Weitere Vorteile und Einzelheiten gehen aus der nun folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen hervor. Es zeigen:

1 in Längsschnittdarstellung die Spitze eines erfindungsgemäßen Druckbleistiftes, bei der sich die Halteeinrichtung und das damit verbundene Minenröhrchen in der Schreibstellung befinden,

2 einen Druckbleistift nach 1 in Längsschnittdarstellung, bei dem sich Halteeinrichtung und Minenröhrchen in der eingezogenen Ruhestellung befinden,

3 einen Längsschnitt einer Gleithülse in Richtung der Mittellängsachse des Druckbleistifts,

4 eine Seitenansicht einer Gleithülse in Richtung des Pfeiles IV in 3,

5 eine Draufsicht auf die Stirnseite einer Gleithülse in Richtung des Pfeiles V in 3,

6 eine Längsschnittdarstellung des Spitzenbereiches einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckbleistiftes, bei dem sich Halteeinrichtung und Minenröhrchen in der ausgefahrenen Schreibstellung befinden,

7 eine Seitenansicht der Gleithülse eines Druckbleistiftes gemäß 6,

8 eine Längsschnittdarstellung der Gleithülse gemäß 7 entlang der Linie VIII-VIII in 9,

9 eine Draufsicht auf die spitzenseitige Stirnseite der Gleithülse in Richtung des Pfeiles IX in 8,

10 eine Draufsicht auf die schaftseitige Stirnseite der Gleithülse in Richtung des Pfeiles X in 8,

11 den Spitzenbereich eines erfindungsgemäßen Druckbleistiftes gemäß 6 in Längsschnittdarstellung, in der auch der Vorschubmechanismus für die Bleistiftmine dargestellt ist,

12 eine Seitenansicht einer Gleithülsen-Halbschale,

13 die Halteeinrichtung eines erfindungsgemäßen Druckbleistiftes in Längsschnittdarsteilung, und

14 eine schematische Darstellung, die das Zusammenwirken von Halteeinrichtung und Gleitflächen zeigt.

In 1 ist die Spitze 1 eines Druckbleistiftes dargestellt. Die Spitze 1 ist ein rotationssymmetrisches Teil, das sich in zwei Hauptabschnitte gliedert. Der eine Abschnitt bildet die Basis der Spitze 1 und ist im wesentlichen ein zylindrisches Teil mit einem schaftseitigen Endabschnitt kleineren Durchmessers. Dieser Endabschnitt ist zur Verbindung mit einem Schaft 11 mit einem Außengewinde 4 versehen. Der zweite Hauptabschnitt schließt sich an den Basisbereich an und ist nach Art eines sich in Richtung des Vorderendes der Spitze 1 verjüngenden Konus ausgebildet. Die Spitze 1 ist von einer Durchgangsöffnung 2 durchzogen. Diese Durchgangsöffnung 2 bildet im vorderen Bereich der Spitze einen Führungskanal 6. In diesem Führungskanal 6 liegt eine Halteeinrichtung 7 ein und ist dort in Richtung der Mittellängsachse 3 des Druckbleistiftes zwischen einer Schreibstellung und einer Ruhestellung beweglich geführt. In der Schreibstellung steht ein von der Halteeinrichtung 7 gehaltenes Minenröhrchen 10 aus dem Vorderende 9 der Spitze 1 heraus. In der Ruhestellung ist es dagegen vollständig innerhalb der Spitze 1 nämlich im Führungskanal 6, angeordnet. Sowohl der Führungskanal 6 bzw. die Durchgangsöffnung 2 als auch die Halteeinrichtung 7 sind im Querschnitt kreisrund ausgestaltet.

