Brevet FR2563470A1 — publié le 19851031

Stylo-traceur, muni d'un moyen de compensation de pression pour évacuer l'encre excédentaire.- L'invention concerne un stylo-traceur comportant une pointe d'écriture à bille ou à feutre, un matériau fibreux, une matière synthétique extrudée et un réservoir pour de l'encre, la pointe d'écriture et le réservoir étant relié à l'aide d'un conducteur d'encre comportant des canaux capillaires, qui est entouré par un moyen de compensation de pression ayant des chambres an- nulaires servant à recevoir l'encre excédentaire, chambre formée par des nervures disposées à intervalle les unes des autres, ces chambres étant reliées entre elles ou à l'atmosphère extérieure par un canal ou une fente annulaire, par un orifice de mise à l'atmosphere. Un stylo-traceur est un instrument pour écrire, destiné à une table traçante, c'est-à-dire un appareil permettant de tracer automatiquement des lignes, des signes, des diagrammes ou analogues. Jusqu'à présent, on a utilisé comme stylo- traceur des stylos à encre de chine, les stylos à bille, notamment les stylos à encre liquide, les stylos à fibre ou à feutre. Comme les tables traçantes fonctionnent souvent à vitesse d'écriture élevée, on a inévitablement des parties de traits non tracées, dans le cas de stylos- traceurs connus. Les stylos-traceurs habituels, utilisés jusqu'à présent, ne permettent de satisfaire cette exigence. La présente invention a pour but de créer un stylo-traceur permettant de tracer à vitesse élevée, offrant un volume d'encre important et permettant en outre d'utiliser complètement l'encre, ayant une alimentation d'encre constante indépendante de la réserve d'encre. La solution de ce problème a pour origine un appareil d'écriture à encre, dans lequel le conducteur d'encre qui relie la pointe d'écriture au volume du réservoir d'encre est entouré par un moyen d'équilibrage de pression. De tels appareils d'écriture à encre décrits par exemple dans le brevet DE - 26 09 668, ont été dévelop- pés avant tout pour une utilisation manuelle. Les moyens d'équilibrage de pression existant sur de tels appareils, moyens encore appelés régulateurs de pression, ont pour but d'absorber l'encre excédentaire lors des variations de pression de température ou de position, de façon que cette encre ne sorte de l'instrument à écrire en passant par la pointe d'écriture. Afin que l'encre du moyen d'équilibrage de pression d'un appareil manuel soit maintenue dans des conditions d'utilisation et de travail différentes, il faut que les chambres pour l'équilibrage de pression soient dimensionnées afin de retenir l'encre par effet de capillarité. Cela signifie toutefois queles nervures qui délimitent les chambres soient très rapprochées, avec un intervalle de l'ordre de 0,1 mm à 0,2 mm. Pour obtenir un volume aussi grand que possible pour le moyen d'équilibrage de pression tout en ayant un encombrement aussi réduit que possible, il faut nécessairement avoir des nervures très minces. Leur épaisseur se situe usuellement dans l'ordre de grandeur de 0, 3 mm. La réalisation de moyen d'équilibrage de pression,ayant des lamelles aussi fines,est difficile et coûteuse. De plus le volume d'un tel moyen d'équilibrage de pression est trop faible pour des stylos-traceurs. De plus, l'effet de capillarité du moyen d'équilibrage de pression est un inconvénient, car la quantité de l'encre fournie par la pointe d'écriture dépend du volume d'encre se trouvant dans le réservoir d'encre et une partie de l'encre est retenue par effet de capillarité dans le moyen d'équilibrage de pression, ce qui ne permet pas d'utiliser complètement toute l'encre. La présente invention propose un stylo- traceur muni d'un moyen d'équilibrage de pression remédiant à de tels inconvénients. Ainsi l'invention concerne un stylo-traceur caractérisé en ce que la distance des nervures entre elles est telle que les chambres annulaires ne présentent pas d'effet capillaire pour l'encre utilisée pour l'écriture et en ce qu'en outre il est prévu une ouverture de mise à l'atmosphère pour relier le moyen d'équilibrage de pression à l'atmosphère lorsque le stylo est en