用於一無杆式分配器的活塞和活塞杆的製作方法

2023-08-07 07:23:26 2

專利名稱：用於一無杆式分配器的活塞和活塞杆的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於可擠壓物質的分配器，尤其涉及一種用於可擠壓物質的分配 器中的傳動裝置。
背景技術：
用於粘性物質或可擠壓物質的機械式分配器，包括可在任何五金店買到的普通活 塞式填縫槍，以及用於將一諸如牙膏管的彈性管捲起的小型手持式裝置。大多數的可擠壓 物質分配器均設有一個活塞，連接於一個細長的活塞杆一端部。該活塞在一個非完全型缸 體內推進，該非完全型缸體的形狀讓人聯想到一個槽罐，該非完全型缸體在下文中稱為儲 存缸體或簡易缸體，其作用是容納可擠壓物質的柱狀容器罐。通過驅動一個內置於容器罐內的活塞將裝於一容器罐內的可擠壓物質通過一容 器罐頂端從容器罐中擠出，該活塞安裝於容器罐的「底端」內。設於容器罐底端的活塞在下 文中稱為容器罐活塞。當容器罐活塞在與活塞杆連接的活塞的驅動作用下，在容器罐內運動時，其將可 擠壓物質從容器罐中推出。所述活塞杆由一個作為分配器組成構件的手槍式握把機構驅 動。該手槍式握把機構可以與棘輪連接，也可以與無棘輪傳動裝置連接。啟動手槍式握把 使得活塞杆在缸體內前移，其進而推動第一活塞(與連接杆連接)進入第二活塞(設於一 可擠壓物質容器罐的底端)，將可擠壓物質擠壓出分配管。由於第一活塞做遠離傳動裝置的 運動並進入分配管中，可擠壓物質便從容器罐的頂端擠出。圖1顯示了如上文所述的一種典型的現有可擠壓物質分配器的一側視圖。通過扣 動扳機16推動缸體內的第一活塞21頂向設於可擠壓物質的管體內的容器罐活塞，扳機16 可旋轉的安裝於手柄14上。設於細長推桿19上的凹槽或齒17與設於手柄14內的棘輪機 構(圖中未示出)相嚙合。棘輪機構可以被看作是一種將作用於扳機16的力轉換為活塞 杆和第一活塞21的橫向位移的「傳動裝置」。現有填縫槍或其他用於可擠壓物質的分配器所存在的問題是，推桿19自手柄14 向外伸出，這使得該分配器變得龐大。該向外伸出的杆還使得該裝置在不使用時難以貯藏， 或難以放置，特別是當該裝置在近密集區域內使用時，例如經常發生的，該裝置用於在飯店 裡分配調味品以及其他可擠壓食品。一種去除了推桿19的用於分配可擠壓物質的分配器是現有技術的改良。

發明內容
本發明根據上述現有技術存在的問題，提供了一種無杆式分配器，用於分配可擠壓物質，其採用了不同於活塞杆的傳動機構，以減小分配器的體積，同時該傳動機構設置為 其與活塞在一連接點連接，該連接點偏離於活塞的幾何中心軸，從而使得作為傳動機構的 推鏈不發生彎曲。該無杆式分配器包括一具有一活塞端面的可移動的第一活塞，其構造為向一可移動的第二活塞施加一 力，該第二活塞位於一可擠壓物質的一次性管體內，該第一活塞具有一活塞裙，其至少部分 地繞著第一活塞的端面伸展，該活塞裙自第一活塞的端面向第一活塞的一基面伸展，該第 一活塞的基面與第一活塞的端面相反設置，該第一活塞還具有一貫穿第一活塞的基面和第 一活塞的端面延伸的幾何中心軸；一包括若干鏈節的推鏈，鏈節構造為繞著彼此在一第一方向上轉動且不能繞著彼 此在一相反的第二方向上轉動，當驅使所述鏈節在所述第二方向上轉動時，推鏈能夠施加 一壓力，推鏈的一第一端與第一活塞的基面在一連接點連接，該連接點以一第一距離偏離 於第一活塞的幾何中心軸；其中，當一裝有可擠壓物質的一次性管體設於無杆式分配器內，且所述第一活塞 壓向第二活塞時，一推鏈施加的壓力便產生一來自於第二活塞對第一活塞的反作用力，該 來自於第二活塞的反作用力使得第一活塞驅使至少部分推鏈的鏈節在第二方向上轉動。所述無杆式分配器還包括一具有一第一預設長度的活塞杆，其在連接點與第一活 塞的基面固定連接。所述無杆式分配器，其中連接點和第一距離選定並構造為當一壓力沿著一活塞杆 中心線作用時，其因自活塞力產生一反作用力，該反作用力驅使活塞杆繞著連接點在第二 方向上轉動。所述無杆式分配器，其中推鏈在壓力施加前是彎曲的，該曲線選定為在壓力施加 後推鏈基本是直的。所述無杆式分配器，其中活塞杆具有一長度，其使得當可擠壓物質一次性管體是 滿的，並先行放入無杆式分配器內時，且在所述一次性管體裝滿的情況下，當所述第一活塞 的端面鄰接第二活塞時，活塞杆的長度自第一活塞的基面延伸至與一驅動鏈輪的至少一個 齒嚙合的位置，該驅動鏈輪用於驅動推鏈，該驅動鏈輪構造為在第一方向上轉動，並向著第 二活塞的方向直接驅動活塞杆和第一活塞，產生所述反作用力。所述無杆式分配器還包括至少一推鏈校直片，該至少一推鏈校直片使推鏈的鏈節
