用于一无杆式分配器的活塞和活塞杆的制作方法

专利名称：用于一无杆式分配器的活塞和活塞杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于可挤压物质的分配器，尤其涉及一种用于可挤压物质的分配 器中的传动装置。
背景技术：
用于粘性物质或可挤压物质的机械式分配器，包括可在任何五金店买到的普通活 塞式填缝枪，以及用于将一诸如牙膏管的弹性管卷起的小型手持式装置。大多数的可挤压 物质分配器均设有一个活塞，连接于一个细长的活塞杆一端部。该活塞在一个非完全型缸 体内推进，该非完全型缸体的形状让人联想到一个槽罐，该非完全型缸体在下文中称为储 存缸体或简易缸体，其作用是容纳可挤压物质的柱状容器罐。通过驱动一个内置于容器罐内的活塞将装于一容器罐内的可挤压物质通过一容 器罐顶端从容器罐中挤出，该活塞安装于容器罐的“底端”内。设于容器罐底端的活塞在下 文中称为容器罐活塞。当容器罐活塞在与活塞杆连接的活塞的驱动作用下，在容器罐内运动时，其将可 挤压物质从容器罐中推出。所述活塞杆由一个作为分配器组成构件的手枪式握把机构驱 动。该手枪式握把机构可以与棘轮连接，也可以与无棘轮传动装置连接。启动手枪式握把 使得活塞杆在缸体内前移，其进而推动第一活塞(与连接杆连接)进入第二活塞(设于一 可挤压物质容器罐的底端)，将可挤压物质挤压出分配管。由于第一活塞做远离传动装置的 运动并进入分配管中，可挤压物质便从容器罐的顶端挤出。图1显示了如上文所述的一种典型的现有可挤压物质分配器的一侧视图。通过扣 动扳机16推动缸体内的第一活塞21顶向设于可挤压物质的管体内的容器罐活塞，扳机16 可旋转的安装于手柄14上。设于细长推杆19上的凹槽或齿17与设于手柄14内的棘轮机 构(图中未示出)相啮合。棘轮机构可以被看作是一种将作用于扳机16的力转换为活塞 杆和第一活塞21的横向位移的“传动装置”。现有填缝枪或其他用于可挤压物质的分配器所存在的问题是，推杆19自手柄14 向外伸出，这使得该分配器变得庞大。该向外伸出的杆还使得该装置在不使用时难以贮藏， 或难以放置，特别是当该装置在近密集区域内使用时，例如经常发生的，该装置用于在饭店 里分配调味品以及其他可挤压食品。一种去除了推杆19的用于分配可挤压物质的分配器是现有技术的改良。

发明内容
本发明根据上述现有技术存在的问题，提供了一种无杆式分配器，用于分配可挤压物质，其采用了不同于活塞杆的传动机构，以减小分配器的体积，同时该传动机构设置为 其与活塞在一连接点连接，该连接点偏离于活塞的几何中心轴，从而使得作为传动机构的 推链不发生弯曲。该无杆式分配器包括一具有一活塞端面的可移动的第一活塞，其构造为向一可移动的第二活塞施加一 力，该第二活塞位于一可挤压物质的一次性管体内，该第一活塞具有一活塞裙，其至少部分 地绕着第一活塞的端面伸展，该活塞裙自第一活塞的端面向第一活塞的一基面伸展，该第 一活塞的基面与第一活塞的端面相反设置，该第一活塞还具有一贯穿第一活塞的基面和第 一活塞的端面延伸的几何中心轴；一包括若干链节的推链，链节构造为绕着彼此在一第一方向上转动且不能绕着彼 此在一相反的第二方向上转动，当驱使所述链节在所述第二方向上转动时，推链能够施加 一压力，推链的一第一端与第一活塞的基面在一连接点连接，该连接点以一第一距离偏离 于第一活塞的几何中心轴；其中，当一装有可挤压物质的一次性管体设于无杆式分配器内，且所述第一活塞 压向第二活塞时，一推链施加的压力便产生一来自于第二活塞对第一活塞的反作用力，该 来自于第二活塞的反作用力使得第一活塞驱使至少部分推链的链节在第二方向上转动。所述无杆式分配器还包括一具有一第一预设长度的活塞杆，其在连接点与第一活 塞的基面固定连接。所述无杆式分配器，其中连接点和第一距离选定并构造为当一压力沿着一活塞杆 中心线作用时，其因自活塞力产生一反作用力，该反作用力驱使活塞杆绕着连接点在第二 方向上转动。所述无杆式分配器，其中推链在压力施加前是弯曲的，该曲线选定为在压力施加 后推链基本是直的。所述无杆式分配器，其中活塞杆具有一长度，其使得当可挤压物质一次性管体是 满的，并先行放入无杆式分配器内时，且在所述一次性管体装满的情况下，当所述第一活塞 的端面邻接第二活塞时，活塞杆的长度自第一活塞的基面延伸至与一驱动链轮的至少一个 齿啮合的位置，该驱动链轮用于驱动推链，该驱动链轮构造为在第一方向上转动，并向着第 二活塞的方向直接驱动活塞杆和第一活塞，产生所述反作用力。所述无杆式分配器还包括至少一推链校直片，该至少一推链校直片使推链的链节
