具有加强环的灌浆盘组件的制作方法

相关申请的引证

本申请要求于2017年8月30日提交的美国发明专利申请第15/690,360号的优先权，该发明专利是于2017年2月20日提交的美国专利申请序列第15/436,923号的延续部分，该专利申请序列是于2014年9月18日提交的美国专利申请序列第14/490,012号的分案，发布为美国专利第9,580,916号。本申请还要求于2017年8月30日提交的美国发明专利申请第15/690,360号的优先权，该发明专利是于2016年9月23日提交的pct国际专利申请序列第pct/us2016/053355号的延续部分，该pct国际专利申请序列要求于2015年9月24日提交的美国临时专利申请序列第62/232,123号的优先权。此外，本申请要求于2017年8月30日提交的美国发明专利申请第15/690,360的优先权，该发明专利是于2017年1月13日提交的美国专利申请序列第15/405,361号的延续部分。上述申请的全部公开内容通过引证结合于本文。

本公开总体上涉及工件表面的修整，更具体地说，涉及用具有加强环的灌浆盘(groutingpan)组件来填充地面表面中的空隙和/或孔洞。

背景技术：

复合表面，诸如环氧树脂、水磨石或似水泥的地面，通常包括装饰性集料，最常见的是支撑在基体材料中的大理石碎片或者任何合适的集料。首先，建立固态、水平的混凝土基底。其次，在基底的顶部上形成底层地面层。历史上，该层是含沙混凝土层。金属分格嵌条可以在混凝土固化之前部分地嵌入到混凝土中以在表面中提供嵌板。最后，包括带有装饰性集料的基体材料的顶层被放置到每个嵌板中。历史上，基体材料是似水泥的材料，但是现在基体材料可以是基于聚合物的基体，诸如基于环氧树脂。基体材料可以用颜料着色。虽然装饰性集料通常是大理石碎片，但是还可以是任何合适的集料，例如玻璃、陶瓷、混凝土、金属、珍珠母、鲍贝。当混合物还潮湿时，可以将其他集料施撒到各个嵌板中。最终，用加重的辊子来压辊整个表面。

在最初的安装中，这些复合表面本质上是多孔的或者半多孔的。此外，在似水泥的基体或基于聚合物的基体固化的情况下，在复合表面干燥时，从基体中释放的气体在顶层中引起表面缺陷、孔洞和表面之下的空隙。为了解决这个问题，使用磨石或金刚石板来一步步(24目到80目)粗切削顶层。粗切削顶层使表面缺陷平坦，但可能留下轻微的凹陷。粗切削几乎无法补救孔洞并且可能使表面之下的空隙在表面打开。如果不处理，这些瑕疵可能收集过多的蜡、污垢和其他碎片，这影响复合表面的外观和表面品质。

因此，为了填充留下的表面缺陷需要向复合表面灌浆。通过将砂浆手工用铲子涂抹到复合表面上来向粗切削层灌浆。砂浆在表面上方用手工铲子来前后擦拭。当铲子接近表面缺陷时，砂浆覆盖压痕并且部分地填充表面之下的空隙。然而，当铲子移动经过表面缺陷时，铲子可能将砂浆从表面之下的空隙内拉出，因此留下表面缺陷。甚至在砂浆干燥或固化时，已经被砂浆覆盖的表面之下的空隙也可能变得露出来。

因此，需要的是开发一种向粗切削地面灌浆的方法，该方法完全填充表面缺陷。此外，需要的是开发一种在灌浆过程中使用的工具，并且该工具构造成在这样的修整机器上使用，该修整机器通常用于复合表面的传统磨削和抛光。传统的衬垫(pad)还表现出不均匀的柔性，特别是在它们的外周处。

技术实现要素：

根据本发明，一种灌浆盘组件包括加强环。在另一方面，一种灌浆盘包括基本上平面的底部表面和围绕底部表面的弯曲侧壁。再一方面提供了一种具有弯曲侧壁的灌浆盘，该弯曲侧壁包括成角度部分以及在底部表面与成角度部分之间形成的倒圆边缘部分，以使得在底部表面和成角度部分之间形成钝角形式的夹角。在又一方面，灌浆盘的顶部表面构造成将灌浆盘固定于到修整机器的旋转头部。在另一个实施例中，灌浆盘组件包括灌浆盘，该灌浆盘具有从灌浆盘的背部延伸的柱或其他机械紧固件，以用于附接到加强环或层。还提供了一种制作和使用本发明的具有加强环或层的灌浆盘组件的方法。