基本保持平直。所述無杆式分配器，其中鏈輪、推鏈和活塞杆構造為使得第二活塞自一原始起始 位置的移動產生所述反作用力。所述無杆式分配器，其中活塞裙具有一長度且活塞具有一直徑，活塞裙長度與活 塞直徑的比值約為1 1 1 6。所述無杆式分配器，其中活塞裙具有一長度，其延伸過活塞的基面並至少包圍部 分活塞杆。所述無杆式分配器，其中第一活塞的端面包括一繞著第一活塞端面的錐形。所述無杆式分配器，其中錐形為一截頭錐。所述無杆式分配器，其中第一活塞的橫截面形狀為閉合規則多邊形。本發明還提供了一種用於可擠壓物質的無杆式分配器，該無杆式分配器包括
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一外殼，其具有第一端、第二端和一開口，該外殼構造為容納一可擠壓物質的管體 於其內，該外殼具有一幾何中心軸，其貫穿第一端和第二端延伸；—具有一活塞端面的可移動的第一活塞，其構造為向一可移動的第二活塞施加一 力，該第二活塞位於一可擠壓物質的一次性管體內，該一次性管體設於所述外殼內，該第一 活塞具有一部分圍繞活塞端面的活塞裙，該活塞裙向一與第一活塞的端面相反設置的活塞 基面延伸，該第一活塞還具有一幾何中心對稱軸，其基本與外殼的幾何中心軸共軸；一包括若干鏈節的推鏈，該鏈節構造為繞著彼此在一第一方向上轉動但不能在一 相反的第二方向上轉動，當驅使所述鏈節在所述第二方向上轉動時，推鏈能夠施加一壓力， 推鏈的一第一端與第一活塞的基面在一連接點連接，該連接點以一第一距離徑向偏離於第 一活塞的幾何中心對稱軸；一安裝於分配器內的鏈輪，可繞著一軸在第一方向和第二方向上轉動，該軸與外 殼的幾何中心軸基本正交，推鏈鏈節至少繞著鏈輪的部分在所述第一方向上轉動；其中，當一裝有可擠壓物質的一次性管體設於無杆式分配器內時，推鏈在連接點 施加的一壓力便產生一對第一活塞端面的反作用力，該反作用力使得第一活塞驅使推鏈鏈 節在第二方向上轉動。其中所述第一方向遠離設於所述外殼上的開口。上述無杆式分配器還包括一具有一第一長度的活塞杆，其在連接點與第一活塞的 基面固定連接。其中活塞裙具有一長度且活塞具有一直徑，活塞裙長度與活塞直徑的比值約為 1 1 1 6。其中活塞裙基本呈圓柱形，該活塞裙具有一長度。其中活塞裙具有一長度，其延伸過活塞的基面，並向遠離活塞基面的方向延伸、至 少圍繞部分活塞杆。其中活塞端面包括一錐形冠。其中錐形冠為一截頭錐。上述無杆式分配器還包括一與鏈輪連接的棘輪機構，該棘輪機構可控的允許鏈輪 在第一方向和第二方向其中一個方向上轉動。上述無杆式分配器，還包括一與棘輪機構連接的可轉動的棘輪釋放元件，該棘輪 釋放元件在一第一位置時，其越過棘輪機構延伸，當可轉動的棘輪機構在一第二位置時露 出一清除孔。上述無杆式分配器還包括一推鏈盒。其中當所述推鏈全部縮回到所述推鏈盒中時，所述活塞杆與所述棘輪機構接合。本發明所述的無杆式分配器，通過採用推鏈作為線形傳動機構代替現有的活塞 杆，從而大大減小了分配器的使用空間，同時通過使推鏈與活塞的連接點偏離於活塞的幾 何中心軸這種設置方式，來防止推鏈發生彎曲，從而使得本技術方案較之現有的用於可擠 壓物質的分配器具有顯著進步的實施效果。


圖1為一種現有的可擠壓物質分配器的側視圖。
圖2為一種用於可擠壓物質的無杆式分配器的側視圖。圖3A為圖2所示的分配器的右側視剖面圖。圖;3B為圖2所示的分配器的一種可選的實施方式的右側視剖面圖。圖4為圖2所示的分配器的左側視剖面圖。圖5A、圖5B和圖5C為用於圖2所示的裝置中的扳機、鏈輪、棘輪機構和推鏈的單 獨部件圖。圖6A和圖6B為一種棘輪機構的單獨部件圖。圖7為圖2所示的裝置的端面圖。圖8為一種無杆式分配器的一種優選實施方式的左側視立體圖。圖9為圖8所示的無杆式分配器的右側視立體圖。圖10為圖8和圖9所示的用於可擠壓物質的無杆式分配器的爆炸圖。圖11為一種活塞的優選實施方式的側視圖，該活塞具有一固定的、伸出長度的活塞杆。圖12為圖11所示的無杆式分配器中的活塞的剖面圖。圖13A顯示了如圖8和圖9所示的分配器中的活塞和伸出的活塞杆在其完全回縮 位置上的狀態。圖13B顯示了活塞和伸出的活塞杆離開其完全回縮位置的狀態。圖14為顯示了活塞和伸出的活塞杆在其完全回縮位置的又一個視圖。圖15顯示了一活塞和伸出長度的活塞杆的一種可選實施方式。
