旋轉頭的製作方法

2023-05-25 07:22:11 1

專利名稱：旋轉頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及用來使原子筆尖的邊緣變形的、被稱為旋轉頭的裝置，它包括安裝成可在旋轉頭中自由旋轉的兩個旋轉軋輥，所述旋轉軋輥設有成形盤，所述成形盤在它們之間形成一間隙，一可克服彈簧力而移動的、帶有V形端面的舌狀部穿過該間隙延伸。
背景技術：
當將用於原子筆的硬質圓珠安裝在用原子筆的可變形材料製成的筆尖中的其座部中時，圓珠首先被插入一大體呈圓筒形的盲孔中，然後通過塑性變形來對筆尖在圓珠赤道圈上方延伸的邊緣形成凸緣，以將圓珠包圍和保持在一赤道圈「上方」的區域中。
圓珠所安置的孔在其內端區域中具有承窩或凹槽，以能輸送書寫流體(以下為了簡便而稱為「墨水」)。該孔也並不真正是一端堵塞的，因為有一直徑小於圓珠的小孔從其內端區域通至墨水貯槽。
多年來，一直沿用揭示在文獻US 3,135,231A中的以下方法來形成該邊緣的凸緣。
被稱為旋轉頭的凸緣形成裝置具有彼此平行並沿垂直方向定向的兩個杆裝置。在它們的下端，它們可以支承大致成圓形的硬質成形盤，這些成形盤大體沿向下方向呈錐形削斜。杆和成形盤所形成的組件被稱為旋轉軋輥，並安裝成能自由樞轉。成形盤的周緣有呈間隙形式的一個小間隔。在該間隙的中心有一硬質的薄舌狀部，該舌狀部帶有一V形前端面，並可克服一彈簧力而軸向移動。旋轉頭可繞與兩成形盤軸對稱的一軸線旋轉，並且也可被驅使而繞該軸線旋轉。
因此，操作方法如下在成形盤之間的間隙中，相對旋轉頭的旋轉軸線同軸心地引導一筆尖及其圓珠，然後，圓珠首先接觸V形前表面。因而，將圓珠和筆尖居中和牢固地定位在舌狀部的平面內。然後，舌狀部克服彈簧力而發生偏移，並且筆尖成為與安裝成能自由樞轉的成形盤相接觸。這使在垂直於舌狀部平面的平面中居中。筆尖和旋轉頭相互抵靠的軸向壓縮是由一預定的作用力來生成的，該作用力源自預定數量的相對旋轉。藉由成形盤的旋轉，筆尖與旋轉頭之間的相對運動可產生一偏置。因此，由於壓縮力以及由於若干圈的旋轉，成形盤的邊緣被壓縮抵靠在圓珠上，並且該邊緣的可變形材料被密實和拉伸，這圍繞圓珠在赤道圈的區域中產生了基本同心的間隙。該凸緣形成操作就完成了。
對這種設備進行了嘗試和試驗，在全世界範圍所製造的所有原子筆中，半數以上是用這種工藝和使用這種裝置來製成的。
不過，這種裝置存在一個缺點，該缺點是由於各種零件的狹窄限制範圍內的預定幾何尺寸比值而產生的。因為，設有兩根定向成平行於成形盤的軸，所以，即便是極其小型化並使用沿徑向的特殊的扁平安裝軸承，也不可能在兩旋轉軸線之間形成小於約10毫米的間隙。因此，成形盤的直徑也不可避免地固定在各為10毫米左右。筆尖的直徑在其邊緣區域中約為0.6至1.2毫米，因此，它急劇地彎曲。因而，筆尖與成形盤的曲率比在約1∶16至1∶8的範圍內。這些尺寸比值導致一相對較大的接觸區域，因而導致一低的Hertz表面壓力。如果Hertz表面壓力較高的話，則筆尖材料就可較好地「捏合(kneading)」。實現這一點最有效的方式是減小接觸面積，而例如通過將曲率比增加至1∶4可使接觸面積減小。