本发明的灌浆盘组件理想上适于修整复合表面或其他工件表面。本发明的组件还可以将砂浆铺展在具有表面空隙的粗糙的复合表面上以形成预制表面。示例性的灌浆盘具有从基本上平的底部表面延伸的弯曲侧壁，该底部表面与预制地面接触，该灌浆盘有利地在预制表面上方旋转。通过旋转运动，示例性的灌浆盘相对于复合表面在不同方向上移动，以使得这些灌浆盘在复合表面的表面缺陷周围被推动。这样做时，这些灌浆盘迫使截留的空气离开并使砂浆进入孔洞和表面空隙内。具体来说，侧壁将砂浆推动到表面缺陷中，而倒圆边缘和平面的底部表面压缩砂浆并迫使空气离开。在灌浆期间，这种动作还使得任何填充剂与砂浆充分混合。固化的表面被修整从而形成已修整的表面。与现有的设计相比，本发明的灌浆盘和特定形状的加强环的组合还在美学上产生了令人愉悦的装饰益处。

本发明的组件优于传统的装置。例如，本发明的设备的柔性(flexible，挠性)金属加强层或环有利地允许在磨损区域和裂纹上方具有更大并且更均匀的地面接触，这是因为盘对盘的柔性，预期这会改善灌浆填充性能。此外，从每个盘延伸的柱和制造该设备的方法有利地提供了部件的更牢固的附接。在使用过程中，柔性金属加强环与金属灌浆盘的组合提供了增加的耐久性和改进的散热。此外，本发明的环增加了衬垫邻近其外周的刚度，这使得盘对地面的压力更均匀。本发明的其他优点和特征将从下文的描述、权利要求和附图中容易地理解。

附图说明

图1是示出了包括动力修整机器的灌浆盘组件的部分分解的俯视立体图；

图2是示出了若干本发明的灌浆盘组件的仰视立体图，这些本灌浆盘组件固定到动力修整机器的反向旋转头部；

图3是示出了本发明的灌浆盘组件的仰视立体图；

图4是示出了本发明的灌浆盘组件的仰视分解立体图；

图5是示出了本发明的灌浆盘组件的仰视正视图；

图6是本发明的灌浆盘的仰视立体图；

图7是沿着图5的线8-8截取的分解的截面图，示出了本发明的灌浆盘和加强环；

图8是沿着图5的线8-8截取的截面图，示出了本发明的灌浆盘组件；

图9是示出了本发明的灌浆盘组件的可替换的实施例的仰视正视图；

图10是示出了本发明的灌浆盘组件的另一个可替换的实施例的仰视正视图；

图11是示出了本发明的灌浆盘组件的再一个可替换的实施例的仰视正视图；以及

图12是示出了本发明的灌浆盘组件的又一个可替换的实施例的仰视正视图。

具体实施方式

灌浆盘组件34包括橡胶或弹性体的聚合物的基部衬垫或层28、加强环或层31以及用于修整复合地面或工件表面11的多个灌浆盘10。这可以在图1至图6和图8中观察到。灌浆盘10具有基本上平面的底部表面12和围绕该底部表面12的弯曲侧壁14。弯曲侧壁14由成角度部分16和倒圆边缘部分18限定。弯曲侧壁14还可以包括从成角度部分16延伸到顶部的背部表面22的竖直部分20。在优选的实施例中，灌浆盘10是金属的并且更优选地是不锈钢的。

