CN104097840B - 材料分配组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于将便携式筒体型分配工具转换为袋型分配工具的材料分配组件(100)和操作方法。所述组件包括用于推进材料通过材料外壳(104)的单件式活塞(110)，所述单件式活塞(110)包括实质上方形的插孔(140)。所述组件还包括用于在连接端(128)将活塞(110)附接在所述实质上方形的插孔(140)处的方形的驱动齿条(112)。驱动齿条(112)还包括多个位于其上的齿(142)。所述组件(100)还具有带在操作期间用于接收并支承驱动齿条(112)的实质上正方形轮廓的支承件(127)，使得在操作期间防止驱动齿条和活塞(110)的结构的转动。
Description
本申请是申请日为2009年05月04日、申请号为200980123059.7、发明名称为“材料分配组件”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年5月5日提交的且名称为“材料分配组件”的目前待审的美国临时申请号61/050,406的优选权。本申请要求以上指出的临时专利申请的优选权，为了所有目的，在此以引用的方式加入其全部内容。
技术领域
本发明涉及一种材料分配组件，并且更特别是涉及一种用于香肠型或者袋型分配工具的材料分配组件。
背景技术
许多年来已经可得到在居住、商业或者制造环境中帮助将材料施加到所希望的表面上的分配工具。这样的材料包括，例如，粘合剂、润滑剂和如硅树脂、聚氨酯及堵缝剂的密封剂。传统的分配工具常常看起来是如图1中所示的手持式堵缝枪10的类型。图2中所示的筒体12具有许多不同类型的材料，包括如上列出的材料，筒体12被插入到位于分配工具10的顶侧上的筒体支承套筒14内。当被致动时，枪10上的触发器16驱动具有柱塞20的齿条18，所述柱塞20与位于筒体12中的材料接合，使得触发器的每次致动都从位于筒体端部24处的喷嘴22推出待分配的材料。
用于施加包括上述材料的各种材料的更新式的分配工具是用于图3中所示的便携式用途的动力式分配枪30，其具有电池、气动或其他装置来为马达提供动力。动力式分配枪30还能够通过将筒体12插入到位于动力式分配枪30顶部上的支承套筒32内来使用装有分配材料的筒体12。动力式分配枪30上的触发器34被致动，驱动具有柱塞38的齿条36，使得触发器的每次致动都从位于枪的端部42处的喷嘴40推出待分配的材料，所述柱塞38接合位于筒体12中的材料。动力式分配枪的操作和结构的更多细节在名称为“动力式分配工具以及用于控制该动力式分配工具的方法”的、转让给本发明的受让人的美国专利申请号11/918,689中说明了，并且为了所有目的，在此以引用的方式加入其全文。
筒体12不但可以是由分配枪10、30所使用的保持材料的容器的形式，而且另一种已知类型的容器是图4中所示的香肠型包装或者袋型容器50。香肠型包装50包括分别从其中具有分配材料的主体56延伸的第一和第二端52、54。香肠型包装50定位在位于枪10、30的外壳管58中，代替筒体支承套筒14、32，分别如图5和7中所示。被插入到枪内的香肠型包装50具有朝向喷嘴22、40的开口60(其在阴影中示出、通常由移除约束环或者刺穿香肠型包装所形成)，并且当触发器16、34被接合时，柱塞20、38将材料挤压出喷嘴。
