Abastecimento - Cartuchos e Conversores

As canetas esferográficas estavam chegando. Apesar da baixa confiabilidade e ainda da desconfiança de muitos, estava claro que a operação de abastecê-las não chegava nem perto da dificuldade do abastecimento de canetas tinteiro. Sem falar na freqüência do reabastecimento. Enquanto uma caneta tinteiro precisava ser reabastecida em freqüência quase diária (conforme o uso...), para uma esferográfica bastava trocar uma carga a cada "n" meses... Isso se não fosse uma caneta descartável...


Nesse cenário, uma velha idéia ainda não experimentada, voltou à tona. Os cartuchos!!! Pequenos tubos lacrados contendo tinta, que ao serem encaixados nas canetas, rompiam o lacre permitindo que seu conteúdo fluísse para o alimentador e a pena. Simples, prático e limpo.


A primeira marca a apostar tudo nos cartuchos, foi a japonesa Platinum. Vários fabricantes pelo mundo a fora aderiram à idéia. Nos EUA, Sheaffer, Parker e Esterbrook acabaram por embarcar na "nova onda". A Parker, foi a última, pois não via a idéia com bons olhos. Seu primeiro lançamento, foi a Parker 45, um projeto nascido na empresa Eversharp que acabara de ser encampada. O próprio número/modelo, foi inspirado nas pistolas Colt 45, que eram municiadas semi-automaticamente por cartuchos.


No início da década de 60, a Parker lançou a legendária Parker 51 em versão a cartucho, rechaçada pelo fiel público. A "Cartridge 51", não completou três anos no mercado.


Medidas


O que nasceu para simplificar a vida do consumidor, acabou por criar um novo problema. Como cada empresa criou seus próprios cartuchos, não se demorou a perceber, que cada marca seguiu um rumo. Um cartucho, é dimensionado basicamente por duas medidas, o diâmetro do canal de alimentação e o comprimento. Um cartucho Parker, tem canal de 1/8" (um oitavo de polegada). A Sheaffer, criou cartuchos de 3/32". A Esterbrook, criou cartuchos de 3/16", mas fornecia seus cartuchos com adaptadores que permitiam o uso em canetas Sheaffer e Parker.


No Japão, a padronização não vingou. Pilot seguiu um rumo e Platinum outro. Medidas totalmente diversas.


Na Europa, o panorama foi diferente. O padrão adotado pela quase totalidade dos fabricantes, foi o canal de 3 mm de diâmetro, que ficou conhecido como MEDIDA INTERNACIONAL. Atualmente, é internacional mesmo, pois também foi adotada pelos fabricantes chineses.


Reabastecendo


Cartuchos, apesar da praticidade, têm uma péssima relação custo/benefício. No preço de um cartucho, apenas 20% é valor de tinta, o restante é o preço do material do cartucho e do processo industrial. É um preço alto a se pagar pelo conforto. Muitos usuários, reabastecem o cartucho utilizando uma seringa de injeção e tinta de tinteiro. É o que se chama de GAMBIARRA, mas barateia o processo. Outra boa justificativa para o reabastecimento, é que algumas marcas de canetas e cartuchos, não são mais fabricados, restando o reabastecimento como única alternativa


Conversores


Alguns usuários, nunca aceitaram a idéia de usar cartuchos. Mas num momento onde a Parker 45 era uma novidade bastante cobiçada, mesmo quem não aceitava os cartuchos, não queria ficar de fora. Os fabricantes tiveram então a idéia de criar os CONVERSORES, que são bombas que podem ser adaptadas às canetas encaixando-se da mesma forma que os cartuchos. Os primeiros conversores, eram tubos dotados de ink sacs. O padrão quase universal para conversores nos dias de hoje, é o sistema de êmbolo de acionamento giratório.

Uma caneta com o cartucho instalado e o respectivo conversor

Com essa quase-padronização, qualquer caneta a cartucho hoje, tem conversores como opção, e talvez a maioria já seja fornecida com o conversor. É comum, as publicações atuais se referirem às canetas de cartucho, como canetas C/C (Cartucho/Conversor).


Adaptando


Algumas canetas, nunca tiveram conversores disponíveis em sua medida, apenas cartuchos. Outras, utilizam conversores que não são mais fabricados. Outras ainda, utilizam conversores de difícil obtenção. Abaixo, duas adaptações que fiz, a primeira é uma Faber 66 (brasileira), que utilizava cartuchos. Hoje, nem a caneta nem os cartuchos são mais fabricados. A segunda caneta, é uma Platinum PE-500, que utiliza uma medida proprietária, de difícil obtenção no Brasil. Ambas estão hoje equipadas com conversor Sheaffer, adaptado para suas medidas. Funcionam com perfeição...