加强环或层31通过接触胶结式粘合剂来固定到基部衬垫28的底面或表面40上。对于一种类型的组件来说，加强环31通常是具有中心开口的环形，该中心开口具有大约110mm的内直径和大约229mm的外直径。此外，加强环31具有大于零并且达到1.0mm的厚度、并且更优选具有0.25mm的厚度。加强环或层31是金属的并且更优选地是高碳钢1095、硬化并且回火的弹簧钢材料。加强环31向衬垫28的外部部分加强并增加一些径向刚度和韧性以在使用时抵抗旋转离心力，无论如何，环有利地允许组件34具有有效的扭转和纵向柔性以及弹性，以使得其可随任何地面缺陷挠曲并遵循任何地面缺陷，由此产生均匀的盘对盘式地面接触以用于灌浆。当地面的磨损区域或位于地面中的裂纹仅与一些盘相遇而不与其他盘相遇时，这是尤其有益的。

加强环31的圆形的内部边缘33限定中心开口或洞，该中心开口或洞露出了基部衬垫28的中心表面。这个大直径的内部边缘33允许环在使用过程中更容易地扭转挠曲。优选地，基部衬垫28和环31分别具有同心地对齐的圆形的外周表面39和41。

可替换地，加强环31a-31d的多种变型可以具有波浪形或波状的内部边缘33a-33d，诸如图9至图12所示的那些。这些弯曲的内部边缘具有径向延伸的槽61a-61d，这些径向延伸的槽位于安装盘的径向扩大的峰值位置63a-63d之间，以实现环的不同的柔性特征。无论如何，这些环的边缘形状在美学上还提供了令人愉悦的装饰设计。

参考图7和图8，地面接触盘10固定到加强环31的底部的面向地面的表面52上。每个盘包括大体上圆形的本体，该本体具有示例性的54mm的外部外周直径和位于加强环31下方的8.0mm的总高度。因此，每个盘的横向宽度w是纵向高度t的至少两倍，并且更优选地，横向宽度w是纵向高度t(在环下方露出的高度)的至少五倍。

可选的并且柱形的柱55在纵向方向上从每个碟状盘的背部突出，该纵向方向基本上平行于衬垫设备的旋转轴线，并且柱和盘整体地形成为单个件。柱55大约20mm宽并且大约1.0mm长。此外，柱55突出穿过穿透环31中的孔57。多个孔在环中等距地间隔开。柱55的远端变形并卷曲以像蘑菇头一样向外展开，由此产生扩大的头部59(如图8所示)，该头部在横向上大于孔57。图7示出了变形之前的柱55。因此，环31被夹在头部59和每个盘10的背部之间并且在它们之间被压缩，以将盘10机械地附接并固定到环31。

可以根据用于磨削的砂砾的具体耐用性需求和粗糙度来额外地或替代地采用粘合剂来将盘10附接并固定到环31(无论是否具有柱)。尽管优选地将四个灌浆盘附接到加强环，但是可替换地，可以与每个环一起使用至少两个盘(诸如三个、六个或更多个)。可替换地，柱可以是螺栓或其他机械紧固件的纵向伸长的螺纹轴，尽管其可能无法实现优选的整体的柱的一些益处。

可替换地，设想多个平行且间隔开的柱可以从每个碟状盘突出以用于插入到相对齐的加强环的孔上。此外，可替换地，设想一个或多个柱可以具有大体上多边形的形状，具有平的侧表面或者在一个横向方向上与另一个方向上相比具有更大的宽度(例如，矩形或椭圆形)。在灌浆期间，这些可替换的柱构造阻止这些盘相对于所附接的加强环和基部衬垫旋转。在所示的示例中，四个这样的盘10以等距地间隔开的方式围绕加强环31的周围固定。这些柱可以是实心的或者是至少部分地中空的。可替换地，可以使用不同尺寸和/或不同数量的盘。此外，环的孔57优选为圆形，但可替换地，其可以具有一个或多个平的边缘，或者甚至是分别位于环31的内部边缘33或外部边缘41中的细长的槽。

图1和2示出了多个盘组件34中的一个，其固定到电机提供动力的地面磨削机器75的较大反向旋转转子73的能旋转的凸缘毂71上。硬橡胶或弹性体的聚合物碟状物77包括多个夹具或螺栓接收孔，以用于将碟状物77能释放地固定到毂71。可以将钩环紧固件103(例如，)的层固定到碟状物77的底部，并且可以能移除地固定到基部衬垫28；然而，还可以设想的是在一些构造中可以将衬垫28直接附接到毂71。多个灌浆盘组件34被固定以用于围绕转子73的中心轴线旋转。可以使用可替换的动力机器和衬垫附件。此外，本发明的衬垫组件可以附接到可以由丙烷燃料提供动力的步行式或乘骑动力式抹平机器。

