Druckkugelschreiber

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Betätigungsmechanismus für einen Druckkugelschreiber, mit einem Stift (8), der an einem Ende einen Druckknopf (21) und am anderen Ende einen Bereich (9) mit größerem Durchmesser aufweist, wobei der Stift (8) zumindest ein Rippenpaar (13, 14) aufweist, das mit Nuten (25) und stirnseitigen Sägezahnungen (17, 18) eines Ringes (12) zusammenwirkt.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die druckknopfseitigen Enden der druckknopfseitigen Rippen (14) mit schrägen Auflaufflächen (15) versehen sind.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Ring (12) die Sägezahnungen (17, 18) nur über einen inneren Teilbereich der Wandstärke des Ringes (12) aufweist und daß der äußere Teilbereich der Wandstärke eine plane Stirnfläche (19) bildet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Druckkugelschreiber (retractable ball pen). Solche Kugelschreiber umfassen ein Gehäuse, in dem eine Mine mit einem Tintenreservoir und einer Schreibspitze eingesetzt ist. Die Mine kann durch einen Druckknopf und einen Betätigungsmechanismus zwischen einer Schreibposition, in der die Schreibspitze aus dem Gehäuse ragt, und einer Ruhelage, in der die Schreibspitze sich innerhalb des Gehäuses befindet, hin- und her bewegt werden. Zwischen dem Gehäuse und der Mine ist eine Feder angeordnet, die die Mine in Richtung der Ruhelage drückt. Der Betätigungsmechanismus sitzt ebenfalls im Gehäuse, sein Druckknopf ragt daraus hervor, die Mine drückt auf der dem Druckknopf abgewandten Seite auf den Betätigungsmechanismus. Das Gehäuse ist zumeist zweiteilig und besteht dann aus einem langen spitzenseitigen Teil mit einem Innengewinde und einem kürzeren, druckknopfseitigen Teil mit passendem Außengewinde. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf den Betätigungsmechanismus.

[0002] Die Erfindung ist in der Zeichnung in Form eines bevorzugten Ausführungsbeispieles dargestellt und wird in der Folge anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

die Fig. 1 eine Kappe, die zur Aufnahme eines erfindungsgemäßen Betätigungsmechanismus dient,

die Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Druckknopf,

die Fig. 3 einen Ring, der mit dem erfindungsgemäßen Druckknopf zusammenwirkt und so einen Betätigungsmechanismus bildet,

die Fig. 4 eine Kappe gemäß Fig. 1 samt Halteteil, aber ohne Betätigungsmechanismus und

die Fig. 5 eine Zusammenstellungsskizze in Ruhelage des Kugelschreibers.

[0003] Ein bekannter derartiger Betätigungsmechanismus besteht aus einem im wesentlichen kreiszylindrischen Stift 8, der einerseits den Druckknopf 21 bildet und andererseits mit seiner Stirnfläche 22 an der Mine anliegt und mit ihr zusammenwirkt. Der Stift 8 weist, der Mine zugewandt, einen axialen Bereich 9 mit einem größeren Durchmesser auf, als die anderen axialen Bereiche 10, 11, des Stiftes. Im axialen Bereich 10, der an den Bereich 9 anschließt, weist der Stift 8 an seiner Manteloberfläche längliche Rippen 13, 14 auf, die parallel zur Achse 16 des Stiftes 8 verlaufen. Es sind mindestens zwei, zumeist jedoch vier oder auch mehr derartige Rippen 13, 14 vorgesehen.

