Brevet FR2472977A1 — publié le 19810710

La présente invention se rapporte à une pointe de stylo à bille ainsi qu'à un stylographe muni d'une telle poin- te et plus spécialement à un stylographe dé ce type utilisant de l'encre de faible viscosité, en solution aqueuse. Dans les stylos à bille de type classique, le bout, ou pointe, comprend une douille en matière plastique ou en métal, par exemple en laiton ou en nickel, et une bille aen acier ou en rubis montée de façon à pouvoir tourner dans cette pointe. En outre, une tige de guidage est introduite dans la partie arrière de cette douille et un passage pour l'encre est pratiqué entre le siège de la bille et la tige de guidage, Dans les pointes de stylo d'un tel type, la douille. doit retenir de manière stable la bille, même lorsque l'ut.- lisateur appuie fortement sur la pointe pour écrire. De plus, pour que le stylographe puisse fonctionner convenablement pendant longtemps, le siège de la bille doit être en mesure de résister à l'usure par frottements due au contact de ce siège avec la bille rigide en rotation. En outre, l'encre doit parvenir de façon permanente dans le siège de la bille et dans le passage pour l'encre en fonction de sa consomma- tion d'encre, de telle sorte que ce passage doit présenter une section transversale de surface suffisant pour la circu- lation de l'encre et doit produire un effet de capillarité pour y retenir l'encre de faible viscosité afin d'empêcher le stylo à bille de cesser d'écrire ou d'écrire par intermi- tance. Si la douille est en matière plastique, on peut réaliser par moulage des passages pour l'encre consistant en des canaux longitudinaux ayant une section transversale de forme complexe, permettant d'obtenir un effet de canillarité satisfaisant. Mais le siège de la bille subit une très forte usure en raison jde son contact avec la bille en rot3tion s e qui limite la durée d'utilisation du stylo. De plus, une tel- le douille en matière plastique assure un maintien de la bil- le beaucoup moins bon que les douilles en métal, de telle sorte que la bille risque de se déloger de son siège lorsque l'utilisateur est-en train d'écrire. Au contraire,.si la douille est en métal, il est difficile de réaliser une série de canaux longitudinaux ser- vant au passage de l'encre et assurant un effet de capillari- té. On utilise en général des alliages tels que le laiton ou le nickelargent, alliages que l'on peut facilement usiner ou tailler. Mais, même avec de tels alliages, il demeure dif- ficile de réaliser les canaux capillaires longitudinaux par usinage et la fabrication de la douille ainsi obtenue est lente et coûteuse. Eh outre, du fait que le laiton et l'al- liage nickel-argent ont tendance à être attaqués par de l'en- cre en solution aqueuse, il faut choisir l'encre en fonction de ses propriétés, comme par exemple son pH et sa teneur en ions chlore, ce qui limite le nombre des encres en solution aqueuse pouvant être utilisées. Un autre type de douille pour stylo à bille est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 781 123, cette douille présentant un alésage central de section trans- versale circulaire simplifiée au lieu d'une série de canaux longitudinaux destinés à produire un effet de capillarité. L'une des extrémités de cet alésage central communique avec des rainures radiales,dont chacune a des dimensions suffisa- ment faibles pour assurer un effet de capillarité et s'éta- le radialement vers la surface du siège de la bille. Mais avec une douille de ce type, si l'alésage central a un diamè- tre assez grand pour permettre le passage d'une grande quan- tité"d'encre, l'essai'de capillarité pour l'entraînement d'une encre de faible viscbsité-en solution- aqueuse-se trouve dimi- nué et, par conséquent,-une telle douille risque de ne pas convenir-comme pointe de stylo à bille avec de l'encre en solution aqueuse.;. -L'invention, qui permet de remédier aux inconvé- -iients que l'on vient de citer, vise un stylo à bille et, plus spécialement, une pointe pour stylo à-bille utilisant de l'en- cre de faible viscosité en solution aqueuse, dont la douille retient parfaitement l'encre et est en mesure de résister à l'usure par frottement due au contact de la bille en rotation avec son siège, tout en assurant une arrivée continue de l'encre dans ce siège par les canaux capillaires longitudi- naux, de