基本保持平直。所述无杆式分配器，其中链轮、推链和活塞杆构造为使得第二活塞自一原始起始 位置的移动产生所述反作用力。所述无杆式分配器，其中活塞裙具有一长度且活塞具有一直径，活塞裙长度与活 塞直径的比值约为1 1 1 6。所述无杆式分配器，其中活塞裙具有一长度，其延伸过活塞的基面并至少包围部 分活塞杆。所述无杆式分配器，其中第一活塞的端面包括一绕着第一活塞端面的锥形。所述无杆式分配器，其中锥形为一截头锥。所述无杆式分配器，其中第一活塞的横截面形状为闭合规则多边形。本发明还提供了一种用于可挤压物质的无杆式分配器，该无杆式分配器包括
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一外壳，其具有第一端、第二端和一开口，该外壳构造为容纳一可挤压物质的管体 于其内，该外壳具有一几何中心轴，其贯穿第一端和第二端延伸；—具有一活塞端面的可移动的第一活塞，其构造为向一可移动的第二活塞施加一 力，该第二活塞位于一可挤压物质的一次性管体内，该一次性管体设于所述外壳内，该第一 活塞具有一部分围绕活塞端面的活塞裙，该活塞裙向一与第一活塞的端面相反设置的活塞 基面延伸，该第一活塞还具有一几何中心对称轴，其基本与外壳的几何中心轴共轴；一包括若干链节的推链，该链节构造为绕着彼此在一第一方向上转动但不能在一 相反的第二方向上转动，当驱使所述链节在所述第二方向上转动时，推链能够施加一压力， 推链的一第一端与第一活塞的基面在一连接点连接，该连接点以一第一距离径向偏离于第 一活塞的几何中心对称轴；一安装于分配器内的链轮，可绕着一轴在第一方向和第二方向上转动，该轴与外 壳的几何中心轴基本正交，推链链节至少绕着链轮的部分在所述第一方向上转动；其中，当一装有可挤压物质的一次性管体设于无杆式分配器内时，推链在连接点 施加的一压力便产生一对第一活塞端面的反作用力，该反作用力使得第一活塞驱使推链链 节在第二方向上转动。其中所述第一方向远离设于所述外壳上的开口。上述无杆式分配器还包括一具有一第一长度的活塞杆，其在连接点与第一活塞的 基面固定连接。其中活塞裙具有一长度且活塞具有一直径，活塞裙长度与活塞直径的比值约为 1 1 1 6。其中活塞裙基本呈圆柱形，该活塞裙具有一长度。其中活塞裙具有一长度，其延伸过活塞的基面，并向远离活塞基面的方向延伸、至 少围绕部分活塞杆。其中活塞端面包括一锥形冠。其中锥形冠为一截头锥。上述无杆式分配器还包括一与链轮连接的棘轮机构，该棘轮机构可控的允许链轮 在第一方向和第二方向其中一个方向上转动。上述无杆式分配器，还包括一与棘轮机构连接的可转动的棘轮释放元件，该棘轮 释放元件在一第一位置时，其越过棘轮机构延伸，当可转动的棘轮机构在一第二位置时露 出一清除孔。上述无杆式分配器还包括一推链盒。其中当所述推链全部缩回到所述推链盒中时，所述活塞杆与所述棘轮机构接合。本发明所述的无杆式分配器，通过采用推链作为线形传动机构代替现有的活塞 杆，从而大大减小了分配器的使用空间，同时通过使推链与活塞的连接点偏离于活塞的几 何中心轴这种设置方式，来防止推链发生弯曲，从而使得本技术方案较之现有的用于可挤 压物质的分配器具有显著进步的实施效果。


图1为一种现有的可挤压物质分配器的侧视图。
图2为一种用于可挤压物质的无杆式分配器的侧视图。图3A为图2所示的分配器的右侧视剖面图。图;3B为图2所示的分配器的一种可选的实施方式的右侧视剖面图。图4为图2所示的分配器的左侧视剖面图。图5A、图5B和图5C为用于图2所示的装置中的扳机、链轮、棘轮机构和推链的单 独部件图。图6A和图6B为一种棘轮机构的单独部件图。图7为图2所示的装置的端面图。图8为一种无杆式分配器的一种优选实施方式的左侧视立体图。图9为图8所示的无杆式分配器的右侧视立体图。图10为图8和图9所示的用于可挤压物质的无杆式分配器的爆炸图。图11为一种活塞的优选实施方式的侧视图，该活塞具有一固定的、伸出长度的活塞杆。图12为图11所示的无杆式分配器中的活塞的剖面图。图13A显示了如图8和图9所示的分配器中的活塞和伸出的活塞杆在其完全回缩 位置上的状态。图13B显示了活塞和伸出的活塞杆离开其完全回缩位置的状态。图14为显示了活塞和伸出的活塞杆在其完全回缩位置的又一个视图。图15显示了一活塞和伸出长度的活塞杆的一种可选实施方式。