[0004] Die Rippen 13, die an den Bereich 9 anschließen, reichen radial bevorzugt bis zum Radius des axialen Bereiches 9. Die Rippen 14 haben bevorzugt eine kleinere radiale Höhe. Die Rippen 13, 14 haben gleiche Erstreckung in Umfangsrichtung (Dicke). Es sind jeweils zwei Rippen einander zugeordnet, werden als Rippenpaar bezeichnet und weisen dabei die folgende geometrische Anordnung auf:

[0005] Eine spitzenseitige Rippe 13 ist am Stift 8 über eine vorgegebene axiale Länge reichend, vom axialen Abschnitt 9 ausgehend, angeordnet, die andere, druckknopfseitige Rippe 14 weist, in axialer Richtung gesehen, einen Abstand h zu der spitzenseitigen Rippe 13 auf, so daß in axialer Richtung zwischen den einander zugekehrten Enden der beiden Rippen ein ungerippter Bereich der Manteloberfläche des Stiftes verbleibt.

[0006] Weiters sind die beiden Rippen in Umfangsrichtung so versetzt, daß die eine Flanke 23 der einen Rippe 13 mit der anderen Flanke 24 der anderen Rippe 14 fluchtet, so daß, in axialer Richtung gesehen, die beiden Rippen 13, 14 unmittelbar nebeneinander zu liegen kommen.

[0007] Wenn die Flanken der Rippen sich nicht in radialen Ebenen erstrecken, so bezieht sich diese Relation auf den Flankenfuß. Sind mehrere solcher einander zugeordneter Rippenpaare vorgesehen, so sind sie gleichmäßig über dem Umfang verteilt und alle in der gleichen Richtung versetzt.

[0008] Der Stift 8 wirkt mit einem Ring 12 zusammen, der die folgenden Merkmale aufweist: Sein Innendurchmesser D entspricht dem Außendurchmesser d des Stiftes so, daß er entlang des Stiftes zügig gleiten und rotieren kann. Er weist an seiner inneren Mantelfläche axial verlaufende Nuten 25 auf, die es ihm erlauben, zügig über die Rippen 13, 14 des Stiftes 8 in axialer Richtung geschoben zu werden. Die Anzahl der Nuten 25 ist so gewählt, daß die weiter unten erläuterte Funktionsweise erfüllt wird, z.Bsp. sind bei zwei Rippenpaaren 13, 14 vier Nuten 25 vorgesehen. Der Ring ist an seinen beiden Stirnflächen mit je einer Sägezahnung 17, 18 versehen. Die Sägung beider Zahnungen weist in die gleiche Richtung. Die axiale Erstreckung, Höhe H, des Ringes von Zahnspitze zu Zahnspitze ist größer als der axiale Abstand h zwischen den einander zugekehrten Enden einander zugeordneter Rippen 13, 14, die axiale Erstreckung von Zahngrund zu Zahngrund ist kleiner h.

[0009] Durch diese Maßnahmen kann der Ring 12 im rippenfreien Bereich des Stiftes 8 verdreht werden, wenn er einer hin- und hergehenden axialen Bewegung des Stiftes ausgesetzt wird und dabei die Zahnspitzen der Sägezahnung 17 den einander zugekehrten Rippenenden 13, 14 ausweichen, bzw. ausweichen müssen.

[0010] Bevorzugt sind zwei Rippenpaare vorgesehen, die Erstreckung jeder Rippe in Umfangsrichtung beträgt 22,5°, die Anzahl der Sägezähne ist sodann acht, die Anzahl der Nuten vier.

[0011] Im zusammengebauten Zustand des Kugelschreibers wird der Ring 12 in einem passend ausgestalteten Teil 12' einer Durchgangsöffnung 2 des Gehäuses 1 mit Hilfe eines Klemmteiles 20 (Fig. 5) so gelagert, daß er in axialer und radialer Richtung im wesentlichen unbeweglich ist, aber um seine Achse 16', die mit der Kugelschreiberachse 16'' und der Stiftachse 16 zumindest im wesentlichen zusammenfällt, rotieren kann. Die Durchgangsöffnung 2 weist an der dem Klemmteil 20 abgewandten Seite einen Bereich 3 mit reduziertem Durchmesser auf.