manière à empêcher le stylo à bille de tomber en panne ou au moins de fonctionner par intermittence. De façon plus précise, l'invention permet d'obte- nir ces résultats grâce à une douille constituée par un col- lier muni d'ouvertures et un manchon-guide en métal, de for- i 0 me tubulaire, dont la cavité communique avec l'une des ouver- tures de ce collier. Ce manchon-guide tubulaire présente une série de saillies, ou protubérances, orientées radialement et vers l'intérieur, en direction de l'axe géométrique du tube et disposées sur un même cercle'directeur de ce tube, ces saillies étant obtenues par appliquation de pression sur ce tube. Ces saillies considérées deux par deux délimitent des passages pour l'encre orientés radialement assurent un effet de capillarité. La bille est maintenue de manière à pouvoir tourner entre les parois des saillies rabattues vers l'intérieur et le bout du manchon-guide tubulaire, une partie de la surface de cette bille étant à l'air libre. Quant à l'autre ouverture du collier, elle permet d'enfiler une tige d'alimentation en encre. Cette tige d'alimentation se trouve au contact de l'une des extrémités d'une tige de guidage d'encre, logée dans ce manchon-guide tubulaire. L'autre extré- mité de cette tige de guidage est au contact d'au moins l'une des saillies orientées radialement vers l'intérieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation. Sur ces dessins, la figure t- est une coupe longitu- dinale d'une pointe de stylo à bille constituant une première forme de réalisation de l'invention; La figure 2 est une coupe longitudinale analogue, mais correspondant à une seconde forme de réalisation; La figure 3 est une coupe longitudinale correspon- dant à une troisième forme de réalisation; La figure 4 est une coupe transversale faite suivant la ligne IV de la figure 1; La figure 5 est une coupe transversale faite suivant la ligne V de la figure 2;- Les figures 6 à 10 sont des coupes longitudinales de divers types de saillies selon l'invention,. orientées ra- dialement vers l'intérieur; La figure $1 est une coupe transversale faite sui- vant la ligne XI de la figure 2; Les figures 12 et 13 sont des coupes transversales analogues à la figure 11 mais correspondant à deux autres formes de réalisation de la tige de guidage; et La figure 14 représente, en coupe longitudinale, un stylo à bille muni d'une pointe conforme à l'invention La pointe de stylo selon l'invention, telle que représentée sur la figure 1, comprend un manchon-guide 2 d'un seul tenant avec un collier 3, l'ensemble constituant une douille 1 en métal. Une tige 7 d'alimentation en encre est introduite dans une ouverture arrière du collier 3 et elle est au contact d'une-tige 6 de guidage de l'encre, logée dans le manchon-guide 2. Ce manchon-guide de forme tubulaire, qui est en métal, présente une série de saillies, ou protubéran- ces, 5 orientées radialement et vers l'intérieur. On réalise ces saillies en pliant radialement vers l'intérieur le tube métallique 2, suivant un même cercle directeur de ce tube. Une bille 4 est maintenue de manière à pouvoir tourner entre un siège 9 délimité par les parois latérales des saillies 5 et par le bout du machon-guide tubulaire 2. Ce bout du man- chon-guide est rabattu radialement vers l'intérieur. Comme représenté sur la figure 4, trois saillies 5 rabattues ra- dialement vers l'intérieur délimitent les passages 8 pour l'encre (canaux capillaires) assurant un effet de capillarité. Sur la figure 2, qui représente, comme on l'a si- gnalé plus haut une seconde forme de réalisation de l'inven- tion, les éléments homologues de ceux de la première forme de réalisation sont désignés par le même numéro de référence. Dans cette seconde forme de réalisation, le manchon-guide tubulaire 2', en métal, a été réalisé indépendamment du col- lier 3', avec lequel il constitue une douille 1'. Plusieurs saillies, ou protubérances, 5 sont orientées radialement en direction de l'axe géométrique de ce tube 2'. Comme représen- té sur la figure 5, ces saillies 5' sont constituées par quatre parties rabattues radialement vers l'intérieur, déli- mitant des passages 8 pour l'encre. De plus, dans le manchon- guide tubulaire 2 est logée une tige de section transversale complexe, constituant l'élément de guidage 6' (ou 6" au 6"'), représentée sur les figures 11 à 13. Cette tige comporte