21 est déformé de façon à pouvoir jouer le rôle d'une clavette de mise en position ; cette défor mation est effectuée de telle sorte que la mise en forme de clavetage ait une orientation déterminée par rap port au plan dans lequel l'axe du logement de la bill;. est dévié. Cette forme de clavetage peut être donnée au tube 21 par un mouvement relatif latéral de deux pièces 32, 33 que traverse le tube (fig. 6 et 7).
Il en résulte que le tube se trouve coudé et présente une par tie avant 29 qui, dans l'élément terminé 35 (fig. 8), est coaxiale avec l'arrière du conduit d'alimentation de l'ex trémité scriptrice associée 10', une partie arrière 30 dont l'axe prolongé ne coïncide pas avec l'axe de la partie avant mais est parallèle à celui-ci. et une double courbure (comprenant une partie de liaison 31) qui relie les deux susdites parties. Les axes desdites par ties avant et arrière du tube se trouvent dans un plan ayant une orientation déterminée par rapport au plan dans lequel se trouve l'axe dévié du logement de la bille.
Cette déformation petit être effectuée dans le même appareil que ceux où a lieu la déviation de façon à garantir cette orientation déterminée. Elle peut avoir lieu par exemple avant que le tube 21 soit présenté à l'ébauche 10, ou bien immédiatement après mais avant le deuxième forçage de l'ébauche à travers la matrice.
ou encore à la suite de ce deuxième forçage; mais dans tous les cas cette opération doit avoir lieu au cours de la phase de déviation, afin d'assurer automatiquement l'orientation désirée entre les plans de la déviation et du coudage. Si elle a lieu avant la présentation du tube à l'ébauche, il est important que le tube déformé soit présenté tandis qu'on le maintient avec sa configuration de clavetage dans l'orientation requise par rapport au plan où se trouve l'axe déporté du logement de la bille.
Bien que le tube 21 puisse constituer lui-même le réservoir (un réservoir capillaire par exemple) du sty lographe, il est préféré que la partie arrière 30 reçoive un réservoir, fixé par son collet 36' (fig. 8). De cette façon, le stylographe peut être muni d'un réservoir de grande capacité. L'élément scripteur 35 avec son réser voir rapporté 36 de grande capacité constitue une unité amovible susceptible d'être avancé en position d'écri ture ou escamoté mais pouvant, par exemple, être actionné par un bouton poussoir 37 (fig. 9).
Dans cet instrument d'axe longitudinal 39 le corps 38 a une sec tion droite circulaire en arrière de la ligne A-A, il est en deux parties distinctes, une partie 38a ayant un évi dement central 40,--et une tête 38b, conique extérieu rement sous un angle au sommet de 25 ,
l'axe du cône étant incliné vers le haut et vers l'extérieur dans le plan du dessin par rapport à l'axe longitudinal 39 d'un angle d'environ 911. La partie supérieure 41 du cône est cou- pée et conformée avec une rainure longitudinale ren trante 42 dont la direction prolonge une perforation 43 qui traverse la tête 38b dans la région A-A.
Cette perforation 43 est à une certaine distance de l'axe lon gitudinal 39, et la partie 29 du tube 21 traverse la per foration 43. étant monté dans la rainure 42 de façon à être visible pour l'utilisateur en train d'écrire ; la bille 11 est donc décalée de l'axe longitudinal 39 et présente un léger déport. D'autre part, le tube 21 est coudé de telle sorte que le réservoir 36 est disposé coaxialement à l'évidement 40 du corps.
La tête 38b est munie d'un ergot 44 dirigé vers l'ar rière et qui est ajusté avec possibilité de coulisser dans l'extrémité antérieure de l'évidement 40. Cet ergot a une perforation 40' centrée au-dessous de l'axe 39 et une fente longitudinale 45 constituant un chemin de clavette dans lequel s'adapte et coulisse l'élément en forme de clavette de l'élément 35. La perforation 40' contient un ressort de compression 46 disposé entre l'extrémité antérieure de la fente et la partie 31 du tube 21, de façon à pousser la recharge vers une position escamotée dans laquelle la bille recule dans la rainure 42.
