專利名稱：延長保持元件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于建筑薄板的延長保持元件，從垂直于其延長方向的橫截面上看，具有一個用于接合屋頂或者建筑表面或者類似物的建筑薄板上的成形肋的頂部部分，一個用于通過連接元件例如螺釘將延長保持元件固定在支撐結構上的底部部分，以及一個從所述底部向上伸出并將所述頂部部分連接到所述底部上的連接凸緣。另外，本發明涉及至少一個這種延長保持元件和至少一個安裝在支撐結構上的建筑薄板的組件。
這種延長保持元件或者夾緊件的一個實施例可以從荷蘭專利No.190292中知道。已知的延長保持元件為延長的擠壓鋁的T形輪廓。從垂直于其延長方向的橫截面上看，T形輪廓的橫桿形成底部部分，該底部部分上設置用于連接元件例如螺釘的鉆孔，該連接元件穿過鉆孔以便將延長保持元件連接到建筑物的支撐結構，例如支撐梁、T形托架或者類似結構元件上，這些結構元件由例如木料、鋼材、鋁材或者混凝土制成。一個連接凸緣從底部部分上垂直地伸出，并終止于一個較寬的頂部部分，該頂部部分在其橫截面上大體上為三角形。建筑薄板的自由端在頂部部分上折成凸緣以允許建筑薄板可以相對于延長保持元件發生縱向滑動。已知的延長保持元件可以是例如T形的，不對稱形的，或者是L形的。
這種延長保持元件的另一種實施例可以從國際申請WO 98/53158中知道。在這種實施例中，保持元件的底部部分上設置一種連接關系，該連接關系允許縱向運動及連接凸緣和頂部部分相對底部的有限的轉動。
這種延長保持元件還有一種實施例可以從EP-1069256-A1中知道。在這種實施例中，保持元件的底部部分上設置一種連接關系，該連接關系允許縱向運動及連接凸緣和頂部部分相對底部的有限的橫向運動。在這種歐洲申請的
圖1中，示意性地示出了延長保持元件具有一個頂部部分，該頂部部分相對于連接凸緣的中心縱向軸線具有一個不對稱的橫截面。該延長保持元件由擠壓的鋁合金制成。
已知例如由于建筑結構的周期性熱膨脹和收縮，當金屬部件相互之間發生滑動時，建筑薄板穿過凸緣的金屬延長保持元件頂部部分的縱向滑動可以引起令人不快的噪音。這種噪音在建筑薄板并不是完全平行于延長方向放置的時候尤其容易發生，這種情況可能出現在例如當支撐結構不是那么剛性的時候。這種噪音還可以是保持元件和建筑薄板之間“靜摩擦(haft-reibung)”的結果。
許多屋頂或者建筑表面結構的另一個問題是在建筑薄板和支撐結構之間出現冷橋(cold-bridge)，這是使用各種金屬部件的結果。建議屋頂或者建筑表面的各種結構使用有限的熱橋(thermal-bridge)。
本發明的一個目的是提供一種改進的延長保持元件。本發明的另一個目的是降低出現建筑薄板和頂部部分之間相互滑動引起的令人不快的噪音的危險。本發明的再一個目的是提供一種具有足夠機械強度和穩定性的延長保持元件，這樣該延長保持元件就可以實現其支撐并將建筑薄板或者薄板連接在支撐結構上的功能，同時降低在建筑薄板和支撐結構之間產生熱橋的危險。
按照本發明的一個方面，提供一種用于建筑薄板的延長保持元件，從垂直于其延長方向的橫截面上看，該延長保持元件具有一個用于接合至少一塊所述建筑薄板的頂部部分，一個用于將延長保持元件固定在支撐結構上的底部部分，以及一個從所述底部部分上向上伸出并將所述頂部部分連接到所述底部部分上的連接凸緣。其特征在于，所述延長保持元件由塑性材料制成并具有從連接凸緣上至少延伸到頂部部分中的加強薄板，并且其中，如可以從橫截面中所見，在頂部部分中加強薄板的一個自由端彎曲成相對加強薄板小于90°并且大于0°的銳角的區段，優選地，該角度大于10°。