具有可互换支承套筒的分配工具的一个实例包括转让给本发明的受让人的2007年10月5日提交的名称为“分配工具”的美国专利申请号11/973,242，并且为了所有目的，在此以引用的方式加入其全文。申请‘242图解了一种用于按照操作者的要求在单个动力式分配器上将支承套筒从筒体型分配器更换为香肠型包装分配器(或者反过来，从香肠型包装分配器更换为筒体型分配器)的系统。
由于其制造便宜，所以香肠型包装50一般更经济。结果，在大量的商业和制造过程中，香肠型包装50典型地在材料分配枪中比传统的筒体12更经常使用。
发明内容
本公开的一个示例性实施例包括一种用于将便携式筒形分配工具转换为袋型分配工具的材料分配组件。组件包括用于推进材料通过材料外壳的单件式活塞。单件式活塞包括实质上方形插孔。组件还包括用于在连接端在实质上方形插孔处连接至活塞的方形驱动齿条。驱动齿条还包括多个位于其上的齿。组件还具有实质上方形轮廓的支承件，其用于在操作期间接收并支承所述驱动齿条，以便在操作期间防止所述驱动齿条和活塞的结构的转动。
本公开的另一个示例性实施例包括用于在分配枪中推进材料的单件式活塞。活塞包括第一端和第二端，第一端具有圆顶形轮廓，该圆顶形轮廓具有朝第二端向外延伸的环形锥部。活塞还包括圆形密封唇部，该圆形密封唇部与活塞的周边整体成形并且关于该活塞的周边延伸，该圆形密封唇部包括位于其间的多个实质上相等的节段。活塞中的非圆形的附接口在操作期间阻止活塞的松开和转动。
本公开的另一个示例性实施例包括材料分配枪组件，该材料分配枪组件包括用于推进材料通过材料外壳的单件式活塞。单件式活塞包括用于将所述单件式活塞连接到分配枪上的实质上方形插孔以及第一端和第二端。第一端包括环形圆顶形轮廓，该圆顶形轮廓具有朝第二端向外延伸的第一和第二环形锥形表面。活塞还包括圆形密封唇部，该圆形密封唇部与围绕该活塞的周边的第二环形锥形表面整体成形并且从第二环形锥形表面延伸，该圆形密封唇部还包括多个实质上相等的节段。分配枪组件还包括方形驱动齿条和位于其上的多个齿，该方形驱动齿条用于在连接端在实质上方形插孔处连接至所述单件式活塞。分配枪还包括具有实质上方形轮廓的支承件，其用于在操作期间接收并支承驱动齿条，以便在操作期间防止驱动齿条和活塞的结构的转动。
本公开的又一示例性实施例包括一种从材料分配枪中分配材料的方法，该方法是将包含分配材料的香肠型袋装入到可移除地连接到分配枪上的管中，该管具有出口端，在操作期间从该出口端分配材料。该方法还包括将香肠型袋定位于管中的出口端和单件式活塞之间，并且使该香肠型袋与位于管中的单件式活塞的前端处的环形圆顶接合。该方法还包括利用固定地连接到单件式活塞上的齿条来将单件式活塞向前靠着香肠型袋，使得位于由环形圆顶接合的香肠型袋中的材料被从管的出口端分配出来，并且未被环形圆顶接合的未推进的材料在该圆顶的第一和第二锥形环形表面上延伸。该方法还包括使香肠型袋中的未被推进的材料与圆形密封唇部接合，该圆形密封唇部与围绕该活塞的周边的第二环形锥形表面整体成形并且从第二环形锥形表面延伸，该圆形密封唇部包括关于该圆形密封唇部的周边定位的多个实质上相等的节段，并且利用单件式活塞的多个实质上相等的节段来推进未被推进的材料，以便位于由多个节段接合的该香肠型袋中的未被推进的材料被从该管的该出口端分配出来。
本公开的另一个示例性实施例包括一种用于与袋型分配材料使用的材料分配外壳。该材料分配外壳包括用于支承袋型分配材料的透明的管，该管由耐高温的聚合物材料形成。该透明的管允许在操作期间目视位于该外壳内的分配材料的运动。该外壳还包括选自硅树脂涂层和聚硅氧烷涂层中的一种的基底涂层。该基底涂层提供了超长的使用寿命和保持该分配材料的袋的减小的摩擦，并且减小了与活塞的摩擦，该活塞在操作期间接合该管和该袋型分配材料。
附图说明
