Brevet FR2368372A1 — publié le 19780519

La présente invention a pour objet un ensemble de pointe pour stylo à bille comportant un logement renfermant la bille et un système capillaire de canalisations d'encre et se prêtant particulièrement bien à l'utilisation d'une encre relativement fluide. Dans un stylo à bille utilisant une encre relativement fluide, il est nécessaire de maintenir les composantes des forces de frottement entre la bille et son logement à des valeurs aussi faibles que possible, étant donné que les encres fluides ne produisent pratiquement aucun effet de lubrification, contrairement aux encres épaisses, ou pâtes,couramment utilisées dans le domaine des stylos à bille. Il est déjà connu de fabriquer des ensembles de pointes du genre considére ici par moulage par injection d'une matière plastique (voir le Brevet des Etats Unis d'Amerique NO 3.671.616). Toutefois, lors de la fabrication d'un ensemble de pointe tel que décrit dans le brevetcite, on doit former ulterieurement, par uneétape de fabrication complémentaire, les éléments constituant la zone de serrage de la bille. Par ailleurs, dans cet ensemble de pointe connu, la bille risque, en raison de la conformation particulière du logement qui la renferme, de "creuser" (user) les parois du logementàla suite d'une disposition inappropriée du ou des points d'appui de la bille, de sorte que le stylo peut rapidement presenter une étanchéité insuffisante. Il convient de mentionner également que de nombreuses publications décrivent des stylos à bille dans lesquels l'encre est amenée -notamment au moyen de mèches capillaires- directement vers la bille ou à un endroit situé à proximité immédiate de celle-ci. Pour supporter la bille, on a proposé, dans certaines publications, de disposer,dans le logement de la bille,une bille d'appui interne en matériau dur ou d'autres éléments d'appui en pierre précieuse ou en materiau analogue résistant à l'usure. Toutefois, 1 les produits ainsi obtenus sont, dans tous les cas, très oné- reux en raison du procédé de fabrication et des matériaux couteux qui doivent être mis en oeuvre, de sorte que les stylos à bille de ce type n'ont pas pu s'imposer sur le marché. D'autres stylos à billes presentent un inconvenient en ce que la bille n'est pas supportée de maniere suffisante et durable et que l'amenée efficace et continue de l'encre par l'effet de capillarite n'est pas assurée. La présente invention a pour but de créer un ensemble de pointe peu onéreux pour stylo à bille, notamment pour un stylo à bille utilisant de l'encre, dans lequel le logement de la bille présente une stabilité de forme satisfaisante et une forte résistance à l'usure, tout en assurant un écoulement capillaire satisfaisant et exempt de fluctuations de l'encre. Afin d'atteindre ce but, l'invention propose un ensemble de pointe pour stylo à bille qui est remarquable en ce que le logement de la bille, formé de pré ference d'une matière thermo-plastique, est agencé de façon telle que, en coupe longitudinale, la bille ne prenne appui sur la paroi interne dudit logement qu'en trois points au plus, en ce que l'amenée de l'encre vers la bille et/ou vers au moins un canal annulaire défini dans ledit logement est assurée par des canaux capillaires debouchant dans ledit logement, et en ce que l'alimentation en encre à partir d'un réservoir d'encre du stylo à bille est assurée par une mèche présentant,le cas échéant, une forte capillarité et disposée dans un canal d'amenée central ménagé dans ledit ensemble de pointe. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, un desdits points d'appui de la bille est situé sensiblement au centre de l'ensemble de pointe, ce point d'appui central étant défini dans une zone d'appui située sur un elément venu, le cas échéant, de moulage par injection, cependant que lesdits canaux capillaires traversent cet élément et que ladite mèche prend appui sur celui-ci. Dans une variante part.culièrement avantageuse, la ou les zones d'appui définies dans le logement de la bille sont constituees par des surfaces à profil plane , c'est-à-dire par des surfaces ne présentant pas de sections d'aire notable qui seraient concaves ou sphériques pour s'adapter à la surface de la