专利名称：带有支杆的卷尺外壳的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及卷尺，并且尤其涉及自动复位式卷尺和/或用于卷尺的外壳。
背景技术：
现代卷尺(或“卷尺”)通常包含一个绕成卷的尺带，该尺带由弹簧向着一个回缩位置加压。一个外壳通常包围着和保护着尺带以及一个回缩弹簧并且包含有一个开口，尺带的一个末端通过该开口伸出。通常，卷尺外壳由通过一个或更多的螺钉连结在一起的两个半壳组成。另外，半壳之一通常包含一根为回缩弹簧的一端提供了一个固定点的指向内部的整体支杆。在装配的时候，卷轴被置于带有与支杆相接合的回缩弹簧的支杆上，然后另一个半壳连结上第一个半壳而绕有片材的卷轴占据在它们中间。在使用的时候，尺带的末端被拉离外壳；当松开时，弹簧将尺带拉回外壳中，因此尺带回到了回缩位置。缩回的尺带通常被绕上本身由外壳旋转支承的卷轴。
在设计经济可用的卷尺时，一个需要考虑的重要事项是卷尺应该甚至在反复掉落之后仍能使用，而这在一个建筑工地上频繁发生。掉落卷尺容易使卷尺遭受有使半壳变形的趋势的很大的冲击载荷。当半壳变形时，内部的支杆可能会离开它所希望的位置而导致支杆上的不均匀载荷和最终的损坏。实际上，人们相信卷尺损坏的主要原因之一是支杆的断裂，这使得回缩弹簧在外壳中无法固定，因此破坏了复位装置，而且有可能破坏外壳的整个内腔，这通常致使卷尺不能再用。
另一个在设计卷尺外壳时需要考虑的事项是由回缩弹簧加载在支杆上的扭转载荷。当尺带片材长度增加时，就需要更有力的弹簧，这将在支杆上产生更大的扭转载荷。因为支杆和半壳通常由注模塑料制成，支杆的材料强度不是一直可以承受得住支杆上的这些增加的扭转载荷的。
因此，仍然需要一个改进的卷尺外壳设计，特别是那些有一个更坚固的支杆设计的卷尺外壳设计，最好是处理了上述问题之一或更多的设计。
发明内容
本发明涉及一种卷尺外壳，一种与外壳结合在一起的卷尺，和/或一种装配一个卷尺的方法，每一个这种卷尺都应用一根至少与外壳一侧的侧壁相连结的支杆。
在一个实施例中，卷尺外壳包括一个带有第一和第二侧壁以及一个在侧壁之间伸展的外周壁的主盒体。一根支杆被布置在第一和第二侧壁之间。该支杆有一个沿一根轴线布置的细长柱状部分和一个基础部分。该基础部分包含有许多通常垂直于轴线伸展的肋。柱状部分包含有一个狭槽以及可选择地包含有一个端孔。第二侧壁可以包含一个凸起部，该凸起部带有一个成形为至少可接纳支杆肋的凹槽。理论上，形成凸起部的材料与支杆的肋填隙式地相互接合。支杆的固定部分可以有选择地包含一个通常垂直于轴线伸展的凸缘，凸缘有一个非圆形的形状并且凹槽成形为可以接纳该凸缘。第一侧壁可以包含另一个凸起部，该凸起部带有一个成形为可接纳支杆柱状部分的一个端部的凹槽。支杆可以由金属制成。最好是，一个紧固件(例如，螺钉)穿过第一侧壁并与支杆的端孔接合在一起。此外最好是，另一个紧固件也穿过第二侧壁并与支杆的基础部分接合在一起。
在另一个实施例中，一种装配一个卷尺的方法包括了提供带有第一和第二侧壁以及一个在侧壁之间伸展的外周壁的一个主盒体；将一根支杆布置在第一和第二侧壁之间，该支杆有一个沿一根轴线布置的细长柱状部分和一个基础部分，该基础部分包含有许多通常垂直于轴线伸展的肋，柱状部分包含有一个狭槽以及可选择地包含有一个端孔；在主盒体内旋转支承一个卷轴；提供一个卷绕在卷轴上的尺带片材；可选择地将一个紧固件穿过第一侧壁来接合上支杆；可选择地将另一个紧固件穿过第二侧壁来接合上支杆；以及将一个弹簧与狭槽和尺带片材有效地相连，该弹簧对尺带片材加压用来使其缩进主盒体。提供带有第一和第二侧壁以及在侧壁之间伸展的外周壁的主盒体包括提供有区别的第一和第二盒体部分，在其中第一盒体部分包含了第一侧壁而第二盒体部分包含了第二侧壁。
