电池供电的穿线器的制作方法

1.本主题涉及通常称为“穿线器(fish tape)”的工具。电气承办商在导管中铺设电线时使用此工具。


背景技术：

2.穿线器已为人所知多年，并且从包括greenlee tool company、klein tools和southwire tools在内的工具供应商处可以获得各种此类产品。市场上还有许多质量较差的品牌。所有已知的产品都具有许多相似的特征，并且通常依靠手动操作来从筒式壳体中伸出和收回该穿线器。
3.穿线器的主要功能是将电导线拉过导管或中空空间(诸如墙壁内部)。这种工具的基本操作原理依赖于手动延伸相对较硬的线并使壳体筒相对于手柄旋转。穿线器以与卷尺类似的方式送出。相对硬的穿线器线能够延伸到所提出的路径(诸如中空电导管)中以布线。通常，助手会在导管的另一端处，并且当穿线器线的端部暴露时，助手会将导线附接以穿过导管。然后，操作员手动拉动或收回将导体拖入中空导管中并穿过该中空导管的穿线器。在收回穿线器时，用户必须手动拉动穿线器线，并同时旋转筒壳体以将穿线器线卷回筒中。这是一个乏味的过程。一些穿线器会延伸200英尺远。因此，拉动或收回线需要大量的人力和注意力。


技术实现要素：

4.在一个方面，本主题提供了一种穿线器工具，其包括具有手柄的壳体，该手柄包括配置成用于容纳至少一个电池的电池座。该工具还包括可旋转的筒。筒限定中空内部区域和提供进入筒的内部区域的孔。该工具还包括设置在壳体中的电动马达。电动马达提供可旋转地供以动力的输出轴。该工具还包括驱动组件，该驱动组件配置为将旋转动力从电动马达的输出轴传递到可旋转筒。并且，该工具包括驱动选择器，该驱动选择器可在电动模式与手动模式之间定位，(i)在电动模式下，电动马达的输出轴的旋转引起筒的旋转，而(ii)在手动模式下，电动马达的输出轴的旋转独立于筒的旋转。
5.在另一方面，本主题提供一种穿线器工具，其包括手柄和限定中空内部区域的筒。筒由手柄支撑并限定中心轴线，并且筒可围绕该中心轴线旋转。该工具还包括固定到筒的环形齿轮。该工具还包括由手柄支撑的电动马达。电动马达提供可旋转的驱动。该工具还包括小齿轮组件，该小齿轮组件由电动马达的驱动装置来可旋转地供以动力。小齿轮可轴向定位在小齿轮和环形齿轮啮合的第一位置与小齿轮和环形齿轮脱离的第二位置之间。
6.在又一方面，本主题提供一种用于拉动柔性构件穿过封闭区域的方法。该方法包括提供穿线器工具，该穿线器工具包括(i)手柄，(ii)限定中空内部区域的筒，该筒由手柄支撑并限定中心轴线，并且该筒可围绕该中心轴线旋转，(iii)固定到筒的环形齿轮，(iv)由手柄支撑的电动马达，该电动马达提供可旋转驱动，以及(v)由电动马达的驱动装置来可旋转地供以动力的小齿轮组件，该小齿轮可在小齿轮和环形齿轮啮合的第一位置与小齿轮
和环形齿轮脱离的第二位置之间轴向定位。该方法还包括将穿线器线延伸通过封闭区域。该方法还包括将柔性构件附接到穿线器线的远端。并且，该方法包括使穿线器线通过封闭区域收回，从而拉动柔性构件穿过封闭区域。
7.在本主题中，与以前的方法相关的困难和弊端得以如下解决：
8.如将认识到的，本文所描述的主题能够具有其他和不同的实施例，并且其若干细节在不脱离所要求的保护的主题的情况下都能够在多个方面进行修改。因此，附图和说明书应被视为是说明性的而非限制性的。
附图说明
9.图1是根据本主题的穿线器的实施例的立体图。
