TWI522516B - 夾子及其製做方法 - Google Patents

Description

夾子及其製做方法

本發明涉及懸吊式天花板格柵構造中的改進，並且具體涉及用於天花板格柵構件的連接夾的改進。

懸吊式天花板格柵構件或龍骨典型地包括相對較長的主龍骨以及較短的次龍骨。兩種類型的格柵龍骨均具有將它們的端部接合到相似構件的端部上的夾子，以構造一比單個的主龍骨或次龍骨的長度尺寸更大的天花板跨度。隨著工業已經前進，該等端部夾子典型地是永久地被附接到該等格柵龍骨本身上的分離的夾子元件。該等端部夾子係金屬(通常是鋼)衝壓件，它們被形成為帶有以下特徵，即當一夾子以端部被推入與一相對的端部夾子的一搭接接頭之中時，該等特質使它們能夠與完全相同的單元相連接。取決於夾子的設計，該等夾子可以直接對接或可以具有置於它們之間的多個龍骨腹板區域。總體上講，在夾子中衝壓的或以其他方式形成的該等建立起一種連接的特徵係一側向伸出部分以及一孔的邊緣。一夾子的伸出部分被接收在相對的夾子的孔中，並且反之亦然，相對的夾子的伸出部分被接收在這個夾子的孔中。其結果係具有雙重鎖定的一接頭。實際上，一連接在一力的水平的張力下可能失敗，而這個力水平實質性地低於該接頭的設計或正常預期的能力。這可發生在該等結合的連接器側向滑移並且使 一鎖定接合斷開連接從而導致該接頭的負荷能力嚴重降低的時候。

本發明提供了一用於懸吊式天花板格柵龍骨的、具有改進的夾子到夾子的鎖定作用的端部連接夾。根據本發明，這種改進的鎖定功能係藉由將該等鎖定表面以相對於夾子本體本身的平面的一角度來定向而實現的，該角度大於由常規做法所導致的角度。形成該等創造性的鎖定表面的一優選的方式係藉由增加產生出該等鎖定表面的沖頭(punch)與模口元件之間的空隙。已經發現，這種技術發站出一種鎖定表面的方向，這種方向在使用中抵消了趨於將一對連接的夾子的配合鎖定表面側向分離的力，否則該等力會導致保持力的重大損失。理想情況下，這種創造性的技術既應用於夾子的鎖定伸出部分也應用於夾子的伸出部分鎖定區域。

現在參見附圖並且具體參見圖1，描述了總體上常規的處於T形件10、11的形式懸吊式天花板格柵龍骨的多個部分。一主T形件10具有一垂直定向的槽縫12，該槽縫係在一中央腹板13內沿其長度以規則的間隔被間隔開的多個槽縫中的一個。相對的次T形件11的末端部分被定位為與主T形件槽縫成對齊。作為慣例，T形件10、11優選 地是由輕規格的板金屬坯料軋製成形的。主T形件10可以具有典型的10或12英尺的長度或公制的等效長度，並且該等次T形件11可以具有4英尺、2英尺、以及1英尺的長度、或公制的等效長度。該等次T形件11具有固定於它們端部上的完全相同的端部夾子14，如藉由在該等夾子中提供的多個孔而將該T形件金屬板坯料的多個部分進行鉚接。

所展示的該等夾子14具有在美國專利5,517,796和5,761,868中揭露的一般類型，它們的揭露藉由引用結合在此。典型地，該等夾子14係由比T形件10、11更強並且更硬的鋼板坯料衝壓而成。數字16表示一夾子14的前端。

當兩個夾子14從主T形件10的相反側被定位在一共同的槽縫12中時，它們藉由建立一種夾子到夾子的雙重鎖定而形成了它們的對應的次T形件11的一接頭。一對結合的夾子14之間的關係係相類與一次握手。更確切地說，當將多個夾子14進行結合時，該等夾子優選地以直接抵靠而彼此搭接。當一夾子14的鎖定區域17卡和或以其他方式被接收在衝壓在另一夾子14的本體中兩個相對的伸出部分18、19中的一在前的伸出部分的後面時，該等夾子14被鎖定在一起。在另一夾子的相應的鎖定區域17被接收在這個夾子14的向前的伸出部分18的後面時，發生相同的動作。當兩組鎖定區域17和伸出部分18被接合時，就建 立了一雙重鎖定的夾子連接。鎖定區域17和伸出部分18的相互接合用於對抗在該等相關聯的次T形件11上的試圖將它們分離開的拉伸負載，並且在適當的情況下可以承受相對高的力。

