测量工具的制作方法

1.本实用新型整体上涉及测量工具，更具体地说，涉及卷尺。


背景技术：

2.卷尺通常包括其上具有测量标记的可伸缩带，该带被弹簧偏压到壳体中。带的前部通常包括钩，该钩提供表面以将带的端部接合并固定到要从其开始测量的点，因此测量可以从钩进行到带上的由测量标记指示的位置。壳体通常具有锁定机构，该锁定机构允许带相对于壳体锁定到特定位置(例如，锁定到伸出位置，防止弹簧偏压将带缩回到壳体中)。
3.其中，本技术涉及对卷尺的各种改进，包括加强带的前部以防止端部钩从卷尺尺片上分离，该分离通过以下产生：在弹簧力的作用下由于过度缩回而使钩撞靠带的壳体、撞靠钩等。


技术实现要素：

4.根据一实施例，一种测量工具包括：端部钩，具有安装部分；尺片，具有长度和宽度，长度大于宽度；孔，沿着孔轴线延伸穿过尺片，靠近尺片的第一端；以及紧固件，延伸穿过该孔并将尺片固定到端部钩的安装部分。尺片通常具有沿着尺片长度的平均第一厚度。形成在尺片中的孔具有第二厚度的深度。第二厚度通过从尺片延伸的尺片材料突起而大于第一厚度。
5.根据另一实施例，一种形成具有加强连接的卷尺尺片的方法包括形成具有长度和宽度的尺片，长度大于宽度，其中尺片整体上具有沿尺片长度的平均第一厚度。该方法还包括沿着孔轴线在尺片中靠近尺片的第一端形成孔，其中在尺片中形成的孔具有第二厚度的深度，该第二厚度通过从尺片延伸的尺片材料突起而大于第一厚度。该方法还包括将紧固件延伸穿过孔，以将尺片固定到端部钩的安装部分。
6.通过参考附图考虑以下描述和所附权利要求，本实用新型的这些和其他目的、特征和特性，以及相关结构元件的操作方法和功能，以及部件的组合和制造的经济性将变得更加明显，所有这些构成了本说明书的一部分，其中相同的附图标记表示各图中的相应部件。在本实用新型的一实施例中，本文所示的结构部件是按比例绘制的。然而，应当清楚地理解，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在作为对本实用新型的限制的定义。此外，应当理解，在本文的任何一实施例中示出或描述的结构特征也可以用于其他实施例。如在说明书和权利要求书中所使用的，单数形式的“一个”和“该”包括复数指代物，除非上下文另有明确规定。
附图说明
7.在附图中示出了根据一个或多个实施例的卷尺的特征，其中相同的附图标记表示相同的元件。附图构成了原始公开的一部分，其中：
8.图1a示出了自伸缩卷尺的透视图；
9.图1b示出了自伸缩卷尺的剖视图；
10.图1c示出了自伸缩卷尺的尺片处于部分伸出位置；
11.图2示出了在尺片的钩端中形成加强孔之前形成导向孔的剖视图；
12.图3示出了通过摩擦钻孔在钩端形成具有突出壁的更深孔的剖视图，其作为形成加强孔的一部分；
13.图4示出了将突出壁卷成围绕孔的卷边以形成加强孔的剖视图；和
14.图5示出了卷尺的钩端的剖视图，显示了将钩固定到尺片的铆钉。
具体实施方式
15.卷尺尺片通常由金属制成，并具有测量标记和其他涂层，以提供颜色、油墨耐磨性和整体抗磨损性。在一些实施例中，提供相对于尺片的金属基底通常较厚的聚合物涂层。当设计卷尺的其他方面时，这种厚涂层可能需要被考虑(例如，带可以有多长，卷尺壳体内的部件的尺寸和布置等)。这种涂层或类似的贴加物(例如，加强件，如金属的加强件)通常在靠近尺片的自由端、靠近钩处较厚，以防止在尺片的、钩通过铆钉或延伸穿过尺片的其他紧固件附接到尺片的那些点处损坏。即使使用厚涂层，典型的尺片也可能会在尺片和尺片钩之间的附接点处变弱、扭结、破裂或断裂，尤其是在长时间使用或不当使用(例如尺片不受控制地缩回)之后。
16.图1a-1c示出了自动缩回卷尺10。在一实施例中，如图1a(透视图) 和1b(剖视图)所示，卷尺10包括缠绕在卷轴14上的细长卷尺尺片12，卷轴14可旋转地安装在壳体20中。尺片12可延伸穿过壳体20中的开口22。尺片12具有保持在壳体20内的近端19和具有联接到其上的钩34的远端21。卷尺10还包括位于壳体20内的弹簧16，该弹簧16被构造成使壳体20内的卷轴14沿卷起尺片12的方向旋转。在一实施例中，尺片12的端部19终止于钩状结构30，该钩状结构30接合弹簧16的第一纵向端部35，以将尺片 12的端部19联接到弹簧16。在一些实施例中，卷轴14包括两个卷轴构件 78(和在卷轴14的相对侧上的另一个对应的卷轴构件)，其在尺片12绕其缠绕的心轴15的侧面上提供圆形侧壁。在一实施例中，心轴15内部开槽以接收弹簧16的一个端部37，从而将弹簧16的端部37固定到心轴15。