10.图2是图1的穿线器的示意性侧视图。
11.图3是图1的穿线器的示意性端视图。
12.图4是沿图3中的线
ⅳ‑ⅳ
截取的局部截面图。
13.图5是沿图2中的线
ⅴ‑ⅴ
截取的局部截面图。
14.图6a和图6b是沿图2中的线vi-vi截取的局部截面图，其示出了啮合位置和脱离位置。
15.图7是根据本主题的穿线器的另一实施例的示意性侧视图。
16.图8是沿图7中的线
ⅷ‑ⅷ
截取的截面图。
具体实施方式
17.本主题穿线器采用与电气建筑行业中普遍存在的已知手动穿线器类似的配置。然而，本主题穿线器的实施例还利用马达和驱动组件，该驱动组件配置为将旋转动力从马达传递到可旋转的筒。在许多实施例中，驱动组件包括结合到手柄或壳体中的齿轮箱，以及沿可旋转筒的外径定位的环形齿轮。在某些实施例中，手柄还包含用于市售锂离子电池(诸如可从ridge tool以ridgid名称购得的18伏锂离子电池)的电池座或“靴”。替代地，该设备可以配置为接受可从不同供应商处购得的12伏锂离子电池，以降低功率和运行时间。通常，手柄包括触发器和开关装置以调节马达的操作。可以使用多种电动马达，包括但不限于永磁直流型或无刷直流型。如果使用无刷直流马达，则能够使用用于控制马达换向的电子电路板，并将其结合在工具的手柄或壳体中。
18.通常，图1-6示出了根据本主题的穿线器的实施例。手柄和/或壳体部件包括使得驱动小齿轮沿栓槽轴轴向移动的滑动动作开关。这允许该驱动小齿轮与固定到可旋转筒的环形齿轮啮合或脱离。当马达启动时，该驱动小齿轮在啮合位置旋转。穿线器还能够包括行星齿轮箱中的一组齿轮。通常，该组齿轮设置在马达输出轴与小齿轮之间。齿轮的最终输出轴使该驱动小齿轮旋转。如果驱动小齿轮和环形齿轮处于啮合位置，则驱动齿轮的旋转引起环形齿轮相对于固定手柄旋转。环形齿轮的旋转引起筒的旋转，筒因此将穿线器线收回(或推进)到筒中，并使穿线器线以有序的方式卷绕。在许多版本中，马达旋转能够改变以使筒在相反方向上旋转，从而将穿线器线推进或分配出筒。触发开关能够是允许马达可变速操作以实现最大控制的类型。通常位于手柄中的滑动动作开关允许驱动小齿轮与环形齿轮脱离，以允许手动自由旋转筒，从而以用于此类工具的传统方式使用穿线器。
19.具体地，图1和图2示出了根据本主题的穿线器2的一个实施例。穿线器2包括手柄20、相对于手柄可旋转的筒10、以及设置在壳体64内的马达和齿轮组件。通常，手柄20与壳体64是一体的或以其他方式固定到壳体64。穿线器2还包括固定或以其他方式紧固到筒10的环形齿轮50，该环形齿轮可与驱动小齿轮40啮合，在某些版本中，该驱动小齿轮至少部分地设置在壳体64中。应当理解，可以使用替代的组件和配置(例如摩擦驱动轮)。驱动小齿轮40通常为具有多个轮齿的齿轮的形式。驱动小齿轮40由设置在壳体64中的马达60、齿轮组件70和输出轴80来可旋转地供以动力。如上所述，手柄20可以包括电池座或靴22以及接合在其中的一个或多个电池24。筒10限定了大体中空的内部，穿线器线90置于该内部中。