具体实施例方式图2为一种无杆式分配器10的一侧视图，其用于手动分配可挤压物质。该分配器 10包括一缸体12，其缺少上“半部分”，以便于可挤压物质的管体或容器罐可以装入以及移 出分配器10。该用于容置管体或容器罐的“半缸体” 12在本文中仍然称为缸体。一充当为一手柄14的外壳，其与缸体12连接，或者整体作为缸体12的一部分。一 个可摆动的扳机16，其下部或尾端与手柄14的下部或尾端15在一枢轴点P枢接。当紧握 扳机16时，扳机16便很容易的缩进手柄14中，当紧握扳机16时，设于手柄14内的扳机复 位弹簧(图2中不可见)被压缩。当使用者放开扳机16时，扳机复位弹簧的弹力使得扳机 16回到其起始位置(从手柄14中退出)。这样，扳机16就可被反复地握紧和放开。握紧扳机16，驱动一个设于手柄14内的轴承上的链轮，该轴承由手柄支撑。一条 部分环绕着链轮的推链，其用于当链轮在扳机16的作用下转动时，向一设于缸体12内的活 塞沈施加一下力。通过推链M施加于缸体12内的活塞沈上的力，将可挤压物质23从一 个管体或容器罐23中挤出。因此，本技术方案不是通过采用一根细长的推杆(诸如现有分 配器所采用的)，而是采用一根推链通过反复驱动扳机16分配可挤压物质23的。推链是公知的。推链是一种呈环状或者折叠起来的推链，以便于存放，但是这种推 链在受到一个压力负荷或推力负荷时会变成刚性。推链也可以用于施加一个拉力。因此， 推链既可以用于推，也可以用于拉。图中，推链存放于一个紧邻缸体12设置的盒子中，部分 环绕着一驱动链轮，并且与设于缸体12内的活塞的背面连接。图3A是从如图2所示的分配器10的右侧看去的横截面图。握紧扳机16以使其进入手柄14中，使得扳机16绕着枢轴点P逆时针方向转动(如图3A，;3B所示)。这样，扳 机16压缩一扳机复位弹簧18，并推动一摇杆20绕着A点顺时针转动。摇杆20与链轮22 连接，绕着A点顺时针转动摇杆20使得摇杆20绕着链轮22的A轴顺时针转动。摇杆20通过一个单向轴承(可见于图7中，图3A，3B中不可见)可转动的连接于 链轮22上。该单向轴承安装于手柄14中，使得摇杆20绕着链轮A轴的顺时针转动带动链 轮22顺时针转动，一个如图4所示的可释放的棘轮机构使得链轮无法逆时针方向转动，直 到将该棘轮机构从链轮22上松开。当链轮22被棘轮机构“固定到位”时，单向轴承则允许 摇杆20回到其如图3A，;3B所示的起始位置。一旦摇杆20回到其起始位置，扳机16便可以 再次动作，即绕着P点逆时针方向转动以驱动摇杆20。扳机16的往复动作驱动链轮22逐 渐地顺时针转动。单向轴承和棘轮机构使得链轮22逐渐地顺时针转动，但是不会发生逆时 针方向的转动，直到将棘轮机构从链轮22上释放或松开。扳机的每一次驱动动作所带动的 链轮22的顺时针方向上的转动，将推链M推入缸体12中，这使得活塞沈增逐渐地从缸体 12的首端23向其末端观移动，沿着其移动路径将可挤压物质23从管体或容器罐21中挤 压出。但是松开扳机16，不会使链轮反转或者使推链M从缸体12中拉出。仍参见图3A，推链M具有一第一端37，其与活塞沈的背面25的中心连接。推链 24还具有一设于推链盒32中的第二端38，其与一推链复位弹簧34连接。推链M的中心或中间部分围绕着链轮22的大约半边。推链M的一第一部分， 其位于链轮22和推链M的第一端37之间，该第一部分从链轮22的齿部分延伸到缸体12 中，至推链的第一端37与活塞沈的背面25连接的位置。推链M的一第二部分，其位于链 轮22和推链M的第二端38之间，该第二部分从链轮22延伸到一推链盒32内，该推链盒 紧邻缸体12平行设于其下方。扳机16的每一次驱动动作均将推链M从推链盒32中拉出 一段长度，同时拉伸推链复位弹簧34，还将一段相同长度的推链推入缸体12内。一根螺旋式推链复位弹簧34，系于推链M的第二端38和推链盒32的末端36之 间。在推链M向缸体12拉动的过程中，复位弹簧34使推链M的第二部分始终保持有张 力，当上文提到的棘轮机构释放时，复位弹簧34将推链M从缸体12中拉出，使其回位到推 链盒32中。图:3B是如图2所示的分配器的一种可选实施方式的横截面图，该图为从分配器10 的右侧看去的视图。不同于图3A所示的采用了一根设于推链盒32内的推链复位弹簧34 的实施方式，图3B所示的实施方式采用了一根设于手柄14内的推链复位弹簧50。在另一 个没有用附图表示的可选的实施方式中，复位弹簧34和50均可被采用。在图:3B中，复位弹簧50的左端(如图:3B所示)与一个设于手柄内的桩连接(图 3B中未示出)。推链M的右端(如图:3B所示)与设于活塞沈的背面25上的拉桩36B连 接。顺时针方向转动链轮22，使推链M驱动活塞沈沿缸体12向其末端观移动。在活塞 26向着缸体12的末端观移动的过程中，复位弹簧50被拉伸，其在推链的第一部分(即位 于活塞和链轮22之间的部分)上施加一个压力。释放设于链轮22上的棘轮机构，能够使 复位弹簧50将活塞沈和推链M朝链轮22的方向拉回，这就推动推链M的第二端38回 位到盒子32内。图4是如图2和图3A所示的分配器10的左侧剖面图。除了别的元件之外，图4还 显示了一棘轮机构，其使得推链M进而带动活塞沈只向一个方向移动，即向着缸体12的
