專利名稱：金屬屋頂桁架連接器組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬屋頂桁架連接器組件，具體地說，涉及一種包括使 用附加導向裝置或帶凸緣的插件的桁架構件之間的連接組件。
背景技術：
本發明人是涉及金屬屋頂桁架連接的共同待審查的國際專利申請
PCT/AU2004/001045的所有人。該共同待審查的申請內容通過引用結合于此。 金屬屋頂桁架通常由排列成三角形結構的三個弦構件構成的支撐屋頂的 框架，以及用于加固該框架的內部加強構件組成。該弦構件一般包括底弦構 件和兩個在屋頂頂點處相接合的上斜弦構件，而加強構件一般在弦構件之間 構成三角形網狀排列，使每個構件都承受一定張力或壓力。
弦構件和加強構件可以根據桁架的強度和結構要求，制造成具有各種截 面，包括C截面、方形中空截面、矩形中空截面和圓形中空截面。此處示例 的弦構件和加強構件是C截面型，然而，應理解的是本發明同樣可以用于具 有替換截面的構件。
申請人的共同待審查的申請揭示了一種弦構件之間的連接器組件，在其 平行的側壁上具有內壓部，適于與位于加強構件凸緣端相似的內壓部相接合。 該共同待審査的申請中所描述的桁架構件之間的連接方法提供了一種較先前 已知方法更實用的連接裝置。實質上，使用內壓部可以做到使每一構件的第 一端與另一構件充分緊固，而使其自由端適當地移到要與再一構件固定的位 置上。使用螺栓連接兩個構件時，桁架構件的平行側壁被向內壓向彼此。通 過隔套的使用來保持間隔分開的結構。
然而，在用這種連接器組件安裝屋頂桁架的過程中認識到一些困難。首 先，螺栓穿過與相對的壓入部相關聯的第一孔時，因為被隔套遮擋視線，定 位同軸對準的孔困難并耗時。造成用這種連接器組件安裝屋頂桁架時的時間 延誤。其次，最后擰緊螺栓時，發現隔套可能移動或滑出原位，而使其端面頂在壓入部上方而不是包在壓入部外面。擰緊螺栓時，該隔套會被鎖定在這 一不恰當的位置而可能危及接合的完好。
因此，本發明的目的是克服上述問題并為公眾提供一種有用的選擇。
發明內容
因此，在本發明的一種形式中，提供了一種用于屋頂桁架構件的連接器
組件，所述連接器組件的特征在于
第一構件，該第一構件包括兩個平行且間隔分開的縱向表面，這些縱向 表面具有有與第一構件的端部相關聯的一對向內壓入并橫向對準的部位；
第二構件，該第二構件包括兩個平行且間隔分開的縱向表面，這些縱向 表面在該第二構件的長度方向的預定位置上具有一對向內壓入并橫向對準的 部位；
所述第一和第二構件適于以第一構件的壓入部接合于第二構件的壓入部 內的方式來連接，使所述第一和第二構件可相對于彼此旋轉，通過在接合的 壓入部上施加向內的力，所述第一構件還可鎖定于相對于第一構件的預設角 度上；
中空隔套，該中空隔套構造成可插入第一構件的平行側面之間，由此盡 管施加向內的力，所述平行側面也保持在間隔分開的關系，而所述中空隔套 端部的截面尺寸略大于壓入部；以及
定位裝置，該定位裝置用于將中空隔套保持在一使其相對兩端完全包圍 內部壓入部的位置。
該定位裝置的用處在于將該隔套保持在包圍在壓入部或凹陷部的外面， 而不再在壓入部上移動。如果固緊連接時隔套偏離對準方向，將危及到接合 的完好。
較佳地，每一個所述壓入部都包括中心孔，從而當兩對壓入部彼此相互 接合時，中心孔同軸對準。
優選的是，所述第二構件可圍繞適于延伸穿過所述同軸孔的軸相對于所 述第一構件旋轉。
較佳地，所述連接器組件還包括導向裝置，該導向裝置使該軸被引導穿 過同軸對準的孔。
所述導向裝置的用處在于，在安裝過程中，隔套阻擋了與每個壓入部相關聯的孔的視角，因此通過同軸對準的孔插入螺栓是困難的，而該導向裝置