position d'écriture, au-dessus de la chambre et un canal de liaison entre le conducteur d'encre et le moyen d'équilibrage de pression en- dessous de ia chambre. Dans le cas du stylo-traceur réalisé selon l'invention. il est prévu un moyen d'équilibrage de pression comportant des chambres qui ne présentent pas elles-mêmes d'effets de capillarité. En effet dans le cas d'un stylotraceur, on peut renoncer à l'effet de capillarité par les chambres d'équilibrage de pression si il est en outre prévu, contrairement aux instruments à écrire manuels, d'avoir une ouverture de mise à l'air qui sert à réaliser la liaison entre le moyen d'équilibrage de pression et l'atmosphère, se trouve au-dessus des chambres, lorsque le stylo est en position d'écriture. La réalisation d'un tel moyen d'équilibrage de pression avec des nervures d'une épaisseur d'environ 1 mm et un intervalle de 1 mm est beaucoup plus simple et moins coGteuse. De plus, par compa- raison avec les moyens d'équilibrage de pression, de même dimension, un tel moyen d'équilibrage de pression présente un volume de stockage d'encre beaucoup. plus important. Suivant une variante de la solution de l'invention, les chambres annulaires délimitées par les fentes entre les nervures et la paroi intérieure du bottier des canaux peuvent présenter un effet de capillarité pour l'encre d'écriture, contrairement aux chambres annu- laires délimitées par des nervures. Dans le cas d'appareils d'écriture à encre à usage manuel, le plus grand risque d'échappement d'encre provient du fait que l'instrument à écrire est exposé à des variations de température et de pression avec des modifications simultanées de position du fait que l'instrument à écrire est transporté d'un endroit à un autre, par exemple dans la poche de la veste de l'utilisaeur. Ce risque n'existe dans le stylo-traceur que lors du transport jusqu'à la table traçante qui en général se trouve à poste fixe. Pour éviter en sécurité la sortie d'encre au cours de ce transport, il est conseillé comme le prévoit en outre la présente invention, de conce- voir la réserve d'encre comme cela est déjà connu pour les instruments à écriture manuelle dans une cartouche d'encre, particulière, que l'on place dans le stylo-traceur unique- ment à l'endroit de l'utilisation. L'utilisation d'une cartouche d'encre amovible pour un stylo-traceur offre deux autres avantages. En premier lieu, il n'est pas nécessaire de changer le stylo-traceur lorsque la réserve d'encre est épuisée. I1 suffit d'introduire une nouvelle cartouche d'encre. Pour pouvoir surveiller la consommation d'encre et pouvoir la constater suffisamment t8t, il est conseillé comme le prévoit la présente invention d'avoir une cartouche d'encre en un matériau transparent. Par ailleurs, l'amovibilité de la car- touche permet également sans difficulté de changer de couleur. De façon avantageuse, l'opercule qui ferme la catouche est muni d'un repère de couleur o est lui-même en un matériau en couleur. L'opercule peut également avoir d'autes repères, comme par exemple la date de remplissage. Pour le traçage de l'encre d'écriture fournie à partir du réservoir d'encre par un conducteur d'encre jusqu'à la pointe d'écriture, il convient d'uti- liser non seulement des pointes à bille connues, des stylos à bille, mais également des pointes à feutre ou à fibre, ou encore des pointes en matière synthétique extrudée. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le moyen d'équilibrage de pression comporte à son extrémité opposée à la pointe d'écriture un prolon- gement, cylindrique, entourant le conducteur d'encre et qui peut être logé de façon étanche à l'air et au liquide dans le col de la cartouche d'encre. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'extrémité du prolongement qui vient dans la cartouche d'encre est coupé en biais et est plus longue que le col de cartouche et en ce que ce dernier est fermé à l'aide d'une bille susceptible d'être expulsée ou analogue, pour le stockage ou le transport. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le col de la cartouche comporte à son extré- mité située du côté du volume d'encre, une lèvre annulaire élastique, qui entoure de façon étanche le prolongement du moyen d'équilibrage de pression lorsque la cartouche est mise en place. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le boîtier du moyen d'équilibrage de pression comporte un logement cylindrique avec une nervure d'encli- quetage, interne, logement dans lequel se place la cartouche avec sa pièce de tête rétrécie. Suivant une autre caractéristique de l'inention, le capuchon est susceptible d'être placé sur la pointe d'écriture. Un exemple de réalisation de l'inven- tion sera décrit ci-après à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une coupe axiale d'un stylo traceur selon l'invention, le capuchon étant simplement indiqué; - la figure 2 est une coupe radiale selon la ligne A-B de la figure 1. Selon la figure 1, le stylo-traceur de l'invention se compose des éléments suivants: - une pointe d'écriture 10 avec une bille 11; - un moyen d'équilibrage de pression 20 avec un organe de compensation 21 - une cartouche d'encre 50; - un conducteur d'encre 40 qui va de la pointe d'écriture 10 jusqu'à l'intérieur de la cartouche d'encre 50; - un capuchon 60 qui n'est mis en place que pour le stockage de transport ou lorsque la pointe d'écriture est au repos. Le capuchon évite avant tout le séchage de l'encre tout en assurant également une protection contre les accidents mécaniques. Pour mieux comprendre la construction du stylo-traceur notamment la structure du moyen d'équili- brage de pression, on décrira tout d'abord l'aspect physique du fonctionnement. Pour cela, il faut supposer que la position d'écriture du stylo-traceur est pivotée d'environ 90 par rapport à la position représentée à la figure 1. Dans cette position, l'encre contenue dans la cartouche d'encre 50 se regroupe dans la pièce de tête rétrécie 56, et de là, l'encre passe par effet de capillarité du conducteur d'encre 40 et des canaux capillaires usinés dans la pointe d'écriture 10 vers la bille 11. Lors de l'écriture, on consomme de l'encre, si bien qu'il s'établit une dépression dans la cartouche d'encre 50 reliée de façon étanche à l'air et au liquide, au moyen d'équilibrage de pression 20. Pour compenser la pression, l'air provenant de l'atmosphère ambiant, passe par les orifices de mise à l'atmosphère 27 et 28, les chambres annulaires 23 du moyen de compensa- tion de pression 20 et la fente annulaire 29, entre le conducteur d'encre 40 et l'organde de compensation 21 à l'intérieur de la cartouche d'encre 50. I1 ne faut pas qu'il y ait de mise à l'air par l'intermédiaire de la pointe d'écriture 10 ou par la monture de la pointe d'écri- ture, ni par l'intervalle entre le col 51 de la cartouche et le prolongement de compensation de pression 31, car sinon l'alimentation en encre est interrompue lors de l'écriture ou des gouttelettes se forment au niveau de la bille 11. Le moyen d'équilibrage de pression 20 se compose d'un boîtier 26 dans lequel se trouve l'organe de compensation 21. Cet organe de compensation 21 comporte une rangée de nervures annulaires 22, coaxiales, qui se trouvent à intervalle a, les unes des autres de façon à délimiter les chambres annulaires 23. Les intervalles a qui selon l'exemple de réalisation préférentiel sont égaux à 1, 1 mm, sont choisis pour que les chambres annulaires n'offrent pas de capillarité pour l'encre d'écriture. L'épaisseur b des nervures annulaires 22 est sensiblement dans le meme ordre de grandeur; dans l'exemple de réalisation, cela correspond exactement à 0, 9 mm. Le diamètre des nervures annulaires 22 est légèrement inférieur au diamètre intérieur du bottier 26 de façon à former des fentes annulaires 37 entre les surfaces périphériques et la paroi intérieure du boîtier, fentesqui peuvent toutefois être dimensionnées de façon à exercer des forces capillaires sur l'encre d'écriture. Les nervures annulaires 22 sont bloquées dans leur position par rapport au boltier 26 par les brides d'extrémité 35 et 36, s'appuyant contre la paroi intérieure du bottier 26. Toutes les chambres annulaires 23 sont reliées entre elles par un canal d'encre 24 parallèle à l'axe; ce canal est formé par la découpe d'un