8末端观移动，直到棘轮机构被松开。该棘轮机构包括与链轮22连接的具有细密锯齿的齿 轮40和装有弹簧的锁定爪42。锁定爪42的末端44压于或“跟随”齿轮40的齿。齿轮40 与链轮22相互连接。齿轮与链轮设于前文所述的单向轴承(图4中不可见)上，以相同的 方向一同转动。如图5A所示，锁定爪42的末端44跟随齿轮40的齿，允许齿轮40和链轮22只朝 一个方向转动(即图4中显示的逆时针方向)，“脱离”锁定爪42的末端44。通过将锁定爪 42的末端44从齿轮40上移开来将锁定爪42从齿轮40上松开，移开的距离应当使得末端 44离开齿轮40的齿，并使得齿轮40可以反方向转动(即图4中显示的顺时针方向，图3A 和图:3B中显示的逆时针方向)。反向或向后转动齿轮40和链轮22，使得推链M的第一部 分从缸体12中回缩，同时使得推链的第二部分被推链复位弹簧34拉进推链盒32中。如图4所示的锁定爪42，以及其末端44可以通过转动一个从手柄14的侧面伸出 的凸轮轴60来打开。图中所示的凸轮轴60构造为当凸轮轴60顺时针或逆时针转动时， 其将末端44从齿轮40上推开。在一种可选的实施方式中，一种棘轮释放机构包括一根从 手柄14的至少一边垂直伸出的轴。位于手柄14内的轴的中部具有一带锥度的外径，从而 当朝着手柄14按压轴或将轴按进手柄14时，该轴上的锥度迫使锁定爪42侧移(就如同凸 轮轴60所做的)，离开齿轮40。在图5A中，当使用者朝着手柄14的方向握紧扳机16或将扳机16握进手柄14内 时，扳机16末端的指示箭头表示出一个施加于扳机16上的力&。力Ftl在链轮22上产生 一个逆时针方向的转矩(按照图4所示，若按照图3所示，为顺时针方向的转矩)。该由Ftl 产生的转矩压缩扳机复位弹簧18，同时其还驱使链轮22逆时针转动(按照图4所示)。链 轮22逆时针方向的转动在活塞沈的背面25上施加一个力F1。施加于推链M的第一部分 上的力F1是压力。力F1的施加方向基本为直线，且基本沿着缸体12的中轴方向。在图5A中，扳机16末端的指示箭头描述了施加于扳机16上的Ftl大小的力，其距 链轮22的中心的距离是Lp该距离链轮22的中心L1的力产生了一个绕着链轮轴A的力 矩，该力矩的值表示为F1 = F0XL1通过握紧扳机16驱动链轮逆时针转动(如图中所示)，在推链M上产生一个反作 用力F1,其施加于活塞沈上。在假设推链针对扳手的握紧做出相应的移动之前，推链绕链 轮轴移动的量是0的前提下，可以计算得到反作用力Fp因此，作用于推链M上的力F1就 等于 由于L2小于L1, L1除以L2的商将大于1。因此由力F。施加于推链24 (进而施加 于活塞21以及容器罐内的可挤压物质)上的产生的力F1的大小将成比例的大于使用者施 加于扳机16上的力F。。但是，由扳机16的驱动动作产生的推链M的水平或横向位移将小 于扳机16的横向位移。换句话说，通过长力臂L1大于力臂L2获得的力矩增大，增加了施加 于推链24、活塞沈以及置于分配器10里的容器罐21内的可挤压物质23上的力F1，但是 付出了推链M在缸体12内的水平位移减少的“代价”。这样，力臂L1和L2长度的比值能够 实现一个力矩/力的增大，以及一个水平位移的变化。换句话说，可以选择扳机16的长度和链轮22的直径，以使扳机16的一次完整的驱动动作可以从容器罐21中分配出一固定量 的或基本固定量的可挤压物质23。因此分配器10可以通过扳机16的完整的驱动动作分配 固定量的可挤压物质。扳机16的一次“完整的驱动动作”在这里是指，扳机16绕着其枢轴点P转动到一 点，在该点锁定爪42可以与齿轮40上的下一个齿根相啮合。这样，齿轮40上的齿根或齿 的数量，以及扳机16的长度实际上决定着扳机16转过的角度，还决定着扳机的每一次驱动 动作所能分配的物质的最大量。图5B描绘的是扳机16处于其绕着链轮22的轴转动的行程的末端。链轮22在逆 时针方向上转动增加会使推链M发生向图中的左侧方向横向平移增加，也会使推链M上 的压力增加。在图5C中，扳机16处于放开状态。扳机复位弹簧(图5A-图5C中未示出)使得 扳机16回到其起始位置，并减小了作用于推链M上的压力。然而，在大多数实施方式当中， 一棘轮机构将链轮22和推链M的位置固定，即不允许链轮反方向转动。图6A和图6B是图5A所描绘的可释放的棘轮机构的单独部件放大图。在这些图 中，可以更清晰的看到，齿轮40只可以朝着一个方向转动，直到锁定爪42的末端从齿轮40 上的啮合处移出。图7是从手柄/外壳14侧看去的一端面剖视图，其显示了手柄/外壳14的内部 部件。可以看到，链轮22可转动的安装于一个单向轴承66上，单向轴承66的两端支撑于 手柄/外壳14上。可以看到，推链M包覆于链轮22上。机械领域内的普通技术人员可以从前述附图和描述中了解，扳机16绕着其枢轴 点P转动的驱动动作，使得链轮22绕链轮的中心轴A转过一转动角度。