Ce mode de construction garantit non seulement que la recharge est correctement orientée par rapport au corps du stylographe, de façon que l'axe dévié du logement de la bille se trouve dans le plan qui contient l'axe longitudinal 39, l'axe de la partie antérieure coni que du corps et l'axe de la perforation 43 et de la rai nure 42, mais encore garantit que cette orientation sera rapidement obtenue lors du remplacement de la re charge.
En outre, la partie coudée de l'élément 35 fournit une butée qui lors de l'assemblage d'une extrémité scrip- trice et d'un réservoir crée une force axiale sur la partie comprenant l'extrémité scriptrice. Si celle-ci est déviée en bout, cette force qui déformerait le logement de la bille doit être évitée. Cela peut se faire en utilisant la partie coudée comme point d'appui ; d'autre part, la partie coudée sert de butée pour le ressort de rappel 48 (fig. 9).
Dans le stylographe représenté, le corps est muni d'un élargissement ou ressaut circulaire 47 dans la région de la ligne A-A (fig. 9). Ce ressaut est commodément produit en conformant les parties 38a. 38b du corps avec des cônes opposés 48, 49 qui forment entre eux un renfoncement annulaire 50, qui sert à saisir le sty lographe.
Cette construction confère à l'avant de l'extrémité scriptrice une flexibilité qui est très désirable. Comme la partie supérieure de la tête 38b du corps est coupée, la partie visible de l'extrémité scriptrice 10' et du tube 31 est libre de s'infléchir vers le haut sous la pression de l'écriture, du fait que la rainure semi-circulaire 42 n'empêche pas ce mouvement. Cette flexibilité est con sidérable malgré la rigidité du tube 21, car le point d'appui du moment fléchissant est au moins aussi loin vers l'arrière que la section A-A.
Si on le désire, le point d'appui peut être placé à l'extrémité arrière de la par tie droite antérieure du tube 21, de sorte que pour des inflexions d'amplitude relativement faible (sous des pressions modérées d'écriture) l'extrémité libre du tube, dont la longueur peut atteindre 25 mm, agit comme un ressort très doux. Un mouvement excessif du tube vers le haut (sous une pression d'écriture forte ou exces- sive), qui pourrait donner au tube une déformation permanente, est automatiquement limité par le ressaut 47.
Ce raccourcissement de la longueur libre du tube a aussi l'effet favorable de changer le ressort doux en un ressort dur pour écrire sous forte pression, dans des livres duplicateurs par exemple.
Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 10 à 14, l'unité scriptrice (ou recharge) 50 du stylographe comprend un réservoir d'encre 21 qui est un tube ouvert de dimension capillaire et auquel l'extrémité scriptrice est fixée. Le corps 51 de ce stylographe est composé d'un élément principal creux 51a et d'une pièce rap portée 51b, qui se prolonge vers l'arrière pour péné trer avec frottement dans l'extrémité frontale de l'évi dement de l'élément 51a.
Le profil de la section droite de ce dernier est circulaire sur toute sa longueur ; son diamètre externe, qui est de 8 à 9 mm environ à son extrémité avant, augmente dans la région A jusqu'à 10 ou 11 mm environ, reste sans changement dans la région désignée par B, puis décroît vers l'arrière pour se terminer en pointe arrondie.
A l'intérieur de la pièce rapportée 51b, l'unité scrip- trice 50 est reçue dans une rainure 52 parallèle à l'axe longitudinal du stylographe mais écartée latéralement de cet axe d'une distance h. La rainure 52 est rentrante le long de sa partie antérieure, de façon à rendre visi ble la partie antérieure de l'unité comprenant l'extré mité scriptrice, tout en la retenant dans la pièce rap portée, et elle est totalement renfermée plus en arrière: dans la région où la pièce rapportée 51b pénètre dans l'élément principal 51a. La distance h peut être d'envi ron 2,5 mm.