具體實施例方式圖2為一種無杆式分配器10的一側視圖，其用於手動分配可擠壓物質。該分配器 10包括一缸體12，其缺少上「半部分」，以便於可擠壓物質的管體或容器罐可以裝入以及移 出分配器10。該用於容置管體或容器罐的「半缸體」 12在本文中仍然稱為缸體。一充當為一手柄14的外殼，其與缸體12連接，或者整體作為缸體12的一部分。一 個可擺動的扳機16，其下部或尾端與手柄14的下部或尾端15在一樞軸點P樞接。當緊握 扳機16時，扳機16便很容易的縮進手柄14中，當緊握扳機16時，設於手柄14內的扳機復 位彈簧(圖2中不可見)被壓縮。當使用者放開扳機16時，扳機復位彈簧的彈力使得扳機 16回到其起始位置(從手柄14中退出)。這樣，扳機16就可被反覆地握緊和放開。握緊扳機16，驅動一個設於手柄14內的軸承上的鏈輪，該軸承由手柄支撐。一條 部分環繞著鏈輪的推鏈，其用於當鏈輪在扳機16的作用下轉動時，向一設於缸體12內的活 塞沈施加一下力。通過推鏈M施加於缸體12內的活塞沈上的力，將可擠壓物質23從一 個管體或容器罐23中擠出。因此，本技術方案不是通過採用一根細長的推桿(諸如現有分 配器所採用的)，而是採用一根推鏈通過反覆驅動扳機16分配可擠壓物質23的。推鏈是公知的。推鏈是一種呈環狀或者摺疊起來的推鏈，以便於存放，但是這種推 鏈在受到一個壓力負荷或推力負荷時會變成剛性。推鏈也可以用於施加一個拉力。因此， 推鏈既可以用於推，也可以用於拉。圖中，推鏈存放於一個緊鄰缸體12設置的盒子中，部分 環繞著一驅動鏈輪，並且與設於缸體12內的活塞的背面連接。圖3A是從如圖2所示的分配器10的右側看去的橫截面圖。握緊扳機16以使其進入手柄14中，使得扳機16繞著樞軸點P逆時針方向轉動(如圖3A，;3B所示)。這樣，扳 機16壓縮一扳機復位彈簧18，並推動一搖杆20繞著A點順時針轉動。搖杆20與鏈輪22 連接，繞著A點順時針轉動搖杆20使得搖杆20繞著鏈輪22的A軸順時針轉動。搖杆20通過一個單向軸承(可見於圖7中，圖3A，3B中不可見)可轉動的連接於 鏈輪22上。該單向軸承安裝於手柄14中，使得搖杆20繞著鏈輪A軸的順時針轉動帶動鏈 輪22順時針轉動，一個如圖4所示的可釋放的棘輪機構使得鏈輪無法逆時針方向轉動，直 到將該棘輪機構從鏈輪22上鬆開。當鏈輪22被棘輪機構「固定到位」時，單向軸承則允許 搖杆20回到其如圖3A，;3B所示的起始位置。一旦搖杆20回到其起始位置，扳機16便可以 再次動作，即繞著P點逆時針方向轉動以驅動搖杆20。扳機16的往復動作驅動鏈輪22逐 漸地順時針轉動。單向軸承和棘輪機構使得鏈輪22逐漸地順時針轉動，但是不會發生逆時 針方向的轉動，直到將棘輪機構從鏈輪22上釋放或鬆開。扳機的每一次驅動動作所帶動的 鏈輪22的順時針方向上的轉動，將推鏈M推入缸體12中，這使得活塞沈增逐漸地從缸體 12的首端23向其末端觀移動，沿著其移動路徑將可擠壓物質23從管體或容器罐21中擠 壓出。但是鬆開扳機16，不會使鏈輪反轉或者使推鏈M從缸體12中拉出。仍參見圖3A，推鏈M具有一第一端37，其與活塞沈的背面25的中心連接。推鏈 24還具有一設於推鏈盒32中的第二端38，其與一推鏈復位彈簧34連接。推鏈M的中心或中間部分圍繞著鏈輪22的大約半邊。推鏈M的一第一部分， 其位於鏈輪22和推鏈M的第一端37之間，該第一部分從鏈輪22的齒部分延伸到缸體12 中，至推鏈的第一端37與活塞沈的背面25連接的位置。推鏈M的一第二部分，其位於鏈 輪22和推鏈M的第二端38之間，該第二部分從鏈輪22延伸到一推鏈盒32內，該推鏈盒 緊鄰缸體12平行設於其下方。扳機16的每一次驅動動作均將推鏈M從推鏈盒32中拉出 一段長度，同時拉伸推鏈復位彈簧34，還將一段相同長度的推鏈推入缸體12內。一根螺旋式推鏈復位彈簧34，繫於推鏈M的第二端38和推鏈盒32的末端36之 間。在推鏈M向缸體12拉動的過程中，復位彈簧34使推鏈M的第二部分始終保持有張 力，當上文提到的棘輪機構釋放時，復位彈簧34將推鏈M從缸體12中拉出，使其回位到推 鏈盒32中。圖:3B是如圖2所示的分配器的一種可選實施方式的橫截面圖，該圖為從分配器10 的右側看去的視圖。不同於圖3A所示的採用了一根設於推鏈盒32內的推鏈復位彈簧34 的實施方式，圖3B所示的實施方式採用了一根設於手柄14內的推鏈復位彈簧50。在另一 個沒有用附圖表示的可選的實施方式中，復位彈簧34和50均可被採用。在圖:3B中，復位彈簧50的左端(如圖:3B所示)與一個設於手柄內的樁連接(圖 3B中未示出)。推鏈M的右端(如圖:3B所示)與設於活塞沈的背面25上的拉樁36B連 接。順時針方向轉動鏈輪22，使推鏈M驅動活塞沈沿缸體12向其末端觀移動。在活塞 26向著缸體12的末端觀移動的過程中，復位彈簧50被拉伸，其在推鏈的第一部分(即位 於活塞和鏈輪22之間的部分)上施加一個壓力。釋放設於鏈輪22上的棘輪機構，能夠使 復位彈簧50將活塞沈和推鏈M朝鏈輪22的方向拉回，這就推動推鏈M的第二端38回 位到盒子32內。圖4是如圖2和圖3A所示的分配器10的左側剖面圖。除了別的元件之外，圖4還 顯示了一棘輪機構，其使得推鏈M進而帶動活塞沈只向一個方向移動，即向著缸體12的