该转动角度的大小 由力臂L1的长度和扳机16可绕其枢轴点转过的角度决定。由于链轮22上设有一固定数 量的齿，这些齿可以与推链上的相应链节啮合，由扳机的完整驱动动作所带动的链轮转动， 使得活塞在扳机的每一次驱动动作下，以一固定的和相同的距离沿着缸体12移动。这样， 扳机和其具有角度的驱动动作便成为一种度量装置。因此，通过控制扳机转过的角度，就可 能实现对可挤压物质的分配量的控制。为了权利要求解释的目的，推链M在此被视是一个线性传动装置，从这种意义上 说，其具有在基本为直线的方向上施加一个压力而不发生纵弯曲的能力。在一个优选的实 施方式中，推链存放于如图所示的推链盒内，推链盒平行于缸体12并设置于缸体12的旁 边。在一个可选的实施方式中，正如本领域内的技术人员可以知晓的那样，推链M也可置 于手柄中。缸体、手柄、扳机和推链可由金属、塑料或碳化纤维制得。虽然复位弹簧34和50 优选地为金属材质，但一松紧带也可作为复位弹簧34和50的替代物。图8为一种用于可挤压物质的无杆式分配器100的一种优选实施方式的立体图。 与上文所述的无杆式可挤压物质分配器10 —样，图8所示的分配器100包括一基本为圆柱 体的外壳102，约一半的外壳已经被移除，该移除部分具有一看上去像一个圆拱屋的形状， 圆拱屋是一种公知的结构，其具有半圆拱形的屋顶。尽管存在着外壳102的大约一半被移 除的事实，但是为了简洁、清楚、简单的表达，图8及以下附图所描绘的外壳102的形状在此 及以下均被可互换地称为一外壳以及一圆柱体形状的外壳。
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从图8中可看出，该外壳具有一长的圆拱屋形状的开口 103，一装有可挤压物质的 一次性管子114可通过该开口放入或移出分配器100。一手柄总成104与外壳102的一第 一端或一首端112连接。开口 103的大小设计为能够使一次性管子114穿过开口 103，且置 于外壳102的末端110和首端112之间的位置。一扳机116绕着枢轴点P转动，该枢轴点 位于手柄总成104的底端或下部118。图9为图8所示的无杆式分配器100的右侧视立体图。该图显示了一用虚线表示 的可移动活塞120，用以显示活塞120在一装有可挤压物质的一次性管体114内移动至中途 的状态。一次性管体114内的可挤压物质的剩余量通过沿着外壳102右侧、恰好设于推链 盒32上方的标线或标记指示出来。一狭槽135形成于推链盒32的一侧面内。一与推链对 的第二端38(图9中不可见)连接的把手133穿过狭槽135向外伸出。把手133在有效地 指向位于外壳上的十字线或标线的同时，还作为使用者手动移动推链时的抓握部件。关于如图1-8所示的分配器，如上文所述，设于分配器100内的扳机116绕着枢轴 点P的转动，驱动位于外壳102内的活塞120朝着外壳102的末端110移动。当活塞120 挤压一设于装有可挤压物质的管体内的第二活塞(图8和图9未示出)时，活塞120将可 挤压物质从一次性管体114尾端的开口中挤出，并从外壳102末端的一开口中挤出。图10是如图8和图9所示的用于可挤压物质分配器的爆炸图。手柄总成104包 括配套的左半手柄和右半手柄115A、115B，其内部设有其他元件，左半手柄和右半手柄上的 突起支撑转动的和非转动的轮轴。前文所述的扳机116绕着枢轴点P转动，压缩前文所述 的复位弹簧18。扳机116使得前文所述的链轮22驱动推链M的第一端37朝着一第一活 塞120的背面IM移动。当链轮22转动时，具有细密齿的齿轮40随着链轮22转动，并通 过一装有弹簧的锁定爪42防止链轮逆时针方向上的转动，该锁定爪作为一单向棘轮机构， 直到其被释放。一棘轮释放元件设于一棘轮释放把手121上，其绕着两根轴/铰链转动，通 过标号119和一坡道组件131标识。坡道组件131安装于棘轮释放把手121内，随着把手 121被逆时针地拉动(如图10所示)，坡道组件131驱动锁定爪42水平移动，并脱离其与 齿轮40的啮合。图11为图10中活塞120的侧视图，该活塞用于如图8和图9所示的分配器100 中。活塞120为圆盘状，即其为圆形的，且具有一前端面或头部122。活塞前端面122的外 缘被做成锥形，使得活塞前端面至少沿着外缘具有一倒角123。与活塞前端面123相反的是 活塞基面124。活塞杆128(也可称为连接杆128)在位于活塞基面IM上的点130处与活 塞基面124固定连接，点130偏离于活塞120的中心线136。活塞裙1 从活塞前端面122 向活塞基面1 延伸。在一种实施方式中，活塞裙延伸过基面124，并至少包围部分活塞杆 128。推链M的第一端37与活塞杆128的末端可转动地连接。活塞杆128自活塞基面1 延伸出的区域或位置在此及以下均称为活塞杆连接点 130。