[0012] Der Stift 8 ist so in den Ring 12 eingeschoben, daß sich der Ring im wesentlichen an der Stelle des Stiftes 8 befindet, die axial zwischen den Rippen 13, 14 liegt, wobei weiters der axiale Abschnitt 9 des Stiftes 8, der einen größeren Durchmesser aufweist als die anderen Stiftabschnitte, in einem Bereich 4 der Durchgangsöffnung 2 des Gehäuseteiles 1 liegt, die deren Bereich 3 benachbart ist.

[0013] Die Durchmesser sind so abgestimmt, daß der Stift 8 sich im Bereich 4 axial und in Umfangsrichtung bewegen kann, daß er aber nicht durch den Bereich 3 der Durchgangsöffnung durchtreten kann.

[0014] Auf die Stirnfläche 22 des Stiftes wirkt vermittels der Mine 21 eine Feder, die ihn in axialer Richtung nach hinten drückt. Je nach der Umfangslage des Ringes 12 relativ zum Stift 8 können die spitzenseitigen Rippen 13 des Stiftes in die Nuten 25 des Ringes 12 eingeschoben werden, wodurch der Stift von der Mine nach hinten gedrückt wird (Ruhestellung), oder es werden die Rippen 13 im Zahngrund zwischen zwei Zähnen der Sägezahnung 17 aufgehalten, wodurch die Schreibspitze der Mine aus dem Gehäuse ragt.

[0015] In Fig. 5 ist der hintere Teil eines erfindungsgemäßen Kugelschreibers in seiner Ruhelage dargestellt. Die Mine 21 drückt den Stift 8 nach hinten, bis dessen Schulter 29 (Fig. 2) am Ring 12 anliegt und so jede weitere Bewegung in dieser Richtung verhindert. Die Rippen 13 des Stiftes 8 sind in der dargestellten Ruhelage in die Nuten des Ringes 12 eingeschoben, sodaß nur der äußere, ungenutete Bereich der Wandstärke des Ringes 12 in Fig. 5 zu erkennen ist.

[0016] In Schreiblage des Kugelschreibers wäre die Stirnfläche 22 des Stiftes 8 nahe des Abschnittes 3 und die Rippen 14 des Stiftes wären in den Nuten 25 des Ringes 12 eingeschoben, der Druckknopf 21 ragte nur ein kleines Stück aus dem Gehäuseteil 1.

[0017] Wird nun gegen die Kraft der Feder so auf den Druckknopf 21 gedrückt, daß der Stift 8 genügend weit in axialer Richtung bezüglich des Gehäuses und damit des Ringes nach vorne bewegt wird, so geschieht, ausgehend von der Schreiblage des Kugelschreibers, folgendes:

[0018] Es wird beim Druck auf den Druckknopf 21 der Stift 8 gegen die Kraft der Feder ein Stück in spitzenseitiger Richtung zur Kugelschreiberspitze hin verschoben, wodurch die spitzenseitige Zahnung des Ringes 12 die ihr zugeordneten spitzenseitigen Rippen 13 freigibt, wobei die druckknopfseitige Zahnung in den Bereich der ihr zugeordneten druckknopfseitigen Rippen 14 gelangt. Da die Rippen 13 gegen die Rippen 14 in Umfangsrichtung versetzt sind, wird beim weiteren Vordrücken des Stiftes 8 der Ring 12 verdreht, bis die druckknopfseitigen Rippen 14 am Zahngrund gefangen sind, ein weiteres Verschieben des Druckknopfes bezüglich des Ringes und somit bezüglich des Gehäuses ist damit unmöglich.

[0019] Wird nun der Druckknopf 21 losgelassen, schiebt ihn die Feder vermittels der Mine nach hinten, wobei die druckknopfseitige Zahnung die druckknopfseitigen Rippen 14 freigibt und die spitzenseitigen Rippen 13 wieder in den Bereich der spitzenseitigen Zahnung gelangen. Durch die erfolgte Verdrehung des Ringes sind die spitzenseitigen Rippen 13 nun um einen Zahn weiter als beim Ausgangszustand und gelangen so in den Bereich einer Nut 25 des Ringes, so daß der Stift 8 unter der Wirkung der Feder weitergeschoben werden kann als es in der Ausgangslage der Fall war: Die Mine gelangt in ihre zurückgezogene Position, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.