仍在另一个实施例中，一种卷尺可以使用上述的卷尺外壳和/或装配方法。
图1是根据本发明所述的一个卷尺实施例的一个侧视图。
图2是根据本发明所述的一个卷尺外壳的一个实施例的透视图，为了看清楚而拿掉了一些部件(例如，螺钉、夹片等等)。
图3是适用于本发明的一个支杆的一个实施例的透视图。
图4是图3所示支杆的另一个透视图。
图5展示了图3所示的支杆固定在卷尺外壳中的相应端部。
图6展示了回缩弹簧、支杆和卷轴的一个简化的侧视图。
具体实施例方式
如图1中所示，一个通常标记为10的卷尺展示为如本发明所述的那样构造。卷尺10包含一个可绕成卷的测量用的尺带或片材12以及一个相关的外壳20。尺带12的末端可以有利地包含一个端钩14来防止它缩进外壳20中。一个给尺带加压的装置，例如一个回缩弹簧，与尺带12有效地相连来对它向着一个回缩方向加压。包含有一个锁止开关16或类似执行器的一个锁止装置被提供来帮助控制尺带12进出外壳20的运动。外壳20的一侧或两侧可以如所希望的那样包含一个夹片18。由于通常的设计和自动复位式卷尺的操作在现有技术中是众所周知的，为了简短起见，除了外壳以外，其他组件的详细讨论在这里被省略了。不过，其他的讨论可以在美国专利4,527,334；4,976,048；和6,349,482中找到，这些专利在这里被编入参考文件。
外壳20通常包含一个主盒体或主壳体30以及一个安装在壳体30上的握持部件36。外壳20最好具有一个带有一个位于后上部的圆角的通常近似于方形的形状，并且可以有一个稍微伸出的突出部，如图1-2中所示。外壳20包含有帮助确定了一个内腔29(见图5)的一对相对的侧壁32和一个交互连接的外周壁34，该内腔容纳了尺带12绕成卷的部分、一个合适的给尺带加压的装置以及部分锁止装置。如附图中所示，外周壁34从而壳体30可以被看作具有一个顶部22、一个底部24、一个前部26和一个后部28。外壳20通常在它的前下角附近包含一个与内腔29相连的开口27。尺带12的末端伸过这个开口27。外壳20的大小最好适合于拿在使用者的一只手中，并且也很方便放在一条劳动皮带上或一个工具箱中。
如图2中所示，如现有技术中已知的那样，壳体30可以由两部分形成，由相配的螺钉38连结在一起的一个右侧部分30a和一个左侧部分30b。如果希望的话，壳体部分30a、30b和握持部件部分36的外部结构都可以有利地为对称的，但是这不是必须的。实际上，也如现有技术中已知的那样，两个部分30a、30b取决于卷尺10的内部工作方式可以有不同的内部和外部结构。然而，由于本发明主要涉及外壳20的内部结构，壳体30的外部结构的细节对于理解本发明来说并不重要，所以下面的讨论将集中在外壳20的内部结构上。关于外壳20可能的外部结构的更多信息可以在美国专利申请编号10/174629中找到，该专利在这里被编入参考文件。