当考虑到以下参照附图的本发明的描述时，本发明的前述及其他特征和优点对本发明所涉及领域中的技术人员来说是显而易见的，其中在所有附图中相似的附图标记涉及相似的部件，并且其中：
图1是适合于筒体型材料容器的手动式分配枪的侧视图；
图2是供手动式或动力式分配枪中使用的筒体型材料容器的侧横截面视图；
图3是适合于筒体型材料容器的动力式分配枪的侧视图；
图4是供手动式或动力式分配枪中使用的香肠型包装材料容器的侧视图；
图5是用于容纳图4的香肠型包装材料容器的管的透视图；
图6是适合于根据本发明的一个实施例来构造的动力式分配工具的材料分配组件的分解组装图；
图7是适合于支承图6的材料分配组件的动力式分配枪的侧视图；
图8A是根据本发明的一个实施例来构造的单件式活塞的后部立体图；
图8B是根据图8A的示例性实施例来构造的单件式活塞的前部立体图；
图8C是根据图8A的示例性实施例来构造的单件式活塞的后视图；
图8D是根据图8A的示例性实施例来构造的单件式活塞的侧视图；
图8E是根据图8A的示例性实施例来构造的单件式活塞的正视图；
图8F是根据图8A的示例性实施例来构造的单件式活塞的横截面侧视图；以及
图8G是在图8G的示例性实施例中指明的单件式活塞的横截面的一部分的放大视图。
具体实施方式
本公开涉及一种材料分配组件100，并且更具体地涉及一种用来容易地将便携式的筒型分配工具转换为香肠型或者袋型分配工具的材料分配组件。在图6中示出了材料分配组件100的一个示例性实施例。组件100可以适合于将动力式分配工具从图3中所示的筒型分配器转换为图7中的动力式分配工具102的示例性实施例中所示的香肠型分配器，所述动力式分配工具102可以由电池、气动装置等来提供动力。
图6的动力式分配组件100包括分别具有第一端106和第二端108的香肠型保持管104。不同长度的香肠型包装50通过第一端106安装，并且香肠型包装内部的材料在操作期间被活塞110挤出，该活塞110位于第二端108中的香肠型包装的后面。从香肠型包装50中分配的材料在不脱离所要求的发明的精神和范围的情况下可以包括堵缝剂、粘合剂、硅树脂、聚氨酯等。活塞110被方活塞齿条112推进，该齿条112迫使活塞靠着香肠型包装50，迫使材料通过喷嘴114从第一端106处分配，喷嘴114通过盖116经由螺纹连接部117被保持到管104上。
通过活塞110从香肠型包装50分配的材料的量和速度可以是马达(在枪的内部)的速度或者活塞在管104中行进的范围的函数。例如，活塞110可以“在最底部”靠着空的香肠型包装50，该香肠型包装50被压缩靠着盖116和喷嘴114。齿条112可移动地经过枪102内部的部件，包括接合到齿轮组120上的小齿轮118(其接合并且在向前和向后方向上驱动齿条)，马达122在向前和向后方向上驱动齿轮组120。齿轮组120和小齿轮118定位成与枪102内部的支承件124结合，当在管104中前进和后退活塞110时，在其整个行进路径上固定齿条112的定向。支承件124包括方形套筒、导向件或者固定件，所述固定件维持齿条112的定向，以防止在操作期间齿条或者活塞110的转动。
齿条112包括第一端126和第二端128。第一端126穿过筒形螺钉127、间隔件130、端盖132和垫圈134。筒形螺钉127通过间隔件130和端盖132将分配组件100接合到配合螺纹连接部133，该配合螺纹连接部133位于枪102的外壳端口135中。连接到齿条112的第一端126上的是齿条把手136，该齿条把手136用于协助香肠型包装50在管104中的再装入和从管104卸下。齿条把手136通过螺钉138被紧固到位于齿条的第一端126中的螺纹孔。