Die Halteeinrichtung ist im wesentlichen ein zylinderförmiges Teil. Es ist koaxial zur Mittellängsachse 3 des Druckbleistifts angeordnet, mit anderen Worten, seine Mittellängsachse wird von der Mittellängsachse 3 gebildet. Die Halteeinrichtung 7 ist von einer zentralen Aufnahmebohrung 8 durchzogen In dieser Aufnahmebohrung 8 liegt im gebrauchsfertigen Zustand des Druckbleistiftes eine Bleistiftmine 5 (1) ein. Das dem Vorderende 9 zugewandte, also spitzenwärts zeigende Ende der Halteeinrichtung 7 trägt ein zentral angeordnetes bzw. koaxial zur Mittellängsachse 3 ausgerichtetes Minenröhrchen. Der Innendurchmesser des Minenröhrchens entspricht dem der Aufnahmebohrung 8. Beide Durchmesser sind derart bemessen, daß eine Bieistiftmine 5 sowohl in der Aufnahmebohrung 8 als auch im Minenröhrchen 10 ohne größeren Kraftaufwand längsaxial verschiebbar ist. Die dem Schaft 11 (11) bzw. dem Hinterende 15 der Spitze 1 zugewandte Stirnfläche 12 der Halteeinrichtung 7 weist eine hohlzylinderförmige Ausnehmung 16 auf (siehe auch 14). Zwischen dieser Ausnehmung 16 und der Aufnahmebohrung 8 ist dadurch ein ringförmiger Bereich angeordnet, der als Minenbremse dient. Er weist einen radial nach innen gerichteten Ringvorsprung 17 auf und ist in längsaxialer Richtung geschlitzt und dadurch in zwei Hälften geteilt. Diese beiden Hälften umgeben die Bleistiftmine nach Art von Spannbacken 13. Die Spannbacken 13 sind, bedingt durch den Ringvorsprung 17, bei einliegender Bleistiftmine 5 radial nach außen bzw. in Richtung der Ausnehmung 16 auseinandergebogen und halten aufgrund ihrer Eigenelastizität und der dadurch bewirkten Rückstellkräfte die Bleistiftmine fest.

Der vordere Abschnitt 18 des Führungskanals 6 weist einen kleineren Durchmesser auf als der sich daran schaftwärts anschließende Hinterabschnitt 19, in dem eine Gleithülse 20, 20a einliegt Der Vorderabschnitt des Führungskanals 6 dient als Aufnähmeraum 14 für die Halteeinrichtung 7 in ihrer Schreibstellung. Die Halteeinrichtung 7 liegt dabei formschlüssig im Aufnahmeraum 14 ein, wodurch das Minenröhrchen 10 gegen seitliches Verschwenken gesichert ist.

Die Gleithülse 20, 20a ist ein aus Kunststoff bestehendes rohrabschnittförmiges Teil, das an seinem schaftseitigen, also dem Hinterende 15 der Spitze 1 bzw. dem Schaft 11 zugewandten Ende einen radial über seinen Umfang hinausstehenden umlaufenden Formvorsprung 21 aufweist. Mit diesem Formvorsprung 21 liegt die Gleithülse 20, 20a in einer entsprechend geformten Fixierausnehmung 22 des Führungskanals 6 ein. Mit ihrer vorderen Stirnfläche 25 liegt die Gleithülse an einer radial ausgerichteten Ringschulter 23 an, mit der der Hinterabschnitt 19 in den Vorderabschnitt 18 des Führungskanals 6 übergeht.

Die Innenfläche 30 der Gleithülse 20, 20a ist als Gleitfläche 34, 63 ausgebildet und wirkt mit einem Rastvorsprung 24 der Halteeinrichtung 7 im Sinne einer Gleitpaarung bzw. -führung zusammen. Der Rastvorsprung 24 ist am hinteren Ende der Halteeinrichtung angeordnet und steht radial über deren Umfang hinaus. Er erstreckt sich in längsaxialer Richtung der Halteeinrichtung 7 bis zu deren hinteren Stirnfläche 12. Die Außenumfangsfläche des Rastvorsprungs 24 ist auf der Hüllmantelfläche eines Zylinders angeordnet und bildet eine mit der Gleitfläche 34, 63 zusammenwirkende Gegengleitfläche 31. An die Gegengleitfläche 31 schließt sich spitzenwärts eine in diese Richtung abfallende Schrägfläche 32 und daran wiederum eine in Radialrichtung verlaufende Ringschulter 33 an. Die Ringschulter 33 liegt in der Schreibstellung an der Ringschulter 23 des Führungskanals 6 an.

