專利名稱：用于水平尺的吸收沖擊的端蓋的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及幾何器具，并且更具體地說涉及木匠等用的水平尺(有時被稱為“水平儀”)。
背景技術：
水平尺由木匠、泥瓦匠、砌墻工等用來幫助確保表面是水平的、垂直的或相對于水平面成特定角度關系。典型的水平尺包括至少兩個水準泡，每個用于確認表面是否是“齊平”即水平的或“鉛垂，，即垂直的。
水平尺包括一個或多個測量表面和設定成這些測量表面成角度關系的水準泡。該水準泡部分填充有液體例如礦油精。水準泡沒有完全充滿，由此在關閉水準泡時形成一氣泡。通常，在水準泡的外側位置中形成有兩個標記環(huán)，以在視覺上將空腔分成長度大約相等的三個部分。通過相對于標記環(huán)指示出氣泡的位置來確認水平和鉛垂狀況。
這些水平尺的問題在于，水準泡并且水平尺的主體在使用期間容易損壞。通常將水平尺放在所要測量或設定的表面上的某個位置，并且會被撞掉，從而使得它們掉落到地面上。另外，許多水平尺具有更長的長度，通常大約為4英尺，并且可能會被那些更習慣于使用尺寸更小的工具的人碰到或撞到。另外，一些水平尺的大長度造成重量增大，這會增加隨著掉落或碰撞所引起的應力。
因此，需要一種用作端蓋的裝置，它具有更大的吸收沖擊性能以便降低在水平尺主體和水準泡中的應力。該裝置將是在現(xiàn)有技術中的許多端蓋上的新穎且非顯而易見的改進。包括這種吸收沖擊的端蓋從而該水平尺能夠經(jīng)受通常會對某些現(xiàn)有水平尺造成損壞的掉落和膨脹的改進水平尺將解決現(xiàn)有技術的這些所指出的問題。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的在于提供一種用在水平尺上的改進端蓋，它克服了包括上述那些在內(nèi)的現(xiàn)有技術問題和缺點中的一些。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種水平尺，它包括用于提高吸收沖擊性能的雙層端蓋。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種水平尺，它允許其端蓋在受到?jīng)_擊時進行更大的壓縮。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種水平尺，它包括帶脊端蓋，以便于其端蓋在受到?jīng)_擊時壓縮。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種水平尺，它具有用來改善防止與外來物體接觸的端部。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種水平尺，它具有更大的抗沖擊性并且附加重量較小。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種水平尺，它具有共同延伸的端蓋，從而這些端蓋的外形在測量期間不會相互干涉。
如何實現(xiàn)這些和其它目的，從下面的描述和附圖將變得清楚。
在某些實施方案中，本發(fā)明在于一種用于水平尺的端蓋，該水平尺具有從第一端部延伸至第二端部的主體并且包括至少一個安裝在其上的水準泡。該端蓋固定在第一端部上，并且具有一外部和一中間部分。中間部分設置在外部和主體之間，并且牢牢緊固在外部上。另外，中間部分提供了比外部更大的彈性可壓縮性，從而端蓋能夠更好地適用于吸收施加在外部上的沖擊，由此防止對水平尺造成破壞。
在更理想的實施方案中，外部與主體間隔開，并且不會與主體鄰接。更優(yōu)選的是，外部從頂部邊緣延伸至底部邊緣，其中頂部邊緣位于與主體的頂面相同的平面內(nèi)，并且底部邊緣類似地與主體的底面共面。