給螺栓的穿通提供平滑的路徑。
優選的是，所述定位裝置采取位于中空隔套內的插件的形式，所述插件
的長度對應于壓入部之間的間隔距離，所述插件的兩端對應于壓入部的截面
的尺寸，從而將隔套保持在包圍壓入部的位置。
較佳地，所述插件還包括采取延伸穿過插件的孔的形式的所述導向裝置，
該插件在裝入后與所述中心孔同軸對準，從而給所述軸提供延伸穿過的路徑。 所述軸最好采取螺栓的形式，該螺栓在被擰緊時提供所述向內的力。 優選的是，所述壓入部是圓形的，而所述隔套是圓筒形的。 優選的是，所述第二構件是屋頂桁架的底弦桿或頂弦桿。 優選的是，所述第一構件是屋頂桁架的腹弦桿。
附圖，結合于此并構成本說明書的一部分，和說明書一起描述本發明的 幾個實施方式，用來解釋本發明的優點及原理。在這些圖中
圖1是示出具有弦構件和加強構件的金屬屋頂桁架的側視圖； 圖2是示出金屬屋頂桁架的弦構件的立體圖3是示出用于連接弦構件和加強構件的現有技術的連接器組件的立體 分解圖4是示出根據本發明的用于連接弦構件和加強構件的具有帶凸緣的插 件的連接器組件的立體分解圖5是示出圖4的連接器組件的立體分解圖6是示出圖4的連接器組件的分解側視圖；以及
圖7是示出包括相關聯的弦構件的已安裝連接器組件的剖面側視圖。
具體實施例方式
以下參照附圖展開本發明的詳細說明。盡管說明中包括一些示例性實施 例，但其它實施例也是可能的，并且在不脫離本發明實質和范圍的情況下對 所描述的這些實施例可以進行一些修改。
本發明涉及一種金屬屋頂桁架的連接器組件，用于簡化金屬屋頂桁架的 結構以及，特別地，克服與本申請人現有的連接器組件相關的一些問題。圖1所示的是金屬屋頂桁架10，該金屬屋頂桁架10具有加強構件或腹
弦構件12、 14、 16和18以及頂和底弦桿或弦構件20、 22和24。雖然金屬 屋頂桁架IO在弦構件與加強構件之間由很多接頭組成，但在此僅詳細描述其 中之一。更明確地是，如圖1所示，描述加強構件12的端部與底弦桿20之 間的連接。然而，應理解的是以下描述同樣適用于其它接頭。
桁架10包括三角形框架，該三角形框架由下或底弦構件20和兩個在桁 架10頂點處相接合的上斜弦構件22和24構成，桁架IO的四個加強構件12、 14、 16和18用來支持弦構件。
圖2示出從桁架10分離出來的下弦構件20的一部分。該弦構件20由帶 鋼制成，該帶鋼擠壓成細長的C截面的桁梁，而該C截面桁梁包括齒狀基底 26、側壁28和30、以及形成開槽36的上緣32和34。在弦構件20的相對兩 端，側壁28在縱向延伸超過上緣32和34以及基底26形成半圓形凸緣38 和40，而側壁30以相同的方式縱向延伸形成半圓形凸緣42和44。
每一弦構件20、 22和24包括圓形的壓入部或凹陷部，如各個凸緣38和 40上的壓入部46和48，以及在立體視圖中看不見的凸緣42和44上的那些 壓入部。每個壓入部46和48的中心分別設有孔50和52。這些孔也限定了 每一對應半圓形凸緣38和40的徑向中心。弦構件20上沿著該弦構件安裝另 一弦構件或加強構件的區域還包括相似的壓入部54和56以及相關的孔55 和57。上緣34和36在這個區域張開形成向外擴開的邊緣58和60。該向外 擴開的邊緣向上、向外并隨后向內延伸，它們的作用是，在加強構件的端部 通過咬入其側壁而連接后，對所得的接合提供進一步的加強。
每個加強構件也包括半圓形的凸緣62和64，相關的圓形壓入部66和68， 以及在其端部相對應的孔70和72。這在描述現有技術的連接器組件74的圖 3中可以明顯看到。弦構件20的壓入部54和56分別與加強構件12的壓入 部66和68的形狀相對應。因而，當加強構件12的凸緣62和64插入弦構件 20向外擴開的邊緣58和60之間時，每個構件的壓入部將接合在一起。 一經 接合，每個壓入部的對應的孔形成同軸對準，使螺栓或銷76可從中延伸穿過 并連接螺母或銷套78。本領域技術人員可認識到，當壓入部接合時， 一個壓 入部被有效地扣在另一壓入部內部而防止徑向移動，或換句話說，防止構件 沿剪切面相對移動。