bille. Afin de maintenir les zones de contact, donc de frottement, entre la bille et son logement à cesuimensions aussi reduites que possible, estavantageuxde ne prevoir dans l'ensembT!e':de pointe sen l'invention, qu'une seule zone d'appui centrale,.ponctuelle, constituee notamment par une surface plane. Gracie à cette disposition, on peut créer des zones de forte capillarité supplémentaires entre la bille et la partie inférieure latérale du logement de la bille. Toutefois, on peut egalement prévoir en coupe longitudinale, deux ou trois points d'appui de la bille, ce qui est avantageux dans certains cas; dans ce mode de réalisation, la bille prend appui en un point central et en un ou deux points d'appui lateraux supplémentaires. Les points d'appui supplémentaires sont situés, de préférence, à proximité immediate des orifices par lesquels les canaux capillaires débouchent dans le logement de la bille. Pour maintenir la bille en place dans l'ensemble de pointe, ce dernier comporte avantageusement une partie détalonnée présentant des surfaces à profil non incur vé et définissant une zone de serrage, cette partie détalonnée étant obtenue par moulage par injection ou venue de moulage et permettant la mise en place de la bille par encliquetage élastique. L'ensemble de pointe selon l'invention comporte avantageusement une pluralité de canaux capillaires (par exemple au nombre de six) traversant les parties latérales de l'élément formant la zone d'appui et disposes en étoile, à une certaine distance du centre de ladite zone. Avantageusement, des canaux capillaires à parois parallèles ont une largeur de 0,02 à 0,25 mm et une longueur de 0,2 à 1 mm. On a obtenu, notamment, des résultats optima en prevoyant des canaux d'une largeur moyenne de 0,07 à 0,12 mm et d'une longueur moyenne de 0,4 à 0,6 mm. Il convient de noter que dans les indications ci-dessus, le terme de "longueur" vise l'epais- seur de l'élément constituant la zone d'appui, c'est-à-dire la distance séparant l'extrémité avant du canal d'amenée du logement de la bille. A la place des canaux à parois parallèles, mentionnés ci-dessus, on peut prévoir, en variante des canaux présentant une largeur variable, en coupe transversale. Cette largeur de section peut passer de manière continue ou discontinue, une ou plusieurs fois, de O à 0,5 mm (ou moins) En utilisant des canaux de ce genre, qui peuvent présenter une section triangulaire, divergente convexe ou concave, trapezoldale ou irrégulière, on obtient toujours un ecoulement satisfaisant de l'encre, grâce à la présence de zones de forte capillarité, même lorsque l'encre presente des caractéristiques de fluage défavorables. Les zones de forte capillarité c'est-à-dire les cotés des canaux dont la largeur varie à partir de O mm, sont de preférence dirigées vers le centre. Dans un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, l'ensemble de pointe définit en coupe longitudinale seulement deux points d'appui latéraux pour la bille, ces points d'appui étant formés d'évidements minimes sensiblement en forme de calotte, obtenus par l'application sous pression de la bille contre les parois du logement précite. Dans ce cas, il est avantageux de ménager, entre le point central intérieur de la bille et le point central opposé de la paroi dudit logement, une fente présentant, le cas échéant, une forte capillarité, pour le passage de l'encre. On a constaté que parmi le grand nombre de sortes de matière plastique actuellement disponibles, il est particulièrement avantageux d'utiliser un polyacétal, notamment un copolymère d'acétal tel que le polyformaldéhyde, ou un homopolymère d'acétal, étant donné que les matières plastiques de ce groupe se distinguent par le fait qu'elles présentent non seulement les caracteristiques requises de rigi dité, de resistance à la déformation et d'élasticité, mais également les caractéristiques requises de frottement. On peut fabriquer l'ensemble de pointe selon l'invention d'une manière particulierement avantageuse et peu onéreuse par le procédé de moulage par injection, sans aucune opération ultérieure de façonnage. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à-la lecture de la présente description et des figures données à titre non limitatif. La figure 1, montre un stylo à bille qui se prête à la mise en oeuvre de la presente invention. La figure 2 montre, en coupe longitudinale, un ensemble de pointe selon l'in vention. La figure 3 montre l'ensemble de pointe de la figure 2, vu de haut (en référen ce à la figure 2) La figure 4-montre un autre mode de-realisation de l'ensemble de pointe, vu en coupe prise suivant la ligne A-A de la figure 5. La figure 5 montre un ensemble analogue à celui de la figure 4, vudde haut (en référence à la figure 4) La figure 6 montre encore un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 1 montre un stylo à bille 1 comportant un réservoir d'encre ou analogue, désigne par la référence 10, qui est pourvu d'une matière filtrante capillaire. L'invention s'applique, bien entendu, également à tous les autres types de stylo à bille comportant, par exemple, comme réservoir d'encre une cartouche d'encre interchangeable du genre disponible sur le marché, ou une tige remplie entièrement, c'est-à-dire directement, d'encre ou analogue. L'encre -constituée normalement par une encre relativement fluide- est amenée à la surface arrière d'un élément définissant une surface d'appui-, par une mèche 8 fortement capillaire disposée dans un canal central d'amenée 9 de l'ensemble de pointe 2 et pénétrant, le cas échéant de manière étanche, dans le réservoir d'encre du stylo à bille. Ensuite, l'encre s'écoule, sous l'effet de forces d'adhésion et de forces capillaires, dans des canaux capillaires pour parvenir dans un canal annulaire, également capillaire ktu moins partiellement) qui est ménagé dans le logement renfermant la bille 3, de sorte que cette encre peut ensuite être étalée sur un support, tel que papier ou analogue, à l'aide de la bille 3 rotative. La figure 2 montre en coupe longitudinale un ensemble de pointe selon l'invention et représente une partie d'une bille.- Dans ce mode de réalisation, la bille 3 ne prend appui que sur un point d'appui sensiblement central d'une surface d'appui 6 définie par un élément 6. Entre une zone du logement de bille inclinée,sous 300 par exemple, par rapport à la surface d'appui, et la bille 3,une zone capillaire supplementaire 5' est formée de façon telle que la capillarite maximum de ladite zone se situe sensiblement dans la région du diamètre moyen d'une pluralite de canaux capillaires 7, et entre chacun de ces canaux et les deux canaux adjacents. Ainsi qu'il ressort du dessin, la bille 3 est maintenue enplace par une partie détalonnée de serrage 4. Cette partie de serrage doit être adaptée au diametre de la bille avec une précision telle que cette dernière puisse tourner facilement, mais qu'en même temps, l'interstice entre la partie de serrage et la bille soit toujours assez fortement capillaire pour qu'il ne puisse pas y avoir de fuite d'encre. Le cas échéant, on peut prévoir, au bord avant de la partie de serrage, un bord de raclage incliné 4' appelé à retenir tout excédant d'encre. La surface d'appui 6' définie par l'élément 6 précité, au lieu d'être plane peut également présenter une configuration convexe, ce qui permet d'obtenir une zone d'appui ponctuelle encore plus réduite. La mèche 8 prend appui sur une surface d'appui 6" de l'élément 6. L'encre peut être amenee à travers le canal 9 par une meche à forte capil larité, comme indiqué ci-dessus, constituée par une matière fibreuse, ou bien par une meche non caoillaire, formée par exemple de caoutchouc dur, qui définit -par exemple au moyen de rainures longitudinales ou analogues ménagées dans la surface périphérique de la mèche et cooperant avec la paroi 9' du canal d'amenée 9- des canaux fortement capillaires d'amenée d'encre qui s'etendent jusqu'aux canaux capillaires 7. La figure 3 montre l'ensemble de la figure 2, la bille étant toutefois omise. Ainsi qu'il ressort de cette figure, l'ensemble de pointe selon ce mode de réalisation comporte six canaux capillaires radiaux 7, 7', 7", etc...qui débouchent dan; 13 zone inclinée du logement de la bille, ou du canal annulaire 5, et qui peuventprésenter des profils différents, comme indiqué par les références 7', 7 Il ,.,. 