[0020] Wird nun der Druckknopf 21 in dieser Lage, der nunmehrigen Ausgangslage, erneut betätigt, so wiederholt sich das Spiel genau wie oben beschrieben, mit dem ersten Unterschied, daß die axiale Bewegung des Stiftes bis zum Aufeinandertreffen der druckknopfseitigen Zahnung mit den druckknopfseitigen Rippen 14 länger ist als zuvor und mit dem zweiten Unterschied, daß in der Endlage die spitzenseitigen Rippen 13 zu den Nuten 25 versetzt sind, so daß der Stift 8 und die Mine in ihrer vorderen Lage gehalten werden, wodurch wieder die zuerst genannte, schreibbereite, Ausgangsposition erreicht wird.

[0021] Derartige Mechanismen, wie bisher beschrieben, sind seit langem bekannt und haben sich im wesentlichen bewährt. Nachteilig ist bei ihnen, daß bei der Montage des Betätigungsmechanismus der Ring 12 über die druckknopfseitigen Rippen 14 geschoben werden muß, was es notwendig macht, die Winkellage zwischen Ring 12 und Stift 8 kontrollieren und gezielt verändern zu können, um die Nuten in fluchtende Lage mit den Rippen 14 zu bringen, was bei vollautomatisch arbeitenden Montagemaschinen mit Taktzeiten von 200 Kugelschreibern/Minute äußerste Präzision erfordert und immer wieder Probleme mit sich bringt.

[0022] Die Erfindung hat das Ziel, diese Nachteile zu vermeiden und einen Betätigungsmechanismus zu schaffen, der störungsfrei zusammenzubauen ist.

[0023] Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, die druckknopfseitigen Enden der druckknopfseitigen Rippen 14 mit schrägen Auflaufflächen 15 zu versehen, so daß diese Enden dieser Rippen rampenartig aus der Manteloberfläche des Stiftes 8 ansteigen. Dies ermöglicht es überraschenderweise, den Ring 12 unabhängig von der Lage seiner Nuten 25 bezüglich der Rippen 14 über diese zu schieben, wobei der Ring kurzzeitig elastisch erweitert wird bis er in den Bereich zwischen den Rippen 13, 14 (Bereich h, Fig. 2) gelangt.

[0024] Der Ring besteht aus passendem technischem Kunststoff ("engineering plastic", z.Bsp. Delrin 500 [ein Produkt der E.I.du Pont de Nemours and Co., Inc., USA], Celcon [ein Produkt der Celanese Corporation, USA], Polyamid, Nylon 6.6 [ein Produkt der Akzo n.v., Niederlande]).

[0025] In einer bevorzugten Ausgestaltung, in der das Aufschieben des Ringes 12 weiter erleichtert wird, ist vorgesehen, die Sägezahnungen 17, 18 nur über einen inneren Teilbereich der Wandstärke des Ringes 12 auszuführen und den äußeren Teilbereich der Wandstärke an beiden Stirnflächen des Ringes mit einer planen Stirnfläche 19, lotrecht zur Achse 16' (Fig. 3) des Ringes 12 zu versehen, die bevorzugt in der Ebene der Zahnspitzen liegt oder diese sehr geringfügig, beispielsweise um 0,05 mm, überragt.

[0026] Durch diese Maßnahme ist es möglich, zum Aufbringen des Ringes 12 auf den Stift 8 ein Stoßwerkzeug mit planer Ringfläche zu verwenden und so jede Beschädigung der Sägezahnung zuverlässig zu vermeiden.