該已知裝置的另一缺點是，它難於精確地調節兩成形盤的軸向位置。
文獻US 3,135,231 A還揭示了一個實施例，其中成形盤的兩桿不是布置成平行於旋轉頭的旋轉軸線，而是相對後者傾斜，以使它們的軸線在旋轉軸線上相交。沒有指出這種布置的理由，而且也沒有在實際中使用這樣的布置，這可能是因為製造用於杆軸承的非平行座部是十分昂貴的。

發明內容
本發明的目的是發明一種裝置，其中可以實現上述的曲率比，並且能實現所希望的成形盤的位置。
本發明之所以能實現其目的，是由於以下的事實它使用帶有對齊的軸線的兩個成形盤，所述成形盤的前表面定位成彼此相對，且其間有一間隙。通過這種裝置，成形盤的直徑可保持明顯小於現有技術中的直徑。
附圖簡述下文將基於附圖對本發明進行更加詳細的描述。


圖1是根據本發明的一旋轉頭的示意圖，圖2是圖1所示裝置頂部的示意圖，以及圖3是一尺度放大的詳圖。
具體實施例方式
如可從圖1所見，根據本發明的旋轉頭主要包括帶有同軸心地布置的杆2的兩個成形盤1。由成形盤和杆(它們通常是製成單個零件的)所構成的組件下文被稱為旋轉軋輥。保持在滾珠保持器(未示出)中的滾珠3沿徑嚮導引杆2。各杆2的軸向定位是藉助於支靠在其離開成形盤1最遠的端面上的一球珠5來實現的。球珠5也保持在一球珠保持器(未示出)中，並靠在旋轉頭的一承載表面6上。(該承載表面6是由放置在頂部的一零件來形成的。)球珠5和旋轉軋輥的總長確定間隙的位置以及成形盤的旋轉型面的位置。
各成形盤1基本上具有一前表面和一旋轉型面，在本應用中，所述旋轉型面指的是成形邊緣的表面的一部分。通過將其尺寸與也示出的筆尖相比，可見成形軋輥的尺寸之小。因此，與現有技術相比，在旋轉軋輥的質量方面也有明顯的減小，所述旋轉軋輥較佳的是用碳化鎢製成。由於直徑顯著減小至約4毫米，本發明就可實現上述的1∶4和更加希望的曲率比。
在相對的前表面之間延伸有一舌狀部8，一彈簧沿軸向(圖1中向下的箭頭)對該舌狀部徑向加載。特別是在圖3中可以十分清楚地看到舌狀部8的V形前表面。舌狀部8由一桿7進行導引，並形成其前端。在圖3中還可見一筆尖10，筆尖中插入有一圓珠9，該圓珠已使舌狀部沿著箭頭所示方向克服彈簧力而稍稍偏移。
在圖1中，在杆7與舌狀部8之間過渡處的肩部位於成形盤1的周緣上——成形盤是固定不動的。在圖3中，該肩部已稍稍抬升，使得成形盤在筆尖10連續地沿箭頭方向移動直至與成形盤接觸時可旋轉。
在筆尖與旋轉頭之間的相對運動的最後階段中，在形成已知的、與圓珠9同心的弧形墨水間隙的同時(在引述中已提及)，邊緣發生塑性變形。