8末端觀移動，直到棘輪機構被鬆開。該棘輪機構包括與鏈輪22連接的具有細密鋸齒的齒 輪40和裝有彈簧的鎖定爪42。鎖定爪42的末端44壓於或「跟隨」齒輪40的齒。齒輪40 與鏈輪22相互連接。齒輪與鏈輪設於前文所述的單向軸承(圖4中不可見)上，以相同的 方向一同轉動。如圖5A所示，鎖定爪42的末端44跟隨齒輪40的齒，允許齒輪40和鏈輪22隻朝 一個方向轉動(即圖4中顯示的逆時針方向)，「脫離」鎖定爪42的末端44。通過將鎖定爪 42的末端44從齒輪40上移開來將鎖定爪42從齒輪40上鬆開，移開的距離應當使得末端 44離開齒輪40的齒，並使得齒輪40可以反方向轉動(即圖4中顯示的順時針方向，圖3A 和圖:3B中顯示的逆時針方向)。反向或向後轉動齒輪40和鏈輪22，使得推鏈M的第一部 分從缸體12中回縮，同時使得推鏈的第二部分被推鏈復位彈簧34拉進推鏈盒32中。如圖4所示的鎖定爪42，以及其末端44可以通過轉動一個從手柄14的側面伸出 的凸輪軸60來打開。圖中所示的凸輪軸60構造為當凸輪軸60順時針或逆時針轉動時， 其將末端44從齒輪40上推開。在一種可選的實施方式中，一種棘輪釋放機構包括一根從 手柄14的至少一邊垂直伸出的軸。位於手柄14內的軸的中部具有一帶錐度的外徑，從而 當朝著手柄14按壓軸或將軸按進手柄14時，該軸上的錐度迫使鎖定爪42側移(就如同凸 輪軸60所做的)，離開齒輪40。在圖5A中，當使用者朝著手柄14的方向握緊扳機16或將扳機16握進手柄14內 時，扳機16末端的指示箭頭表示出一個施加於扳機16上的力&。力Ftl在鏈輪22上產生 一個逆時針方向的轉矩(按照圖4所示，若按照圖3所示，為順時針方向的轉矩)。該由Ftl 產生的轉矩壓縮扳機復位彈簧18，同時其還驅使鏈輪22逆時針轉動(按照圖4所示)。鏈 輪22逆時針方向的轉動在活塞沈的背面25上施加一個力F1。施加於推鏈M的第一部分 上的力F1是壓力。力F1的施加方向基本為直線，且基本沿著缸體12的中軸方向。在圖5A中，扳機16末端的指示箭頭描述了施加於扳機16上的Ftl大小的力，其距 鏈輪22的中心的距離是Lp該距離鏈輪22的中心L1的力產生了一個繞著鏈輪軸A的力 矩，該力矩的值表示為F1 = F0XL1通過握緊扳機16驅動鏈輪逆時針轉動(如圖中所示)，在推鏈M上產生一個反作 用力F1,其施加於活塞沈上。在假設推鏈針對扳手的握緊做出相應的移動之前，推鏈繞鏈 輪軸移動的量是0的前提下，可以計算得到反作用力Fp因此，作用於推鏈M上的力F1就 等於 由於L2小於L1, L1除以L2的商將大於1。因此由力F。施加於推鏈24 (進而施加 於活塞21以及容器罐內的可擠壓物質)上的產生的力F1的大小將成比例的大於使用者施 加於扳機16上的力F。。但是，由扳機16的驅動動作產生的推鏈M的水平或橫向位移將小 於扳機16的橫向位移。換句話說，通過長力臂L1大於力臂L2獲得的力矩增大，增加了施加 於推鏈24、活塞沈以及置於分配器10裡的容器罐21內的可擠壓物質23上的力F1，但是 付出了推鏈M在缸體12內的水平位移減少的「代價」。這樣，力臂L1和L2長度的比值能夠 實現一個力矩/力的增大，以及一個水平位移的變化。換句話說，可以選擇扳機16的長度和鏈輪22的直徑，以使扳機16的一次完整的驅動動作可以從容器罐21中分配出一固定量 的或基本固定量的可擠壓物質23。因此分配器10可以通過扳機16的完整的驅動動作分配 固定量的可擠壓物質。扳機16的一次「完整的驅動動作」在這裡是指，扳機16繞著其樞軸點P轉動到一 點，在該點鎖定爪42可以與齒輪40上的下一個齒根相嚙合。這樣，齒輪40上的齒根或齒 的數量，以及扳機16的長度實際上決定著扳機16轉過的角度，還決定著扳機的每一次驅動 動作所能分配的物質的最大量。圖5B描繪的是扳機16處於其繞著鏈輪22的軸轉動的行程的末端。鏈輪22在逆 時針方向上轉動增加會使推鏈M發生向圖中的左側方向橫向平移增加，也會使推鏈M上 的壓力增加。在圖5C中，扳機16處於放開狀態。扳機復位彈簧(圖5A-圖5C中未示出)使得 扳機16回到其起始位置，並減小了作用於推鏈M上的壓力。然而，在大多數實施方式當中， 一棘輪機構將鏈輪22和推鏈M的位置固定，即不允許鏈輪反方向轉動。圖6A和圖6B是圖5A所描繪的可釋放的棘輪機構的單獨部件放大圖。在這些圖 中，可以更清晰的看到，齒輪40隻可以朝著一個方向轉動，直到鎖定爪42的末端從齒輪40 上的嚙合處移出。圖7是從手柄/外殼14側看去的一端面剖視圖，其顯示了手柄/外殼14的內部 部件。可以看到，鏈輪22可轉動的安裝於一個單向軸承66上，單向軸承66的兩端支撐於 手柄/外殼14上。可以看到，推鏈M包覆於鏈輪22上。機械領域內的普通技術人員可以從前述附圖和描述中了解，扳機16繞著其樞軸 點P轉動的驅動動作，使得鏈輪22繞鏈輪的中心軸A轉過一轉動角度。