Par suite le rapport de cette distance au rayon du corps dans la région A où repose l'index pendant l'écri ture, rapport nommé excentricité, est d'environ 0,5 à 0,6. En outre, comme la bille est disposée environ 1,6 mm au-dessus de l'axe de l'instrument (fig. 10), lorsque le stylographe est tenu sous un angle de 300 environ, la longueur du déport est d'environ 3 mm 2 ; c'est ce qu'indique la cote N la surface d'écriture étant dési gnée par la lettre S.
L'écartement entre le point où porte l'index sur le corps et l'axe de tenue de l'instrument, c'est-à-dire une ligne joignant la bille à la partie de l'extrémité arrière du corps qui repose sur la main qui écrit est seulement de 3 à 3,5 mm environ, ce qui contraste avec les espa cements beaucoup plus importants des stylographes où la bille est disposée sur l'axe de l'instrument ou au- dessous de cet axe, et de ceux où le corps a un diamètre plus fort dans la région saisie par les doigts.
On a constaté que si cet écartement est réduit, par ticulièrement par rapport au rayon de courbure de la surface supérieure du corps, la stabilité du stylographe dans la main du scripteur est augmentée, du fait de l'excentricité de l'unité scriptrice et de l'extrémité scrip- trice sur l'axe du corps, la pression du doigt sur la sur face supérieure du corps produit un moment de rota tion autour de l'axe de tenue de l'instrument qui tend continuellement à retenir le stylographe dans la posi tion d'écriture correcte.
Ce moment de rotation dépend non seulement du déport et de l'excentricité de l'unité scriptrice dans la pièce rapportée, mais aussi de la con formation de la partie arrière du corps qui repose sur la main. Avec un corps de stylographe symétrique, l'amincissement du corps vers l'arrière, (fig. 10), est donc très désirable. De plus, les valeurs relativement élevées obtenues pour l'excentricité placent l'axe de tenue du stylographe au-dessus du centre de gravité, de sorte que même sans pression du doigt sur la sur face supérieure du corps, le stylographe tend sous l'in fluence de son poids à conserver ou à reprendre auto matiquement sa position d'équilibre stable.
Afin d'obtenir des valeurs élevées de l'excentricité, la pièce rapportée 51b de l'extrémité scriptrice est con formée, (fig. Il à 14), avec une partie antérieure 53 conique, d'angle d de 250 environ, et dont l'axe est incliné vers le haut d'un angle e égal à 90 environ sur l'axe du stylographe; ainsi, l'angle w entre la généra trice inférieure du cône et une parallèle à l'axe du sty lographe est d'environ 21". De plus, l'extrémité avant de la pièce rapportée 51b est coupée depuis son extrême avant par un plan incliné d'un angle b d'environ 300 sur le plan perpendiculaire à l'axe du stylographe.
Le long de sa surface supérieure, la partie antérieure coni que 53 est coupée, comme l'indique la surface biseau tée en creux 54 de façon à rendre visible l'extrémité scriptrice et la partie adjacente de la rainure 52. A l'ar rière de la partie antérieure conique, la pièce rapportée 51b est munie d'une surface tronconique 55 coupée à un angle c (fig. 13) d'environ 280 pour former un ren flement annulaire contre lequel porte, pendant l'utif- sation, le bout de l'index, (fig. 10).
La longueur totale f de la pièce rapportée 51b est environ 17 mm, tandis que la longueur g (fig. I) du renflement est environ 2,5 mm.
En arrière du renflement formé par la surface 55 se trouve un prolongement cylindrique 56 disposé pour entrer, avec frottement, dans l'élément creux 51a. A cet effet, le prolongement est fait d'une matière plas tique légèrement élastique et il est fendu longitudina lement sur deux parties latérales 57a et 57b de sa région supérieure, (fig. I2). Les parties 57a, 57b sont partiel lement réunies en bas par une languette triangulaire 58 dont l'angle a est d'environ 150, (fig. 11) ; mais le bas du prolongement cylindrique est ouvert à l'arrière sur une longueur m d'environ 7.5 mm.