本發明並不局限於所給出的說明性實施例，而可加以修改和組成不同的結構。在本說明書中，旋轉頭總是位於筆尖上方，但這並非是強制性的，而且，旋轉頭和筆尖之間的旋轉軸線也可以水平延伸，或者當旋轉軸線是垂直的話，筆尖可以向下移動，以與在其下方的旋轉頭接觸。也可利用一調節機構(調節螺釘、墊片等)來對承載表面6的位置加以修改——承載表面6無需是圖2中所示的圓形形狀。在本例中定義為書寫頭上下運動而旋轉頭旋轉運動的這些運動也可以其它的方式來實現。已經發現，有利的是，旋轉頭繞其主軸線迴轉、但沿著軸向不可動。筆尖不旋轉，但軸向移動，直至書寫圓珠與第一側面接觸為止，然後彈簧加載的V形舌狀部與另一側面接觸。隨著筆尖朝向旋轉頭連續前進，筆尖放置成與兩成形盤接觸，並也沿與V形舌狀部成直角的方向居中。最後，在軸向運動持續進行和發生邊緣變形的過程中，安裝成可自由樞轉的成形盤藉由因旋轉頭的旋轉而偏置。
在本發明的一個尤為關注的實施例中，筆尖支靠在一夾具中，所述夾具安裝成帶有一微小的徑向遊隙，以確保即使筆尖和裝置兩者中都可能存在缺陷筆尖也可如上所述地毫不困難地居中定位。
軸向前進遵從一受控制的曲線，並由一固定的擋塊來加以限制。最大的前進力也可由軸向作用的彈簧來進行限制。該彈簧必須首先克服由V形舌狀部的弱得多的彈簧(位於旋轉頭內部)所施加的反力，從而提供使邊緣變形的力。
重要的是，成形盤首先藉由因與邊緣的接觸(有一可忽略不計的量的滑動)而在旋轉方向上發生偏置。這是藉助於本發明所實現的旋轉軋輥和它們的軸承的小質量、以及藉助於旋轉軋輥和邊緣之間的Hertz壓力來實現的。
權利要求
1.一種用來使原子筆尖的邊緣變形的旋轉頭，它包括安裝成可在旋轉頭中自由樞轉的兩個旋轉軋輥，所述旋轉軋輥設有成形盤(1)，所述成形盤在它們自身之間形成一間隙，一可克服彈簧力而移動的、帶有V形前端面的舌狀部(8)穿過該間隙延伸，所述旋轉頭的特徵在於，旋轉軋輥可繞對齊的軸線(11)自由旋轉，並且間隙由成形盤的前表面形成。
2.如權利要求1的旋轉頭，其特徵在於，各旋轉軋輥的軸向位置由旋轉頭的一相應的承載表面(6)來確定。
3.如權利要求2所述的旋轉頭，其特徵在於，承載表面(6)的位置是可調節的。
4.如前述權利要求中任一項所述的旋轉頭，其特徵在於，舌狀部(8)是一桿(7)的一部分，並且杆上的至少一個肩部在彈簧力的作用下支靠在成形盤(1)中的至少一個的周緣上。
5.如權利要求4所述的旋轉頭，其特徵在於，當V形舌狀部(8)處於支靠位置時，在V形型面的側面與成形盤之間的軸向距離可確保圓珠(9)在筆尖(10)的邊緣(12)與成形盤接觸之前先與V形型面的兩側面相接觸。
6.如前述權利要求中任一項所述的旋轉頭，其特徵在於，筆尖(10)的支承具有一不超過圓珠(9)直徑0.2倍的徑向遊隙。
全文摘要
本發明涉及一種用來使原子筆尖(10)的邊緣變形的、被稱作旋轉頭的裝置。本發明的裝置包括安裝成可在旋轉頭中自由樞轉的兩個旋轉軋輥。所述旋轉軋輥包括成形盤(1)，所述成形盤在它們之間形成一間隙。一帶有V形前端面的舌狀部(8)穿過該間隙延伸，並可克服彈簧力而移動。本發明的特點在於(1)旋轉軋輥可繞對齊軸線(11)自由旋轉，和(2)間隙由成形盤(1)的前表面形成。
文檔編號B43K15/02GK1615227SQ03802117
公開日2005年5月11日 申請日期2003年1月10日 優先權日2002年1月10日
發明者F·斯米茨, A·施米茨, D·施米茨 申請人:比克公司