CN102066775B - 连接两个金属制品的楔子 - Google Patents

Abstract

提供一种楔子(10)，该楔子包括头部(22)、和头部相连的柄部(24)。柄部具有一对相对的平坦表面(20)和一对相对的短边缘(18)、一宽部(30)和一端部(36)。边缘具有至少一个相对于宽部确定的锯齿(38)。

Description

连接两个金属制品的楔子

相关申请

本专利申请依据35USC§119(e)要求2008年6月13日提交的第61/061,434号美国临时专利申请的优先权。

背景技术

本发明涉及紧固件，特别是用于商业建筑中与薄金属板(light-gaugesheet metal)相连接的紧固件。

薄金属板墙筋(studs)可用于建造商业建筑的墙壁，尤其是在建造非承重的内墙被使用。当金属板墙筋被使用时，通常U形轨道被安装在墙的顶部和底部，墙的顶部和底部分别和上部基板和下部基板相连，并且C形垂直向上的板墙筋每隔一定的间隔被装置在轨道中。紧固件(如，自攻金属薄板螺丝钉)通常被用于将金属板墙筋连接至轨道。此类螺丝钉需要使用手工螺丝刀或者动力螺丝刀安装，而且相比较其他类型的紧固件(如，钉子或角钉)而言，安装此类螺丝钉需要的时间更长。此外，螺丝钉通常被装在使用者腰带上的小皮袋里。使用者在需要时从小袋里取出螺丝钉，这进一步减慢了安装进程。某些情况下，有可能需要将板墙筋固定(clamp)到轨道上以防止板墙筋弯曲或变形。这种固定更进一步减慢了安装或建造的进程。

另一方面，安装诸如钉子或角钉的紧固件通常比安装螺丝钉快，并且诸如钉子或角钉的紧固件可以装入盒子中，这加快了安装所需的时间。然而，钉子和角钉通常不能将多层金属薄板相互牢固的紧固在一起。而且，将钉子和角钉打入金属薄板的冲击力易于使板墙筋与轨道相分离，在板墙筋与轨道之间形成不期望的间隙。

因此，需要一种能克服上述缺点的改良的紧固件。

发明内容

本发明的连接两个金属制品的楔子提供一种既能快速安装又能在金属构架元件间提供牢固连接的紧固件以解决上述需求。为实现该目的，制作了能将板墙筋和轨道钉在一起的金属楔子。该楔子有一头部和一柄部，该柄部分为宽部、楔形部、窄部和尖端部。

该楔子由金属制成，而且形成为具有两面相对较短的相对的边缘壁和两面相对立的侧壁。该构造为楔子提供一个大体上是矩形的断面。楔子的边缘壁的至少一部分优选为是锯齿状的，并且当楔子插入金属轨道和板墙筋时，柄部的几何形状使得突出部形成在金属轨道和板墙筋中。该突出部有利于将轨道和板墙筋钉在一起。此外，楔子可与工业紧动力固件驱动设备一起使用，比如气动的、电动的或者是使用助燃剂的工具，以便快速安装。

更具体地说，楔子包括一头部和与头部相连的柄部。柄部包括一对相对的平坦表面和一对相对的短边缘，还包括一宽部和一尖端部。在一优选实施例中，边缘至少具有一个相对于宽部确定(fixed)的锯齿。

在另一实施例中，楔子用于与动力紧固件驱动设备一起使用，用以将金属板墙筋固定在金属导轨中，并且楔子包括一头部和与头部相连的柄部，柄部包括一对相对的平坦表面和一对相对的短边缘，并且头部通过分离接头与柄部连接。

在另一实施例中，楔子与动力紧固件驱动设备一起使用，用以将金属板墙筋固定在金属导轨中，并且楔子包括一头部和与头部相连的柄部，柄部包括一对相对的平坦表面和一对相对的短边缘以及一宽部和一尖端部。边缘至少具有一个锯齿，设定该锯齿的尺寸以便于当柄部被打入以将板墙筋固定至导轨时，在导轨中形成金属突出部，并且锯齿把楔子固定在相对于突出部的适当位置以将轨道和板墙筋钉在一起。

附图说明

图1是使用本发明楔子连接至导轨的板墙筋的部分俯视立体图；

图2是本发明楔子的主视图；

图3是图2楔子的侧视图；

图4是按照图1将本发明楔子打入板墙筋和支撑轨道的相邻部分后的部分俯视立体图；及

图5是图4中描述的本发明紧固件的部分俯视立体图。

具体实施方式

现在参考图1和图5，总体被标记为10的本发明楔子是更适宜被用作连接两片薄金属板的紧固件，比如在墙壁建造中用于连接金属板墙筋12和轨道14的紧固件。每个板墙筋12被插入轨道14的两直立壁16之间。楔子10被打入穿过轨道14的一面直立壁16和板墙筋12，且有利于防止板墙筋相对轨道产生移动。

