CN1833823B - 带有模制弹性垫片的打磨装置 - Google Patents

Abstract

一种打磨器，其包括由聚丙烯模制的主体部件，其上一体地模制或者直接结合有柔软的垫片部件。优选地，构成垫片部件的材料是热塑性弹性材料，比如Santoprene。重要的是，如果垫片部件直接模制到主体部件上，该垫片的内部尺寸仅稍大于主体部件的外部尺寸，由此使得当主体部件位于垫片部件的限定区域之内时，在这两个部件之间形成没有任何间隙的密合配合。而且，主体部件和垫片部件的相对尺寸使得该打磨器具有厚的、从侧面和端面看过去为整体的外观。该垫片部件还可包括多个开口，这些开口有助于为用户提供“海绵”效果，在使用打磨器时能够磨平不平表面的凸点并触及凹点。

Description

带有模制弹性垫片的打磨装置

技术领域

本发明涉及杆式和手持打磨器领域的改进。更具体而言，本发明涉及一种向通常较硬的主体部件上模制弹性垫片的方法，该垫片优选由热塑弹性体组成，该主体部件，例如硬塑性部件，优选由聚丙烯组成。在优选形式中，上述垫片除了能保持与主体部件之间的强连接之外，还具有厚的以及所需的外形。

背景技术

现有的用于磨光清水墙表面及其它表面的杆式打磨器，比如美国专利US4516360和US4516361所公开的打磨器，已经存在多年。这些打磨器通常包括模制的主体部件，该主体部件具有用于保持砂纸的平坦背衬表面，该主体部件还包括位于其另一侧的手柄安装表面，用于手持或者用于安装与杆的螺纹端相连的万向节。现有的手持和杆式打磨器还具有一对钢丝夹，用来将砂纸的端部以可拆卸的方式固定到主体部件上，以使得砂纸保持贴附在背衬表面上。

通常，这些打磨器具有多方面的局限性，限制了它们的使用效果和适应能力。特别的是，现有的打磨器普遍地不使用背衬表面垫片或者垫片部件，并且即使使用垫片，这些垫片也都薄得不合需求并且磨损迅速，由于现有打磨器中的垫片通常是涂胶粘结上去的，因此当胶粘剂随时间增长而干燥时，垫片容易松动；这样使得打磨器随其使用强度增加而迅速劣化。并且，就现有打磨器的加垫状况而言，垫片没有完全包绕主体部件(即在其前面、后面以及侧面)。由于垫片部件没有完全绕打磨器的纵向边缘的侧面延伸，从而使得尺寸比背衬表面和垫片部件宽的砂纸会卷绕打磨器的侧面，而这是人们所不希望发生的。而且，由于垫片没有完全围绕打磨器的侧面延伸，从而使得打磨器很容易损坏围绕其坚硬锋利边缘的砂纸。

现有的打磨器还存在其它问题。由于构成背衬表面或者垫片部件的材料的相对硬度，而使得砂纸和背衬表面或者砂纸和垫片部件之间的摩擦力减小。因此现有打磨器的砂纸在使用过程中容易撕裂，这样就需要使用者比预期更频繁地更换砂纸。此外，现有打磨器的垫片部件易于出现磨损不均匀的状况，这是由于垫片并未被设计成根据使用者在垫片特定区域上施加的压力而提供。而且，垫片部件通常是由压敏粘合剂固定到主体部件上。这样，使用胶粘剂将垫片部件粘结固定到主体部件上的过程就需要需要使用大量劳动力。使用传统的胶粘剂还会使得垫片部件从主体部件上剥落，从而导致垫片部件和主体间之间难看地分离开，这可能会使得该打磨器在普通用户的眼中显得很低劣。

发明内容

因此，本发明的目的之一是提供一种打磨器，其带有相对现有打磨器更厚、更宽以及更牢固的弹性垫片部件或弹性表面，该打磨器的垫片中具有开口或沟槽，从而在使用该打磨器时向使用者提供所需的“海绵”效果和感受，同时防止与打磨器结合使用的砂纸或打磨网在打磨器的边缘处卷起。