Der mittlere Abschnitt der Innenfläche 30 der Gleithülse 20, 20a dient als Gleitfläche 34, 63. An die Gleitfläche 34, 63 schließt sich spitzenwärts und schaftwärts jeweils ein Bereich mit größerem Innendurchmesser an. Der vordere Bereich bildet dabei eine erste Rastausnehmung 35 und der hintere Bereich eine zweite Rastausnehmung 36, in die der Rastvorsprung 24 der Halteeinrichtung zu deren Fixierung in der Schreib- bzw. Ruhestellung einrastbar ist. Der Übergang von der Rastausnehmung 35 einerseits und der Rastausnehmung 36 andererseits zur Gleitfläche 34 wird durch eine erste Konusfläche 37, 69 und zweite Konusfläche 38, 70 gebildet.

Die Wand 39 der Gleithülse 20 (1 bis 5) ist von insgesamt drei, Fenster 40 bildenden Ausnehmungen durchbrochen. Wie insbesondere aus 3 und 4 hervorgeht, erstrecken sich die Fenster 40 in längsaxialer Richtung und sind so im mittleren Bereich der Gleithülse 20 angeordnet, daß an deren Enden jeweils ein in sich geschlossener Ringbereich 45, 46 stehenbleibt und diese Ringbereiche 45, 46 durch Wandstege 47 miteinander verbunden sind. Der Ringbereich 46 weist einen größeren Außendurchmesser auf als der mittlere Abschnitt und der Ringbereich 45 der Gleithülse 20. Er bildet den Formvorsprung 21, der zur Lagefixierung der Gleithülse 20 innerhalb des Führungskanals 6, wie bereits gesagt, in die Fixierausnehmung 22 eingreift.

In der im Montagezustand schaftseitigen Stirnseite der Gleithülse 20, 20a sind drei schlitzförmige, mit gleichmäßigem Umfangsabstand zueinander angeordnete Montageausnehmungen 48 vorhanden. Die Montageausnehmungen 48 erstrecken sich in längsaxialer Richtung in die Wand 39 der Gleithülse 20, 20a hinein und bewirken, daß der Ringbereich 46 der Gleithülse 20, 20a, der einen größeren Außendurchmesser aufweist als dies dem Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 2 im schaftnahen Bereich der Spitze 1 entspricht, zur erleichterten Einführung der Montage zusammendrückbar ist.

In 11 ist der Spitzenbereich eines Druckbleistiftes im Montagezustand dargestellt. Wie daraus ersichtlich ist, ist die Spitze 1 mit dem Schaft 11 verschraubt. Der Betätigungsmechanismus des Druckbleistiftes ist innerhalb des Schaftes angeordnet und ist auf übliche Art und Weise von einem am Hinterende des Druckbleistiftes angeordneten Betätigungsknopf (nicht dargestellt) auslösbar. Der Betätigungsmechanismus besteht im wesentlichen aus einer Spannzange 50, die koaxial zur Mittellängsachse 3 angeordnet ist Das spitzenwärtige Ende der Spannzange 50 wird von drei nach Art der Spannbacken eines Bohrerspannfutters angeordneten Spannbacken 51 gebildet Die Spannzange 50 ist im nicht betätigten Zustand des Druckbleistiftes durch eine Feder 56 in Richtung des Schaftes 11 beaufschlagt. Die Spannbacken 51 werden dabei mit zum Schaft 11 hin schräg abfallenden Keilflächen 52 gegen den Öffnungsrand 53 einer die Spannbacken 51 umfassenden Klemmhülse 54 gedrückt. Eine sich innerhalb der Spannzange 50 bzw. den Spannbacken 51 befindliche Bleistiftmine 5 ist auf diese Weise festgeklemmt.