Faber 66 (brasileira) com conversor Sheaffer adaptado

Platinum PE-500 (Japão) com conversor Sheaffer adaptado

Abastecimento - Vácuo

Por definição, vácuo é falta absoluta. Mais usado para se definir falta de ar num recipiente/local. O vácuo absoluto, não é encontrado nem no espaço sideral, mas para efeitos práticos, sempre que se retira ar de um recipiente, produz-se vácuo.

Se retiramos ar de um recipiente e a seguir ligamos esse recipiente a um frasco de líquido através de um tubo, a pressão dentro do recipiente é menor que a pressão atmosférica. Para igualar, a atmosfera empurra o líquido do reservatório para dentro do recipiente até que a pressão interna do recipiente esteja igual à pressão atmosférica.

Se o frasco de líquido é o tinteiro e o recipiente é o reservatório da caneta, acabamos de criar uma caneta com abastecimento a vácuo, ou "vacuum filler" ou ainda "vac fil".

Vários sistemas desse tipo, foram concebidos, fabricados ou mesmo testados, mas dois em particular, merecem atenção.

1. Parker Vacumatic: Sistema concebido para a caneta Parker Vacumatic na década de 30 e usado também em alguns modelos da Parker Duofold e mais tarde nos primeiros modelos da Parker 51. O sistema Vacumatic, consiste de um diafragma acionado por botão. Esse botão, da mesma forma das antigas button filler, também é localizado no final do corpo e protegido por uma "tampa cega". Diferentemente do button filler, o botão aqui não comprime mecanicamente um ink sac e sim aciona um diafragma, que expulsa o ar do interior da caneta. O botão, por efeito de mola retorna à posição de repouso, trazendo o diafragma. Nesse momento, a pressão interna do reservatório da caneta diminui, criando vácuo. A pressão atmosférica faz o restante do trabalho, empurrando a tinta do tinteiro para dentro do reservatório. Há ainda, um tubo de respiro, que permite igualar a pressão interna e externa ao final da manobra. O truque está em expulsar o ar rapidamente, mas permitir que a tinta entre mais rápido que o ar na sucção.

Uma Parker 51 Vacumatic Demonstrator - foto: parkercollector.com

2. Sheaffer Vac Fil: Concebido pela Sheaffer e utilizado por outros fabricantes também, é um sistema bastante engenhoso. Há um êmbolo dentro da caneta, acoplado a uma longa haste. Desrosqueado a extremidade posterior do corpo, puxa-se essa haste totalmente. Como há um anel de vedação na passagem da haste para o exterior, o ar contido atrás do êmbolo, é obrigado a passar pelas laterais do êmbolo, o que é possível, pois o corpo do êmbolo além de elástico, é também ligeiramente cônico (maior diâmetro na parte de baixo). Nesse momento, a caneta deve ter sua pena mergulhada na tinta. O próximo movimento, é empurrar totalmente o êmbolo e aguardar o abastecimento... Mágica? Quase... Ao empurrar o êmbolo para baixo, produz-se váculo atrás dele, pois o local que continha pouco ar, expande-se em volume. Quando o êmbolo está próximo ao ponto inferior, ele passa por uma região do reservatório, onde o diâmetro é maior. Nesse momento, a região de baixa pressão atrás do êmbolo, se comunica com a região abaixo através das laterais do êmbolo. A pressão atmosférica, empurra então a tinta que sobe para o reservatório da caneta, passando pelas laterais do êmbolo.

Uma TWSBI Vac Fil - Demonstração de abastecimento

Vantagens e Desvantagens: Os sistemas de sucção a vácuo, são bastante eficientes, ou seja, é possível encher a caneta rapidamente com ocupação quase total do reservatório em um número mínino de acionamentos (no caso das vac fil, apenas um acionamento). A principal desvantagem, está na complexidade e na necessidade de absoluta vedação. A TWSBI do vídeo acima, é uma caneta moderna, que ainda não está a venda. Emprega tecnologias modernas de vedação, que prometem combater o principal problema que as vac fil antigas apresentavam, ou seja, vazamentos no retentor da haste (vedação da passagem da haste pelo corpo). O modelo está em testes há mais de um ano...

Abastecimento - Êmbolos

Por mais práticos e seguros que fossem os sacos de borracha, sempre houve muita crítica em relação à capacidade do sistema. Os ink sacs não podiam crescer indefinidamente, pois quanto maior fosse o volume, menor era a eficiência. Na prática, ink sacs com mais de 6 mm de diâmetro, são praticamente impossíveis de serem completamente cheios, pois o peso da tinta tentando descer, provoca diminuição da pressão interna no ar que sobra lá dentro.