des évidement longitudinaux servant au passage de l'encre et as- surant un effet de capillarité. Dans la troisième forme de réalisation, représentée sur la figure 3, le manchon-guide tubulaire 2 est d'un seul tenant avec le collier 3, l'ensemble constituant une douille 1 et, de plus, la tige d'alimentation en encre est d'un seul tenant avec la tige de guidage, avec laquelle elle constitue un élément 7' d'alimentation en encre. Comme on l'a signalé plus haut, la douille (1 ou 1') de la pointe de stylo selon l'invention peut être d'un seul tenant ou bien elle peut être constituée par un manchon-guide tubulaire relié à un collier, réalisé indépendamment de ce manchon. Mais, dans chaque cas, il est indispensable que la partie qui constitue le manchon- guide tubulaire soit en métal, le collier pouvant être tout aussi bien en résine synthétique qu'en métal. Etant donné que le manchon-guide de la douille est réalisé dans un tuyau de métal, la bille 4 se trouve maintenue de façon satisfaisante et le siège 9 de cette bille possède une résistance à l'usure suffisante pour supporter pendant longtemps le contact avec la bille en rotation. De plus,il est facile de réaliser des canaux capil- laires 8 communiquant avec le siège 9 de la bille pour le passage du fluide, en déformant par pression lE tube métalli- que 2 radialement vers l'intérieur, suivant un cercle direc- teur de ce tube pour former des saillies, ou protubérances , orientées radialement vers l'intérieur. Comme métal pour la fabrication du tube 2 on peut utiliser par exemple un alliage comme le laiton ou le nickel- argent, qui sont faciles à usiner ou encore l'acier inoxydable. Grâce à la formation des saillies radiales 5, on obtient des passages 8 (passages capillaires) orientés radia- lement, de telle sorte que l'on peut augmenter la quantité d'encre d'alimentation et que le pouvoir de retenue de l'en- cre se trouve renforcé, assurant ainsi une arrivée régulière de l'encre dans le siège de la bille sans provoquer aucun inconvénients dans le fonctionnement, comme par exemple une écriture intermittente. Les dimensions et le nombre des saillies 5 sont fonction du diamètre du tuyau métallique 2, ce diamètre étant lui-même déterminé par celui de la bille 4. En vue d'obtenir un effet de capillarité dans les espaces délimités par les saillies 5, on peut prévoir, par exemple, de trois à six saillies et, mieux, trois ou quatre saillies. La distance entre saillies voisines (c'est-à-dire la largeur des passages 8) est comprise entre environ 0,01 mm et 0,6 mm, et mieux, entre 0,02 mm et 0,4 mm. De plus, la bille 4 est en acier ordinaire ou en rubis. Son diamètre est compris entre 0,5 mm et 1,5 mm, les diamètres les plus courants étant 0,5 mm, 0,7 mm, 0,8 mm et 1,0 mm. La bille 4 est maintenue de manière à pouvoir tourner entre le siège 9 formé par les saillies 5 et un bout du tube métallique 2 rabattu radialement vers l'intérieur. La tige de guidage d'angles 6 (ou 6') qui a pour râle d'introduire de l'encre dans les canaux capillaires 8, est constituée par des fibres synthétiques disposées en fais- ceaux, enduites de résine ou bien par une tige en matière plastique à l'état de mousse ou encore par une tige en résine synthétique, la réalisation sous forme d'une tige en matière plastique étant préférée car elle facilite le moulage. Dans ce cas, étant donné que l'encre s'écoule dans les passages délimités par la surface périphérique intérieure du tube mé- tallique 2' et la tige de guidage d'encre 6' (voir figure 2), cette tige de guidage 6' en matière plastique comporte des rainures capillaires 10 (figures 11 à 13) orientées dans le sens de sa longueur, assurant l'arrivée de l'encre dans les passages capillaires 8. On obtient de telles rainures 10 en donnant à la surface extérieure de la tige 6' une forme com- plexe. On réalise une telle tige 6' par extrusion d'une ma- tière plastique comme le polyacétal, le "nylon-" et les déri- vés de la cellulose. Le stylo à bille, tel que représenté sur la figure 14, comprend une pointe 11, un manche 12 et un réservoir à encre 13. Lorsque l'on installe la pointe selon l'invention sur un stylo utilisant de l'encre en solution aqueuse, la ti- ge d'alimentation 7 a pour râle de faire passer l'encre de ce réservoir 13 dans la tige de guidage 6, de manière que la tige d'alimentation fournisse une quantité d'encre