Die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Druckbleistiftes wird nun im folgenden näher erläutert: In der in 1 dargestellten Situation befindet sich die Haltevorrichtung 7 bzw. das Minenröhrchen 10 mit einer sich darin befindlichen Bleistiftmine 5 in der Schreibstellung. Das bedeutet, daß das Minenröhrchen 10 und die Bleistiftmine S aus dem Vorderende 9 der Spitze 1 herausstehen. Bei Nichtgebrauch des Druckbleistiftes soll das Minenröhrchen 10 bzw. die Bleistiftmine 5 in eine Ruhestellung gebracht werden können, bei der sie vollständig innerhalb der Spitze, also in der sich darin befindlichen Durchgangsöffnung 2, angeordnet sind. Dazu ist zunächst der Betätigungsknopf (nicht dargestellt) am Hinterende des Druckbleistiftes zu betätigen. Die Spannzange 50 bewegt sich dabei entgegen der Federwirkung der Feder 56 in Ausfahrrichtung 64. Die Keilflächen 52 der Spannbacken 51 entfernen sich dabei von dem Öffnungsrand 53 der Klemmhülse 54 und geben die Bleistiftmine 5 frei. Diese ist dann nur noch durch die Klemmwirkung der Minenbremse (13 + 16 + 17) mit geringer Kraft in längsaxialer Richtung fixiert.

Wird in dieser Stellung der Spannzange 50 der Druckbleistift mit der Bleistiftmine 5 voraus auf eine Schreibunterlage gedrückt, wird zunächst die Bleistiftmine 5 in das Minenröhrchen 10 hineingeschoben. Sodann steht der Druckbleistift mit dem Minenröhrchen 10 auf der Schreibunterlage auf. Damit auch das Minenröhrchen vollständig in die Spitze 1 hineinversenkt werden kann, muß die Halteeinrichtung 7 mit ihrem Rastvorsprung 24 aus der ersten Rastausnehmung 35 heraus- und in die Gleitfläche 34 der Gleithülse 20 hineinverschoben werden. Dabei gleitet der Rastvorsprung 24 mit einer von der Gegengleitfläche 31 und der Stirnfläche 12 der Halteeinrichtung 7 gebildeten Ringkante 60 in Einfahrtrichtung 61 auf die nach Art einer Schrägschulter ausgebildete erste Konusfläche 37 auf. Hierzu ist eine relativ hohe Initialkraft von etwa 5 bis 6,6 N notwendig. Als Folge der Einfahrbewegung weichen die Wandstege 47 in Ausweitrichtung 62 radial nach außen. Der Rastvorsprung kann dann auf die Gleitfläche 34 bzw. die Gleitfläche 63 (im Falle der Gleithülse 20a gem. 6 bis 11) aufgleiten.

Um die Halteeinrichtung 7 weiter in Richtung auf die zweite Rastausnehmung 36 voranzuschieben, braucht das Minenröhrchen 10 nur mit einer im Vergleich zur Initialkraft geringen Kraft auf die Unterlage gedrückt zu werden. Am Ende der Einfahrbewegung schnappt der Rastvorsprung 24 in die zweite Rastausnehmung 36 ein. Das Einschnappen wird dadurch unterstützt, daß in dieser letzten Bewegungsphase die zweite Konusfläche 38 mit der Schrägfläche 32 des Rastvorsprunges nach Art eines Keilgetriebes zusammenwirkt und dabei die Haltevorrichtung 7 in Einfahrrichtung 61 vorangetrieben wird.