Uma alternativa foi então proposta, para solucionar esse problema pelo húngaro Theodor Kovacs em 1925. Kovacs propôs uma caneta onde o próprio corpo era o reservatório. Em seu interior, há um êmbolo que é completamente baixado (em direção à pena) zerando o espaço do reservatório. Ao ser puxado para cima, o êmbolo succiona a tinta para dentro do reservatório. Idéia semelhante ao uma seringa de injeção, mas o êmbolo não é movido por ação direta e sim através de um engenhoso sistema de parafuso.

Uma Faber Estudante Demonstrator (brasileira) da década de 60

Para entender o funcionamento, vamos definir o conceito de PASSO DE ROSCA. O passo de um parafuso, corresponde ao deslocamento linear dele a cada volta completa. Se um parafuso avança 2 mm a cada volta, dizemos que tem um passo de 2 mm.


O sistema idealizado por Kovacs, trabalha com duas roscas de passos bem diferentes. A rosca do manípulo (a extremidade do corpo que é desrosqueada pelo usuário), tem um passo bem curto. Após duas ou três voltas, abre no máximo 4 mm. Dentro da caneta, a haste do êmbolo, tem uma rosca com passo bem mais largo, que avança duas a três vezes mais que a rosca do manípulo. Desrosqueando-se um pouco o manípulo, o êmbolo desce até o final de seu curso.


Nesse momento, a pena da caneta é mergulhada na tinta. Ao rosquear novamente o manípulo, o êmbolo sobe succionando a tinta. Na foto acima, da Faber Estudante, é possível visualizar ambas as roscas. Observe a fina rosca do manípulo e a larga rosca do êmbolo.


Kovacs entretanto, não chegou a fabricar canetas. Quem viabilizou sua idéia, foi a empresa alemã Pelikan, que tornou o "piston filler" um dos sistemas mais conceituados do mundo. Outra empresa alemã, a Montblanc, também se tornou notória pelo uso do sistema.


Vantagens e Desvantagens


Os entusiastas do sistema, cantam a plenos pulmões a maior capacidade de tinta que as piston fillers possuem em relação aos sistemas de ink sac. Na prática, essa capacidade superior, exibe controvérsias. Observe na foto acima, que o êmbolo está na posição totalmente recuada, ou seja, o reservatório está totalmente cheio. Nessa posição, percebemos que há uma ENORME perda de espaço que é tomado pelo mecanismo do êmbolo.


Considerando reservatórios cilíndricos, quando se DOBRA a altura de um cilindro, dobra-se sua capacidade. Se ao invés de dobrarmos a altura, o diâmetro for dobrado, a capacidade se QUADRUPLICA. Até aí, tudo bem... Entretanto, das canetas mais finas até as mais grossas, o diâmetro não chega a dobrar. Canetas piston filler de corpo fino, tendem a ter MENOR CAPACIDADE em relação a canetas com reservatório de borracha. A virtude do aumento portanto, não está no sistema e sim nas dimensões.


A maior desvantagem das piston fillers, está na maior fragilidade. Se o corpo se trinca, os vazamentos inviabilizam o uso da caneta, algo que não ocorre nas canetas com reservatório de borracha.


Variações


Duas variantes do sistema são notórias. Uma delas, é adotada pela empresa paquistanesa Dollar Pens. Nas canetas Dollar, a extremidade da caneta não é o manípulo de acionamento do êmbolo e sim apenas uma capa. Removendo essa capa, o manípulo está disponível internamente.

Uma Dollar Student Pen (Paquistão)

A segunda variante da idéia, é o sistema de êmbolo de acionamento giratório que se tornou popular nos países da "cortina de ferro". O sistema, foi criado pela empresa checa Centropen. Consiste de uma bomba que funciona da mesma maneira, mas ela fica do lado de dentro da caneta. Ao remover-se o corpo, há acesso ao sistema interno.

Uma Centropen 3770 (Czechoslovakia)

A maioria das piston filler, tem ainda mais uma característica interessante. Na porção inferior do corpo, próximo ao ponto onde a tampa se encaixa, costuma ser instalada uma janela em polímero transparente, que permite visualizar se há tinta na caneta e também a extremidade do êmbolo quando ele é totalmente baixado.

Abastecimento - Ensacando a tinta

No princípio do século XX, a borracha era um material inovador. Não demorou muito e os projetistas perceberam que se poderiam usar uma bomba de borracha num conta-gotas para abastecer a caneta, essa bomba poderia ser EMBUTIDA na caneta fazendo as vezes não só de bomba de sucção como ainda ser o próprio reservatório.