17.在一些实施例中，锁18可以设置在卷尺10中，并且可以被构造成被致动以将尺片12保持在向外伸出的任何位置(例如，将钩34从壳体20移开，如图1c所示)。在一实施例中，锁18可以包括如图所示的滑动锁，而在其他实施例中，可以使用弹簧偏压锁定机构或其他这样的机构。
18.在一些实施例中，尺片12可以包括金属带(例如钢带)，并且尺片12 的一个或多个表面上可以包括测量标记。测量标记可以包括测量线、数字和 /或用于测量长度和/或距离的其他标记，以一个或多个刻度表示。在一些实施例中，尺片12可以与数字编码器相关联，该数字编码器被构造为提供钩 34相对于壳体20的一部分的延伸量的数字确定。
19.如图1a-1b所示，钩34联接到尺片12的端部21，钩34的安装部分150 接合尺片12的端部21的第一侧17(例如，如下所述的凹侧或上侧)。在一些实施例中，安装部分150设有孔166，下面将更详细地描述。一个或多个紧固件，例如铆钉169，可以延伸穿过孔166，以将钩34安装到尺片12上。在一些实施例中，钩34和/或安装部分150可以类似于和/或相同于美国专利 us8,584,373号中描述的钩和/或安装部分，该专利通过引用以其整体结合于此。
20.图1c示出了处于部分伸出位置87的尺片12，使得钩34从壳体20向前延伸。尺片12通常可在完全缩回位置(例如，如图1a和1b所示)和完全伸出位置(未示出)之间移动。从图1a、1b和1c(以及下面的附加描述)可以理解，当尺片12从卷轴14上展开时，弹簧16更紧密地缠绕在心轴15上。弹簧16围绕心轴15的这种缠绕将能量储存在弹簧16中，以在伸出的尺片12被释放时(手动释放，或者当例如锁18的锁被脱开时)提供尺片12围绕卷轴14的弹簧动力重绕。从图1c的侧视图中还可以理解，当尺片12缩回时，尺片12不在壳体内部变平时通常可以具有弯曲的形状，因此，当尺片12伸出时，当从一侧观察卷尺10时，可以看到卷尺12的第二侧(例如，凸侧或下侧)91，其遮蔽钩34的安装部分150和铆钉169的顶部。
21.如本文所述，本公开的一个方面包括一种在带尺片中形成孔的方法，例如尺片12中的孔166，从而为紧固件(例如铆钉169)形成延伸穿过其中的安全连接区域。特别地，如图2-5所示，在尺片12的端部21中形成孔166 可以通过摩擦钻孔工艺来形成，其中摩擦钻孔使尺片12的基底材料向下流动以加固孔166。因此，如本文所讨论的，基底材料的卷边可以加强孔166 并减少尺片12的撕裂。
22.如图2所示，在一实施例中，可以提供尺片12或最终可以形成在尺片 12中的原料，使得可以在其中形成孔，例如孔166。在一些实施例中，导向孔166a最初可以在孔轴线a处穿过尺片。在一实施例中，当尺片12沿着平坦表面延伸时，孔轴线a可以垂直于尺片12的长度延伸。在一实施例中，导向孔166a可以从尺片12的顶表面17冲孔到底表面91，而在另一实施例中，导向孔166a可以从底表面91冲孔到顶表面17。在其他实施例中，可以利用用于制造导向孔166a的其他机制，包括但不限于在孔轴线a处从尺片12钻出和/或切割导向孔166a。在一实施例中，导向孔166a的形成将通过产生没有应力上升的平滑边缘的方法，并且因此冲出或钻出导向孔166a 可能优于形成导向孔166a的其他机构，例如通过等离子切割。可以理解，导向孔166a的尺寸可以取决于最终插入其中的紧固件的期望尺寸(例如直径)，例如铆钉169的直径。还可以理解的是，可用于下述孔166形成的进一步步骤的所需材料量也可以引导导向孔166a的合适尺寸。在一实施例中，导向孔166a可以具有大约0.0625”的直径。由于在一些实施例中可能不使用导向孔166a，可以理解，在使用导向孔166a的实施例中，导向孔166a 可以是任何合适的尺寸，该尺寸将小于通过进一步处理产生的最终孔166。