非常理想的是，主體在第一端部處限定了一主體輪廓，并且外部限定了與該主體輪廓匹配的外部輪廓。在這些實施方案中，中間部分形成了一中間輪廓，該輪廓通過具有某些其輪廓與主體輪廓一致的片段和其它其輪廓小于該輪廓的片段而成鋸齒形。這樣，本領域普通技術人員將知道，該中間部分有利于端蓋在受到?jīng)_擊時壓縮，并且端蓋的輪廓形成在測量期間不會與水平尺的主體干涉的共同延伸端蓋。
某個所期望的實施方案發(fā)明出還具有其彈性可壓縮性小于中間部分的內(nèi)部的端蓋。這些端蓋具有牢固緊固在該內(nèi)部上并且與第一端部間隔開的中間部分，并且內(nèi)部在它們之間，用來將中間部分連接在第一端部上。更優(yōu)選的是，外部與內(nèi)部間隔一定距離，內(nèi)部是與第一端部鄰接以便將端蓋固定在主體上的端蓋的唯一部分。
在這些實施方案中，最優(yōu)選的是，內(nèi)部和外部兩者都由相同的材料構成。該材料優(yōu)選為其Shore A硬度至少大約為75的材料，在ShoreA的刻度范圍0-100上。更優(yōu)選的是，該材料的Shore A硬度至少大約為85。非常優(yōu)選的是，內(nèi)部和外部的Shore A硬度至少大約為90。
在某些實施方案中，還理想的是，中間部分的Shore硬度不大于大約70。最理想的是，該部分的Shore硬度不大于大約60。非常理想的是，中間部分由其Shore硬度大約為55的材料制成。
在某些優(yōu)選的形式中，端蓋的所有部分由彈性材料形成。
在該實施方案的另一個理想實施例中，至少一個里部設置在內(nèi)部和外部之間，并且牢牢緊固在它們上。另外，這些形式具有牢牢緊固在這個里部上并且形成在內(nèi)部和外部之間延伸的中間層的中間部分。
非常優(yōu)選的是，內(nèi)部、里部和外部為具有溝槽的整體端蓋構件的部分，并且其中中間部分為嵌入在該溝槽內(nèi)的條帶。在這些實施方案中，優(yōu)選的是，溝槽包圍著端蓋構件的里部。
在該實施方案的另一個優(yōu)選形式中，里部具有至少一個空腔。該空腔優(yōu)選穿過內(nèi)部延伸至水平尺的第一端部。更優(yōu)選的是，在里部內(nèi)具有兩個空腔，并且這兩個空腔穿過內(nèi)部延伸至第一端部。
一個非常理想的實施方案發(fā)明了包括適用于通過第一端部容納在主體內(nèi)的安裝環(huán)的內(nèi)部。在安裝環(huán)中具有一孔，并且該主體具有在第一端部附近間隔開的開口，這些開口與該孔對準，從而至少一個插入件插入到這些開口和所述孔中，從而將端蓋牢牢地固定在第一端部上。
在本發(fā)明的另一個方面中，它涉及一種改進的水平尺，它具有從第一端部延伸至第二端部的主體、相對于主體連接用于測量表面的水平尺面以及與水平尺面成預定的角度關系相對于主體安裝的水準泡。該改進方案包括安裝在第一和第二端部上的端蓋，其中每個端蓋具有與主體間隔開的外層和設置在外層和主體之間的中間層。該中間層與外層連接并且比外部具有更大的可壓縮性。因此，施加在任一個端蓋上的沖擊導致端蓋壓縮更大以及消散沖擊，從而防止對水平尺造成破壞。
最優(yōu)選的是，主體在每個端部處限定了一主體輪廓，并且外層限定了與主體輪廓匹配的外輪廓。每個外層還具有與主體的頂面共面的頂部外緣和與主體的底面共面的底部外緣。中間層具有形成鋸齒形中間輪廓的第一和第二片段。第一片段具有與主體輪廓匹配的第一輪廓，并且頂部和底部中間邊緣與相應的頂部和底部外緣共面。第二片段限定了小于主體輪廓的第二輪廓。
更優(yōu)選的是，每個端蓋還具有與水平尺的相應端部鄰接的內(nèi)層。該中間層與該內(nèi)層連接，并且與內(nèi)層相比具有更大的可壓縮性。而且，每個端蓋的中間層通過內(nèi)層與該端部間隔開，每個端蓋的外層通過中間層與內(nèi)層間隔開。最優(yōu)選的是，每個端蓋的中間層包括里部和表部，從而里部使內(nèi)層與外層連接以形成整體端蓋構件。該構件由與構成表部的材料不同的材料構成。