第一端106和第二端108分别具有各自的螺纹区段106A和108A。第一螺纹区段106A与盖116的内螺纹116A共同作用并且将盖固定到管104的第一端106，在第一端处将喷嘴114锁定在管和盖之间。第二螺纹区段108A与端盖132的内螺纹132A共同作用。一旦端盖132被紧固到分配枪102的外壳135上，如上所述，则第二螺纹区段108A被拧入端盖，从而将管104支承于外壳。
用在传统的分配枪(参见图1)中的柱塞20通常被拧在驱动齿条18的端部上。将柱塞20紧固到齿条上并且应用锁定螺母是固定柱塞的典型方法。由于一些筒体12及它们相应的支承套筒被设计成被转动，使柱塞20从驱动齿条上“拧下”的趋势是明显的，尤其是在当使用者试图转动筒体12同时向驱动齿条施加轴向压力时的操作期间。
这样的问题通过本发明的一个实施例来解决。具体是，齿条112包括方形结构，该方形结构将被接收和连接于活塞110中的相应的方形插孔140，如图8A、8C和8F中所示。齿条112接合插孔，直到其与活塞110中的内表面141接触，并且通过紧固件143被固定到活塞上，该紧固件143穿过开口165进入相对的孔167中，以用于在连接期间定位紧固件。这样的设计和枪102内部的相应的方形支承件124防止了齿条112转动并且排除了活塞110的任何变松。
图6所示的实施例中的齿条112的结构还提供了本发明的又一优点。方形活塞110、相应的方形插孔140和齿条112允许齿条被颠倒，使得第一端126可以与第二端128翻转。当齿条沿前进方向(参见图6中的箭头A)被小齿轮118磨损时，该可翻转的齿条112的特征是有益的。在齿条112显示磨损迹象的时间，镜像结构和相应的连接件允许齿条在第一端126和第二端128之间翻转180度而同时保持在如图6所示的相同定向中。小齿轮118现在在前进方向“A”上驱动未磨损的齿142。紧固件138、143和在第一端126与第二端128处在齿条112中的接收螺纹连接部是相同的，允许活塞110和齿条把手136被颠倒，这延长了如上所述的齿条的寿命。
活塞110提供了图6和8的示例性实施例中所示的几个优点。虽然传统的柱塞20一般由多个零件构成，但是活塞110是由单次成型操作所制成的单个均匀的零件。这消除了在传统的柱塞设计中所遭遇的材料和组装成本。虽然活塞110可以由任何量的合适的聚合物材料制成，但是在该示例性实施例中的活塞的结构是由尼龙66材料形成的。活塞110的聚合物材料的重量有益地小于一盎司，而相比较的传统柱塞的重量大得多并且高达八盎司。在单件式活塞110的示例性实施例中重量的减轻减小了应力、疲劳及在使用传统的分配枪时操作者的腕部和臂部所通常经受的其他人机工程学问题。
活塞110包括如图8B与8D中所示的前端144与后端146、环形的圆顶148和如图8C所示的圆形唇部150。在活塞110的前端144处的环形圆顶148的结构被设计成从管104和其中的香肠型包装50挤出最大量的材料。具体是，圆顶148包括第一锥形的环形表面151，其将香肠型包装50中的未推进的材料经过锥形的环形表面升高到多个分段的区段152，该区段152集成到圆顶中并且从单件式活塞110延伸。在所示的实施例中，当活塞前进通过管104时，圆形唇部150中由152A-152L表示的十二(12)个分段的区段(参见图8E)捕获并向前推进香肠型包装50中的剩余材料。虽然在图8所示的实施例中显示了十二个分段的区段152，但是在不脱离所要求的本发明的精神和范围的情况下可以使用更多或更少的分段的区段152。