本发明的另一目的是提供一种打磨器，其中垫片部件与打磨器的模制主体部件整体模制而成，由此防止垫片部件从主体部件上剥离并且能够成本经济地生产该装置。

本发明的另一方面是提供一种具有垫片部件的打磨器，该垫片部件增加了其与砂纸之间的摩擦力，由此防止砂纸在使用该装置时因“跳动”而被撕裂。

本发明的另一目的是提供一种打磨器，当使用该装置时，其中的垫片部件均匀地磨损。

本发明的其它目的可从以下说明中明显易见。

在本发明最广义的一方面中，该打磨器具有现有打磨器所不具备的其它特征，因此提供了更好的使用性能和通用性能。优选地，该打磨器包括通常由硬质聚丙烯材料模制成的主体部件，柔软的背衬表面垫片或者垫片部件与该主体部件一体模制而成或者直接粘合到主体部件上。优选地，组成垫片部件的材料是热塑性弹性材料，比如Santoprene

或合成的热塑橡胶。重要的是，如果垫片部件直接模制到主体部件上，该垫片的内部尺寸应仅仅稍大于主体部件的外部尺寸，这使得当主体部件位于垫片部件的限定区域之内时，它们之间没有间隙而易于安装固定。

优选地，该垫片部件包括多个朝向砂纸的开口，例如沟槽或者孔，当用户使用该装置时它们为用户提供“海绵”效果。该垫片弹性特性及开口共同增加了垫片和砂纸之间的摩擦力，由此使砂纸在使用过程中不容易撕裂。另外，垫片随着该装置使用时间的增加的磨损得更加均匀。

附图说明

图1是本发明的具有模制弹性垫片的杆式打磨器的透视图；

图2是表示杆式打磨器各部件的分解视图；

图3是其部分顶视图；

图4是用于杆式打磨器的万向节的视图；

图5是沿图3中5-5线的剖视图；

图5A是图5所示打磨器的部分放大剖视图；

图6是沿图3中6-6线的剖视图；

图6A是图6所示打磨器的部分放大剖视图；

图7是本发明第二实施例的手持打磨器；

图8是本发明第二实施例的具有开槽垫片部件的手持打磨器；

图9是开槽垫片部件的侧视图；

图10A-图10E是多个其中具有若干开口或沟槽的垫片部件的底表面构造的部分视图；

图11表示本发明的另一实施例，其中主体部件和垫片部件包括非化学相容材料，并且该垫片部件借助于穿过所述主体部件上的空间的插入物连接在主体部件上；

图12A表示本发明的再一实施例，其中主体部件和垫片部件包括非化学相容材料，并且垫片部件围绕该主体部件的两侧部分地包围该主体部件；以及

图12B表示本发明的又一实施例，其中主体部件和垫片部件包括非化学相容材料，并且垫片部件围绕所述主体部件的两侧完全地包围所述主体部件。

具体实施方式

参照本发明的打磨器，图中所示的打磨器10具有通常为矩形的模制主体部件12，该主体部件12包括基本平坦的底部背衬壁或表面14，以及上面的手柄安装表面16。所述的表面14和16基本平行。

该主体部件12还具有一对较短的平行端壁40、42以及一对较长的侧壁44、46，所述壁40、42、44、46是直立或垂直的，并且基本连续地围绕主体部件12并从而形成连续的外部平坦表面47。在优选的实施例中，该平坦表面在端壁40、42处的高度大约为3/8英寸，该平坦表面在侧壁44、46处的高度大约为3/8英寸。该端壁40、42以及侧壁形成矩形，并由此构成主体部件12的轮廓。该主体部件理想地是由聚丙烯材料制成。

在手柄安装表面16上安装有万向节18，该万向节18与杆20啮合。该杆通过手柄安装插座22连接到万向节18上，该安装插座22在24处从内部攻有螺纹，用于接收杆20的螺纹部25。

在打磨器10的手柄安装表面16上还安装有一对弹簧钢丝砂纸夹30、32，所述夹30、32适于在离主体部件的端壁40、42稍远的位置以及紧密接合所述端壁的位置之间活动，其目的是将砂纸带34或打磨网(未示出)固定到主体部件12上。用于将砂纸或打磨网连接到主体部件12上的连接工具包括夹钳、夹子、螺栓以及紧固板，或者它们的组合。

如图2所最清楚地表示出的是，该砂纸带34包括内表面35和外表面37，该外表面37具有砂纸面，使工作人员能够向打磨器10接触的任何表面施加打磨作用。该砂纸带34还具有一对端部接头39。当整个单元组装完成后，端部接头39折叠并被砂纸夹30、32保持在适当位置，如图1所清晰地示出。当需要新砂纸时，能够容易地拆下并替换旧的砂纸带。