在這些實施方案的某一些中非常優(yōu)選的是，端蓋構件形成有一溝槽，并且表部為嵌入在該溝槽中的條帶。在這些形式中非常優(yōu)選的是，表部和端蓋構件由不同的彈性材料構成。最優(yōu)選的是，每個里部具有穿過內(nèi)層延伸至其相應的端部的兩個空腔。
附圖的簡要說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施方案的具有吸收沖擊的端蓋的水平尺的透視圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明另一個實施方案的具有吸收沖擊的端蓋的水平尺的透視圖。
圖3為與所要測量的表面接觸的圖1的水平尺的前視圖。
圖4為在圖1中的水平尺的主體的端部的端視圖。
圖5為在圖1中的端蓋的外部的外表面的端視圖。
圖6A-B為在圖1中的端蓋的中間部分的片段的剖視圖。
圖7為在圖1中所示的端蓋的一個實施方案的分解圖。
圖8為在圖2中所示的端蓋的分解圖。
圖9為在圖1中所示的端蓋的另一個實施方案的側視圖。
圖10為在圖9中的端蓋的透視圖。
圖11為沿著在圖10中的D-D線剖開的端蓋的側剖視圖。
具體實施例方式
圖1和圖2是例如具有吸收沖擊的端蓋20的水平尺10的一種工具的替換實施方案的透視圖。每個水平尺10包括具有用于測量表面13的水平尺面12(參見圖3)的主體11，該主體從第一端14延伸至第二端15。每個水平尺10還包括按照與水平尺面12成預定角度關系安裝在主體11內(nèi)的至少一個水準泡16，所述預定角度關系例如是平行、垂直或者與水平尺面12成另一個特定的角度。
每個蓋20固定在第一端和第二端14，15上。每個端蓋20具有外層21、中間層22和內(nèi)層23。外層21牢固地連接至中間層22，中間層22類似地牢固連接至內(nèi)層23。內(nèi)層23將端蓋20牢固地固定至端部14，15。層21、22、23優(yōu)選通過利用加熱處理的粘接、通過使用粘合劑、超聲波焊接或者通過這些方法中的任何一種的結合而粘接在一起。
中間層22具有大于外層21和內(nèi)層23的彈性可壓縮性，從而中間層22在沖擊的過程中會被更容易和更大程度地壓縮。彈性涉及材料在受到壓縮時(也就是緊接著壓縮之后)恢復其原始形狀的能力。在本發(fā)明的結構中，彈性涉及表面在從壓縮開始能夠多快地恢復，例如在水平尺下落并以其端部著地的時候經(jīng)過沖擊所發(fā)生的壓縮。中間層22以及外層和內(nèi)層21，23由具有足夠彈性的材料構成，從而水平尺能夠承受許多次的重復下落和其它這種違規(guī)操作，而不會在端蓋20中有任何可識別的永久變形。
當水平尺10下落或者任何一個端蓋20的外表面18擊打在一個表面上時，端蓋20被壓縮，從而減少了外層21的至少某些部分與端部14，15之間的距離。按照這種方式，端蓋20為外層21吸收沖擊，由此防止對主體11的損壞。
本領域的技術人員可以知道，具有彈性可壓縮性的某些材料的密度會低于具有較低彈性可壓縮性的材料。通常具有較大彈性壓縮性的材料比可較少壓縮的材料具有更小的Shore A硬度測量值。“硬度”涉及材料的可壓縮能力；材料越硬，其可壓縮性越小，反之亦然。硬度也涉及在壓力之下的耐變形性，這與在材料沖擊尖銳物體時避免切割的能力相關聯(lián)。硬度還涉及耐磨損性，這是在水平尺的典型粗暴使用過程中的一個理想特征。因此理想的是，選擇用于層21、22和23的材料落在用于最佳性能的一個特定的硬度范圍內(nèi)。特別是，選擇用于外層和內(nèi)層21，23的材料優(yōu)選是還具有高耐磨損性能的材料。