通过分段的区段152A-152L所获得的独立的挠性提供了提高的能力，以利于(尤其是，在筒体管中经受的)在变化的圆度公差下对于管104或者筒12内壁的实心唇部密封。此外，特定的活塞110的直径、活塞唇部的几何形状(包括，厚度、锥度和边缘角度)提供了无“袋缠绕”问题的分配，同时使得能够在香肠类型应用中有低的“后拉”力。另外，活塞110的设计在向前的方向(参见图6中的箭头A)上提供了低的拉拽力，能够获得更大的分配力。在图8A-8G所示的实施例中，在图8G中由尺寸“A”表示的唇部厚度为大约0.34英寸，具有由尺寸“B”表示的大约6度的前锥度162，和由尺寸“C”表示的大约15度的、偏离各分段区段152的后边缘160的边缘角，和由尺寸“D”表示的大约92度、偏离圆顶151上的第二锥形的环形表面163的后角，如图8F和8G中所示。
十二个分段的区段152A-152L在图8的当前实施例下能够独立地起伏以维持对香肠型包装50的实质上恒定的调节压力，防止袋缠绕问题，其中在传统的柱塞设计中香肠型包装50的袋会夹在柱塞和管之间。在图8A-8G的示例性实施例中，在12个分段的区段152A-152L之间设置在图8E中由尺寸“X”表示的大约0.030英寸的通气间隔154。在图8D中由尺寸“E”表示的活塞的总长度为大约1英寸，并且在图8所示的实施例中的活塞110的总直径为大约2.0英寸，如在图8E中由尺寸“F”表示的，并且分段的区段在从活塞中心“O”在大约0.69英寸半径处从圆顶151向外延伸。然而，应当意识到，对于更大和更小直径的管会需要成比例的更大和更小的尺寸，并且旨在被所要求的发明的精神和范围所覆盖。
通气间隔154除了为管104和/或香肠型包装50的内径提供独立的压力之外，还允许当香肠型包装被插入或者移除时空气从管逸出。这允许在使用者操作期间香肠型包装50的更容易的置换和移除。活塞110还包括后端146上的多个空穴。空穴155改善了总的结构强度并且利于减小活塞110的重量。
在一个示例性实施例中，管104是透明的，以便使用者可以观察并且目测从香肠型包装50分配的材料。另外，透明的管104允许使用者在执行清洁操作时用眼睛来检查管。
在另一个示例性实施例中，管104是透明的(即，清澈的和耐化学品的)并由高温退火聚碳酸酯或者聚酰胺基的材料82制成的并且衬有基底涂层84，在苛刻的反复应力、热量和化学侵蚀的环境中提供了超长的使用寿命。合适的基底涂层的实例包括硅树脂或者聚硅氧烷。这样的结构还减小了与活塞110和香肠型袋50的摩擦，并且减小了用于从分配枪102分配材料所需的作用力。基底涂层84可以通过直接涂敷来施加到管104上，例如喷涂或者擦拭管的内部部分，通过热处理涂敷过程，或者在基底材料的形成期间利用基底涂层材料挤出或者浸渍基底材料82。
如上所述的是本发明的实例。当然，对描述本发明的目的来说，不可能描述部件或者方法的每种想得到的组合，但是本领域的技术人员将认识到本发明的多个其他组合和置换是可能的。例如，虽然所示出的材料分配组件适用于动力分配枪，但是在不脱离所要求的发明的精神和范围的情况下其可以同样地适用于手动的分配枪。因此，本发明意图是包含落入权利要求的精神和范围内的所有这样的变更、改进和变化。
Claims (18)
1.一种用于在分配枪中推进材料的单件式活塞，包括：
第一端和第二端，所述第一端具有圆顶形轮廓，所述圆顶形轮廓具有朝所述第二端向外延伸的环形锥部；
圆形密封唇部，该圆形密封唇部与围绕该活塞的周边的所述环形锥部整体成形并且从所述环形锥部延伸，所述圆形密封唇部包括位于其间的多个实质上相等的节段；以及
非圆形的附接口，其用于将所述活塞连接到分配枪上。