segment rectangulaire dans les nervures annulaires, comme cela parait à la figure 2; les hâchures font apparaître les nervures 22 absentes en-dessous du conducteur d'encre 40 à la figure 1. Le cas échéant, le canal d'encre 24 peut également présenter un effet de capillarité pour l'encre. De plus, comme déjà mentionné ci-dessus, les chambres annulaires 23 sont reliées par les chambres capillaires 37 entre les nervures 22 et la paroi intérieure du boîtier 26. La chambre 23a voisine de la pointe d'écriture 10 est reliée directement au conducteur d'encre 40 par une fente capillaire 25. Des canaux de liaison 25a, prévus dans la nervure 22a ou la bride 35 et ouverts en direction de la chambre 23a sont reliés à cette fente 25; ces canaux vont jusqu'à la fente annulaire entre les nervures 22 et la paroi intérieure du boîtier 26. - Ce moyen d'équilibrage de pression fonctionne comme suit: Lors d'une élévation de température ou d'une élévation de pression notamment du volume d'air au- dessus du niveau d'encre dans la cartouche d'encre 50, du fait de sa dilatation de volume, l'air refoule de l'encre du conducteur d'encre 40 dans la fente annulaire 29 et tout d'abord dans la chambre 23a. Lorsque la chambre 23a est pleine, les chambres 23 suivantes partant de bas en haut, se remplissent d'une part par les fentes annu- laires capillaires 37 entre les nervures annulaires 22 et la paroi intérieure du bottier et d'autre part, par le canal d'encre 24, axial. Lors du refroidissement ou lorsque la pression diminue, l'encre prise dans le moyen de compensation de pression revient en sens inverse dans la cartouche à encre. Comme l'ouverture d'évacuation d'air 28 se trouve audessus de la dernière chambre 23 lorsque le stylo-traceur est en position d'écriture, aucune sortie d'encre n'est possible. Du fait de l'absence de capillarité des chambres 23, il est conseillé de ne mettre la cartouche à encre 50 dans le stylo-traceur qu'à l'endroit de l'utili- sation. Pour cela, on engage la cartouche d'encre 50 par sa pièce de tête rétrécie 56 dans le logement cylindrique 32. A ce moment, le prolongement cylindrique 31 du corps de compensation 21 pénètre dans le col de cartouche 51 et repousse la bille 52 qui ferme l'ouverture intérieure du col 51, à l'intérieur de la cartouche. Lorsque la cartouche n'a pas encore été utilisée, la bille 52 est reliée à la partie du col 51 se trouvant àl'intérieur de ce volume, en étant de préférence pressée dans ce col. L'extrémité 34 du prolongement 31 qui pénètre dans la cartouche est en biais. Cette forme en biais entraîne que lors de la compensation de pression, l'air ne peut sortir de l'intérieur de la cartouche que sous la forme de petites bulles, ce qui évite des à-coups dans l'écoulement de l'encre. Pour assurer une fermeture étanche entre le col 51 de la cartouche et le prolongement 31, l'étanché- ité qui est importante pour le fonctionnement, le col 51 de la cartouche a sur son côté intérieur, une lèvre d'étanchéité 55, élastique, qui s'applique contre le côté extérieur du prolongement 31 de façon étanche à l'air et au liquide. Pour fixer la position de la cartouche 30 à l'intérieur du logement 32, il est prévu des nervures d'encliquetage 33 qui s'appuient contre la surface extérieure de la pièce de tête 56 ou viennent s'y loger dans des cavités. L'alimentation en air de la cartouche 50 se fait par l'ouverture arrière qui est fermée par un opercule 53. La surface 54 de l'opercule qui est légèrement en retrait par rapport au bord du couvercle convient de façon avantageuse pour caractériser la couleur ou le type d'écriture. 