一根支杆40布置在相应的侧壁之间，外壳之内。图3-5中所示的该支杆40包含一个柱状部分42和一个固定(或基础)部分50。该柱状部分42通常是细长的并且沿着轴线44，而且可以有利地具有一个通常为圆形的被狭槽49切开的横截面。该狭槽49从支杆40的端部46向着固定部分50伸展。如下面进一步描述的那样，支杆40的端部46可以有利地包含一个打算接纳一个紧固件60的孔48，并且如果希望的话可以包含一个倒角。支杆40的固定部分50包含一个凸缘52和许多肋54。凸缘52紧接着柱状部分42布置，并且有利地具有一个非圆形的形状。肋54从轴线44径向地向外伸展，并且因此可以认为通常是垂直于轴线44伸展的。最好有四个肋54，但是其他数量的肋54也可以使用。肋54具有的轮廓是，向着凸缘52的一侧通常是平的，而远离凸缘52的一侧向后倾斜一个角度，例如一个15°到45°的角度，最好大约为30°。肋54可以有合适的尺寸，例如大约0.006到0.010英寸见高。一部分固定部分50在其上带有的肋54可以是圆的，或者可以有利地是带有合适平面56或类似部分的非圆形。因而，肋54可以绕着支杆40在整个外周上伸展，或者可以被平面56所打断，如图3-4中所示。固定部分50与柱状部分42相反的一端也可以有利地包含一个在尺寸和功能上与孔48相似的孔58。
支杆40利用侧壁32上的相应的凸起部70、74与外壳壳体30的侧壁32有利地接合。一侧的侧壁，例如壳体30左半部分30b的侧壁32，可以包含有凸起部70，该凸起部形状上大体是圆的并带有一个打算接纳支杆40端部46的凹槽72。另一侧的侧壁，例如壳体30右半部分30a的侧壁32，可以包含带有一个更复杂的凹槽76的一个凸起部74，该凹槽带有一个在形状上与凸缘52一致的上部和一个在形状上与支杆40固定部分50的肋区域一致的下部。如果希望的话，凹槽76在形状上可以是圆的，并且尺寸应该定为在侧壁确定的凹槽76和固定部分50之间位于肋54之间的一个位置处有一个滑动配合。至少凹槽72，最好凹槽72、76都应该包含有用于允许固定用的紧固件60进入支杆40中的孔48、58的合适通孔。
卷尺10可以利用大部分传统的并且带有一些利用支杆40的新颖方面做的改进的技术来装配。装配过程从支杆40的固定部分50接合上包含有凸起部74的壳体30的一半30a开始。支杆40与固定部分50相对应的一端被插入凹槽76，因此肋54咬合上凸起部74。如果希望的话，支杆40与半壳体30a的这个接合可以使用一个手扳压机来完成。在支杆40接合上半壳体30a的情况下，卷轴80和弹簧82(有时候总起来称作卷筒壳体装置)以弹簧82的一端插入狭槽49(见图6)来安装上半壳体30a。应该注意的是，在完全装配时，卷轴(或卷筒)80打算由外壳20上的凸起部70、74来旋转支承。卷轴80于是被临时夹上半壳体30a，然后“自由端”通常通过使用一个机动的盘卷工具/夹具来绕着卷轴80旋转，因此一个预载荷被加在弹簧82上。弹簧82的自由端伸出半壳体30a，一个可选择的盖子(图中未示)被添加用来盖住卷筒80的中心轴开口区域，而(附带着端钩14的)尺带片材12于是与弹簧的自由端相连，并且弹簧被松开以便于片材12被绕上卷轴80。然后，锁止装置(例如，锁止开关16等等)和其他相关的内部组件连同另一半壳体30b一起被添加。螺钉38被添加用来使半壳30a、30b结合在一起。如果使用的话，支杆安装螺钉60穿过相应的侧壁32并且拧进它们相应的孔48、58，从而非常牢固地将支杆40安装在壳体30上。孔48、58可以是带螺纹的，或者可选择地，支杆安装螺钉60可以是自攻螺钉。如果希望的话，支杆安装螺钉60之一可以被用来连接腰挂夹片18。从这里开始，卷尺10的装配以一种传统的方式来继续，例如，添加商标，测试等等。