23.可以理解的是，在孔166的进一步加工之前形成导向孔166a可以减少孔166的进一步加工过程中的剪切应力，并且可以保持用于钩34相对于尺片12的适当定位的钩精度(因为这种定位对于相对于钩34的最内和/或最外面的测量精度很重要)。还可以理解，如下所述，导向孔166可以在孔166 的进一步加工过程中产生更一致和更平滑的尺片材料的竖直壁，或者可以确定在进一步加工过程中产生的竖直壁的尺寸，从而允许产生用于这种进一步加工的具有所需尺寸的竖直壁。可以理解的是，在一些实施例中，导向孔 166a越大，它可以跨尺片12的生产运行线(production run)越一致地形成在尺片12中，而导向孔166a越小，将形成越大的竖直壁。这样，在一实施例中，导向孔166a可以是用于生产的最终直径孔的尺寸的大约25-50％。
24.转到图3，在一实施例中，孔166b可以通过在孔轴线a处对尺片12进行摩擦钻孔而形成。在包括导向孔166a的实施例中，这种导向孔166a可以大于用于在孔轴线a处形成孔166b的摩擦钻头的起始点。可以理解，在一实施例中，孔166b的直径可以由最终插入其中的紧固件的期望尺寸来决定。因此，在一些实施例中，孔166b的直径可以大约在0.03”和1”之
间。在一实施例中，孔166b的直径大约为0.098”。如图所示，孔166的摩擦钻孔形成从尺片12延伸的突出壁170。在一实施例中，壁170可以从尺片12 的第二侧91延伸到突起延伸平面b，延伸长度为c，如下面更详细讨论的。可以理解，在一些实施例中，导向孔166a的直径和摩擦钻孔166b的直径之间的差异可以决定突出穿过的材料的量，并因此决定突出壁170的长度c。在其他实施例中，可以利用控制突出壁170的长度c的其他方式，例如在通过摩擦钻孔形成之后切割、刮削和/或打磨突出壁170。虽然在一些优选实施例中，孔166b可以制成导向孔166a，但是在不形成导向孔166a的实施例中，通过摩擦钻孔形成的孔166b可以是尺片12中的第一穿透孔，这可能需要这种控制突出壁170的长度c的其他机构，所述其他机构可以确定突出壁 170的进一步加工产生的卷曲和总直径，如下文更详细描述的。可以理解的是，在缺少导向孔166a的实施例中，如果孔166b大，则突出壁170的长度可以在进一步加工之前被修整成期望的尺寸，例如在下面描述的尺寸。
25.在一实施例中，摩擦钻孔在沿着孔轴线a的竖直运动为每分钟10英寸 (ipm)时可以是大约5,000rpm的钻头旋转速度。在一些实施例中，摩擦钻孔可以包括具有一个向下运动和一个缩回运动的连续旋转，同时继续旋转以便不与移动的材料结合。在其他实施例中，在摩擦钻孔期间，rpm和ipm 可以变化，或者摩擦钻孔可以包括多个上下运动以形成孔166b。在一些实施例中，摩擦钻孔转速可以大约在1000-60000rpm之间，而沿着孔轴线a 的竖直运动可以大约在2-200ipm之间。例如，在一些实施例中，摩擦钻孔旋转速度可以是大约15,000rpm，竖直运动大约为每分钟10-15英寸。可以理解的是，rpm和ipm可以根据尺片12的材料、进给速率、钻头尺寸和形状以及各种实施例中的其他考虑因素而变化。在一实施例中，由摩擦钻孔形成的突出壁170的长度c可以是尺片12的其余部分的平均厚度(例如，下面参考图4描述的厚度f)的大约0.5倍-10倍。在一实施例中，长度c可以是尺片12的其余部分的平均厚度的大约4倍，使得上表面17和平面b之间的竖直测量值大约是尺片的其余部分的平均厚度的5倍(例如，在尺片大体为0.005”厚的情况下，这种竖直测量值大约为0.025”)。在其他实施例中，突出壁170延伸的长度c可以通过摩擦钻孔形成，该长度可以在大约 0.0025”和0.05”之间。
26.在通过摩擦钻孔形成突出壁170之后，突出壁170然后可以被卷起或以其他方式压靠尺片12的第二侧91，以形成围绕加强孔166c的卷边180。在一实施例中，卷边180可以以长度e从尺片12的第二侧91延伸到卷边延伸平面d。在一实施例中，卷边180可以通过用模具组滚压突出壁170而形成。从突出壁170形成卷边180的其他机构也是可行的，包括但不限于加热熔化突出壁170、使用激光熔化或形成突出壁170、使用辊来成形突出壁170等。