在某些實施方案中，外層和內(nèi)層21，23由丙烯腈丁二烯苯乙烯構成，中間層22是熱塑性橡膠。外層21和內(nèi)層23優(yōu)選由同一種彈性體制成，而中間層包括具有較大彈性可壓縮性的不同的彈性體。“彈性體”是一種具有彈性的聚合物。許多材料可以適用于外層21，特別優(yōu)選的彈性體是選擇具有良好硬度和耐沖擊性的聚烯烴、聚氨酯和聚酯。類似的，許多材料可以適用于中間層22，特別理想的彈性體是選擇具有比選用作外層21的材料更大的彈性可壓縮性的聚氨酯和聚酯。本領域的技術人員會知曉許多滿足本發(fā)明的雙材料端蓋20要求的其它材料。
在圖1和圖2中，外層21、中間層22、和內(nèi)層23被顯示為從下表面24延伸至上表面25。下表面24在與水平尺10的底表面34相同的平面內(nèi)對齊。下表面24包括外層21的底邊緣35。上表面25類似的與水平尺10的頂表面36共平面。上表面25其中具有外層21的頂邊緣31。由此端蓋20與主體11共同延伸，從而在表面13的測量過程中任何一個端蓋20都不會干擾水平尺10。
在圖2中，每個端蓋20還包括里部26，該里部包括連接外層21和內(nèi)層23的腹板層。里部26優(yōu)選由與外層21和內(nèi)層23相同的材料構成。
圖4，5和6中顯示了各種水平尺組件的輪廓。圖4是靠近端部14，15的主體的剖面圖，顯示主體輪廓17為矩形。圖5是外層21的剖面圖，顯示外輪廓27匹配主體輪廓17，也就是外輪廓27具有與主體輪廓17相同的矩形。內(nèi)層23也具有優(yōu)選與主體輪廓17同形。
圖6A，6B顯示了具有中間輪廓28的帶脊中間層22的兩個剖面圖。圖6A中顯示了中間輪廓28的第一片段19，具有輪廓匹配的主體輪廓17和外輪廓27。如圖6B所示的中間輪廓28的第二片段29具有比主體輪廓17和外輪廓27小的矩形。這種結構有助于在沖擊的過程中壓縮中間層22。另外如上所述，由于外層、中間層以及內(nèi)層21、22、23不具有大于主體輪廓17的輪廓，因此端蓋20不會影響水平尺10所進行的測量。
圖7是圖1所示的端蓋20的一個實施方案的分解視圖。在該實施方案中，內(nèi)層23優(yōu)選具有大于中間層22或外層21的深度也就是厚度，外層21具有小于中間層22的深度。
圖8是圖2所示的端蓋20的分解視圖。在該實施方案中，端蓋20包括里部26，該里部包括與中間層22相交并且連接外層21和內(nèi)層23的腹板層。里部26可以由所示的兩個分開部分構成。里部26連接至中間部分30以形成中間層22。中間部分30由彈性可壓縮性比形成外層和內(nèi)層21，23的材料大的材料形成。里部26優(yōu)選由與層21，23同樣的材料構成。
里部26可以由一種材料與外層21和內(nèi)層22中的任一種或者兩種一體形成。里部26也可以是利用前述的任何方法牢固地粘接至層21，23以及中間部分30的一個單獨的工件。
圖9是圖1的端蓋20的另一個實施方案的側視圖。可以看出，外層21鄰接中間層22，并具有基本水平的頂部和底部邊緣32，34。中間層22具有外接端蓋20的鋸齒輪廓28。內(nèi)層23包括在與中間層22相對的一側上的里部凸緣37和連接環(huán)38。
里部凸緣37在內(nèi)層23的外邊緣40之下與其分開，以允許內(nèi)層23合體地容納在任一個端部14，15中。連接環(huán)38的尺寸被選擇為在將端蓋20通過任何一個端部14，15插入到主體11內(nèi)之后，環(huán)38的孔42與主體11的任一側上的開口44重合。插入件46被設置穿過每個開口44，從而兩個插入件46在孔42中相遇(圖1中僅顯示了一個開口44和一個插入件46，在水平尺10的相對一側上的另一個開口和插入件與所示的相同)。優(yōu)選使用超聲波焊接來將插入件46的接觸表面粘接在一起，以將端蓋20固定在任一個端14，15上。