本领域内的普通技术人员可以了解，无论“连接点” 130的位置在哪里，均可以认为通 过推链M传送的压力140，沿着推链M的几何中心线134施加于活塞杆1 上。因此，推 链M的几何中心线134是施加于活塞120的基面上的轴向压力140的作用线。一由推链M通过活塞杆1 施加于活塞120的背面或基面IM上的、偏离于活塞 中心线132的轴向压力140，将驱使活塞120进入位于可挤压物质的管体114内的第二活塞 117内(图11未示出)，然而施加于活塞基面上的、偏离于活塞中心线132的轴向压力140还使得活塞向如图所示的逆时针方向转动。换句话说，当将设于可挤压物质的管体114内 的活塞117推入可挤压物质内时，一在活塞117的区域中分布的反作用力，沿着活塞117的 中心线132有效作用，活塞117的中心线也是分配器的活塞120的中心线132。由于活塞 117的中心线132与第一活塞120的中心线重合，所以在活塞120的背面且偏离于活塞中心 线施加一个压力使活塞120逆时针转动。活塞120逆时针方向的偏压使得活塞杆1 将推 链对锁定。图12是一幅剖面图，其显示了无杆式分配器100的活塞120，活塞120构造为其 在设于可挤压物质144的一次性管体114内的一杯状的第二活塞117上施加一力。如上面 关于图11的描述，分配器100的活塞120具有一活塞裙126，其绕着活塞前端面122的圆 周，从活塞前端面122伸出，朝着活塞基面124向后延伸。活塞基面IM被看作是与前端面 122相反设置的一表面。活塞杆128与活塞基面124在点130固定连接，点130以一预设的距离136从活 塞的几何中心线偏离。距离136根据经验决定，且随着以下因素变化管体114的内径、活 塞120的外径、活塞裙1 的长度、推链M的特性以及可挤压物质的粘性，目的是使活塞杆 128逆时针转动一定量，足以锁住推链M。。在图12中，通过链轮122施加于推链M上的轴向压力140驱动活塞120进入第 二活塞117。当第二活塞117被推入可挤压物质144内时，来自第二活塞117正对的在管体 114内的可挤压物质144的反作用力142，分布于活塞117的端面。反作用力142沿着中心 线132作用。因此，来自可挤压物质144的反作用力142如图中所示，沿着第一活塞和第二 活塞的几何中心线作用。施加一个偏离于活塞120的中心线132的轴向压力140，会在活塞120上产生一个 顺时针方向的转矩146，与之相反，来自挤压物质144反作用力在活塞120和活塞杆1 上 产生一个更大的逆时针方向的反作用力矩148。反作用力矩148将向逆时针方向推动或转 动活塞120。活塞120逆时针方向的转动导致连接杆1 逆时针方向的转动，其进而在逆时 针方向上驱动推链链节，使得它们锁定在适当的位置上。如图12所示，该推链M上没有任何压力载荷，以便于显示出空载的推链M具有 一凸起的弓形，即当推链对上没有压力载荷时，曲线朝下弯曲。这样，在推链上施加一压力 载荷之前，推链M在参考线134之上稍微弯曲。如申请人的申请号为12/703,565、申请日为2010年2月10日、名称为“设有一 偏置弹簧的防弯曲推链”的同时待审的美国专利申请(特此将其全部内容纳入本文作为参 考)所述的，由于一作用于活塞120上的、来自载荷的一反作用力矩148，通过推链M传递 一压力将会使得推链向下弯曲或偏转(如图中所示)。如果推链M原本就是平直的，或者 更糟，是凹的(两端向上)，那么反作用力矩148会使一节或多节链节弯曲一定程度，随即轴 向反作用力142通过一位于链节转动轴下方的点沿着一作用线作用。如果推链M发生偏 转以使压力通过位于链节转动轴下方的一点上施加于一链节上(如图中所示)，那么链节 将会绕着连接销转动(如图12所示的推链上的顺时针方向)，使得推链发生弯曲。因此，推 链M静止的、空载的弯曲(例如如图12所示的一个)对于保持推链的锁定状态是非常重 要的。该静止的、空载的弯曲量根据经验决定，其取决于包括链节的几何尺寸、反作用力矩 的大小以及操作过程中受到的压力载荷的大小等因素。