經驗表明，如果一組鎖定區域17和伸出部分18中的一側向地(即垂直於該等夾子14的平面)滑動，一對夾子14之間的接頭將在相對低的力量下分離開。這可以在一鎖定區域17與伸出部分18之間僅留下一鎖定設置。

除其他之外，這種側向的滑移可以起因於夾子材料的變化、夾子製造工藝、從理想的夾子形狀上的偏差、安裝技術、以及施加在結合的夾子上的偏心力或該等因素的組合。

由鎖定區域17與伸出部分18之間的側向移動導致的鎖設置的失效係與它們對應的接觸邊緣(指代為21、22)的定向相關的。該等邊緣21、22表面在與夾子本體的平面垂直或成鈍角的平面中靠的越近，則它們將側向分離的風險就越大。具有這種定向的鎖定表面對於試圖使該等夾子14側向分離的力具有很小的抵抗或完全沒有抵抗，並且當該角可測量地是鈍角時，回應於該等T形件之間的一張力(這個力可能實際上導致該等夾子側向彈開並脫離接觸)由該等鎖定表面產生了一反作用力。當藉由常規做法來生產時，對應於伸出部分18的一伸出部分的鎖定邊緣表面是易於相對於該夾子的平面採取一鈍角。當這個邊緣表面原來是藉由在形成夾子的原始板坯料的平面中衝壓一孔而形 成時，它可以是略微的銳角，即小於90度。然而，當該伸出部分此後是在該夾子本體的主部件的平面外形成時，該邊緣表面可以被拉入一鈍角定向中。

圖3A和圖3B係彼此相對垂直投影的簡圖，這兩個簡圖展示了本發明的多個方面。在圖3A中，鎖定區域17在向後的方向被一鎖定區域邊緣21表面約束。同樣在圖3A中，標明了最終的伸出部分18以及一相關聯的鎖定邊緣22。

如在圖3B中所示，與模口截面28、29合作的沖頭元件26、27對應地形成了孔31、32。孔31的一前邊緣或邊界係鎖定區域邊緣21並且一蝶形領結形狀的孔32的一前邊緣形成了伸出部分鎖定邊緣22。

在圖3C中，用簡圖展示了一對相配合的夾子14的前端。圖3A和圖3B的圖像對應於圖3C中的左側的夾子14。

圖3B以一誇張的比例示出了在對應於鎖定邊緣21、22的位置處的沖頭元件26、27與模口開口33、34之間的高程度的空隙。作為金屬衝壓工業中的通用規則，沖頭略微地比孔小或者與它與之一起工作的模口或切割邊緣間隔開。典型地，沖頭與孔的一側處的模口之間的空隙約是正被沖頭的材料厚度的8%到10%。在金屬板中由一沖頭和模口沖出的孔在沖頭側面通常具有的直徑或孔的尺寸與該沖頭相等並且在模口孔側與該模口孔的直徑或尺寸相等。這意味著沖出的孔(如果是圓的)實際上是穿過材料板的厚度而略微錐形的(即圓錐形的)，或者如果該孔具有一不 同的構形，它的壁從沖頭的尺寸到模口孔或模口邊緣的尺寸係斜削的。

已經發現，藉由顯著地背離傳統的做法並且增加沖頭元件26、27與模口孔33和34之間的空隙，可以有利地增加該等鎖定邊緣21、22的成角的程度。例如，沖頭元件26和27與其對應於鎖定邊緣21、22的對應的模口孔33、34之間的空隙可以是用來形成夾子14的金屬板的厚度的約25%。所展示的夾子14可以用.015/.017英寸的應力釋放的高拉力鋼(160 KSI)、或301/302型半硬度的不銹鋼來形成。圖3C示出了被衝壓的或被剪切的鎖定邊緣21、22係在平面中相對於在右側上由夾子14接合的夾子的一側形成銳角角度。該等邊緣表面的角度被保留在夾子14的最終形式之中。在被沖出到夾子本體的主平面之外的出伸出部分鎖定邊緣22表面的情況下，這種成角的程度(即與夾子本體垂直性的偏斜)可以在某種程度上被減小但仍然是顯著的。

圖3C示出了一夾子的鎖定或接收區域17的鎖定邊緣21的角度與另一夾子的伸出部分鎖定邊緣22的角度係互補的。此外，當在被連接到該等夾子上的這對T形件11中存在一拉力時，該等邊緣21、22表面的角度產生了將該等夾子14偏置到一起一個力的分量。因此，具有銳角角度的鎖定邊緣21、22表面的夾子14明顯地增加了連接的可靠性。該等夾子14係更不易於在一鎖定區域處分離的並且於是更不易於在一減小的拉伸水平下失效。