本發明考慮了一種特殊的改進措施來降低上面提到的當金屬元件相互之間發生滑動時可能出現的令人不快的噪音問題，因為頂部部分由塑性材料制成，使薄板形的建筑元件在頂部部分上滑動時其所經受的摩擦的總和得以大幅降低。因此，出現上面提到的令人不快的噪音的危險大幅降低。因為塑性材料是固態的，其將在建筑結構的正常經濟使用期限內保持其本質特性，而與空氣的溫度和濕度無關。
由于按照本發明的延長保持元件中的加強薄板完全嵌入塑性材料中，因而具有抵抗塑性材料與加強物脫離的高度耐用性。因此在塑性材料和加強物表面之間的化學連接的質量并不關鍵。
另外一個優點是，由于改善了建筑薄板在塑性頂部部分上的滑動特性，這進一步降低了保持元件與支撐結構連接的機械載荷。
再一個優點是建筑薄板和按照本發明的延長保持元件的任何金屬部分不需要發生直接接觸，支撐結構與在所述的延長保持元件內的任何可能的金屬部分也不需要發生直接接觸。因此，通過延長保持元件的金屬部分進行的傳導性熱交換的熱橋可以容易地避免，或者至少可以大幅降低。這種熱橋危險的重大降低是通過一個單獨的延長保持元件來實現的，然而在現有技術中全部金屬保持元件都需要采用相當復雜的結構措施來降低這種熱橋的危險。這里應當提及過去曾嘗試使用其中沒有任何加強物的塑性材料延長保持元件來避免熱橋。但是這種完全塑性材料的延長保持元件具有各種缺點，例如缺乏足夠的機械穩定性。塑性材料在一定的零下溫度下會變脆，這個溫度在中歐和北歐并非罕見。當使用在平坦的屋頂結構中時，在夏天這種結構上的溫度可以輕易地上升到80℃或以上，導致完全塑性的延長保持元件弱化，從而甚至危及整個結構的機械穩定性。
加強薄板在頂部部分彎曲成一個具有銳角的區段，達到了加強薄板也緊密地以機械方式嵌入塑性材料中的效果，從而在加強物和熱塑性材料之間提供了更加牢固并且更加可靠的連接。另外，彎曲區段允許在保持元件的頂部部分中插入一個連接元件例如螺釘或者盲鉚釘或者類似物，并且穿過該加強薄板，該連接元件更好地以機械方式連接在頂部部分上。連接元件的引入允許獲得一個用于建筑薄板的固定點，以免建筑薄板從保持元件上滑過并避免熱塑性保持元件發生機械過載，因為部分機械載荷能夠立即傳遞到加強薄板上。
在一種實施例中加強薄板的自由端彎曲成一個具有銳角的區段，該銳角在20°到70°的范圍內，優選地在30°到60°的范圍內。
在延長保持元件的一種實施例中，保持元件的頂部部分具有一個相對連接凸緣的中心縱向軸大體上不對稱的橫截面。
在延長保持元件的一種實施例中，保持元件的頂部部分具有一個大體上為三角形的橫截面并且該橫截面大體上相對連接凸緣的中心縱向軸線對稱。
在一種實施例中，加強頂部部分包括至少兩個具有如上設置的銳角的彎曲區段，每個區段連接在加強連接凸緣上，從而至少第一彎曲區段向加強連接凸緣的一側彎曲，而鄰近第一彎曲區段的第二彎曲區段向加強連接凸緣的另一側彎曲。因此其中嵌入加強頂部部分的熱塑性材料均勻地由加強頂部部分支撐。
在一種實施例中，加強物包括一個中心頂部部分，一個中心底部部分，以及剛性連接在這些部分上面的一個中心連接凸緣，該中心連接凸緣在中心頂部部分和中心底部部分之間延伸。因此在延長保持元件的底部部分和頂部部分之間建立了機械方面可靠的連接。因此該薄板形元件可以以穩定的方式安裝在支撐結構上。因此加強中心對熱塑性材料形成機械支撐，特別是抵抗動態和靜態的橫向載荷，而不會導致建筑薄板和建筑物的支撐結構之間冷橋的意外的形成。因此，大幅增加了熱塑性材料的疲勞壽命。