27.可以理解的是，由摩擦钻孔产生的突出壁170的过大尺寸会产生不可控的卷边180，该不可控的卷边180会向外呈蘑菇状，而不是形成抵靠第二侧 91的几乎闭合的环。因此，在一些实施例中，卷边180在尺片12的第二侧 91下方延伸的长度e可以大约为尺片的其余部分的平均厚度(即，如图4 所示的厚度f)的1倍至2倍。可以理解的是，在一实施例中，加强孔166c 的深度可以是长度g，其可以比尺片12的其余部分的厚度g厚，厚度差为长度e。在一些实施例中，卷边180在第二侧91下方延伸的长度e可以比尺片12的其余部分的平均厚度f厚。无论如何，可以理解的是，加强孔166c 的深度g的长度大于尺片12的其余部分的厚度f。在一些实施例中，尺片 12的平均厚度可以在大约0.001”和0.05”之间，包括在一实施例中大约0.005”厚。因此，在一些实施例中，卷边180在第二侧91下方延伸的长度e可以在大约
0.001”和0.1”之间。
28.可以理解的是，虽然在图示的实施例中，孔166从第一侧12形成到第二侧91中，使得突出壁170以及由此卷边180位于第二侧91附近，如以上相对于卷尺10的尺片12所述，但是在其他实施例中，钻孔可以颠倒，使得卷边180最终形成在尺片12的凹入的第一侧17上。
29.如图5所示，在一实施例中，加强孔166c可以与上面参考图1a-1c描述的孔166相同，准备接收与其相邻的钩34的安装部分150的孔150a，铆钉169通过安装部分150的对准孔150a和尺片12的孔166固定，压接在卷边180上。如图所示，安装部分150的孔150a可以大于由铆钉169牢固填充的孔166，使得钩34(和安装部分150)可以相对于尺片12侧向移动，使得钩34可以移动以考虑钩34的厚度，这取决于是进行内部测量还是外部测量。在其他实施例中，安装部分150可以通过铆钉169或其他合适的紧固件牢固地固定到尺片12上，并且在一些这样的实施例中，可以利用其他机构来考虑钩34的内部或外部测量。如在实施例中进一步示出的，在安装部分 150和铆钉169的头部上方提供间隙，这可以有助于附接钩附接件，例如磁体、钩延伸件或其他合适的钩附件。同样，虽然图5中所示的实施例示出了铆钉，但是可以理解的是，其他紧固件，例如螺纹紧固件，例如螺钉或螺栓，或者其他合适的紧固件，可以通过加强孔166固定在卷边180上。
30.虽然在一些实施例中，这里描述的孔由摩擦钻孔形成，但是可以理解，可以想到用于形成尺片材料突起的其他机制，包括但不限于尺片材料的添加沉积(例如，激光沉积)以直接形成竖直壁170或卷边180。例如，在一实施例中，尺片可以定位在模具上，使得尺片材料的附加沉积形成期望形状的卷边180。尺片材料的这种局部添加沉积的方面，以及可通过本公开的教导实现的其他教导，可以从美国专利申请16/246,919中理解，该申请的标题为“self-retracting tape rule”，其全部内容通过引用结合于此。
31.虽然这里所示的卷尺显示为弹簧可缩回的短卷尺，但是这里讨论的卷尺钩加强件可以用利用端部钩的其他类型的测量仪器来实现，包括但不限于长卷尺(例如，用卷轴手动缩回)。还可以理解，这里描述的部件可以具有不同的结构或构造，包括但不限于由不同材料选择构成的一个或多个。例如，本文所述的部件可各自由多种材料构成，包括但不限于一种或多种塑料、金属、橡胶、弹性体或任何其他合适的材料选择。例如，在一实施例中，一个或多个部件可以由铝(例如，机加工铝)、铁(例如，钢)或任何其他合适的材料形成。在一些实施例中，材料选择可因部件而异。
32.尽管为了说明的目的，已经基于当前被认为是最实用和优选的实施例详细描述了本实用新型的各个方面，但是应当理解，这样的细节仅仅是为了该目的，并且本实用新型不限于所公开的实施例，相反，旨在覆盖在所附权利要求的精神和范围内的修改和等同布置。例如，应当理解，本实用新型考虑到，在可能的程度上，任何实施例的一个或多个特征可以与任何其他实施例的一个或多个特征相结合。