該轉動角度的大小 由力臂L1的長度和扳機16可繞其樞軸點轉過的角度決定。由於鏈輪22上設有一固定數 量的齒，這些齒可以與推鏈上的相應鏈節嚙合，由扳機的完整驅動動作所帶動的鏈輪轉動， 使得活塞在扳機的每一次驅動動作下，以一固定的和相同的距離沿著缸體12移動。這樣， 扳機和其具有角度的驅動動作便成為一種度量裝置。因此，通過控制扳機轉過的角度，就可 能實現對可擠壓物質的分配量的控制。為了權利要求解釋的目的，推鏈M在此被視是一個線性傳動裝置，從這種意義上 說，其具有在基本為直線的方向上施加一個壓力而不發生縱彎曲的能力。在一個優選的實 施方式中，推鏈存放於如圖所示的推鏈盒內，推鏈盒平行於缸體12並設置於缸體12的旁 邊。在一個可選的實施方式中，正如本領域內的技術人員可以知曉的那樣，推鏈M也可置 於手柄中。缸體、手柄、扳機和推鏈可由金屬、塑料或碳化纖維製得。雖然復位彈簧34和50 優選地為金屬材質，但一鬆緊帶也可作為復位彈簧34和50的替代物。圖8為一種用於可擠壓物質的無杆式分配器100的一種優選實施方式的立體圖。 與上文所述的無杆式可擠壓物質分配器10 —樣，圖8所示的分配器100包括一基本為圓柱 體的外殼102，約一半的外殼已經被移除，該移除部分具有一看上去像一個圓拱屋的形狀， 圓拱屋是一種公知的結構，其具有半圓拱形的屋頂。儘管存在著外殼102的大約一半被移 除的事實，但是為了簡潔、清楚、簡單的表達，圖8及以下附圖所描繪的外殼102的形狀在此 及以下均被可互換地稱為一外殼以及一圓柱體形狀的外殼。
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從圖8中可看出，該外殼具有一長的圓拱屋形狀的開口 103，一裝有可擠壓物質的 一次性管子114可通過該開口放入或移出分配器100。一手柄總成104與外殼102的一第 一端或一首端112連接。開口 103的大小設計為能夠使一次性管子114穿過開口 103，且置 於外殼102的末端110和首端112之間的位置。一扳機116繞著樞軸點P轉動，該樞軸點 位於手柄總成104的底端或下部118。圖9為圖8所示的無杆式分配器100的右側視立體圖。該圖顯示了一用虛線表示 的可移動活塞120，用以顯示活塞120在一裝有可擠壓物質的一次性管體114內移動至中途 的狀態。一次性管體114內的可擠壓物質的剩餘量通過沿著外殼102右側、恰好設於推鏈 盒32上方的標線或標記指示出來。一狹槽135形成於推鏈盒32的一側面內。一與推鏈對 的第二端38(圖9中不可見)連接的把手133穿過狹槽135向外伸出。把手133在有效地 指向位於外殼上的十字線或標線的同時，還作為使用者手動移動推鏈時的抓握部件。關於如圖1-8所示的分配器，如上文所述，設於分配器100內的扳機116繞著樞軸 點P的轉動，驅動位於外殼102內的活塞120朝著外殼102的末端110移動。當活塞120 擠壓一設於裝有可擠壓物質的管體內的第二活塞(圖8和圖9未示出)時，活塞120將可 擠壓物質從一次性管體114尾端的開口中擠出，並從外殼102末端的一開口中擠出。圖10是如圖8和圖9所示的用於可擠壓物質分配器的爆炸圖。手柄總成104包 括配套的左半手柄和右半手柄115A、115B，其內部設有其他元件，左半手柄和右半手柄上的 突起支撐轉動的和非轉動的輪軸。前文所述的扳機116繞著樞軸點P轉動，壓縮前文所述 的復位彈簧18。扳機116使得前文所述的鏈輪22驅動推鏈M的第一端37朝著一第一活 塞120的背面IM移動。當鏈輪22轉動時，具有細密齒的齒輪40隨著鏈輪22轉動，並通 過一裝有彈簧的鎖定爪42防止鏈輪逆時針方向上的轉動，該鎖定爪作為一單向棘輪機構， 直到其被釋放。一棘輪釋放元件設於一棘輪釋放把手121上，其繞著兩根軸/鉸鏈轉動，通 過標號119和一坡道組件131標識。坡道組件131安裝於棘輪釋放把手121內，隨著把手 121被逆時針地拉動(如圖10所示)，坡道組件131驅動鎖定爪42水平移動，並脫離其與 齒輪40的嚙合。圖11為圖10中活塞120的側視圖，該活塞用於如圖8和圖9所示的分配器100 中。活塞120為圓盤狀，即其為圓形的，且具有一前端面或頭部122。活塞前端面122的外 緣被做成錐形，使得活塞前端面至少沿著外緣具有一倒角123。與活塞前端面123相反的是 活塞基面124。活塞杆128(也可稱為連接杆128)在位於活塞基面IM上的點130處與活 塞基面124固定連接，點130偏離於活塞120的中心線136。活塞裙1 從活塞前端面122 向活塞基面1 延伸。在一種實施方式中，活塞裙延伸過基面124，並至少包圍部分活塞杆 128。推鏈M的第一端37與活塞杆128的末端可轉動地連接。活塞杆128自活塞基面1 延伸出的區域或位置在此及以下均稱為活塞杆連接點 130。