在一種實施例中，加強物由兩塊分離的彎曲薄板制成，優選地這兩塊彎曲薄板在其相應的連接凸緣處連接在一起，每塊薄板具有嵌入保持元件的相應頂部、底部和凸緣部分的一個中心頂部部分，一個中心底部部分和一個中心連接凸緣。每塊金屬薄板的中心頂部部分和中心底部部分在垂直于連接凸緣的同一方向上彎曲。兩塊彎曲的金屬薄板的加強連接凸緣相互靠近放置，從而兩塊相鄰薄板的加強底部部分和加強頂部部分朝向相對的方向。因此在延長保持元件的底部部分和頂部部分之間建立了可靠的機械連接。因此薄板形建筑元件可以以穩定的方式安裝在支撐結構上。從而加強物以機械方式對塑性材料形成完全的支撐，特別是抵抗動態和靜態的橫向載荷，而不會導致建筑薄板和建筑物的支撐結構之間冷橋的形成。因此，大幅增加了塑性材料的疲勞壽命。
在一種實施例中，延長保持元件包括在底部部分和連接凸緣之間延伸的一個或多個支撐肋。因此，可以提供附加的機械穩定性，或者進一步提高保持元件的橫向剛度。所述肋的幾何形狀的選擇允許對橫向剛度進行優化，這種優化在設計底部部分和頂部部分之間具有不同限制距離的延長保持元件時特別重要。更優選地，該一個或多個支撐肋由塑性材料形成。因此支撐肋相對容易形成。
當加強底部部分上設置一些部件，例如孔，以便用來將延長保持元件固定在支撐結構上時，可以實現獨特的優點。按照這種實施例，加強中心自身具有保持元件的特征。因此，如果熱塑性材料受到損壞或者破壞，例如在嚴重磨損甚至火燒的情況下，仍然存在形式為加強中心的整體的延長保持元件來提供輔助支撐和建筑薄板相對于支撐結構的連接，特別是當由金屬薄板制造的情況下更是如此。金屬加強中心形成相對來說成本較低并可靠的加強形式。
在一種實施例中，加強薄板由金屬薄板制成。金屬薄板可以由碳鋼制造，碳鋼既不昂貴還具有高的強度。優選地，金屬加強中心由鍍鋅碳鋼制成，以進一步防止金屬加強中心的磨損。作為選擇，金屬加強中心可以由不銹鋼、鈦或者鋁合金、或者其他適合的金屬制成。典型地，金屬薄板的厚度在0.5到5毫米的范圍內，優選地在0.5到3毫米的范圍內，并且厚度的選擇可以取決于預期的機械載荷。
在一種實施例中，加強薄板由非金屬材料制成，該非金屬材料可以在以下組中選擇玻璃纖維、晶須(whisker)、芳族聚酰胺纖維(aramide fibre)(商標)、碳纖維、陶瓷纖維以及凱芙拉(Kevlar)(商標)。這些材料結合了高楊氏模量和高強度，并且能夠按照預期的機械載荷或者應力的方向進行排列。
在一種實施例中，塑性材料是一種注塑成形的塑性材料。因此提供了一種容易制造且具有成本效益的延長保持元件。金屬中心部分和固態塑料部分以一種簡單的方式整體制成。
在一種實施例中，塑性材料為熱塑性材料，例如PVC(聚氯乙烯)、PA(聚酰胺)、PE(聚乙烯)、PUR(聚氨酯)、PP(聚丙稀)、PDFE或者纖維素聚合物。從聚酯、聚酰胺、改性聚酯或者改性聚酰胺中選擇的熱塑性材料具有獨特的優點。這些熱塑性材料具有低摩擦系數、高耐磨性、對高達100℃的溫度的良好的溫度穩定性、良好的彈性性能以及高耐火性等特性中的一種或者多種。另外，這些熱塑性材料可以通過注塑成形技術進行加工。通常發現聚酰胺(“PA”)足夠耐用，并且具有有利的低摩擦系數和良好的耐火性，是一種可接受的建筑材料。
在一種實施例中，塑性材料是熱固性材料，例如酚醛塑料、氨基塑料、環氧樹脂、聚氨酯和聚酯。這些熱固性材料可以通過注塑成形技術進行加工。
按照本發明的另一個方面，提供一種具有至少一個這種延長保持元件和至少一個安裝在支撐結構上的建筑薄板的組件。
按照本發明的再一個方面，提供按照本發明包括至少一塊建筑薄板和至少一個延長保持元件的組件，該延長保持元件與所述建筑薄板接合并將其保持在一個支撐結構上，并且其中提供至少一個固定元件，例如螺釘或者鉚釘，穿過建筑薄板并至少進入所述延長保持元件的頂部部分，并穿過加強物的彎曲區段。
現在參照附圖，本發明通過幾個非限制性的實施例進行圖示，其中圖1示出了按照本發明的延長保持元件的一個示意性立體圖；圖2示出了按照本發明的加強中心的一個示意性立體圖，該加強中心用在按照圖1的保持元件中；圖3A、3B和3C以橫截面示出了按照本發明的延長保持元件頂部部分的放大實施例；圖4以橫截面示出了按照本發明的延長保持元件頂部部分的一個實施例。