20.穿线器2通常还包括各种控制装置。滑动动作开关或驱动选择器30沿壳体64或手柄20可移动地安装或以其他方式设置，以使操作者能够相对于环形齿轮50选择性地定位驱动小齿轮40。如本文更详细描述的，滑动动作开关30使操作者能够在动力操作模式或手动操作模式之间进行选择。穿线器2还包括用于控制马达60的开/关操作的致动开关26。在某些版本中，致动开关26还能够控制马达60的运行速度(即旋转速度)。致动开关26能够为可变位置触发开关的形式。尽管通常沿着手柄20定位，但致动开关能够定位在其他位置处，诸如在壳体64上。穿线器2还可以包括使得操作者能够选择马达的旋转方向60的方向开关62。可以理解，这使得穿线器线90能够相对于筒10选择性地收回或前进。类似地，方向开关62可以位于其他地方，例如在壳体64上。还设想，致动开关26可以是双动作类型的运动开关，允许用户通过在单个触发器中将开关从空档(关)移动到第一位置(正向)或第二位置(反向)来使马达正向或反向旋转。
21.图3进一步示出了穿线器2。筒10可围绕中心轴线x旋转。筒10通常由手柄20和/或壳体64中的一个或两者来可旋转地支撑。筒10限定了大致中空的内部，穿线器线90设置在该内部中。筒10限定了用于提供进入筒的中空内部的入口的孔14。穿线器线90通常延伸穿过孔14。
22.图3和图4示出了滑动动作开关30的其他方面。通常，滑动开关30沿壳体64可选择地移动或定位。在许多版本中，滑动动作开关30可在大致平行于轴线x的方向上移动。然而，应当理解，本主题不限于这样的开关配置，并且包括宽范围的其他布置。在特定版本中，滑动动作开关30能够包括一个或更多个延伸轨道32，该延伸轨道可滑动地容纳在限定在壳体64中的对应凹部66中。在替代布置中，选择开关30可以是电磁线圈致动开关，该电磁致动开关被配置为通过压下触发器26来激励马达可以激励螺线管并使开关30移动到位置a。弹簧夹(未示出)将使开关和小齿轮40返回到位置b，当马达没有被激励时开关和小齿轮40脱离。
23.图5是筒10的部分横截面。环形齿轮50通常固定或以其他方式紧固到筒10，并且配置成使得环形齿轮50的轮齿52从筒10径向向外延伸。环形齿轮50的轮齿52配置为在使用开关30选择电动模式时与驱动小齿轮40的对应轮齿啮合。本主题还包括环形齿轮的齿相对于筒的轴线x径向向内或横向向外突出的版本。
24.图6a和图6b显示了驱动小齿轮40、马达60、输出轴80和滑动动作开关30的其他方面。图6a示出了机构处于环形齿轮50和小齿轮40啮合的位置。图6b示出了滑动开关30的其中环形齿轮50和小齿轮40脱离的操作位置。如参考图所示，可选的齿轮组件70设置在马达60与小齿轮40之间。如将理解的，在马达60致动时，输出轴80旋转。小齿轮40因此旋转。滑动动作开关30可选择地定位在第一位置a与第二位置b之间。如将理解的，开关30还包括抓握
构件34和托架36。用户将抓握构件34推动到位置a或位置b，也将托架36和小齿轮40移动到该位置。如前所述，通过使用键或其他配置，小齿轮40可沿输出轴80轴向移动。
25.参照图3和图6a，在将开关30、托架36和小齿轮40定位到位置a时，小齿轮40与环形齿轮50啮合。因此，在马达60致动时，环形齿轮50和筒10绕轴线x旋转。并且，如图6b所示，在将开关30、托架36和小齿轮40定位到位置b时，小齿轮40与环形齿轮50脱离。因此，筒10可以手动绕轴线x旋转。因此，位置a对应于穿线器工具2的电动模式，而位置b对应于穿线器工具2的手动模式。本主题不限于特定的滑动动作开关30。通常，许多实施例包括可在电动模式和手动模式之间定位的驱动选择器，在电动模式下，电动马达的输出轴的旋转引起筒的旋转，而在手动模式下，电动马达的输出轴的旋转独立于筒的旋转。前述开关30和托架36是根据本主题的一种类型的驱动选择器的示例。将要理解的是，本主题包括各种类型的驱动选择器。例如，依靠马达60的旋转来推动小齿轮40与环形齿轮50相配的机构是一种替代配置。这种类型的离心激励机构通常称为“bendix驱动”，并且通常用于内燃机启动器中，以仅在马达旋转时啮合齿轮并且在马达未致电时脱离齿轮。