Die auf die geschilderte Art und Weise erreichte Ruhestellung entspricht der in 2 dargestellten Situation. Um die Halteeinrichtung 7 und das mit ihr verbundene Minenröhrchen 10 wieder in die ausgefahrene Schreibstellung zu bringen, muß der Betätigungsknopf (nicht dargestellt) am Hinterende des Schaftes 11 erneut betätigt werden. Die dadurch in Ausfahrrichtung 64 bewegte Spannzange 50 (11) stößt dabei an die Stirnfläche 12 der Halteeinrichtung 7 an. Durch weitere Kraftaufwendung in Ausfahrrichtung 64 werden die Wandstege 47 (bzw. die keine Fenster aufweisende Wand 39 im Falle der Gleithülse 20a (6 bis 12) radial nach außen gedrückt, indem die erste Konusfläche 38 mit der Schrägfläche 32 des Rastvorsprunges 24 zusammenwirkt. Das radiale Auseinanderweichen der Wandstege 47 wird dadurch ermöglicht, daß zwischen der Innenwandung des Führungskanals und dem Außenumfang der Gleithülse 20, 20a ein Ringspalt 59 vorhanden ist Der dabei zu überwindende Widerstand ist im Falle des Ausführungsbeispiels gem. 1 bis 5 deshalb geringer als die Initialkraft in Einfahrrichtung 61, da hier nicht eine scharfe Kante, nämlich die Ringkante 60 mit einer Schrägfläche, sondern zwei Schrägflächen (Konusfläche 38 und Schrägfläche 32) mit entsprechend geringerem Flächendruck zusammenwirken.

In den 6 bis 11 ist ein Ausführungsbeispiel eines Druckbleistiftes dargestellt, bei dem die zweite Konusfläche 70 wesentlich flacher verläuft als die erste Konusfläche 69.

Diese Ausgestaltung hat folgenden Effekt: Wenn ausgehend von der in 6 dargestellten Situation das Minenröhrchen 10 durch Druck auf eine Schreibunterlage in Einfahrrichtung 61 beaufschlagt wird, bewegt sich die Halteeinrichtung 7 mit ihrem Rastvorsprung 24 aus der ersten Rastausnehmung 35 heraus. Der Rastvorsprung gelangt dann mit seiner Gegengleitfläche 31 auf den parallel zur Mittellängsachse 3 verlaufenden Mittelbereich der Gleitfläche 63. Die Wand 39 der Gleithülse 20a ist in ihrer Stärke so bemessen, daß sie dabei in Ausweltrichtung 62 radial nach außen in den Ringspalt 59 hinein aufgeweitet werden kann. Aufgrund elastischer Rückstellkräfte beaufschlagt sie den Rastvorsprung 24 mit einer Kraftkomponente in Rückstellrichtung 66. Daraus resultiert eine Kraftkomponente in Einfahrrichtung 61, welche die zum Zurückschieben bzw. Einfahren des Mineneröhrchens 10 nötige Kraft etwas verringert. Nachdem der Rastvorsprung 24 aus der ersten Rastausnehmung 35 herausbewegt ist, kann die Halteeinrichtung 7 mit verminderten Kraftaufwand bis in ihre Ruhestellung verschoben werden. Der Rastvorsprung 24 gelangt dabei in die zweite Rastausnehmung, ohne daß dabei ein Einrasten, etwa durch ein Klicken, vernehm- oder spürbar wäre. In der umgekehrten Richtung, also um das Minenröhrchen in seine Schreibstellung zu bewegen, ist aufgrund des flachen Anstiegs der zweiten Konusfläche 70 kein merklicher Anfangswiderstand zu überwinden, es ist vielmehr ein praktisch gleichmäßiger Kraftaufwand nötig, um die Halteeinrichtung 7 bis zur ersten Konusfläche 69 voranzuschieben. Dann rastet die Halteeinrichtung 7 selbsttätig mit ihrem Rastvorsprung 24 in die erste Rastausnehmung 35 mit einem deutlich hörbaren Einrastgeräusch ein. Der Druckbleistift ist dann schreibbereit.