[0027] Darüberhinaus hat diese Ausgestaltung den völlig unvorhersehbaren Vorteil, das Kugelschreibergehäuse im Bereich des Betätigungsmechanismus fertigungstechnisch günstiger als bisher ausgestalten zu können: Bei vielen Kugelschreiberarten, die den beschriebenen Betätigungsmechanismus verwenden, befindet sich im Bereich dieses Mechanismus eine Teilung des Gehäuses, wobei die beiden Teile mittels eines Gewindes 6 miteinander verbunden sind. Dabei sitzt der Betätigungsmechanismus im druckknopfseitigen Gehäuseteil 1, während der spitzenseitige Gehäuseteil die Mine 21 und die Feder aufnimmt.

[0028] Es ist notwendig, daß die äußere Oberfläche des Kugelschreibers ohne Kanten und Stufen glatt durchgeht, wenn man von Riefen, Ringen oder polygonen Ausbildungen absieht, die das Halten des Kugelschreibers beim Schreiben erleichtern sollen.

[0029] Dies bedeutet, daß im Bereich des Außengewindes, das sich zumeist etwas spitzenseitig vom Sitz des Ringes befindet, eine Materialanhäufung 27 unvermeidlich ist, da die Durchgangsöffnung 2, die den Betätigungsmechanismus aufnimmt, sich in Form eines Absatzes oder einer Schulter verengt um den Sitz für den Ring zu bilden, während die äußere Oberfläche sich nach außen erweitert - Bereich 28 -, um einen glatten Übergang zur äußeren Oberfläche des spitzenseitigen Gehäuseteiles, das ein Innengewinde trägt, im Endbereich des Gewindes zu ermöglichen.

[0030] Durch die erfindungsgemäß bevorzugte Ausgestaltung des Ringes 12 mit einer glatten äußeren Stirnfläche 19 ist es nun möglich, die Durchgangsöffnung 2 in diesem Bereich 4b mit einem größeren Durchmesser als bisher zu versehen und statt der Schulter bzw. des Absatzes axial verlaufende, dünne Stützen 7 von der inneren Mantelfläche der Durchgangsöffnung nach innen vorstehen zu lassen, deren druckknopfseitige Stirnflächen 26 den Sitz für den Ring bilden. Bevorzugt werden vier derartige Stützen 7 vorgesehen, doch können es auch mehr oder weniger sein.

[0031] Anschließend an den Bereich 4b folgt ein Bereich 4a, der so wie bisher im Stand der Technik, einen Innendurchmesser aufweist, der eine Führung für den Abschnitt 9 des Stiftes 8 bildet. Die Innenflächen 30 der Stützen 7 fallen daher bevorzugt mit der Fortsetzung der Mantelfläche des Abschnittes 4a zusammen. Die Abschnitte 4a und 4b bilden gemeinsam den Abschnitt 4, der dieselben Führungs- und Haltefunktionen wie im Stand der Technik bekannt, erfüllt.

[0032] Durch diese, nur aufgrund der planen Stirnflächen 19 des Ringes 12 mögliche, Ausgestaltung dieses Gehäuseteiles wird nicht nur Material eingespart, was wegen der enorm großen Stückzahlen bedeutsam ist, sondern es wird auch die Herstellung der Gehäuseteile vereinfacht, die Taktzeiten des Spritzgußwerkzeuges werden wesentlich erhöht, und die Wahrscheinlichkeit an Ausschuß wird verringert. Letzteres beruht darauf, daß dank dieser Stützen 7 die Wandstärke des Gehäuses 1 im Bereich 4b verringert werden konnte und somit Materialanhäufungen, die bei Spritzgußteilen zu Problemen beim Abkühlen und Erhärten bezüglich der Maßhaltigkeit führen, die auch bei genau eingehaltenen und eng vorgeschriebenen Produktionsbedingungen immer wieder auftreten, vermieden wurden.

[0033] Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann verschiedentlich abgewandelt werden. So ist es möglich, statt zwei einander gegenüberliegenden Rippenpaaren drei oder vier derartige Paare vorzusehen, doch wird wegen der leichter zu ertragenden elastischen Deformation des Ringes bei nur zwei Rippenpaaren die beschriebene Ausführungsform bevorzugt. Sollten doch drei oder vier Paare vorgesehen werden, so ist die Anzahl der Nuten und der Zähne des Ringes entsprechend zu erhöhen.