qui corres- pond à chaque vitesse d'écriture. En raison de ce qui précède, le diamètre de la tige d'alimentation 7 doit être plus grand que celui de la tige de guidage 6, cette tige d'alimentation 7 ayant la forme d'une baguette et étant constituée par des fibres disposés en faisceaux recouverte de résine ou bien par des éléments moulés en matière plastique renfermant des al-. véoles continus, ou encore par des éléments en matière plas- tique moulée comportant une série de trous longitudinaux. Etant donné que la tige 7 comporte une série d'alésages rec- tilignes longitudinaux allant d'une extrémité à l'autre, la réalisation de cette tige 7 sous la forme de faisceaux de fibre recouvert de résine est la plus intéressantes, en-ce qui concerne la vitesse de circulation de l'encre et la quantité d'encre d'alimentation. On obtient une tige 7 d'un tel type en collant partiellement les fibres avec de la résine, ces fibres étant des fibres synthétiques en "nylon", en matière acrylique ou en polyesterd'une texture comprise entre 3 et deniers. Ces fibres sont disposées en faisceaux et elles sont orientées suivant la direction longitudinale de la tige 7. L'une des extrémité d'une telle tige d'alimentation en encre est introduite dans l'ouverture arrière de la douil- le 1 de manière à -présenter une surface en contact avec la tige de guidage 6. Suivant une variante, l'extrémité arrière de la tige de guidage d'encre 6 est enfoncée dans la tige d'alimentation 7 ou bien un jeu très faible est prévu entre cette tige d'alimentation et la tige de guidage 6. En-outre, comme représenté sur la figure 3, la tige 7' d'alimentation enencre peut être d'un seul tenant avec la tige de guidage 6, son diamètre allant en diminuant progres- sivement en direction de la pointe du stylo. Cet élément d'un seul tenant est constitué par exemple par des fibres dispo- sées en faisceaux et recouvertes de résine ou par des éléments en matière plastique moulée contenant des alvéoles continus. Les figures 6 à 10 représentent diverses formes possibles des saillies 5 et du.siège 9 de la bille. Dans le cas de la figure 6, le siège 9 est en contact ponctuel avec la bille 4 tandis que, dans le cas de la figure 7, le siège 9' est en contact avec la bille suivant une ligne. Dans le cas de la figure 9, le siège 9"' est en contact avec la bille 4 suivant une surface, comme dans le cas de la forme de réali- sation représentée sur la figure 8, o l'on voit que le siège 9"f est en contact avec la bille 4 suivant une surface. Si l'on veut tracer avec le stylo à bille des lignes fines, il faut réduire le plus possible la surface de contact entre la bille et son siège; au contraire, si l'on tient à tracer un trait continu épais, il faut que la surface de contact entre la bille et son siège soit grande. La figure 10 représente une autre forme de réalisa- tion des saillies 5, selon laquelle l'une des saillies est plus longue dans la direction longitudinale et du câté de la face arrière, que les autres saillies. Dans ce cas, étant donné que c'est avec la face latérale que cette saillie plus longue que la tige de guidage d'lencre 6 est en contact, il se forme, entre la tige de guidage 6 et les saillies 5 qui ne la touche pas, un certain jeu dans lequel s'accumule l'encre. Cette accumulation assure une alimentation régulière de la bille empêchant ainsi toute solution de continuité dans la circulation de l'encre. REVENDICATIONS 1. Pointe de stylo à bille caractérisée par le fait qu'elle comprend une douille (1) consistant en un manchon-guide en métal (2), de forme tubulaire, et un col- lier (3) dont les deux extrémités sont munies d'ouvertures, le dit manchon-guide (2) communiquant avec l'une des dites ouvertures pour le passage de l'encre, ce manchon-guide (2:) comportant une série de saillies, ou protubérances (5) réalisées en rabattant radialement vers l'intérieur ce manchon-guide tubulaire suivant un même cercle directeur de manière à constituer un siège (9) par leurs parois radiales et à obtenir une série de passages capillaires pour l'encre, entre saillies voisines, une bille (4) assujettie de manière à pouvoir tourner, dont une partie de la surface est à l'air libre, cette bille étant retenue entre ledit siège (9) et un bout dudit manchon-guide, une tige (7) d'alimentation en encre introduite dans l'autre desdites ouvertures dudit collier (3), et une tige (6) de guidage d'encre logée dans ledit manchon- guide (2), ladite tige de guidage (6) ayant l'une de ses extrémités au contact d'au moins l'une desdites saillies (5). 