具体参考图1和图2，图5所示的灌浆盘组件34非常适于在修整或磨削机器上使用，该修整或磨削机器具有旋转的头部73，该旋转的头部支撑一组反向旋转的行星齿轮或毂71。例如，灌浆盘组件34(示出了三个)固定到相关的反向旋转的行星齿轮71，该行星齿轮在与旋转的头部73相反的方向上旋转。其他的灌浆盘组件34可以按照具体应用根据需要固定到反向旋转的行星齿轮71。在该修整机器的操作期间，头部73使灌浆盘组件10在顺时针方向上旋转，同时行星齿轮71使每个组件10在预制表面上方相对于头部73在逆时针方向上旋转，以用于将砂浆涂抹到粗糙的复合表面上并且迫使砂浆进入表面空隙内以形成灌浆表面。

如目前优选的，灌浆盘10的几何形状被构造成将砂浆有效地铺展在粗切削层上方。在该修整机器的操作期间，头部使灌浆盘10在预制表面上方旋转，并用侧壁14将砂浆涂抹到粗糙的复合表面上，并且用底部表面12迫使砂浆进入到表面空隙内以形成灌浆表面。

现在将描述用于修整复合地面表面的方法。虽然本文所描述的方法具有用于向水磨石地面灌浆的具体的应用，但是对于修整或再修整任何复合表面(包括但不限于具有或不具有装饰性集料的环氧树脂、水磨石或似水泥的表面)来说，该工艺具有更广泛的应用。首先，应当理解的是，已经根据上文背景技术中所描述的常规方法来制备粗糙的复合表面，但是以下例外。下文所描述的方法，具体是用于向粗糙的粗复合表面灌浆的方法，使得能够在粗切削过程中所使用的砂砾比常规修整中每一步所使用的砂砾更细。具体来说，可以在灌浆之前将粗糙的复合表面修整成150目或200目的表面。

用于修整复合表面的方法包括将砂浆铺展在具有表面空隙的粗糙复合表面上以形成预制表面。可选地，当形成预制表面时，填充物可以施撒在砂浆的顶部上。该填充剂可以是粉状石料(例如大理石、石灰石、花岗岩和/或石英)、碳酸钙或水泥的非常细的粉末。灌浆盘在预制表面上方旋转使得弯曲侧壁将砂浆涂抹到粗糙的复合表面上，并且与预制地面接触的底部表面12迫使砂浆进入到表面空隙内，从而形成灌浆表面。使得灌浆表面上的砂浆固化而形成固化表面。然后，对固化的表面进行磨削以移除多余的灌浆，并且使用大约200目或更高数量级的细砂砾来修整，然后密封和抛光以形成修整好的表面。当实施上述方法时，本文所描述的灌浆盘10特别适于在修整机器的旋转头部上使用。

尽管公开了不同的实施例，应理解的是可以设想灌浆衬垫组件的其他变型。例如，虽然在上文中公开了优选的尺寸和金属材料，但是应当领会的是，可替换地，可以采用其他尺寸和金属材料。通过示例，加强环可以由聚合材料制成，尽管其可能无法获得优选的金属环的散热的益处。此外，对于衬垫、加强环和盘来说，圆形的外周形状是优选的；然而，可以使用其他弧形或者甚至大体上多边形的外周形状，尽管这可能导致本发明的某些优点无法完全实现。可以使用可替换的基部衬垫25，例如纤维、泡沫、毛毡或其他这种柔性的材料。还应当注意的是，前述特征中的任一个可以与其他任何特征互换或混合。此外，可替换地，在加强环或层中具有不同形状的内部边缘或者甚至没有中心的洞是可行的，尽管对于一些用途来说，这可能使得扭转挠曲不足，并且这样的构造可能导致不需要的额外的材料成本和重量。因此，任何和/或所有从属权利要求可取决于所有其前述权利要求，并且可以以任何组合方式组合在一起。变型不视为脱离本公开，并且所有这样的修改被认为包括在本发明的范围和精神内。