就目前所讨论的结构而言，其已经被美国专利US4516360和US4516361所公开，上述专利全文在此引入作为参考。

本发明的新颖之处在于插入弹性垫片部件50，该垫片部件50具有本文所述的某些有益特征，并通常位于主体部件12和砂纸带34或其它平坦的打磨元件之间。在优选的实施例中，该垫片部件50基本为矩形，具有基本平行的上平坦壁或表面52和下平坦壁或表面54。该垫片部件优选具有一对垂直或竖直的端壁56、58以及一对垂直或竖直的侧壁60、62，其大体上形成围绕整个垫片的直立壁或轮廓。在优选实施例中，该直立端壁56、58以及直立侧壁60、62的高度大约为1/2英寸，但是也可以根据垫片的所需高度变化。因此在优选实施例中，垫片部件的直立端壁56、58以及直立侧壁60、62的垂直尺度分别稍大于主体部件的端壁40、42和侧壁44、46的垂直尺度。

该垫片50由热塑性弹性材料制成，优选为Santoprene

、热塑性橡胶或它们的等同物，并且其主体部分的厚度适当地设置在大约0.030到0.250英寸之间，优选为0.110英寸。该垫片50的内部尺寸仅稍大于主体部件12的外部尺寸，如上文所述，这样使得当主体部件12位于垫片部件50的限定空间之内时，这两个部件之间形成密合配合，而没有任何空隙。也就是说，像将要讨论的那样，垫片50粘合并且覆盖在主体部件12上，垫片50和主体部件12彼此之间密封连结。

特别地，垫片50的侧壁60、62分别覆盖在主体部件12的侧壁44、46上，垫片的端壁56、58分别覆盖在主体部件12的端壁40、42上.如图1、图5和图6所最清楚地表示出的是，垫片50的直立壁基本覆盖了主体部件的侧壁和端壁，并且从外面的侧面和端面看过去基本挡住了它们.

在所述图中还能看出，垫片50具有位于其顶部的上凸缘59，其与垫片壁56、58、62和64形成整体，除了小缺口51之外，基本围绕垫片的整个周长。如图5和图6所示，该凸缘59稍显球形，进一步覆盖壁40、42、44及46并且稍微向内朝向壁40、42、44及46倾斜。该凸缘59能使砂纸带34和凸缘59之间进一步摩擦咬合，在夹30、32的夹持力之外为砂纸带34提供更紧的夹持力。重要的是，该凸缘59与垫片部件的壁56、58、60和62相结合，使垫片具有较厚的并且是理想的侧面及端面外形，更加固了这些部件之间的连接。

根据使用特定硬度计的测量结果，与该装置结合使用的热塑性弹性体的相对“硬度”在大约30A到60A的范围内，优选为45A，现有打磨器所使用的海绵橡胶通常比诸如Santoprene的热塑性弹性体软，因此在垫片的底表面上设置开口、沟槽或其它包含缺口的设计，用来为用户在使用该装置时提供更柔软的感觉。

如果没有这些开口、沟槽或结构(图10A-图10E表示出这些结构的部分实例)，则应将垫片部件50模制得更厚些，用以为用户提供所需要的柔软感觉，这会使成本不那么经济。如图2、图8、图9和图10所示，为了在使用过程中提供“海绵”感并且使垫片在打磨器向打磨表面重复移动时紧贴砂纸，该垫片部件本身具有多种底部开口，即可以在67处开孔和/或在65处开沟槽。当使用沟槽与垫片部件50相结合时，沟槽的高度为0.015到0.125英寸，优选为0.060英寸。此外，围绕垫片周长的开孔67还可以用作推出孔，用来在打磨器成形并基本冷却后从模具中推出该模制打磨器。由于该垫片50由热塑弹性材料制成，其一般比较“软”并且稍具弹性，因此当使用者在打磨过程中向打磨器施加压力时，该开口能够变形。此外，由于垫片50使用热塑性弹性体，因此当使用打磨器打磨不平表面时，垫片50能够使砂纸在具有凸凹点的不平表面的各凸点之下移动。

此外，彼此直接模制结合的主体部件和垫片部件可以形成与电动打磨器(比如转动式或往复式打磨器)结合使用的附件，其中该附件适于连接接合到电动打磨器上。现有电动打磨器附件具有以传统胶粘剂粘合的一层或多层垫片，这使得本发明的附件较现有电动打磨器所使用的附件而言具有多项优点。