人们相信形成凹槽76的凸起部74的材料将会与肋54填隙式地相互接合，特别是随着时间的过去之后。就是说，从肋54顶端的方向来看，形成凹槽76的凸起部74的材料在肋54之间将会把它自己安置为它朝着轴线44向内伸展，从而该材料会对于肋54形成“填隙”。这种填隙式的相互接合使得相关的侧壁32非常牢固地接合住支杆40的固定部分50。人们相信这种接合在固定部分50刚一插入时就开始形成，但是随着时间的过去会通过一个称为“冷变形”的过程而增强。因而，人们相信支杆最初通过肋的接合摩擦力以及平面56和/或凸缘52的防止旋转作用被固定就位，并且接合力随着时间的过去而增加。有利地增加一个或更多支杆安装螺钉60可以增加这种装配的坚固性。
本发明的支杆40从而在最佳实施例中执行了两个功能。首先，支杆40通过利用非圆形的凸缘和/或平面56抵抗扭转载荷来固定回缩弹簧82的一端。在最佳实施例中，这种防止旋转的功能可以在可选择的支杆安装螺钉60的作用下被增强。其次，支杆40用来加固外壳20的侧壁32，防止它们在例如经历坠落冲击载荷时变形。在支杆40的两端通过肋54，孔48、58，凸起部70、74，凸槽72、76和支杆安装螺钉60的结合行为固定在外壳20侧壁32上的情况下，支杆40将会在外壳20中偏离方向的可能性大大地降低了，从而提供了一个更坚固的卷尺外壳设计。这种坚固性在支杆40由金属而不是由塑料制成时被进一步增强了。
壳体30最好由一种耐用材料例如一种硬化塑料(例如，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸脂或类似材料)制成。支杆40与壳体30不同，可以由一种不同的材料制成。支杆40最好使用一种压铸工艺由金属例如钢或锌合金(例如，一种被称为zamak-5的锌-铝-镁-铜合金)形成。使用一个金属支杆40允许支杆40在仍保持所需强度的同时有一个更小的径向尺寸。
应该要被理解的是，本发明的卷尺10也可以包含其他特征，例如紧挨着开口27的减震器、专门镀了层的片材12、加强端钩14、各种锁止装置以及类似的部分，所有的这些在现有技术中都是已知的。
本发明的最佳实施例在支杆40的两端都使用支杆安装螺钉60，而一些稍差的优选实施例只在支杆40的端部46处使用一个支杆安装螺钉60，并且依靠肋54的接合和平面56的作用来固定支杆40的固定部分50。其他稍差的优选实施例可以只在支杆40的固定部分50处使用一个支杆安装螺钉60，并且依靠支杆端部46和凹槽72的相互作用来限制支杆40另一端的相对运动。在甚至更差的优选实施例中，没有支杆安装螺钉60可以被使用，而支杆40相对于壳体30的运动被肋54的固定作用、凸缘52和位于一端上的凹槽76中的平面56以及支杆端部46和另一端上的凹槽72的相互作用所限制。最后描述的实施例被认为是与至少使用两个支杆安装螺钉60的最佳实施例相比非常不坚固的，并且也可能需要一些方法来将夹片18保持在壳体30上，例如现有技术中已知的一个螺钉、粘合剂或者搭扣配合互锁结构。
本发明当然可以用其他比这里阐述的方法特殊的但没有脱离本发明本质特征的方法来实现。现有实施例因此将在各方面被认为是说明性的并且不是限制性的，而在附加权利要求的含义和等价性范围内的所有改动都将包含于此。