[0034] Es ist auch möglich, die planen Stirnflächen des Ringes höher über die Sägezahnung hinauszuführen, doch ist dies wegen der damit verbundenen Vergrößerung der Baulänge nur in besonderen Anwendungsfällen von Interesse.

[0035] Die Abschrägung der druckknopfseitigen Enden der druckknopfseitigen Rippen beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel 13,5°, bezüglich der Stiftachse 16, doch können auch andere Winkel verwendet werden, wobei nur die bei der Montage des Ringes auftretenden Kräfte berücksichtigt und für den Ring erträglich gehalten werden müssen.

[0036] Die einander zugewandten Enden 31, 32 der Rippen 13, 14 sind gemäß einer Weiterbildung der Erfindung V-förmig angespitzt, um ein besseres Zusammenwirken mit den Zahngründen der jeweiligen Sägezahnung 17, 18 des Ringes 12 zu erreichen. Da die Sägezahnung des Ringes, wenn dessen Stirnseiten bei der Montage um 180° verdreht aufgesetzt werden, in die andere Richtung weist, ist eine symmetrische Ausbildung dieser Rippenenden 13, 14 notwendig, um in beiden Lagen gleiche Verhältnisse für die Aufnahme des Schreibdruckes zu schaffen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, die Ringe 12 bei der Montage orientiert zuzuführen.

Ansprüche

1. Betätigungsmechanismus für einen Druckkugelschreiber, mit einem Stift (8), der an einem Ende einen Druckknopf (21) und am anderen Ende einen Bereich (9) mit größerem Durchmesser aufweist, wobei der Stift (8) zumindest ein Rippenpaar (13, 14) aufweist, das mit Nuten (25) und stirnseitigen Sägezahnungen (17, 18) eines Ringes (12) zusammenwirkt,
dadurch gekennzeichnet, daß die druckknopfseitigen Enden der druckknopfseitigen Rippen (14) mit schrägen Auflaufflächen (15) versehen sind.

2. Betätigungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die dem Druckknopf zugewandte Stirnfläche des Ringes (12) die Sägezahnung (17) nur über einen inneren Teilbereich der Wandstärke des Ringes (12) aufweist und daß der äußere Teilbereich der Wandstärke eine plane Stirnfläche (19) bildet.

3. Betätigungsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Stirnflächen (19) des Ringes (12) plan ausgebildet sind.

4. Betätigungsmechanismus nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsmechanismus in einer Durchgangsöffnung (2) eines Gehäuseteiles (1) des Kugelschreibers eingesetzt ist, und daß die Durchgangsöffnung (2) zumindest zwei Bereiche mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist, einen Bereich mit größerem Durchmesser und einen Bereich (4a) mit kleinerem Durchmesser, wobei in einem Abschnitt (4b) des Bereiches mit größerem Durchmesser zumindest zwei, bevorzugt vier oder sechs axial verlaufende Stützen (7) vorgesehen sind.

5. Betätigungsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (7) druckknopfseitige Stirnflächen (26) aufweisen, die einen Sitz für den Ring (12) bilden und daß die Innenflächen (30) der Stützen (7) eine Führung für den Abschnitt (9) des Stiftes (8) bilden und daher bevorzugt mit der Fortsetzung der Mantelfläche des benachbarten Abschnittes (4a) des Gehäuses (1) zusammenfallen.

6. Betätigungsmechanismus nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die spitzenseitigen Enden (32) der druckknopfseitigen Rippen (14) und bevorzugt auch die druckknopfseitigen Enden (31) der spitzenseitigen Rippen (13) V-förmig augebildet sind.

7. Betätigungsmechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken der V-förmigen Enden (32) im wesentlichen den gleichen Winkel zur Achse (16) aufweisen wie die schrägen Flanken der Sägezahnungen (17, 18) des Ringes (12) zur Achse (16').

Zeichnung