该主体部件12和垫片50(以及图7所示的手柄69和主体部件12)是通过所谓的“覆盖模制(overmolding)”或“共同模制”的工艺彼此相结合的，其中热塑性弹性材料，优选为Santoprene

，是利用一次嵌入或多次注塑工艺与由相容材料组成的主体部件12相结合的。具体而言，在模制聚丙烯主体部件12之后使用另一模具，将主体部件12插入该模具内并留有一个规定的空间，向该空间内注射热塑性弹性材料。当注入热塑性弹性材料后，其形成垫片部件50(以及手柄22)，该垫片部件50直接牢固地化学粘合到主体部件12上，由此使得垫片50和主体部件12彼此之间以分子方式粘结结合，而不需要使用传统的胶粘剂。附图所示的小缺口51通常是模具密封处。所制成的打磨器因此为硬-软结构，就其垫片和把手的使用舒适性、防滑性以及抗磨性而言，效果非常好。

在许多使用覆盖模制或共同模制工艺将热塑性弹性体模制到基底上来制造硬-软结构的设备中，一个有待于克服的难题是热塑性弹性体和基底之间的粘结力低，这表现为材料层的剥离、卷曲、磨损或者分层。优选地，在本文的打磨器中，可以用Santoprene制造与聚丙烯主体部件12有效连结的垫片部件50.当然，其它热塑性弹性体或热塑性橡胶以及相容基底，比如苯乙烯及ABS，可用来实施本发明.

图11表示由非塑性材料，比如金属构成的主体部件12，这些材料不与热塑性弹性体或热塑性橡胶化学地相容。在本实施例中，为了将所述垫片50连接到由不相容材料构成的所述主体部件12上，在主体部件12内设置一个或多个空间75，使热塑性弹性体能够以液态形式经所述空间75注入。当热塑性材料在制造过程中冷却后，该热塑性弹性体形成垫片部件50，其延伸部分77具有一个或多个带帽的插入件79，其将所述垫片部件5α以机械方式连接到所述主体部件12上。可选的是，可以在主体部件12本身上设置延伸部分或铆钉(未示出)，所述垫片部件50(由热塑性弹性材料形成)具有围绕上述延伸部或铆钉的开口，从而可以连接着到主体部件12上。在这些实施例中，如果需要，可以将垫片部件50制成能够从所述金属主体部件上剥离。另外，如果需要，可以根据特定结构，独立于所述主体部件制造该垫片部件50，并随后将其安装到主体部件上。类似的是，如图12A和12B所示，如果主体部件12和垫片部件50由非化学相容材料构成，则可以将垫片部件制成像手套一样部分地围绕或包围主体部件的顶面、底面以及至少两侧面。此外，根据垫片部件50和主体部件12之间的所需方向和连接性，还可以制造与主体部件12的侧端(而非图11、图12A以及图12B所示的前端和后端)相连的垫片部件50。当然，也可以构造其它实施例，其中所述垫片部件50连接到主体部件12的四个侧面上。

尽管本文通过具体实施例对本发明予以介绍，但是应该理解，这些实施例仅仅用于表明本发明原理的应用。可以在不脱离本发明精神和保护范围的情况下作出大量的改动或其它布置。

Claims (24)

1.一种用于将砂纸或打磨网施加到一个表面上的打磨器，该打磨器包括：

具有底壁和若干直立壁的主体部件；

具有上壁和若干直立壁的、由热塑性弹性材料制成的垫片部件；

位于主体部件上的连接工具，其用于以可卸下方式将砂纸或打磨网沿着垫片部件上的底壁连接；

垫片部件的直立壁和上壁分别被共同模制成围绕主体部件的直立壁和底壁并覆盖主体部件的直立壁和底壁；

垫片部件的直立壁具有顶部，垫片部件在该顶部上具有上凸缘，该上凸缘除小缺口外基本围绕垫片部件的整个周长并且覆盖所述主体部件的所有直立壁；以及

主体部件由相容的基底材料制成，该基底材料与所述垫片部件化学相容并且分子结合于所述垫片部件，而无需使用粘合剂。

2.如权利要求1所述的打磨器，其中，所述连接工具将所述砂纸或打磨网保持抵靠于所述上凸缘，由此上凸缘与所述砂纸或打磨网直接接触，以能够实现所述上凸缘和所述砂纸或打磨网之间进一步的摩擦接合。