本領域內的普通技術人員可以了解，無論「連接點」 130的位置在哪裡，均可以認為通 過推鏈M傳送的壓力140，沿著推鏈M的幾何中心線134施加於活塞杆1 上。因此，推 鏈M的幾何中心線134是施加於活塞120的基面上的軸向壓力140的作用線。一由推鏈M通過活塞杆1 施加於活塞120的背面或基面IM上的、偏離於活塞 中心線132的軸向壓力140，將驅使活塞120進入位於可擠壓物質的管體114內的第二活塞 117內(圖11未示出)，然而施加於活塞基面上的、偏離於活塞中心線132的軸向壓力140還使得活塞向如圖所示的逆時針方向轉動。換句話說，當將設於可擠壓物質的管體114內 的活塞117推入可擠壓物質內時，一在活塞117的區域中分布的反作用力，沿著活塞117的 中心線132有效作用，活塞117的中心線也是分配器的活塞120的中心線132。由於活塞 117的中心線132與第一活塞120的中心線重合，所以在活塞120的背面且偏離於活塞中心 線施加一個壓力使活塞120逆時針轉動。活塞120逆時針方向的偏壓使得活塞杆1 將推 鏈對鎖定。圖12是一幅剖面圖，其顯示了無杆式分配器100的活塞120，活塞120構造為其 在設於可擠壓物質144的一次性管體114內的一杯狀的第二活塞117上施加一力。如上面 關於圖11的描述，分配器100的活塞120具有一活塞裙126，其繞著活塞前端面122的圓 周，從活塞前端面122伸出，朝著活塞基面124向後延伸。活塞基面IM被看作是與前端面 122相反設置的一表面。活塞杆128與活塞基面124在點130固定連接，點130以一預設的距離136從活 塞的幾何中心線偏離。距離136根據經驗決定，且隨著以下因素變化管體114的內徑、活 塞120的外徑、活塞裙1 的長度、推鏈M的特性以及可擠壓物質的粘性，目的是使活塞杆 128逆時針轉動一定量，足以鎖住推鏈M。。在圖12中，通過鏈輪122施加於推鏈M上的軸向壓力140驅動活塞120進入第 二活塞117。當第二活塞117被推入可擠壓物質144內時，來自第二活塞117正對的在管體 114內的可擠壓物質144的反作用力142，分布於活塞117的端面。反作用力142沿著中心 線132作用。因此，來自可擠壓物質144的反作用力142如圖中所示，沿著第一活塞和第二 活塞的幾何中心線作用。施加一個偏離於活塞120的中心線132的軸向壓力140，會在活塞120上產生一個 順時針方向的轉矩146，與之相反，來自擠壓物質144反作用力在活塞120和活塞杆1 上 產生一個更大的逆時針方向的反作用力矩148。反作用力矩148將向逆時針方向推動或轉 動活塞120。活塞120逆時針方向的轉動導致連接杆1 逆時針方向的轉動，其進而在逆時 針方向上驅動推鏈鏈節，使得它們鎖定在適當的位置上。如圖12所示，該推鏈M上沒有任何壓力載荷，以便於顯示出空載的推鏈M具有 一凸起的弓形，即當推鏈對上沒有壓力載荷時，曲線朝下彎曲。這樣，在推鏈上施加一壓力 載荷之前，推鏈M在參考線134之上稍微彎曲。如申請人的申請號為12/703,565、申請日為2010年2月10日、名稱為「設有一 偏置彈簧的防彎曲推鏈」的同時待審的美國專利申請(特此將其全部內容納入本文作為參 考)所述的，由於一作用於活塞120上的、來自載荷的一反作用力矩148，通過推鏈M傳遞 一壓力將會使得推鏈向下彎曲或偏轉(如圖中所示)。如果推鏈M原本就是平直的，或者 更糟，是凹的(兩端向上)，那麼反作用力矩148會使一節或多節鏈節彎曲一定程度，隨即軸 向反作用力142通過一位於鏈節轉動軸下方的點沿著一作用線作用。如果推鏈M發生偏 轉以使壓力通過位於鏈節轉動軸下方的一點上施加於一鏈節上(如圖中所示)，那麼鏈節 將會繞著連接銷轉動(如圖12所示的推鏈上的順時針方向)，使得推鏈發生彎曲。因此，推 鏈M靜止的、空載的彎曲(例如如圖12所示的一個)對於保持推鏈的鎖定狀態是非常重 要的。該靜止的、空載的彎曲量根據經驗決定，其取決於包括鏈節的幾何尺寸、反作用力矩 的大小以及操作過程中受到的壓力載荷的大小等因素。