Sowohl die Gleithülse 20 der Ausführungsform gem. 1–5 als auch die Gleithülse 20a der Ausführungsform gem. 6–11 sind so ausgestaltet, daß nicht ihre gesamte Innenfläche 30, sondern nur jeweils drei Innenumfangssegmente die Gleitführung für die Halteeinrichtung 7 bilden. Jedem Innenumfangssegment ist ein Gleitflächensegment 34a, 34b, 34c bzw. 63a, 63b, 63c zugeordnet. Diese Gleitflächensegmente 34a, b, c und 63a, b, c bilden zusammen die Gleitfläche 34 bzw. 63. Der sich aus dieser Ausgestaltung ergebende Vorteil wird nun im folgenden erläutert: Wenn die Gleitfläche 34 bzw. 63 nicht in Segmente unterteilt ist sondern von der gesamten Innenfläche 30 der Gleithülse 20, 20a gebildet wird, würde sie nur dann in vollem Flächenkontakt mit der entsprechenden Gegengleitfläche 31 des Rastvorsprunges 24 stehen, wenn beide Wirkflächen, im Querschnitt gesehen, einen von der idealen Kreisform praktisch nicht abweichenden Kurvenverlauf hätten. Aufgrund von Fertigungstoleranzen bzw. -ungenauigkeiten wird dies in den seltensten Fällen zu erreichen sein. Es kann beispielsweise sein, daß die Gegengleitfläche 31 zwar kreisförmig ist, die Gleitfläche 34, 63 jedoch von der Kreisform abweicht und etwa oval verläuft. Dann würde der Rastvorsprung nur mit zwei mehr oder weniger punktförmigen Bereichen mit der Gleitfläche 34 in Berührung stehen. Bedingt durch die oben erwähnte radiale Aufweitung der Gleithülsenwand 39 und die dadurch hervorgerufenen Rückstellkräfte wird die Gleitfläche 34, 63 gegen den Rastvorsprung 24 gedrückt. Wenn nun – wie oben geschildert – der Rastvorsprung nur an zwei punktförmigen Stellen mit der Gleithülse in Verbindung steht, ist an diesen Stellen die Flächenpressung entsprechend hoch. Entsprechend hoch sind die bei der Bewegung der Halteeinrichtung auftretenden Reibungskräfte und damit der abriebbedingte Verschleiß der miteinander in Reibkontakt stehenden Teile.

Wird jedoch die Gleitfläche erfindungsgemäß in drei Gleitflächensegmente 34a, b, c und 63a, b, c unterteilt, so entsteht, wenn sich die Halteeinrichtung 7 in der Gleithülse 20, 20a zwischen den Rastausnehmungen 35 und 36 befindet, eine in 14 schematisch dargestellte Situation. Bei der durch den Rastvorsprung 24 hervorgerufenen radial nach außen gerichteten Aufweitung der Gleithülse 20, 20a wird der Krümmungsradius der Gleitflächensegmente 34a, b, c und 63a, b, c praktisch nicht vergrößert Dies liegt daran, daß im Falle der Gleithülse 20a die den genannten Gleitflächensegmente zugeordneten Wandbereiche eine größere Dicke aufweisen als die zwischen den Gleitflächensegmenten angeordneten Wandbereiche. Die Aufweitung der Gleithülse 20a ist daher hauptsächlich durch eine Dehnung der Zwischenwandbereiche bedingt. Im Falle der Gleithülse 20 liegt dies daran, daß anstelle der Zwischenwandbereiche Fenster 40 vorhanden sind. Die Gleitflächensegmente 34a, b, c und 63a, b, c stehen daher aufgrund ihres kleineren Krümmungsradius nur mit ihren Randbereichen an den in 14 mit den Bezugszeichen 71–76 gekennzeichneten Berührungsstellen in Kontakt mit der Gegengleitfläche 31. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Gleithülsen 20, 20a ist somit gewährleistet, daß die Gleitfläche 34, 63 an wenigstens sechs Punkten mit der Gegen-Gleitfläche 31 des Rastvorsprungs 24 in Kontakt steht. Die von der im ausgeweiteten Zustand der Gleithülse 20, 20a auf den Rastvorsprung 24 ausgeübte Flächenpressung ist dadurch entsprechend verringert. Die Folge ist eine erhöhte Lebensdauer des erfindungsgemäßen Druckbleistiftes.