2. Pointe de stylo à bille selon la revendication 1 caractérisée par le fait que ledit manchon-guide (2) est solidaire dudit collier (3), de telle sorte que la douille (1) est d'un seul tenant. 3. Pointe de stylo à bille selon la revendication 1 caractérisée par le fait que ledit manchon-guide (2) est indépendant dudit collier, et accouplé à ce collier de manière à constituer la douille (1). 4. Pointe de stylo à bille selon la'revendication 1 caractérisée par le fait que ledit siège (9) formé par les dites saillies (5) est prévu pour être en contact ponctuel avec la bille (4). 5. Pointe de stylo à bille selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ledit siège (9) formé par lesdi- tes saillies (5) est prévu de manière à être en contact avec *11 la bille (4) suivant une ligne. 6. Pointe de stylo à bille selon la revendication 1 caractérisée par le fait que ledit siège (9) formé par les dites saillies (5) est prévu pour être en contact avec la bille (4) suivant une surface.- 7. Pointe de stylo à bille selon la revendication 1 caractérisée par le fait que lesdites saillies (5) ont toutes la même longueur dans la direction longitudinale et par le fait que ladite tige de guidage (6) est au contact de toutes les saillies (5). 8. Pointe de stylo à bille selon la revendication 1 caractérisée par le fait que l'une desdites saillies (5) est plus longue que les autres saillies en direction dudit collier (3), de telle sorte que ladite tige de guidage (6) est en contact uniquement avec cette saillie plus longue que les autres, ce qui laisse un espace entre cette tige de gui- dage (6) et les autres saillies. 9. Pointe de stylo à bille selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ladite tige de guidage (6) est indépendante de ladite tige d'alimentation en encre (7). 10. Pointe de stylo à bille selon la revendication 1 caractérisée par le fait que ladite tige de guidage (6) est d'un seul tenant avec ladite tige d'alimentation (7). 11. Pointe de stylo à bille selon la revendication 9 caractérisé par le fait que ladite tige d'alimentation en encre (7) a la forme d'une baguette et par le fait qu'elle est constituée par des fibres disposées en faisceaux collées partiellement à l'aide de résine, ces fibres étant orientées suivant la direction longitudinale de ladite tige (7) d'ali- mentation en encre. 12. Pointe de stylo à bille selon la revendication 9 caractérisée par le fait que ladite tige de guidage-d'encre (6) est en matière plastique et par le fait qu'elle a la forme d'une baguette de section transversale irrégulière, de manière à former des canaux capillaires orientés suivant la direction longitudinale, ces canaux étant délimités par ladite baguette en matière plastique et par une surface périphérique inté- rieure ddit manchon-guide (2) de forme tubulaire. 13. Stylographe caractérisé par le fait qu'il com- prend un manche (12), un réservoir à encre (13) et une pointe, ladite pointe comprenant une douille (1) consistant en un manchon-guide en métal (2), de forme tubulaire, et un col-- lier (3) dont les deux extrémités sont munies d'ouvertures, ledit manchonguide (2) communiquant avec l'une desdites ouvertures pour le passage de l'encre, ce manchon-guide (2) comportant une série de saillies, ou protubérances, (5) réali- sées en rabattant radialement vers l'intérieur ce manchon- guide tubulaire suivant un même cercle directeur de manière à constituer un siège (9) par leurs parois radiales et à obtenir une série de passages capillaires pour l'encre, entre saillies voisines, une bille (4) assujettie de manière à pou- voir tourner, dont une partie de la surface est à l'air libre, cette bille étant retenue entre ledit siège (9) et un bout dudit manchon-guide, une tige (7) d'alimentation en encre introduite dans l'autre desdites ouvertures dudit collier (3), et une tige (6) de guidage d'encre logée dans ledit manchon- guide (2), ladite tige de guidage (6) ayant l'une de ses extrémités au contact d'au moins l'une desdites saillies (5), ladite tige (7) d'alimentation en encre ayant l'une de ses extrémités en regard de ladite tige de guidage (6) et son au- tre extrémité en regard dudit réservoir à encre (13).