Esse reservatório de tinta, chamado pelos estadunidenses de "ink sac", era duplamente conveniente. Poderia ser usado como a própria bomba de abastecimento e ao mesmo tempo ser suficientemente seguro, pois em caso de  queda, um reservatório de borracha tem chance zero de se romper.


Mesmo que o reservatório ficasse protegido dentro do corpo da caneta, ainda era necessário protegê-lo de acionamentos involuntários. Usuários, muitas vezes por mera curiosidade, abrem o corpo da caneta e uma pressão mínima que seja sobre o reservatório de borracha, provoca sujeiras.


Nos primórdios, alguns fabricantes bolaram estratégias incríveis para o acionamento do ink sac. Uma das mais bizarras, era manter uma fenda no corpo da caneta que dava acesso direto ao interior, pressionando com uma MOEDA... Felizmente, os fabricantes se esforçaram por desenvolver soluções mais eficientes e técnicas. Vamos a elas:


1. Button Filler: Sistema desenvolvido pela Parker, consiste de um par de lâminas paralelas ao ink sac dentro do corpo da caneta. Uma das lâminas, fica encostada no corpo por dentro. A outra lâmina, tem uma ponta presa na primeira lâmina e a outra ponta conectada a um botão que fica do lado de fora do corpo, protegido por uma pequena tampa que é retirada na hora do abastecimento. Pressionando o botão, a segunda lãmina é empurrada pra dentro. Como não pode avançar longitudinalmente, ela "embarriga", pressionando o ink sac. Esse fenômeno de "embarrigamento" de uma lâmina pressionada longitudinalmente, é chamado em Física de FLAMBAGEM. Embora seja um sistema bastante confiável, caiu em desuso.

Uma Long Life (China) button filler

2. Lever Filler: Esta, foi invenção da Sheaffer. Uma alavanca pivotada na lateral do corpo, ao ser acionada, pressiona uma lâmina que pressiona o ink sac. Já falei especificamente sobre as lever fillers NESSA postagem.


Uma Esterbrook SJ


3. Barra Direta: Sistema consagrado pela Parker 51, a mais famosa de todas as canetas tinteiro. O sistema de barra direta, consiste de uma mola laminar que ao ser pressionada com os dedos, comprime diretamente o ink sac. Um dos sistemas de abastecimento mais confiáveis existente. O funcionamento é totalmente intuitivo. A Parker, adotou uma borracha à base de PVC em seus ink sacs, que não raramente, chegam a durar mais de 50 anos...

Uma Parker 21 Super

4. Twist filler: Literalmente um sistema de torção. Através de um botão externo, o ink sac ao invés de ser comprimido, era torcido, o que causava expulsão de ar de seu interior.

Uma Esterbrook J "twist filler" (foto: esterbrook.net)

5. Pneumáticas: A Sheaffer, sempre foi muito criativa quando se trata de inventar novos e revolucionários sistemas. Procurando aperfeiçoar os sistemas ink sac, a Sheaffer atacou o principal ponto falho. Qualquer sistema do gênero, apresenta desgaste da superfície do ink sac, pois sempre há contato de alguma peça metálica contra o ink sac. A idéia da Sheaffer, era comprimir o ink sac sem contato manual... Como? Simples...


A caneta é provida de um êmbolo oco, que envolve a câmara onde está o ink sac. A extremidade traseira do corpo, ao ser desrosqueada e puxada, expõe o êmbolo que deve ser completamente puxado até parar. A pena é então mergulhada na tinta e o êmbolo deve ser empurrado novamente até o final e novamente rosqueado. Esse movimento, aumenta a pressão dentro da câmara do ink sac que se comprime. Cessada a pressão, o ink sac começa a se expandir succionando a tinta.

Anúncio de uma Sheaffer Touchdown mostrando a caneta pronta para o abastecimento.

Dois sistemas foram desenvolvidos pela Sheaffer, o mais simples, denominado Touchdown e um sistema um pouco mais complexo, denominado Snorkel. Quando se desrosqueia o manípulo traseiro nas Snorkel, além do êmbolo ser liberado, o snorkel é ejetado abaixo e além da pena. Para abastecer, utiliza-se um procedimento semelhante ao Touchdown, diferindo apenas no fato de que só o snorkel precisa ser mergulhado na tinta. A pena permanece seca e limpa.

Anúncio da Sheaffer mostrando um snorkel em posição de abastecimento.

A principal vantagem desses sitemas pneumáticos, é o aumento de durabilidade do ink sac, que não tem nenhum contato de nenhuma parte cortante ou abrasiva. A principal desvantagem, é a maior complexidade e a existência de anéis de vedação que ao perderem a eficiência, diminuem a capacidade do sistema até que o bombeamento não ocorra mais.