26.图7和图8示出了根据本主题的穿线器2'的另一实施例。在该替代实施例的描述中，在适用的情况下，使用相同的附图标记，但包括撇号。在工具2'的该版本中，使用了手柄20'的不同配置和驱动小齿轮40'的不同定位。此外，筒10'包括多个夹持构件12，以用于在工具以手动模式使用时促使操作者围绕中心轴线x'手动旋转筒10'。夹持构件12通常沿筒10'的外表面设置。然而，本主题包括用于抓握构件12的其他位置和配置。
27.本主题还提供用于拉动诸如电导线的柔性构件穿过诸如导管或内壁区域的封闭区域的方法。该方法利用本主题的穿线器。通常，此类方法包括提供包括手柄和限定中空内部区域的筒的穿线器工具。筒由手柄支撑并限定中心轴线，并可围绕该中心轴线旋转。穿线器工具还包括固定到筒的环形齿轮，以及由手柄支撑的电动马达。电动马达提供可旋转的驱动。该穿线器工具还包括小齿轮组件，该小齿轮组件由电动马达的驱动装置来可旋转地供以动力。小齿轮可轴向定位在小齿轮和环形齿轮啮合的第一位置与小齿轮和环形齿轮脱离的第二位置之间。该方法还包括使穿线器线延伸通过封闭区域。该方法还包括将柔性构件附接到穿线器线的远端。并且，该方法包括使穿线器线通过封闭区域收回，从而拉动柔性构件穿过封闭区域。
28.本主题的方法包括以仅电动模式、仅手动模式或以其中穿线器或以电动模式和手动模式操作的混合模式来操作穿线器。例如，延伸可以通过将小齿轮定位在小齿轮与环形齿轮啮合的第一位置并致动电动马达来执行。类似地，收回可以通过将小齿轮定位在小齿轮与环形齿轮啮合的第一位置并致动电动马达来执行。替代地，延伸可以通过将小齿轮定位在小齿轮与环形齿轮脱离的第二位置并手动旋转筒来执行。并且，收回可以通过将小齿轮定位在小齿轮与环形齿轮脱离的第二位置并手动旋转筒来执行。
29.本主题的穿线器工具可以利用以下方面中的一个或更多个。触发器组件能够用于控制包含在穿线器内的电动马达的开/关操作，以驱动穿线器线的前进或收回。方向开关能够用于使穿线器线选择性地和可定位地推进到一个开关位置，并使穿线器线收回到另一个开关位置。如果需要，滑动动作开关或齿轮组件可实现手动操作。尽管穿线器的操作通常是有动力的，但在许多实施例中，操作员可以利用手动模式来收回或推进穿线器线。手动模式也能够用于手动移动或定位穿线器线(例如移动或定位一小段距离，诸如0.25英寸)或需要
缓慢而精确地移动穿线器的情况下。
30.本主题包括许多替代配置，其利用使筒或穿线器工具中的类似部件旋转的马达。这些替代配置包括用于双向马达旋转的装置，该装置将在动力下将穿线器线从筒伸出和收回。此外，存在可用于啮合和脱离驱动小齿轮和环形齿轮的替代配置，诸如将径向脱离齿轮而不是轴向分离齿轮的肘节机构。环形轮齿可以模制到筒壳体中而不是使用单独的部件来提供。
31.可以使用另一替代驱动来将环形齿轮定位在筒内径上而不是筒外径上。也可以使用诸如橡胶轮的摩擦驱动装置，该摩擦驱动装置依靠与筒的摩擦(而不是轮齿设计)来传递旋转。也可以设计一种环形和小齿轮组，其通过小齿轮相对于齿轮的径向运动代替前述的轴向运动来啮合和脱离。