71111 s f r v nn comprendra aisement qu'il est possible de prevoir un nombre plus petit ou un nombre plus grand de canaux capillaires de ce genre. De mentez on peut prévoir d'autres configurations et/ou dispositions des canaux capillaires 7, ceux-ci pouvant par exemple être orientés tangentiellement à la surface d'appui 6' définie par l'élément 6. Par ailleurs, les canaux capil glairer 7 peuvent présenter des parois latérales parallèles sur toute leur longueur -c'est-àdire sur toute l'épaisseur de l'élément 6 définissant la surface d'appui 6'- exils peuvent également, de manière avantageuse, se rétrécir de ma nière conique pour passer d'une largeur de 0,3 mm à une largeur de 0,02 mm entre l'entrée et le logement de bille, afin de présenter une capillarité différente, voire supplémentaire. La figure 4 montre un autre mode de réalisation de l'ensemble de pointe selon l'invention. Dans cet exemple d'exécution, la bille -vue en coupe longitudinale- est soutenue en trois points d'appui, un de ces trois points étant situe sensiblement au centre de la surface d'appui definie par I'elément 6. Les deux autres points d'appui se situent sur une surface incline sous environ 30 du logement de la bille et sont disposés de façon telle que, dans tous les cas, les canaux capillaires 7 débouchent dans la zone de ces points d'appui, ce qui permet d'assurer une alimentation satisfaisante en encre et/ou un effet de "lubrification" suffisant des zones d'appui considérées. Le point d'appui central est "lubrifié" à l'aide d'un canal annulaire intérieur 5". La figure 5 montre un ensemble de pointe analogue à celui de la figure 4, vu ds haut; gen référence à la figure 4), la bille etant mise en place. Sur cette figure, on voit cinq canaux capillaires 7 disposés radialement, ou en étoile, par rapport à la zone d'appui. Dans cette variante, les canaux peuvent également présenter des profils différents. Lorsqu'on prévoit des points d'appui multiples -en coupe longitudinalepar exemple au nombre de deux ou trois (ces points définissant en réalité chacun une zone annulaire d'appui), il est également possible, selon un mode de réalisation avantageux, de définir ces points d'appui au moyen d'une pluralité de saillies disposées dans le logement de bille, dans ou autour de la zone de ltorifice de chaque canal capillaire, ou entre les orifices respectifs de chacun de ces canaux et des deux canaux voisins.Dans le mode de réalisa tion de l'ensemble de pointe 2 représenté sur la figure 6 oO les références numériques sont analogues à celles utilisées sur les figures précédentes, les parois inclinées planes 6"' latérales du logement, définies par l'élément 6 comportent, en coupe longitudinale, deux évidements6"" de très faibles dimensions, sensiblement en forme de calotte, qui sont obtenus par une légère déformation de la matière plastique formant ces parois, sous l'effet d'une pression axiale exercée sur la bille 3, lors de sa mise en place, en direction du réservoir d'encre ou de la meche 8; ces évidements 6""constituent alors les points ou zones d'appui de la bille 3.Entre la surface de cette dernière et la paroi plane centrale de l'élément 6, qui est perpendiculaire à l'axe longitudïnal de l'ensemble, est défini un interstice formant une zone supplé mentaire de forte capillarité 5'" assurant un meilleur écoulement et une meilleure répartition de l'encre sur la surface de la bille. Sur la figure 6, la référence 5 désigne un canal annulaire qui est, au moins en partie, fortement capillaire, et la réference 7 désigne un canal capillaire analogue à ceux décrits en référence aux figures 1 à 5, cependant que la référence 5" désigne un canal annulaire intérieur analogue à celui indiqué par la même référence sur la figure 4. Contrairement a ce qui est représenté sur la figure 1, l'extrémité inté rieure de l'ensemble de pointe peut s'étendre jusqu'à la matière filtrante du réservoir et supporter cette matière et/ou obturer ce réservoir à la face fron tale intéressée, lorsque ledit ensemble de pointe est constitué par un élément appelé à être introduit axialement dans la tige du stylo à bille. De même,cette extrémité de Ensemble de pointe peut faire fonction de tubulure receptrice et d'ouverture pour des cartouches d'encre ou analogues. Lors du montage de la bille, la partie détalonnée faisant fonction de zone de serrage s' élargit légèrement de manière à livrer passage à la bille qui, ensuite, vient se mettre en place d'une manière précise, par encliquetage élastique. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Ensemble de pointe pour stylo à bille comportant un logement renfermant la bille et un système capillaire de canalisations d'encre et se prêtant particulièrement bien à l'utilisation d'une encre relativement fluide, caractérisé en ce que le logement de la bille, formé de préférence d'une matière thermoplastique, est agencé de façon telle que, en coupe longitudinale, la bille ne prenne appui qu'en trois points au plus, en ce que l'amenée d'encre vers la bille et/ou vers au moins un canal annulaire défini dans ledit logement est assurée par des canaux capillaires débouchant dans ledit logement, et en ce que l'alimentation en encre à partir d'un réservoir d'encre du stylo à bille est assurée par une meche présentant, le cas échéant, une forte capillarite et disposée dans un canal d'amenée central ménagé dans ledit ensemble de pointe. 2.- Ensemble de pointe selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un desdits points d'appui de la bille est situé sensiblement au centre de l'ensemble de pointe, ce point d'appui central étant défini dans une zone d'appui située sur un élément venu,le cas échéant, par moulage par injection, cependant que lesdits canaux capillaires traversent cet élément et que ladite mèche prend appui sur celui-ci. 3.- Ensemble de pointe selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les zones d'appui définies dans ledit logement de la bille sont constituées par des surfaces sensiblement planes. 4.- Ensemble de pointe selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bille n'est supportée qu'en un seul point d'appui défini dans une zone d'appui centrale, formée, le cas échéant, d'une surface plane. 5.- Ensemble de pointe selon une quelconque des revendications 1 à 3, carac térisé en ce que, en coupe longitudinale, ladite bille est supportée en un point d'appui central et en un ou deux points d'appui latéraux se situant a proximité immédiate des orifices par lesquels lesdits canaux capillaires débouchent dans ledit logement de la bille. 6.- Ensemble de pointe selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une partie détalonnée présentant des surfaces à profil non incurvé et définissant une zone de serrage, cette partie détalonnée étant obtenue par moulage par injection ou venue de moulage et permettant la mise en place de ladite bille par encliquetage élastique. 7.- Ensemble de pointe selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de canaux capillaires, de préférence au nombre de six, disposés, le cas échéant, en étoile, et présentant des parois parallèles, la largeur de ces canaux capillaires étant de 0,02 à 0,25 mm, de préférence de 0,1 mm, et la longueur de ces canaux étant de 0,2 à 1 mm, de préférence de 0,6mm. 8.- Ensemble de pointe selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits canaux capillaires présentent, dans le sens de leur largeur, des sections de dimensions et de forme variables, la largeur de ces canaux pouvant varier de manière continue ou discontinue, au moins une fois, entre 0 et 0,5 mm. 9.- Ensemble de pointe selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en coupe longitudinale, la bille est supportée seulement en deux points d'appui latéraux qui sont définis par des évidements minimes en forme de calotte, formés sous l'effet d'une pression axiale exercée, en direction dudit réservoir, sur la bille lors de la mise en place de celle-ci. 10.- Ensemble de pointe selon les revendications 1 ou 9, caractérisé en ce qu'entre le point central intérieur de la surface de ladite bille et la paroi dudit logement qui est opposée à ce point central, il est prévu un interstice, le cas échéant fortement capillaire, pour l'écoulement de l'encre. il.- Ensemble de pointe selon une quelconque des revendications 1 à 10 > caractérisé en ce qu'il est formé d'une matière plastique du groupe comprenant les copoiynleres d'acétal, tels que le polyformaldéhyde, et les homopolymeres d'acétal, et qu'il est fabriqué sans opération de façonnage supplémentaire.