1l LEGENDE DES FIGURES pointe d'écriture Il bille moyen d'équilibrage de pression 21 organe de compensation 22 nervures annulaires 22a nervure annulaire avant 23 chambres annulaires 23a chambre annulaire avant 24 canal axial d'encre fente capillaire a canal de liaison 26 boitier du moyen d'équilibrage de pression 27 orifice de mise à l'atmosphère 28 " " " " " 29 fente annulaire support 31 prolongement cylindrique 32 logement de cartouche 33 nervure d'encliquetage 34 surface inclinée du prolongement , 36 bride d'extrémité 37 fente annulaire conducteur d'encre cartouche d'encre 51 col 52 bille d'obturation 53 opercule 54 surface de l'opercule lèere d'étanchéité 56 pièce de tête rétrécie capuchon. REVENDICATIONS 1 ) Stylo-traceur comportant une pointe d'écriture à bille ou à feutre, un matériau fibreux, une matière synthétique extrudée et un réservoir pour de l'encre, la pointe d'écriture et le réservoir étant relié à l'aide d'un conducteur d'encre comportant des canaux capillaires, qui est entouré par un moyen de compensation de pression ayant des chambres annulaires servant à rece- voir l'encre excédentaire, chambre formée par des nervures disposées à intervalle les unes des autres, ces chambres étant reliées entre elles ou à l'atmosphère extérieure par un canal ou une fente annulaire, par un orifice de mise à l'atmosphère, stylo caractérisé en ce que la distance des nervures (22) entre elles est telle que les chambres annulaires (23) ne présentent pas d'effet capillaire pour l'encre utilisée pour l'écriture, et en ce qu'en outre il est prévu une ouverture de mise à l'atmosphère (28) pour relier le moyen d'équilibrage de pression (20) à l'atmos- phère lorsque le stylo est en position d'écriture, au- dessus de la chambre (23) et un canal de liaison (25a) entre le conducteur d'encre (40) et le moyen d'équilibrage de pression (20) en-dessous de la chambre (23). 2 ) Stylo-traceur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fente annulaire (37) entre les nervures (22) et la paroi intérieure du bottier (26) ou le canal de liaison (24) est dimensionnée pour donner un effet de capillarité pour l'encre d'écriture. 3 ) Stylo-tracteur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'inter- valle (a) des nervures (22) est de l'ordre de 1 mm. 4 ) Stylo-traceur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'épaisseur (b) des nervures (22) est de l'ordre d'environ 1 mm. ) Stylo-traceur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le réservoir d'encre est constitué par une cartouche d'encre (50) qui peut être reliée au stylo-traceur de préférence uniquement à l'endroit de l'utilisation. 6 ) Stylo-traceur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen d'équilibrage de pression (20) comporte à son extrémité opposée à la pointe d'écri- ture (10) un prolongement (31), cylindrique, entourant le conducteur d'encre (40) et qui peut être logé de façon étanche à l'air et au liquide dans le col (51) de la cartouche d'encre (50). 7 ) Stylo-traceur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'extrémité (34) du prolongement (31) qui vient dans la cartouche d'encre (50) est coupé en biais et est plus longue que le col de cartouche (51) et en ce que ce dernier est fermé à l'aide d'une bille (52) susceptible d'être expulsée ou analogue, pour le stockage ou le transport. 8 ) Stylo-traceur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le col (51) de la cartouche comporte à son extrémité située du coté du volume d'encre, une lèvre annulaire (55) élastique, qui entoure de façon étanche le prolongement (31) du moyen d'équilibrage de pression (20) lorsque la cartouche (50) est mise en place. 9 ) Stylo-traceur selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le boîtier (26) du moyen d'équilibrage de pression (20) comporte un logement cylindrique (32) avec une nervure d'encliquetage (33), interne, logement dans lequel se place la cartouche (50) avec sa pièce de tête rétrécie (56). 10 ) Stylo-traceur selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que la car- touche d'encre (50) est fermée par un opercule (53) soli- daire qui sert en même temps de support pour un repère de couleur ou de type d'écriture. 11 ) Stylo-traceur selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que la cartouche d'encre est en un matériau transparent. 12 ) Stylo-traceur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par un capuchon (60) susceptible d'être placé sur la pointe d'écriture (10). 13 ) Stylotraceur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la pointe d'écriture est une pointe à bille avec une bille d'écriture (11), une pointe en feutre ou en fibre, ou une pointe en matière synthétique extrudée.