如图2和图3所示，楔子10相对扁平或平坦，并且优选由厚度大约为0.062英寸的薄金属板构成。因此，楔子10具有两个相对的高度大约为0.06英寸的短边缘18以及两个相对的平坦表面20。边缘18和平坦表面20为楔子10提供了一个大体上为矩形的断面。每个楔子10大约为0.7到0.8英寸长，并且其最宽处大约为0.25到0.28英寸宽。尽管依据应用的不同，可预期金属板的厚度、尺寸和生产技术也不同，但楔子10优选由16gauge的金属板经过冲压、激光切割或者水注切割而成。

楔子10有可卸的头部22和柄部24。楔子10的头部22是紧固件最宽的部位，其优选的宽度大约为0.25到0.28英寸。头部22优选有一个矮的侧面(low profile)，头部22的侧面长度占楔子10总长度的不到20％。优选地，头部22横向延伸超出柄部24的每一个横向边缘大约0.0475英寸。该相对较矮的侧面允许石膏墙(drywall)置于头部22之上，并在石膏墙与紧固件头部接触处不显现明显的凸决。头部22可选地包括凸出部26，该凸出部提供额外的表面，以使使用者在楔子10被打入入轨道14和板墙筋12后夹紧楔子10。

现在参考图3，分离接头28将可卸的头部22连接至柄部24，并使得楔子很容易拆卸。分离接头28优选由斜凹口构成，该斜凹口至少设置在头部22和柄部24相接的一个平坦表面20之上。凹口形成一个大约57°到63°的角度α，虽然也可预期其他角度。为了将楔子10从轨道14和板墙筋12中去除，使用者用钳子或类似工具夹紧可移动的头部22，并相对柄部24旋转头部。该旋转使可卸的头部22在分离接头28处从柄部24脱离，让使用者除掉头部并使柄部脱落。接头28同时限定了位于头部22和柄部24之间的间隙“G”，该间隙“G”足够大以容纳两层薄金属。间隙“G”优选地大约为0.06到0.07英寸，但是任何足够容纳两层薄金属片的厚度都是可以接受的。

楔子10的柄部24优选地是一体的且大体上成梯状的，其有宽部30、楔形部32、窄部34和尖端部36，上述每一部分都按顺序排列并且相对于彼此而确定。上述柄部的矩形断面在宽部30处特别明显。此外，宽部30与分离接头28相邻且宽度大约为0.170英寸。锯齿38优选地沿着宽部30的边缘18的至少一部分形成。通常，每一边缘18上有两个锯齿38，每一锯齿大约0.100英寸长并且从宽部30的边缘向外延伸大约0.025英寸。每一锯齿38相对于相应的边缘18形成大约164°到168°的角度β。然而，不同的锯齿尺寸和/或更多的锯齿也是可预期的。

柄部24的楔形部32位于宽部30和窄部34之间。在优选实施例中，楔形部32的宽度从靠近宽部30处的大约0.170英寸逐渐变窄到靠近窄部32处的大约0.100英寸。楔形部32的每个边缘18相对于相应的窄部34的边缘18形成一个大约为153°到157°的角度θ。如以上所述，可以预期这些尺寸和角度可以随应用而改变。

楔子10的窄部34与楔形部32相邻。窄部34的宽度大约为0.080到0125英寸，并且优选为大约0.100英寸。窄部34的边缘18优选地是平滑的。

柄24的尖端部36与窄部34相邻，并且离头部22最远。尖端部36的宽度均匀地从与窄部34相邻处的大约0.075到0.125英寸逐渐变尖至离窄部最远的尖端40。尖端部36的边缘18之间互成大约57°到63°的角度φ。尖端部36的尖端40必须足够尖锐以在施加足够的力量时穿透薄金属片。但是，很多制造方法并不能形成尖锐的尖端。因此，尖端40优选是圆角的。尖端40的圆角半径大约是0.010英寸。虽然尖端优选是圆角的，但是有棱角的尖端也是可以被考虑的。如上所述，可预期这些尺寸和角度可以随应用而改变。

用已知的如胶、纸包装或类似的整理方法将楔子10装到具有50或100个单元的细长带中。被整理好的楔子10随后被装入紧固件驱动工具中以便于快速连续的安装。楔子10可被打入类似于轨道14和板墙筋12中所使用的薄金属片中，并且紧固件驱动设备施加的力足以减少使用例如锤子等手工工具时可能引起的弯曲和变形。