权利要求
1.一种卷尺外壳，其包括带有第一和第二侧壁以及一个在上述侧壁之间伸展的外周壁的主盒体；被布置在上述第一和第二侧壁之间的并且有一个沿一根轴线布置的细长柱状部分和一个基础部分的支杆；包含有许多通常垂直于上述轴线伸展的肋的上述基础部分；包含有一个适用于接纳一个弹簧的狭槽的上述柱状部分；以及至少一个穿过上述第一和第二侧壁的上述之一的并且与上述支杆接合在一起的第一紧固件。
2.根据权利要求1所述的卷尺外壳，其特征在于，上述第二侧壁包含一个成形为至少可接纳上述支杆的上述肋的凹槽。
3.根据权利要求2所述的卷尺外壳，其特征在于，形成上述凹槽的材料与上述支杆的上述肋填隙式地相互接合。
4.根据权利要求2所述的卷尺外壳，其特征在于，上述支杆的上述基础部分还包含一个通常垂直于上述轴线伸展的凸缘，上述凸缘有一个非圆形的形状；并且在其中上述凹槽成形为可以接纳上述凸缘。
5.根据权利要求2所述的卷尺外壳，其特征在于，上述第二侧壁包含一个包含有上述凹槽的凸起部，而且还包含一个由上述凸起部旋转支承的卷轴。
6.根据权利要求1所述的卷尺外壳，其特征在于，上述支杆的上述基础部分还包含一个通常垂直于上述轴线伸展的凸缘，上述凸缘有一个非圆形的形状。
7.根据权利要求1所述的卷尺外壳，其特征在于，上述支杆由金属制成。
8.根据权利要求1所述的卷尺外壳，其特征在于，上述第一紧固件是一个螺钉。
9.根据权利要求1所述的卷尺外壳，其特征在于，上述支杆的上述柱状部分具有一个圆形的横截面。
10.根据权利要求1所述的卷尺，其特征在于，还包含至少一个穿过上述第一和第二侧壁中的另一个的并且与上述支杆接合在一起的第二紧固件。
11.根据权利要求1所述的卷尺外壳，其特征在于，上述支杆的上述基础部分还包含一个通常垂直于上述轴线伸展的凸缘，上述凸缘有一个非圆形的形状。上述第一侧壁包含一个第一凸起部，该凸起部带有一个成形为可接纳上述支杆的上述柱状部分的一个端部的凹槽；上述第二侧壁包含一个第二凸起部，该凸起部带有一个成形为可接纳上述支杆的上述凸缘和上述肋的凹槽；形成上述第二凸起部的材料与上述支杆的上述肋填隙式地相互接合；上述支杆由金属制成；以及还包含一个由上述第一和第二凸起部旋转支承的卷轴。
12.一种卷尺，其包括带有第一和第二侧壁以及一个在上述侧壁之间伸展的外周壁的主盒体；被布置在上述第一和第二侧壁之间的并且有一个沿一根轴线布置的细长柱状部分和一个基础部分的支杆；包含有许多通常垂直于上述轴线伸展的肋的上述基础部分；包含有一个狭槽的上述柱状部分；至少一个穿过上述第一和第二侧壁之一的并且与上述支杆接合在一起的第一紧固件；在上述主盒体内旋转支承的卷轴；以及与上述狭槽和一个尺带片材有效地相连的弹簧，上述弹簧对上述尺带片材加压用来使其缩进上述主盒体。
13.根据权利要求12所述的卷尺，其特征在于，上述第二侧壁包含一个成形为至少可接纳上述支杆的上述肋的凹槽。
14.根据权利要求13所述的卷尺，其特征在于，形成上述凹槽的材料与上述支杆的上述肋填隙式地相互接合。
15.根据权利要求13所述的卷尺，其特征在于，上述支杆的上述基础部分还包含一个通常垂直于上述轴线伸展的凸缘，上述凸缘有一个非圆形的形状；并且在其中上述凹槽成形为可以接纳上述凸缘。
16.根据权利要求12所述的卷尺，其特征在于，上述侧壁和上述外周壁在它们内部提供了一个内腔，上述外周壁具有一个与上述内腔相通的用于让上述尺带片材从中通过的开口。