熟習該項技術者應該認識到本發明對於如在美國專利申請序號11/135,058以及美國專利6,523,313中示出的主T形件夾子的適用性。在美國專利6,523,313中示出的該等夾子中，將T形件腹板的材料插在該等鎖的區域中；儘管如此，本發明具有在以下構造中的應用，其中該等夾子(雖然由格柵龍骨坯料所分離)被彼此搭接並且該等鎖定邊緣用於在此說明的相同的功能。

應該明確的是本揭露係藉由舉例給出的，並且無需偏離在本揭露中包含的傳授內容的公平範圍即可藉由增加、修改或消除一些細節而進行不同的改變。因此，除了以下申請專利範圍所必須如此限制的範圍之外，本發明不限於本揭露的具體細節。

10‧‧‧主T形件

11‧‧‧T形件

12‧‧‧槽縫

13‧‧‧中央腹板

14‧‧‧夾子

16‧‧‧夾子的前端

17‧‧‧鎖定區域

18、19‧‧‧伸出部分

21、22‧‧‧邊緣

26、27‧‧‧沖頭元件

28、29‧‧‧模口截面

31、32‧‧‧孔

33、34‧‧‧模口開口

圖1展示了用於懸吊式天花板的處於常規的倒T件形式的格柵構件的多個部分；圖1A係一格柵構件端部夾子的該等鎖定表面的一放大的片段透視圖；圖2係一格柵T形件的夾子和末端部分的側向正視圖；圖3A係夾子的該等鎖定區域的圖解表示；圖3B係與圖3A垂直對齊、根據本發明用於製作夾子的該等鎖定表面的工具的簡圖表示；並且圖3C示出了在該等夾子的主體的平面成橫向的一縱向平面中被結合的夾子的多個部分的截面。

21、22‧‧‧邊緣

26、27‧‧‧沖頭元件

28、29‧‧‧模口截面

33、34‧‧‧模口開口

Claims (5)

1. 一種用於將懸吊式天花板的格柵龍骨的端部結合在一起的夾子，該夾子被構造為與一完全相同的夾子相連接，一夾子係從金屬板坯料衝壓而成的並且包括前端和尾端的，在該前端之後的一側向伸出部分以及一伸出部分鎖定區域，該夾子被安排為使得當將一完全相同的夾子定向在該夾子的相反方向上並且以一種搭接接頭的方式致使該夾子側向重疊時，該夾子的伸出部分被鎖定在該完全相同的夾子的鎖定區域中靠著背離該完全相同的夾子的前端的一邊緣，並且反之亦然，該完全相同的夾子的伸出部分被鎖定在該夾子的鎖定區域中靠著背離該夾子的前端的一邊緣，該伸出部分以及伸出部分鎖定區域中的至少一個具有一外圍邊界，該邊界包括背離該夾子的前端的一剪切邊緣，該剪切邊緣與該夾子的多個鄰接區域的一平面形成了一銳角，這係使用沖頭與模口元件進行剪切的結果，該沖頭與模口元件之間具有一空隙，該空隙比衝壓出該夾子的板材的厚度基本上大出10%。
2. 如申請專利範圍第1項所述之夾子，其中所述伸出部分以及伸出部分鎖定區域均具有在該空隙基本上大於10%時形成的剪切邊緣。
3. 如申請專利範圍第1項所述之夾子，其中該空隙係衝壓出該夾子的板的厚度的大約25%。
4. 一種製做用於結合懸吊式天花板的格柵龍骨的端部的金屬夾子之方法，該方法包括從金屬板坯料衝壓出該夾子，該衝壓過程包括形成一用於接合的一邊緣表面，該邊緣表面接合一面向後部的伸出部分以及一面向後部的伸出部分的一邊緣表面，該夾子被安排為與一完全相同的夾子相配合，這樣使得當該等夾子係處於一種搭接狀態時，該完全相同的夾子的伸出部分邊緣表面與該夾子的伸出部分接合邊緣表面相接合並且該夾子的伸出部分邊緣表面與該完全相同的夾子的伸出部分接合邊緣表面相接合，該夾子的所述邊緣表面中的至少一個係由沖頭與模口元件進行剪切的，該沖頭與模口元件之間具有一空隙，該空隙基本上大於用來製作該夾子的板材料之厚度的10%。
5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中所述伸出部分接合邊緣表面和所述伸出部分邊緣表面均在該空隙基本上大於用來製作該夾子的板坯料之厚度的10%時剪切的。