操作时，装有楔子10的紧固件驱动设备与金属导轨14的直立壁16相接触，该金属导轨14固定金属框架板墙筋12。当楔子10被打入轨道14和板墙筋12时，尖端部36刺穿两层金属片。图4-5所示，边缘18的形状使得金属被割出多个凸出部，包括板墙筋的凸出部42和轨道的凸出部44。然后，阶梯状柄部24的形状使得从导轨14的直立壁16割出的轨道凸出部44插入金属板墙筋12中。柄部24的宽部30上的锯齿38作为固定装置，将楔子10相对于所形成的凸出部42和44固定在适当的位置。锯齿38所提供的固定装置增加了将楔子10从板墙筋中推出去所需要的力量，从而平均推力大约为100磅。

虽然在此描述了楔子一个特定的实例，但所属领域技术人员应了解在没有脱离发明的更广层面及如下所陈述的权利要求的情况下可对其作出的修改和调整。

Claims (13)

1.一种用于固定两层金属的楔子，包括：

可分离头部；以及

与头部相连的柄部，所述柄部具有一对相对的平坦表面和一对相对的短边缘，并具有一宽部、一渐缩部、一窄部和一尖端部，其中，渐缩部设置在宽部和窄部之间，尖端部设置为与窄部相邻并且离头部最远；所述窄部的短边缘大体上彼此平行；所述窄部的边缘是平滑的；以及

位于所述头部和所述柄部间的分离接头，所述分离接头被构造为一旦所述楔子被打入，便于将所述头部从所述柄部分离且便于将楔子去除，

所述边缘具有至少一个相对于所述宽部而确定的锯齿。

2.如权利要求1所述的楔子，所述楔子在每个所述边缘上还包括至少一对锯齿，所述锯齿在朝向所述头部延伸的方向上变宽。

3.如权利要求1所述的楔子，其中所述头部宽于所述柄部的任何一点。

4.如权利要求1所述的楔子，其中所述头部占所述楔子总长度的不到20％。

5.如权利要求1所述的楔子，还包括在每个所述边缘上的间隙，所述间隙在所述头部和所述至少一个锯齿之间形成，所述间隙的尺寸形成为适应于板墙筋和轨道的厚度。

6.如权利要求1所述的楔子，在所述宽部处具有一大体上是矩形的断面。

7.如权利要求1所述的楔子，其中所述渐缩部由所述边缘均匀地渐缩形成，从而所述边缘之间互成50°的角度。

8.如权利要求1所述的楔子，其中，每个所述锯齿相对于所述边缘形成一个164°到168°的角度。

9.一种用于与动力紧固件驱动设备同时使用的楔子，所述楔子用于固定两层金属，所述楔子包括：

可分离头部；

与头部相连的柄部，所述柄部具有一对相对的平坦表面和一对相对的短边缘，并具有宽部、渐缩部、窄部和尖端部，其中，渐缩部设置在宽部和窄部之间，所述尖端部设置为与窄部相邻并且离头部最远；所述窄部的短边缘大体上彼此平行；所述窄部的边缘是平滑的；

所述边缘具有至少一个相对于所述宽部而确定的锯齿；并且

所述头部通过分离接头与所述柄部相连。

10.如权利要求9所述的楔子，其中所述分离接头由一凹口构成。

11.如权利要求9所述的楔子，其中所述分离接头在所述头部和至少一个锯齿之间的所述边缘上限定一个间隙，所述间隙被构造为适应于金属板墙筋和导轨的厚度。

12.一种用于与动力紧固件驱动设备同时使用的楔子，所述楔子用于固定两层金属，所述楔子包括：

可分离头部；

通过分离接头与头部相连的柄部，所述柄部包括一对相对的平坦表面和一对相对的短边缘，并具有宽部、渐缩部、窄部和尖端部，其中，渐缩部设置在宽部和窄部之间，所述尖端部设置为与窄部相邻并且离头部最远；所述窄部的短边缘大体上彼此平行；所述窄部的边缘是平滑的；

所述边缘具有至少一个锯齿，所述锯齿相对于所述宽部而确定，所述锯齿的尺寸形成为当所述柄部被打入以固定板墙筋和导轨时，便于在所述导轨中形成金属突出部，并且所述锯齿把所述楔子相对于所述突出部固定在适当的位置以使得导轨和板墙筋被钉在一起。

13.如权利要求12所述的楔子，其中所述至少一个锯齿相对于相应的边缘形成164°到168°的角度。