设于活塞120的背面IM上的活塞杆1 设置为，其使得来自于推链M的压力 140沿着一偏离于活塞中心线的作用线。在图中，该作用线位于活塞中心线的“下方”，位于 连接销的转动轴的“上方”，该连接销用于将单个的链节连接起来。在如图11和图12所示 的推链中，只要来自于活塞的轴向反作用力沿着位于连接销(其用于连接链节)的转动轴 上方的作用线作用，链节便相互靠紧保持锁定(且推链笔直地锁定)。图13A和图1 是用于可挤压物质的无杆式分配器的一种优选的实施方式的剖切 图。该无杆式分配器包括一推链M和一具有伸出长度的活塞杆128。在图13A中，活塞120 处于完全回缩的位置。众所周知，大多数可挤压的管体114装有可挤压物质，且设有一内置 活塞117。驱动管体114内的活塞117将可挤压物质从管体114内挤出。许多类型的可挤压物质的容置管体在管体114的内壁和内置活塞117之间设有一 临时的粘合剂或密封。另外一些类型的可挤压物质的容置管体具有很难从其起始位置移开 的活塞117。对于采用推链的无杆式分配器来说，当装满的管体114先装入无杆式分配器 内时，且当分配器的活塞120常常处于活塞120上没有载荷的位置上，直到活塞120被推入 管体的内置活塞117内，从一位于管体114内的初始起点开始移动内置活塞117是存在问 题的。如前所述，只要推链的链节受到一沿着作用线作用的轴向压力，诸如图12和图13A 所示的推链的链节便会锁定，该作用线位于连接销转动轴的连接处或突出处一侧。换句话 说，在施加一压力或压力载荷前，保持推链的链节处于锁定状态的反作用力的缺失，使得推 链具有发生弯曲的风险。图13A和图1 显示了在没有反作用力的情况下，一具有伸出长度的活塞杆1 是如何使推链对驱动外壳102内的活塞120，直到活塞120接触到管体114内的活塞117。 在图13A中，两个推链校直片150自外壳的首端112水平延伸，使推链及构成推链的链节保 持笔直或基本笔直，以避免推链发生弯曲。校直片150使推链链节基本保持水平(除了上 文所述的空载的弯曲)，目的是在没有作用于链节上的轴向力来保持链节锁定时，防止推链 发生弯曲。校直片150的长度根据经验确定，但其还是应当构造为具有足够的长度，从而使 活塞120与一对抗的力进入啮合，比如与内置活塞117，也使得一施加于活塞117上的力能 够打破各种可能用于活塞120和管体114的密封。换句话说，校直片150以及具有伸出长 度的活塞杆1 使得推链对保持着水平，直到推链M受到如上文所述的和如图12所示的 反作用力。重要的是，活塞杆1 构造为具有一 U型凹槽，其使得活塞杆1 能够如图14所 示的，在链轮22的几个齿上面延伸。当活塞120完全回缩时，链轮22的转动驱动一基本为 刚性的活塞和活塞杆穿过校直片150。该加长的校直片150以及加长的活塞杆使得活塞杆 1 保持水平，直到活塞120能够移动到一管体114内、与内置活塞117啮合的位置(在优 选的实施方式中)。一旦活塞120受到一对抗的力，比如内置活塞117，反作用力将推链锁 定。在一种优选的实施方式中，活塞杆1 足够长，从而至少在部分链轮22上方延伸， 以使链轮22的至少一个齿能够被U型凹槽覆盖。活塞杆128的长度应当足够长，以使活塞 120移动足够远的距离进入到第二活塞117并使第二活塞117挤压一次性管体114内的可 挤压物质。活塞120的另一个重要的方面是，活塞裙1 的长度选择应当满足当活塞120受
13到轴向压力140和反作用力142产生的力矩作用时，活塞裙1 使活塞120不被卡在管体 114内。在一种优选的实施方式中，活塞裙1 的长度与活塞直径的比为大约1 1到大约 1 6之间。与上图中所示的优选实施方式中的活塞120呈圆盘状不同，图15显示了一种可选 的实施方式中的一活塞。在图15中，活塞120呈一六段式规则闭合多边形，其上设有一具 有伸出长度的活塞杆128，活塞杆1 上设有一在链轮22的齿上延伸的U型凹槽。上述描述仅用于示例的目的。本发明的真正的保护范围由权利要求限定。
权利要求
1.一种无杆式分配器，用于分配可挤压物质，该无杆式分配器包括一具有一活塞端面的可移动的第一活塞，其构造为向一可移动的第二活塞施加一力， 该第二活塞位于一可挤压物质的一次性管体内，该第一活塞具有一活塞裙，其至少部分地 绕着第一活塞的端面伸展，该活塞裙自第一活塞的端面向第一活塞的一基面伸展，该第一 活塞的基面与第一活塞的端面相反设置，该第一活塞还具有一贯穿第一活塞的基面和第一 活塞的端面延伸的几何中心轴；一包括若干链节的推链，链节构造为绕着彼此在一第一方向上转动且不能绕着彼此在 一相反的第二方向上转动，当驱使所述链节在所述第二方向上转动时，推链能够施加一压 力，推链的一第一端与第一活塞的基面在一连接点连接，该连接点以一第一距离偏离于第 一活塞的几何中心轴；其中，当一装有可挤压物质的一次性管体设于无杆式分配器内，且所述第一活塞压向 第二活塞时，一推链施加的压力便产生一来自于第二活塞对第一活塞的反作用力，该来自 于第二活塞的反作用力使得第一活塞驱使至少部分推链的链节在第二方向上转动。
2.如权利要求1所述的无杆式分配器，还包括一具有一第一预设长度的活塞杆，其在 连接点与第一活塞的基面固定连接。
3.如权利要求2所述的无杆式分配器，其中连接点和第一距离选定并构造为当一压力 沿着一活塞杆中心线作用时，其因自活塞力产生一反作用力，该反作用力驱使活塞杆绕着 连接点在第二方向上转动。