設於活塞120的背面IM上的活塞杆1 設置為，其使得來自於推鏈M的壓力 140沿著一偏離於活塞中心線的作用線。在圖中，該作用線位於活塞中心線的「下方」，位於 連接銷的轉動軸的「上方」，該連接銷用於將單個的鏈節連接起來。在如圖11和圖12所示 的推鏈中，只要來自於活塞的軸向反作用力沿著位於連接銷(其用於連接鏈節)的轉動軸 上方的作用線作用，鏈節便相互靠緊保持鎖定(且推鏈筆直地鎖定)。圖13A和圖1 是用於可擠壓物質的無杆式分配器的一種優選的實施方式的剖切 圖。該無杆式分配器包括一推鏈M和一具有伸出長度的活塞杆128。在圖13A中，活塞120 處於完全回縮的位置。眾所周知，大多數可擠壓的管體114裝有可擠壓物質，且設有一內置 活塞117。驅動管體114內的活塞117將可擠壓物質從管體114內擠出。許多類型的可擠壓物質的容置管體在管體114的內壁和內置活塞117之間設有一 臨時的粘合劑或密封。另外一些類型的可擠壓物質的容置管體具有很難從其起始位置移開 的活塞117。對於採用推鏈的無杆式分配器來說，當裝滿的管體114先裝入無杆式分配器 內時，且當分配器的活塞120常常處於活塞120上沒有載荷的位置上，直到活塞120被推入 管體的內置活塞117內，從一位於管體114內的初始起點開始移動內置活塞117是存在問 題的。如前所述，只要推鏈的鏈節受到一沿著作用線作用的軸向壓力，諸如圖12和圖13A 所示的推鏈的鏈節便會鎖定，該作用線位於連接銷轉動軸的連接處或突出處一側。換句話 說，在施加一壓力或壓力載荷前，保持推鏈的鏈節處於鎖定狀態的反作用力的缺失，使得推 鏈具有發生彎曲的風險。圖13A和圖1 顯示了在沒有反作用力的情況下，一具有伸出長度的活塞杆1 是如何使推鏈對驅動外殼102內的活塞120，直到活塞120接觸到管體114內的活塞117。 在圖13A中，兩個推鏈校直片150自外殼的首端112水平延伸，使推鏈及構成推鏈的鏈節保 持筆直或基本筆直，以避免推鏈發生彎曲。校直片150使推鏈鏈節基本保持水平(除了上 文所述的空載的彎曲)，目的是在沒有作用於鏈節上的軸向力來保持鏈節鎖定時，防止推鏈 發生彎曲。校直片150的長度根據經驗確定，但其還是應當構造為具有足夠的長度，從而使 活塞120與一對抗的力進入嚙合，比如與內置活塞117，也使得一施加於活塞117上的力能 夠打破各種可能用於活塞120和管體114的密封。換句話說，校直片150以及具有伸出長 度的活塞杆1 使得推鏈對保持著水平，直到推鏈M受到如上文所述的和如圖12所示的 反作用力。重要的是，活塞杆1 構造為具有一 U型凹槽，其使得活塞杆1 能夠如圖14所 示的，在鏈輪22的幾個齒上面延伸。當活塞120完全回縮時，鏈輪22的轉動驅動一基本為 剛性的活塞和活塞杆穿過校直片150。該加長的校直片150以及加長的活塞杆使得活塞杆 1 保持水平，直到活塞120能夠移動到一管體114內、與內置活塞117嚙合的位置(在優 選的實施方式中)。一旦活塞120受到一對抗的力，比如內置活塞117，反作用力將推鏈鎖 定。在一種優選的實施方式中，活塞杆1 足夠長，從而至少在部分鏈輪22上方延伸， 以使鏈輪22的至少一個齒能夠被U型凹槽覆蓋。活塞杆128的長度應當足夠長，以使活塞 120移動足夠遠的距離進入到第二活塞117並使第二活塞117擠壓一次性管體114內的可 擠壓物質。活塞120的另一個重要的方面是，活塞裙1 的長度選擇應當滿足當活塞120受
13到軸向壓力140和反作用力142產生的力矩作用時，活塞裙1 使活塞120不被卡在管體 114內。在一種優選的實施方式中，活塞裙1 的長度與活塞直徑的比為大約1 1到大約 1 6之間。與上圖中所示的優選實施方式中的活塞120呈圓盤狀不同，圖15顯示了一種可選 的實施方式中的一活塞。在圖15中，活塞120呈一六段式規則閉合多邊形，其上設有一具 有伸出長度的活塞杆128，活塞杆1 上設有一在鏈輪22的齒上延伸的U型凹槽。上述描述僅用於示例的目的。本發明的真正的保護範圍由權利要求限定。
權利要求
1.一種無杆式分配器，用於分配可擠壓物質，該無杆式分配器包括一具有一活塞端面的可移動的第一活塞，其構造為向一可移動的第二活塞施加一力， 該第二活塞位於一可擠壓物質的一次性管體內，該第一活塞具有一活塞裙，其至少部分地 繞著第一活塞的端面伸展，該活塞裙自第一活塞的端面向第一活塞的一基面伸展，該第一 活塞的基面與第一活塞的端面相反設置，該第一活塞還具有一貫穿第一活塞的基面和第一 活塞的端面延伸的幾何中心軸；一包括若干鏈節的推鏈，鏈節構造為繞著彼此在一第一方向上轉動且不能繞著彼此在 一相反的第二方向上轉動，當驅使所述鏈節在所述第二方向上轉動時，推鏈能夠施加一壓 力，推鏈的一第一端與第一活塞的基面在一連接點連接，該連接點以一第一距離偏離於第 一活塞的幾何中心軸；其中，當一裝有可擠壓物質的一次性管體設於無杆式分配器內，且所述第一活塞壓向 第二活塞時，一推鏈施加的壓力便產生一來自於第二活塞對第一活塞的反作用力，該來自 於第二活塞的反作用力使得第一活塞驅使至少部分推鏈的鏈節在第二方向上轉動。
2.如權利要求1所述的無杆式分配器，還包括一具有一第一預設長度的活塞杆，其在 連接點與第一活塞的基面固定連接。
3.如權利要求2所述的無杆式分配器，其中連接點和第一距離選定並構造為當一壓力 沿著一活塞杆中心線作用時，其因自活塞力產生一反作用力，該反作用力驅使活塞杆繞著 連接點在第二方向上轉動。