圖10是圖9中的端蓋的實施方案的透視圖。顯示了在環(huán)38之上和之下的兩個空腔48。如圖11所示，每個空腔48從內(nèi)層23的里部凸緣37通過中間層22向外層21的背面50延伸。
圖11是端蓋20的剖面圖，顯示了端蓋20由端蓋構件52構成。端蓋構件52是優(yōu)選通過模制過程形成的一個一體的單式工件。端蓋構件52具有包括外層21的外部54，里部26，以及包括內(nèi)層23的內(nèi)部56。里部26限定了完全圍繞里部26在內(nèi)部和外部56，54之間延伸的溝槽58。表部60緊固在里部26上以形成中間層22，并且優(yōu)選為其尺寸設定為配合在溝槽58內(nèi)的條帶62。空腔58給中間層22提供了額外的可壓縮性。
表部60由其彈性可壓縮性大于形成端蓋構件62的材料的材料構成。表部60優(yōu)選通過過模制過程與里部26連接，該過程將條帶62嵌入在溝槽58內(nèi)。在這些情況中，端蓋構件52優(yōu)選由其熔點高于形成條帶62的材料的材料制成。
因此，應該清楚的是，根據(jù)本發(fā)明在這里已經(jīng)提供了一種供水平尺使用的吸收沖擊端蓋，它完全滿足上面提出的目的和優(yōu)點。雖然已經(jīng)結合其具體實施方案對本發(fā)明進行了說明，但是顯然本領域普通技術人員將想到許多替換方案、改進方案和變型。因此，本發(fā)明試圖涵蓋落入在所附權利要求的精神和廣義范圍內(nèi)的所有這些替換方案、改進方案和變型。
權利要求
1.一種用于具有從第一端部延伸至第二端部的主體的工具的端蓋，所述端蓋相對于第一端部固定并且包括一外部和設置在外部和主體之間的中間部分，所述中間部分相對于外部牢固地緊固并且其彈性可壓縮性比外部更大，從而端蓋用于吸收施加在外部上的沖擊以防止對工具造成破壞。
2.如權利要求1所述的端蓋，其中所述外部與主體間隔開。
3.如權利要求2所述的端蓋，其中所述外部從頂部邊緣延伸至底部邊緣，所述頂部邊緣與主體的頂面共面，并且底部邊緣與主體的底面共面。
4.如權利要求3所述的端蓋，其中所述主體在第一端部處限定了一主體輪廓，所述外部限定了與該主體輪廓匹配的外部輪廓，并且所述中間部分限定了一鋸齒形中間輪廓，從而該輪廓通過具有某些其輪廓與主體輪廓一致的第一片段和其輪廓小于該主體輪廓的片段的第二片段。
5.如權利要求1所述的端蓋，還包括其彈性可壓縮性小于中間部分的內(nèi)部，并且中間部分相對于內(nèi)部牢固緊固并且通過該內(nèi)部與第一端部間隔開。
6.如權利要求5所述的端蓋，其中所述外部與內(nèi)部間隔開，并且所述內(nèi)部單獨鄰接著第一端部以將端蓋固定在主體上。
7.如權利要求6所述的端蓋，其中所述內(nèi)部和外部由相同的材料構成。
8.如權利要求7所述的端蓋，其中所述內(nèi)部和外部具有至少大約為75的Shore A硬度(在0-100的Shore A刻度上)。
9.如權利要求8所述的端蓋，其中所述內(nèi)部和外部具有至少大約為85的Shore A硬度。
10.如權利要求9所述的端蓋，其中所述內(nèi)部和外部其Shore A硬度至少大約為90。
11.如權利要求7所述的端蓋，其中所述中間部分其Shore硬度不大于大約70。
12.如權利要求11所述的端蓋，其中所述中間部分其Shore硬度不大于大約60。
13.如權利要求12所述的端蓋，其中所述中間部分其Shore硬度大約為55。
14.如權利要求7所述的端蓋，其中所有部分都是有彈性的。
15.如權利要求7所述的端蓋，還包括設置在內(nèi)部和外部之間并且牢牢緊固在它們上的至少一個里部，并且其中所述中間部分牢牢緊固在里部上以形成在內(nèi)部和外部之間延伸的中間層。