圖1示意性地示出了一個延長保持元件，該延長保持元件包括一個頂部部分1、一個連接凸緣2和一個用來安裝在支撐結構上的底部部分3。頂部部分可以與薄板形建筑元件一起工作，由此兩個相鄰的薄板形建筑元件的自由端中的一個沿著縱向頂部部分在另一個上折成凸緣，如荷蘭專利190292所示，該專利結合到本專利作為參考。底部部分上設置孔10，以便和連接元件例如螺釘一起用來將延長保持元件安裝在支撐結構上。圖1中的延長保持元件具有加強板或者中心(圖1中未示出)，在一種實施例中一個金屬加強物完全嵌入塑性材料中。特別是，延長保持元件上可以設置一個或多個支撐肋12，以進一步提高延長保持元件的機械穩定性。
圖2示意性地示出了加強中心或者薄板4，在該加強中心或者薄板4上覆蓋塑料以形成延長保持元件。加強物包括兩塊彎曲的金屬板，每塊板具有一個彎曲的加強頂部部分5、一個加強連接凸緣6和一個加強底部部分7。在每塊加強薄板上底部部分基本上彎曲成垂直于連接凸緣的延長方向，而頂部部分在同一方向上彎曲但形成具有銳角的區段。兩塊薄板可以相互連接在一起以形成單一的加強中心或者元件，在薄板為金屬薄板的情況下這種連接一般可以通過粘接或者焊接獲得，例如對頭焊接。在保持元件的底部部分上可以設置一塊補充加強薄板16，典型地為具有厚度在1到3毫米范圍內的金屬薄板，典型地厚度為約2毫米，因為其作為專門接合件來應用。一般技術人員將很快認識到延長保持元件的底部部分也可以是不對稱的。
圖3A示意性地示出了按照本發明的加強的保持元件的頂部部分。示出的頂部部分1具有一個大體上為三角形的橫截面并且大體上關于連接凸緣2的中心縱軸對稱。加強薄板5、6從連接凸緣2至少延伸到頂部部分1中，并且其中，如可以在橫截面中看到一樣，在頂部部分1中加強薄板的自由端5彎曲成具有小于90°而大于0°的銳角α的區段，典型地銳角α為約40°到約50°。其優點上文已經進行了闡述。圖3B示出了如圖3A所示的相似頂部部分，但是其中具有兩塊加強薄板，其彎曲區段5延伸成兩個相反的方向。圖3C示出了如圖3A所示的類似方法，其中保持元件的頂部部分1具有相對于連接凸緣2的中心縱向軸線大體上不對稱的橫截面。
圖4示意性地示出了按照在圖3B中示出的本發明的延長保持元件的頂部部分，該頂部部分與第一建筑薄板材料13的自由端以及第二建筑薄板材料14的自由端接合。第一建筑薄板材料13通過一個固定元件15，例如螺釘，機械地連接在延長保持元件的頂部部分上，固定元件穿過建筑薄板材料并進入塑性的頂部部分1中并穿過彎曲加強物的彎曲區段5。其優點已在上文中闡述。
加強中心或者薄板4，例如在圖2中所示的一個增強中心或薄板4，可以放置在注模中以便將其嵌入固態塑性材料內。用來將加強物固定在模具空腔中的工具，例如沖孔或者鉆孔工具，至少在連接凸緣上形成多個孔9。另外，這實現了在注塑成形過程中塑性材料將充滿這些孔從而還在塑性保持元件和加強物之間獲得了牢固的機械連接的效果。
在將加強物放入注塑模具中之前，可以在其底部部分上設置一個或多個孔11。由此實現了在這些孔中部分或者完全充滿塑性材料，這樣在將延長保持元件安裝到支撐結構之后，連接元件和增強物之間不存在接觸，因此避免了金屬加強底部部分的腐蝕。連接元件，例如螺釘或者螺栓，將延長保持元件牢固地固定在支撐結構上，避免了在建筑薄板和支撐結構之間發生任何金屬接觸，從而降低或甚至避免了熱橋的形成。