2.根据权利要求1所述的单件式活塞，还包括多个支承空穴。
3.根据权利要求1所述的单件式活塞，其中所述活塞是由聚合物材料成型的。
4.根据权利要求1所述的单件式活塞，其中所述环形锥部包括第一锥部和第二锥部，该第一锥部开始于所述第一端，并且该第二锥部开始于该第一锥部的端部并在所述第二端处延伸至所述圆形密封唇部，该第一锥部具有比所述第二锥部更大的倾斜角度。
5.根据权利要求1所述的单件式活塞，其中形成所述圆形密封唇部的所述多个节段是由所述节段中的每个之间的通气间隔所形成的，所述通气间隔在操作期间在所述节段中的每个之间提供了独立的运动。
6.根据权利要求1所述的单件式活塞，其中该圆形密封唇部与朝着所述第一端的所述第二端和围绕该活塞的周边的所述环形锥部整体成形并且从所述第二端和所述环形锥部延伸。
7.根据权利要求4所述的单件式活塞，其中第一环形锥形表面开始于所述第一端，并且第二环形锥形表面开始于与该第一环形锥形表面的开始端相反的该第一环形锥形表面的端部处并在所述第二端处延伸至所述圆形密封唇部，该第一锥部比该第二锥部具有朝环形圆顶形轮廓的中心更大的倾斜角度。
8.根据权利要求1所述的单件式活塞，其中圆形密封唇部被整体成型到围绕该活塞的周边的第二环形锥形表面并且从所述第二环形锥形表面延伸。
9.根据权利要求1所述的单件式活塞，还包括所述节段中的每个与前锥部之间的通气区域，该前锥部从所述节段的外部朝所述第一端延伸并且在所述节段的内部分附近朝所述第二端渐缩以与第二环形锥形表面接触，其中所述圆形密封唇部还包括多个通气间隔，该多个通气间隔形成多个节段以在操作期间允许该节段的独立运动。
10.根据权利要求1所述的单件式活塞，其中该非圆形的附接口是实质上方形的。
11.一种用于推进材料通过材料外壳的单件式活塞，该单件式活塞包括：
中心开口，其用于将所述单件式活塞连接到分配枪上；
前端和后端，该前端具有环形圆顶形轮廓，该圆顶形轮廓具有朝所述后端向外延伸的第一和第二环形锥形表面；
所述前端环形圆顶用于在该单件式活塞的操作期间首先接合材料；和
圆形密封唇部，其用于在操作期间随后于所述环形圆顶接合材料，该圆形密封唇部被成型到围绕该活塞的周边的所述第二环形锥形表面并且从所述第二环形锥形表面延伸，该圆形密封唇部还包括至少一个通气间隔。
12.根据权利要求11所述的单件式活塞，其中所述第一环形锥形表面开始于所述前端，并且所述第二环形锥形表面开始于与该第一环形锥形表面的开始端相反的该第一环形锥形表面的端部处并在所述后端处延伸至所述圆形密封唇部，该第一环形锥形表面比该第二环形锥形表面具有朝环形圆顶形轮廓的中心更大的倾斜角度。
13.根据权利要求11所述的单件式活塞，其中所述至少一个通气间隔设置在多个节段之间，所述圆形密封唇部是由所述节段中的每个形成的，所述至少一个通气间隔在操作期间在所述节段中的每个之间提供了独立的运动。
14.根据权利要求13所述的单件式活塞，其中所述至少一个通气间隔设置在所述节段中的每个与前锥部之间，该前锥部从所述节段的外部朝所述前端延伸并且在所述节段的内部分附近朝所述后端渐缩以与该第二环形锥形表面接触。
15.根据权利要求11所述的单件式活塞，其中所述中心开口是非圆形的附接口。
16.根据权利要求15所述的单件式活塞，其中所述中心开口是实质上方形的。
17.根据权利要求11所述的单件式活塞，还包括多个支承空穴。
18.根据权利要求11所述的单件式活塞，其中所述活塞是由聚合物材料成型的。
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