16.如權利要求15所述的端蓋，其中所述內(nèi)部、里部和外部為具有溝槽的整體端蓋構件，并且其中中間部分為嵌入在該溝槽內(nèi)的條帶。
17.如權利要求16所述的端蓋，其中所述溝槽包圍著所述里部。
18.如權利要求16所述的端蓋，其中所述里部具有至少一個空腔。
19.如權利要求18所述的端蓋，其中所述空腔穿過內(nèi)部延伸至第一端部。
20.如權利要求19所述的端蓋，其中所述里部具有兩個空腔，每個空腔穿過內(nèi)部延伸至第一端部。
21.如權利要求16所述的端蓋，其中所述內(nèi)部包括適用于通過第一端部容納在主體內(nèi)的安裝環(huán)，在安裝環(huán)中具有一孔，其中所述主體具有在第一端部附近間隔開并且與孔對準的開口，從而至少一個插入件由這些開口和孔接收以將端蓋牢牢地固定在第一端部上。
22.如權利要求1所述的端蓋，其中所述工具為水平尺，并且至少一個水準泡安裝在所述主體上。
23.一種水平尺，它包括(a)從第一端部延伸至第二端部的主體；(b)相對于主體連接的水平尺面，該水平尺面用于測量一表面；以及(c)與水平尺面成預定的角度關系相對于主體安裝的水準泡，其中在第一和第二端部上安裝有端蓋，每個端蓋具有與主體間隔開的外層和設置在外層和主體之間的中間層，所述中間層與外層連接并且比外部具有更大的可壓縮性，由此施加在任一端蓋上的沖擊導致端蓋壓縮更大以及消散沖擊，從而防止對水平尺造成破壞。
24.如權利要求23所述的水平尺，其中所述主體在每個端部處限定了一主體輪廓，并且外層限定了與主體輪廓匹配的外輪廓，并且每個外層具有與主體的頂面共面的頂部外緣和與主體的底面共面的底部外緣，而且所述中間層限定了一鋸齒形中間輪廓，每個中間層具有第一和第二片段，第一片段具有與主體輪廓匹配的第一輪廓，并且具有與相應的頂部和底部外緣共面的頂部和底部中間邊緣，而且第二片段限定了小于主體輪廓的第二輪廓。
25.如權利要求24所述的水平尺，其中每個端蓋還包括與相應端部鄰接的內(nèi)層，每個端蓋的中間層與內(nèi)層連接，并且與內(nèi)層相比具有更大的可壓縮性，而且通過內(nèi)層與所述相應端部間隔開，每個端蓋的外層通過中間層與內(nèi)層間隔開。
26.如權利要求25所述的水平尺，其中每個端蓋的中間層包括里部和表部，所述里部使內(nèi)層與外層連接并且形成由與構成表部的材料不同的材料構成的整體端蓋構件。
27.如權利要求26所述的水平尺，其中所述端蓋構件形成有一溝槽，并且表部為嵌入在該溝槽中的條帶。
28.如權利要求27所述的水平尺，其中所述表部和端蓋構件由不同的彈性材料構成。
29.如權利要求28所述的水平尺，其中每個里部具有穿過內(nèi)層延伸至其相應的端部的兩個空腔。
全文摘要
提供一種用于工具例如水平尺(10)的吸收沖擊端蓋(20)，它固定在水平尺(10)的端部(14，15)上并且具有一外層(21)和一中間層(22)。該中間層(22)設置在水平尺(10)的外層(21)和主體(11)之間，并且牢牢緊固在外層(21)上。另外，中間層(22)的彈性可壓縮性大于外層(21)，從而端蓋(20)更適用于吸收施加在外層(21)上的沖擊，由此防止對水平尺(10)造成破壞。優(yōu)選的是，外層在水平尺(10)的端部(14，15)處具有與主體輪廓(17)匹配的輪廓(27)，并且中間層(22)形成一鋸齒形中間輪廓(28)以便于端蓋(20)的壓縮。還優(yōu)選的是，端蓋(20)包括其彈性可壓縮性小于中間層(22)的內(nèi)層(23)。
文檔編號G01C9/28GK1826234SQ200580000526
公開日2006年8月30日 申請日期2005年4月18日 優(yōu)先權日2004年4月16日
發(fā)明者C·金 申請人:帝國水平儀制造公司