17.根据权利要求12所述的卷尺，其特征在于，还包含至少一个穿过上述第一和第二侧壁中的另一个的并且与上述支杆接合在一起的第二紧固件。
18.根据权利要求12所述的卷尺，其特征在于，上述支杆的上述基础部分还包含一个通常垂直于上述轴线伸展的凸缘，上述凸缘有一个非圆形的形状。上述第一侧壁包含一个成形为可接纳上述支杆的上述柱状部分的一个端部的第一凹槽；上述第二侧壁包含一个成形为可接纳上述支杆的上述凸缘和上述肋的第二凹槽；形成上述第二凹槽的材料与上述支杆的上述肋填隙式地相互接合；以及上述支杆由金属制成。
19.一种装配卷尺的方法，其包括提供带有第一和第二侧壁以及一个在上述侧壁之间伸展的外周壁的一个主盒体；将一根支杆布置在上述第一和第二侧壁之间，上述支杆有一个沿一根轴线布置的细长柱状部分和一个基础部分，上述基础部分包含有许多通常垂直于上述轴线伸展的肋，上述柱状部分包含有一个狭槽；在上述主盒体内旋转支承一个卷轴；提供一个卷绕在上述卷轴上的尺带片材；将至少一个第一紧固件穿过上述第一和第二侧壁之一来与上述支杆接合在一起；将一个弹簧与上述狭槽和上述尺带片材有效地相连，上述弹簧对上述尺带片材加压用来使其缩进上述主盒体。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，提供带有第一和第二侧壁以及在上述侧壁之间伸展的上述外周壁的上述主盒体包括提供有区别的第一和第二盒体部分，在其中上述第一盒体部分包含了上述第一侧壁而上述第二盒体部分包含了上述第二侧壁。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，还包含将至少一个第二紧固件穿过上述第一和第二侧壁中的另一个来与上述支杆接合在一起。
22.一种卷尺外壳，其包括带有第一和第二侧壁以及一个在上述侧壁之间伸展的外周壁的主盒体；被布置在上述第一和第二侧壁之间的并且有一个基础部分和一个沿一根轴线布置的细长柱状部分的大体上由金属制成的支杆，上述基础部分包含有许多通常垂直于上述轴线伸展的肋，上述柱状部分包含有一个适用于接纳一个弹簧的狭槽；上述支杆的上述基础部分包含一个通常垂直于上述轴线伸展的凸缘，上述凸缘有一个非圆形的形状；上述第二侧壁包含一个成形为至少可接纳上述支杆的上述肋和的上述凸缘的凹槽，因此形成上述凹槽的材料与上述肋填隙式地相互接合；穿过上述第一侧壁并且与上述支杆接合在一起的一个第一紧固件；以及穿过上述第二侧壁并且与上述支杆接合在一起的一个第二紧固件。
全文摘要
一种卷尺外壳，其带有第一和第二侧壁以及外周壁。金属支杆在第一和第二侧壁之间伸展并且包含沿轴线布置的细长柱状部分和基础部分。该基础部分包含有许多大致垂直于轴线伸展的肋。柱状部分包含狭槽。紧固件穿过第一侧壁并与柱状部分接合在一起。第二侧壁包含凸起部，该凸起部带有成形为可接纳肋的凹槽，因此形成凸起部的材料与肋填隙式地相互接合。紧固件穿过第二侧壁并与基础部分接合在一起。支杆的固定部分可以包含大致垂直于轴线伸展的非圆形凸缘，而凹槽成形为可以接纳该凸缘。
文档编号G01B3/02GK1739001SQ200380109019
公开日2006年2月22日 申请日期2003年10月20日 优先权日2003年1月21日
发明者詹姆斯·克里泰利, W·布拉卡恩 申请人:库珀品牌公司