3.如权利要求1所述的打磨器，其中，所述上凸缘为球形的，在所述砂纸或打磨网被接合于压靠于所述上凸缘的所述打磨器时，提供更大的摩擦接触。

4.如权利要求1所述的打磨器，其中所述热塑性弹性材料为

5.如权利要求1所述的打磨器，其中垫片部件由热塑性橡胶材料制成。

6.如权利要求1所述的打磨器，其中所述基底材料是硬塑性材料。

7.如权利要求6所述的打磨器，其中基底材料为聚丙烯。

8.如权利要求2所述的打磨器，其中所述垫片部件在其底表面上具有多个开口。

9.如权利要求8所述的打磨器，其中所述开口是沟槽。

10.如权利要求8所述的打磨器，其中所述开口是孔。

11.如权利要求2所述的打磨器，其中所述垫片部件包括具有位于其底表面上的多个开口的设计。

12.如权利要求1所述的打磨器，其中所述主体部件具有手柄安装表面，并且所述连接工具包括安装于所述手柄安装表面上的夹子。

13.如权利要求1所述的打磨器，其中所述主体部件具有手柄安装表面，并且所述连接工具包括安装于所述手柄安装表面上的钳子。

14.如权利要求1所述的打磨器，其中所述主体部件具有手柄安装表面，并且所述连接工具包括安装于所述手柄安装表面上的紧固板。

15.如权利要求1所述的打磨器，其中所述垫片部件的所述直立壁的高度大约为1/2英寸。

16.如权利要求15所述的打磨器，其中所述主体部件的所述直立壁的高度大约为3/8英寸。

17.一种用于将砂纸或打磨网施加到一个表面上的打磨器，该打磨器包括：

具有若干垂直壁和底表面的、由硬塑性材料制成的主体部件；

由与所述硬塑性材料化学相容的热塑性弹性体制成的垫片部件，其具有：(a)若干垂直壁，(b)位于所述垂直壁顶部的除小缺口之外基本围绕所述垫片部件的整个周长的上凸缘，其稍显球形，(c)平坦上表面，垂直壁基本垂直于该上表面；

所述垫片部件的所述垂直壁和上凸缘被共同模制成使得上凸缘围绕所述垫片部件的垂直壁并且覆盖所述垫片部件的垂直壁，垫片部件的上表面被共同模制成围绕主体部件的底表面并且覆盖底表面，从而使得垫片部件的所述垂直壁和上凸缘从侧面和端面挡住主体部件的所述垂直壁，使所述打磨器具有厚的整体外观。

18.如权利要求17所述的打磨器，其中还包括连接工具，用于将所述砂纸或打磨网连接于所述主体部件或垫片部件，其中当所述砂纸或打磨网被紧固于所述打磨器上时，在打磨器两端处，由于所述上凸缘，所述砂纸或打磨网与所述上凸缘之间进一步摩擦咬合，增加了所述打磨器与所述砂纸或打磨网之间的摩擦接触。

19.如权利要求17所述的打磨器，其中所述硬塑性材料为聚丙烯。

20.如权利要求17所述的打磨器，其中所述硬塑性材料为苯乙烯。

21.如权利要求17所述的打磨器，其中所述垫片部件的底表面具有若干开口，这样当使用打磨器打磨时，允许所述垫片部件更多变形，并且从而允许砂纸或打磨网在不平表面的凸点之下移动。

22.如权利要求17所述的打磨器，其中所述垫片部件的所述垂直壁的垂直尺度大于所述主体部件的所述垂直壁的垂直尺度。

23.如权利要求21所述的打磨器，其中所述开口可变形。

24.一种用于将砂纸或打磨网施加到一个表面上的打磨器，该打磨器包括：

聚丙烯制成的主体部件，所述主体部件具有直立壁和基本平坦底壁；

热塑性弹性体材料制成的垫片部件，所述垫片部件具有上壁、具有多个能够变形的开口的底壁、与所述上壁和底壁相连的多个垂直壁和位于垫片部件顶部的、除小缺口之外基本围绕垫片部件整个周长的上凸缘；

位于主体部件上的两个连接工具，用以可拆卸地将砂纸或打磨网沿着所述垫片部件的底壁连接，并且压接合于所述垫片部件的所述上凸缘；

其中所述垫片部件的所述多个垂直壁和所述上凸缘被模制到所述主体部件的所述直立壁并且覆盖所述直立壁，所述垫片部件的所述上壁被共同模制到所述主体部件的所述基本平坦底壁并且覆盖所述基本平坦底壁。

Images