32.尽管电池动力是优选的，但也可以使用有线类型的马达进行连续操作，而无需更换或再充电电池。
33.穿线器的另一替代配置是使用蜗杆式驱动，其中来自马达齿轮箱的输出轴是与筒外径上的匹配齿轮啮合的蜗轮。蜗轮和匹配齿轮可以通过类似肘节的机构径向脱离。
34.电池供电的穿线器的各种实施例减少了将穿线器收回到筒中的人力。穿线器实施例还使通过导管拉线的过程机械化，这能够加速该过程并减少收回穿线器所需的人力。电池供电的工具在建筑行业的许多地方被使用，并且令人惊讶的是，目前许多建筑工地用于小型拉线的做法是手动拉穿线器线。相信如果提供适当的电池供电的穿线器，它将被终端用户会很好地接受。
35.对于使用行星齿轮组件的穿线器的版本，为了手动分配或收回穿线器线的目的，可以使用脱离装置来脱离行星齿轮元件。与已知的控制开关机构相比，这提供了明显的操作优势。特别地，如果已知穿线器的机电部件发生故障，则本主题的穿线器仍可操作。
36.本主题的穿线器的主要优点包括但不限于在拉动电缆时减少操作员的疲劳并提高速度。与手动操作导致的启动-停止-启动类型的运动相比，使用电动装置允许筒/穿线器的连续运动。
37.还设想滑动开关部件或组件可以由螺线管或凸轮部件来自动化、供应动力或以其他方式移位，以使得滑动换档器仅在触发开关被按下或以其他方式致动时啮合其对应的齿轮。
38.在本主题穿线器的某些版本中，可旋转的筒(例如图1中所示的筒10)没有一个或更多个手柄、旋钮或其他抓握构件。并且在特定的版本中，这种可旋转的筒也没有额外的部件和组件，诸如杠杆和/或闩锁机构、用于这种杠杆或闩锁的保持夹，以及类似的部件。提供、结合和组装这种手柄、旋钮或抓握构件(特别是与外来部件一起)导致较大的复杂性、成本和增加的制造时间，所有这些都是不希望的。
39.此外，在以筒的旋转独立于驱动马达的输出轴的旋转的手动模式为特征的本主题穿线器的版本中，实现了显著的操作益处。使驱动马达与筒之间能够完全分离，使得用户能够再没有来自驱动马达和相关联传动装置的任何阻力负载的情况下手动旋转筒。这对于长时间使用穿线器和用户手动馈送穿线器线的应用来说尤其重要。
40.尽管在现有技术中已知离合器组件将可旋转部件与驱动马达分离；但是离合器组件很复杂，通常需要维护，并且会增加最终组件的成本。使用诸如滑动动作开关30和相关联
部件的驱动选择器的穿线器的版本能够在小齿轮与环形齿轮之间进行选择性啮合和脱离，而不会伴随离合器组件的复杂性、维护需求和增加的成本。
41.本主题，特别是穿线器工具和相关方法，将具有广泛的工业实用性。例如，这些工具和方法能够用于建筑和工业建筑领域。还预期该工具和方法还可以用于广泛的其他领域，例如住宅应用、制造操作以及其中电线必须通过导管或其他封闭区域进行管理的改造或翻新。
42.根据该技术的未来应用和发展，许多其他益处将无疑变得明显。
43.本文提及的所有专利、申请、标准和文章通过引用整体并入本文。
44.本主题包括本文所描述的特征和方面的所有可行的组合。因此，例如，如果一个特征与一个实施例相关联地描述，而另一个特征与另一个实施例相关联地描述，则应理解的是，本主题包括具有这些特征的组合的实施例。
45.如上文所述，本主题解决了与先前策略、系统和/或装置相关联的许多问题。然而，应当领会的是，在不脱离如所附权利要求中表达的所要求保护的主题的原理和范围的情况下,本领域技术人员可以对本文中为了解释本主题的性质而描述和图示的部件的细节、材料和布置做出各种改变。