Afin de main tenir l'unité scriptrice 50 dans l'orientation correcte à l'intérieur du stylographe, le tube à encre 21 a une courte section 59 qui est aplatie latéralement. Dans l'assemblage la section aplatie 59 se place, comme dans une saignée, entre deux joues 60a, 60b placées respec tivement à l'extrémité supérieure des deux parties laté rales 57a, 57b, de façon à être sûrement maintenue dans la bonne orientation par les joues lorsque le pro longement cylindrique 56 est serré dans l'élément creux 51a, qui est un peu plus étroit.
Pour assembler le stylographe, on insère l'unité scriptrice 50 dans la rainure 52 par l'arrière de la pièce rapportée 51b, les joues 60a, 60b, étant assez flexibles pour laisser passer entre elles le plein diamètre du tube 21. Lorsque l'extrémité scriptrice 10' est correctement orientée et la partie aplatie 59 placée entre les joues 60a, 60b, la pièce rapportée 51b est enfoncée dans l'élément 51a où elle se trouve retenue par frottement. Comme les joues 60a, 60b ne peuvent pas s'écarter puisque le prolongement cylindrique 56 est alors renfermé dans l'élément 51a, l'unité scriptrice 50 est maintenue sûre ment dans l'orientation et dans la position longitudi nale correctes.
Dans la forme d'exécution où l'unité scriptrice 50a est rétractable (fig. 15 et 16), la pièce rapportée 51b est celle que l'on vient de décrire, et l'unité scriptrice 50a est identique à l'unité 50, sauf que sa partie aplatie 59a est plus longue pour permettre à l'unité de coulisser en tre la position avancée et une position rétractée tout en gardant l'orientation angulaire correcte. A cet effet, un coulisseau 61 est monté de façon à se mouvoir longitudi nalement dans une rainure 62 du corps, alignée avec l'extrémité arrière de l'unité scriptrice 50a.
Un taquet 63, formé à l'extrémité antérieure du coulisseau 61, s'adapte à frottement dur dans l'extrémité arrière ouverte du tube 21 tout en laissant un espace pour le passage de l'air : ainsi l'unité scriptrice 50a peut être avancée ou rétractée par déplacement du coulisseau dans la rainure 62. Dans d'autres formes d'exécution où le réservoir d'encre est enfermé dans le corps, un évent est ménagé dans l'élément principal 51'a du stylographe.
Pour provoquer ce déplacement, le coulisseau 61 porte sur sa surface supérieure une série de dents 64 ayant la forme de segments de filetage, et ces dents enga gent un filetage interne 65 d'un manchon tournant 66 qui entoure le coulisseau et une partie arrière de l'élé ment 51'a. Pour permettre le montage du manchon 66 sur le corps tout en empêchant son mouvement longitu dinal, la partie arrière arrondie 67 du corps est assem blée au corps principal avec démontage possible au moyen d'un écrou fileté 67a.
En fonctionnement, l'unité scriptrice est rétractée de la position représentée par rotation dans le sens conve nable du manchon 66 par rapport au corps. Lorsque le coulisseau 61 s'est déplacé vers l'arrière d'une distance désignée par a de 6 mm (fig. 15), le coulisseau 61 bute contre l'extrémité de la rainure 62. En même temps, l'extrémité scriptrice a reculé d'une distance égale dans la glissière 52 le long de la partie supérieure de la pièce rapportée 51b, empêchant ainsi le contact de la bille scriptrice avec d'autres objets.
Pour avancer l'extrémité scriptrice en position d'écriture, on fait tourner le man chon 66 dans le sens opposé jusqu'à ce que l'arrière de la partie aplatie 59a bute contre les joues 60a, 60b.