4.如權利要求3所述的無杆式分配器，其中推鏈在壓力施加前是彎曲的，該曲線選定 為在壓力施加後推鏈基本是直的。
5.如權利要求3所述的無杆式分配器，其中活塞杆具有一長度，其使得當可擠壓物質 一次性管體是滿的，並先行放入無杆式分配器內時，且在所述一次性管體裝滿的情況下，當 所述第一活塞的端面鄰接第二活塞時，活塞杆的長度自第一活塞的基面延伸至與一驅動鏈 輪的至少一個齒接合的位置，該驅動鏈輪用於驅動推鏈，該驅動鏈輪構造為在第一方向上 轉動，並向著第二活塞的方向直接驅動活塞杆和第一活塞，產生所述反作用力。
6.如權利要求5所述的無杆式分配器，其中無杆式分配器還包括至少一推鏈校直片， 該至少一推鏈校直片使推鏈的鏈節基本保持平直。
7.如權利要求4所述的無杆式分配器，其中鏈輪、推鏈和活塞杆構造為使得第二活塞 自一原始起始位置的移動產生所述反作用力。
8.如權利要求1所述的無杆式分配器，其中活塞裙具有一長度且活塞具有一直徑，活 塞裙長度與活塞直徑的比值約為1 1 1 6。
9.如權利要求2所述的無杆式分配器，其中活塞裙具有一長度，其延伸過活塞的基面 並至少包圍部分活塞杆。
10.如權利要求1所述的無杆式分配器，其中第一活塞的端面包括一繞著第一活塞端 面的錐形。
11.如權利要求10所述的無杆式分配器，其中錐形為一截頭錐。
12.如權利要求1所述的無杆式分配器，其中第一活塞的橫截面形狀為閉合規則多邊形。
13. 一種無杆式分配器，用於分配可擠壓物質，該無杆式分配器包括一外殼，其具有第一端、第二端和一開口，該外殼構造為容納一可擠壓物質的管體於其 內，該外殼具有一幾何中心軸，其貫穿第一端和第二端延伸；一具有一活塞端面的可移動的第一活塞，其構造為向一可移動的第二活塞施加一力， 該第二活塞位於一可擠壓物質的一次性管體內，該一次性管體設於所述外殼內，該第一活 塞具有一部分圍繞活塞端面的活塞裙，該活塞裙向一與第一活塞的端面相反設置的活塞基 面延伸，該第一活塞還具有一幾何中心對稱軸，其基本與外殼的幾何中心軸共軸；一包括若干鏈節的推鏈，該鏈節構造為繞著彼此在一第一方向上轉動但不能在一相反 的第二方向上轉動，當驅使所述鏈節在所述第二方向上轉動時，推鏈能夠施加一壓力，推鏈 的一第一端與第一活塞的基面在一連接點連接，該連接點以一第一距離徑向偏離於第一活 塞的幾何中心對稱軸；一安裝於分配器內的鏈輪，可繞著一軸在第一方向和第二方向上轉動，該軸與外殼的 幾何中心軸基本正交，推鏈鏈節至少繞著鏈輪的部分在所述第一方向上轉動；其中，當一裝有可擠壓物質的一次性管體設於無杆式分配器內時，推鏈在連接點施加 的一壓力便產生一對第一活塞端面的反作用力，該反作用力使得第一活塞驅使推鏈鏈節在 第二方向上轉動。
14.如權利要求13所述的無杆式分配器，其中所述第一方向遠離設於所述外殼上的開
15.如權利要求13所述的無杆式分配器，還包括一具有一第一長度的活塞杆，其在連 接點與第一活塞的基面固定連接。
16.如權利要求13所述的無杆式分配器，其中活塞裙具有一長度且活塞具有一直徑， 活塞裙長度與活塞直徑的比值約為1 1 1 6。
17.如權利要求13所述的無杆式分配器，其中活塞裙基本呈圓柱形，該活塞裙具有一 長度。
18.如權利要求13所述的無杆式分配器，其中活塞裙具有一長度，其延伸過活塞的基 面，並向遠離活塞基面的方向延伸、至少圍繞部分活塞杆。
19.如權利要求13所述的無杆式分配器，其中活塞端面包括一錐形冠。
20.如權利要求19所述的無杆式分配器，其中錐形冠為一截頭錐。
21.如權利要求13所述的無杆式分配器，還包括一與鏈輪連接的棘輪機構，該棘輪機 構可控的允許鏈輪在第一方向和第二方向其中一個方向上轉動。
22.如權利要求21所述的無杆式分配器，還包括一與棘輪機構連接的可轉動的棘輪釋 放元件，該棘輪釋放元件在一第一位置時，其越過棘輪機構延伸，當可轉動的棘輪機構在一 第二位置時露出一清除孔。
23.如權利要求13所述的無杆式分配器，還包括一推鏈盒。
24.如權利要求23所述的無杆式分配器，其中當所述推鏈全部縮回到所述推鏈盒中 時，所述活塞杆與所述棘輪機構接合。
全文摘要
一種用於可擠壓物質的無杆式分配器中的一活塞和活塞杆構造為以使通過推鏈施加於活塞上的壓力產生一反作用力矩，該反作用力矩將推鏈的鏈節鎖定。該活塞杆偏離於活塞的幾何中心設置。
文檔編號B65D25/38GK102145771SQ20111003425
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月31日 優先權日2010年2月10日
發明者丹尼爾·索門, 勞倫·威爾特普, 唐納德·范·埃爾登, 埃裡克·施密特, 斯考特·洛特, 艾倫·艾格爾, 蒂莫西·佩恩, 馬克·庫爾思 申請人:普林斯卡思特有限責任公司