4.如权利要求3所述的无杆式分配器，其中推链在压力施加前是弯曲的，该曲线选定 为在压力施加后推链基本是直的。
5.如权利要求3所述的无杆式分配器，其中活塞杆具有一长度，其使得当可挤压物质 一次性管体是满的，并先行放入无杆式分配器内时，且在所述一次性管体装满的情况下，当 所述第一活塞的端面邻接第二活塞时，活塞杆的长度自第一活塞的基面延伸至与一驱动链 轮的至少一个齿接合的位置，该驱动链轮用于驱动推链，该驱动链轮构造为在第一方向上 转动，并向着第二活塞的方向直接驱动活塞杆和第一活塞，产生所述反作用力。
6.如权利要求5所述的无杆式分配器，其中无杆式分配器还包括至少一推链校直片， 该至少一推链校直片使推链的链节基本保持平直。
7.如权利要求4所述的无杆式分配器，其中链轮、推链和活塞杆构造为使得第二活塞 自一原始起始位置的移动产生所述反作用力。
8.如权利要求1所述的无杆式分配器，其中活塞裙具有一长度且活塞具有一直径，活 塞裙长度与活塞直径的比值约为1 1 1 6。
9.如权利要求2所述的无杆式分配器，其中活塞裙具有一长度，其延伸过活塞的基面 并至少包围部分活塞杆。
10.如权利要求1所述的无杆式分配器，其中第一活塞的端面包括一绕着第一活塞端 面的锥形。
11.如权利要求10所述的无杆式分配器，其中锥形为一截头锥。
12.如权利要求1所述的无杆式分配器，其中第一活塞的横截面形状为闭合规则多边形。
13. 一种无杆式分配器，用于分配可挤压物质，该无杆式分配器包括一外壳，其具有第一端、第二端和一开口，该外壳构造为容纳一可挤压物质的管体于其 内，该外壳具有一几何中心轴，其贯穿第一端和第二端延伸；一具有一活塞端面的可移动的第一活塞，其构造为向一可移动的第二活塞施加一力， 该第二活塞位于一可挤压物质的一次性管体内，该一次性管体设于所述外壳内，该第一活 塞具有一部分围绕活塞端面的活塞裙，该活塞裙向一与第一活塞的端面相反设置的活塞基 面延伸，该第一活塞还具有一几何中心对称轴，其基本与外壳的几何中心轴共轴；一包括若干链节的推链，该链节构造为绕着彼此在一第一方向上转动但不能在一相反 的第二方向上转动，当驱使所述链节在所述第二方向上转动时，推链能够施加一压力，推链 的一第一端与第一活塞的基面在一连接点连接，该连接点以一第一距离径向偏离于第一活 塞的几何中心对称轴；一安装于分配器内的链轮，可绕着一轴在第一方向和第二方向上转动，该轴与外壳的 几何中心轴基本正交，推链链节至少绕着链轮的部分在所述第一方向上转动；其中，当一装有可挤压物质的一次性管体设于无杆式分配器内时，推链在连接点施加 的一压力便产生一对第一活塞端面的反作用力，该反作用力使得第一活塞驱使推链链节在 第二方向上转动。
14.如权利要求13所述的无杆式分配器，其中所述第一方向远离设于所述外壳上的开
15.如权利要求13所述的无杆式分配器，还包括一具有一第一长度的活塞杆，其在连 接点与第一活塞的基面固定连接。
16.如权利要求13所述的无杆式分配器，其中活塞裙具有一长度且活塞具有一直径， 活塞裙长度与活塞直径的比值约为1 1 1 6。
17.如权利要求13所述的无杆式分配器，其中活塞裙基本呈圆柱形，该活塞裙具有一 长度。
18.如权利要求13所述的无杆式分配器，其中活塞裙具有一长度，其延伸过活塞的基 面，并向远离活塞基面的方向延伸、至少围绕部分活塞杆。
19.如权利要求13所述的无杆式分配器，其中活塞端面包括一锥形冠。
20.如权利要求19所述的无杆式分配器，其中锥形冠为一截头锥。
21.如权利要求13所述的无杆式分配器，还包括一与链轮连接的棘轮机构，该棘轮机 构可控的允许链轮在第一方向和第二方向其中一个方向上转动。
22.如权利要求21所述的无杆式分配器，还包括一与棘轮机构连接的可转动的棘轮释 放元件，该棘轮释放元件在一第一位置时，其越过棘轮机构延伸，当可转动的棘轮机构在一 第二位置时露出一清除孔。
23.如权利要求13所述的无杆式分配器，还包括一推链盒。
24.如权利要求23所述的无杆式分配器，其中当所述推链全部缩回到所述推链盒中 时，所述活塞杆与所述棘轮机构接合。
全文摘要
一种用于可挤压物质的无杆式分配器中的一活塞和活塞杆构造为以使通过推链施加于活塞上的压力产生一反作用力矩，该反作用力矩将推链的链节锁定。该活塞杆偏离于活塞的几何中心设置。
文档编号B65D25/38GK102145771SQ20111003425
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年2月10日
发明者丹尼尔·索门, 劳伦·威尔特普, 唐纳德·范·埃尔登, 埃里克·施密特, 斯考特·洛特, 艾伦·艾格尔, 蒂莫西·佩恩, 马克·库尔思 申请人:普林斯卡思特有限责任公司