對按照本發明的加強延長保持元件，例如在圖1中所示的一個加強細長保持元件進行了磨損試驗。延長保持元件包括一個如圖2所示的鍍鋅鋼加強物，并且加強薄板具有1.0毫米的平均厚度。塑性材料為大體上完全連續的改性聚酰胺層，在連接凸緣的每側上厚度為2.3毫米。延長保持元件通過注塑成形工藝制成。在負荷能力試驗中，鋁建筑鋼板在頂部部分上折成凸緣，保持元件和建筑鋼板的結合體達到預期使用壽命。在按照本發明的延長保持元件的頂部部分上沒有觀察到磨損的跡象。
現在完成了對本發明的全部描述。很明顯，本領域中一般技術人員可以進行多種改變和修改而不會偏離這里所描述的本發明的思想和范圍。
權利要求
1.一種用于建筑薄板的延長保持元件，在垂直于其延長方向的橫截面上看，其具有一個用于接合至少一塊所述建筑薄板的頂部部分(1)，一個用于將延長保持元件安裝在支撐結構上的底部部分(3)，以及一個從所述底部部分(3)向上延伸并將所述頂部部分(1)連接到所述底部部分(3)上的連接凸緣(2)，其特征在于，所述的延長保持元件由塑性材料制成并且具有一塊從連接凸緣(2)至少延伸到頂部部分(1)中的加強薄板(4)，并且其中，在橫截面圖中看到，在頂部部分中，加強薄板的一個自由端(5)相對于該加強薄板彎曲成具有小于90°的銳角的區段。
2.如權利要求1所述的延長保持元件，其中，加強薄板的自由端彎曲成具有20°到70°的范圍內的銳角的區段，優選在30°到60°的范圍內。
3.如權利要求1或2所述的延長保持元件，其中，保持元件的頂部(1)具有相對于連接凸緣(2)的中心縱向軸線基本上不對稱的橫截面。
4.如權利要求1或2所述的延長保持元件，其中，保持元件的頂部(1)具有基本為三角形的橫截面，該橫截面相對于連接凸緣(2)的中心縱向軸線基本對稱。
5.如權利要求4所述的延長保持元件，其中，加強薄板包括至少兩塊彎曲薄板，每個彎曲薄板區段的自由端指向相反的方向。
6.如權利要求1到5中任一項所述的延長保持元件，其中，加強薄板(4)由金屬制成，優選地由鋁合金或鋼制成。
7.如權利要求1到5中任一項所述的延長保持元件，其中，加強薄板(4)由非金屬材料制成，該非金屬材料從玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、芳族聚酰胺纖維(商標)、以及凱芙拉(商標)的組中選擇。
8.如權利要求1到7中任一項所述的延長保持元件，其中，塑性材料為熱塑性材料，優選地從聚酯、聚酰胺、改性聚酯或者改性聚酰胺的組中選擇。
9.一種組件，其包括至少一塊建筑薄板和至少一個按照權利要求1到8中任一項所述的延長保持元件，該延長保持元件接合所述建筑薄板以便將其保持在支撐結構上。
10.一種組件，其包括至少一塊建筑薄板和至少一個按照權利要求1到8中任一項所述的延長保持元件，該延長保持元件接合所述建筑薄板以便將其保持在支撐結構上，其中設置至少一個固定元件，該固定元件穿過建筑薄板并至少進入所述延長保持元件的頂部部分中。
全文摘要
本發明涉及一種用于建筑薄板的延長保持元件，從垂直于其延長方向的橫截面上看，具有一個用于接合至少一塊所述建筑薄板的頂部部分(1)，一個用于將延長保持元件固定在支撐結構上的底部元件(3)，以及一個從所述底部元件(3)向上伸出并將所述頂部部分(1)連接到所述底部部分(3)上的連接凸緣(2)，并且其中所述的延長保持元件由塑性材料制成，例如PA，并且具有一塊加強薄板(4)，例如一塊金屬薄板，該加強薄板(4)從連接凸緣(2)上至少延伸到頂部部分(1)中，并且正如在橫截面圖中看到的一樣，在頂部部分中加強薄板的一個自由端(5)彎曲成具有小于90°的銳角的區段。
文檔編號E04D3/362GK1678805SQ03820892
公開日2005年10月5日 申請日期2003年8月29日 優先權日2002年9月3日
發明者漢斯-于爾根·德倫 申請人:科魯斯建筑系統有限公司