擰緊螺栓76使加強構件12的端部在弦構件20的收納部位被有效地緊固。進一步擰緊螺栓時，凸緣62和64將向內偏。為此，在半圓形凸緣62 和64之間設一圓筒形隔套或套圈80。該隔套80的內徑大于壓入部的外徑使 隔套兩端正好配合于壓入部上面。
現有技術的連接器組件使裝配工用來組裝金屬屋頂桁架10的時間比先 前已知的組裝方法所用的時間更少，因為只要通過簡單旋轉自由端直到其與 接納部正確對準，就能簡單地將每個加強構件的自由端對準弦構件的接納部。 這同樣適用于弦構件之間的連接。
然而，如前所述，在安裝過程中遇到一些問題。盡管隔套80可通過磨擦 力被保持在凸緣之間，但當裝配工試著插入螺栓76并擰緊它時，仍然有隔套 80可能滑動的實際危險。為此，隔套80在擰緊螺栓時要被保持在恰當位置。 如果隔套能滑動，那么其邊緣可能在壓入部的上面而不是將它包圍，并在擰 螺栓時呆在這樣的位置，從而導致接合可靠性被削弱。
圖4示出了使用本發明的連接器組件連接弦桿與加強構件的情況，而圖 5-6詳細地示出了組件100。應理解的是連接器組件100除了包括帶凸緣的插 件或定位件102之外，基本上與現有技術的連接器組件74相同。
帶凸緣的插件102包括兩個中空的圓錐端104和106，以及一圓筒形中 部108。圓錐端的內徑略小于套圈80的內徑，使其可以貼切地裝配在套圈80 內部并在壓入部的上面。該帶凸緣的插件還包括延伸穿過中部108中心的中 心孔(圖中未示)，在組裝時該中心孔與弦構件的相對的孔同軸對準。該帶 凸緣的插件起到兩個作用。
首先，延伸穿過其中的孔作為螺栓的導向裝置，當插入穿通一個孔時， 不用盲目擺弄試圖找到被隔套80遮擋的那個相對的孔，通過使用該導向插件 裝配工就能容易地定位該相對的孔。其次，它還將隔套保持在所需的位置， 即，在壓入部的外面，而不是在壓入部的上方。本質上，使用定位件102， 螺栓可以經導向穿通兩個孔，免除了對準在壓入部各側的兩個孔所需的時間， 且免去了在擰緊螺栓同時需將套圈保持在合適位置的需要。
圖7示出了當螺栓被擰緊且桁架構件全裝配以后連接器組件100的剖面 視圖。該圖清晰地示范了各個部件的相對直徑以及如何將各部件設計成配合 所組裝的方式。應理解的是，帶凸緣的插件102構造成使其滑動配合于套圈 80內。定位件102較佳的是由具有適當強度又足夠滑而能保持插在隔套內的 材料制成。優選的是，由聚乙烯塑料或類似物制成定位件。應理解的是，上述桁架構件裝置僅作為一示例而非用于限定本發明。舉 例來說，金屬屋頂桁架IO完全可以包括九個加強構件而不是四個。同樣，帶 凸緣的插件可能是實體形式且凸緣的角度可變化以便于制造。
總之，本發明揭示了一種新穎且改進的金屬屋頂桁架的各種構件之間的 連接器組件100，其提供了簡化且省時的屋頂桁架安裝方式。該連接方法克 服了使用本發明人現有的作為共同待審査的專利申請的主題的組件中所發現 的諸多問題。增加帶凸緣的插件使裝配工在時間及復雜度上更有效率地連接 金屬屋頂桁架的構件。通過在套圈內加入帶凸緣的插件，無需人工操作，裝 配金屬屋頂桁架的工人就能將套圈和帶凸緣的插件保持在加強構件的圓形壓 入部之間的恰當位置。還有，連接弦構件的裝配工可以將固定螺栓容易地引 導穿過該定位件。
在不偏離本發明的范圍內還能實現更多優點和改進。雖然本發明已在被 認為最實用且最佳實施例中予以展示和描述，應認識到在本發明的范圍和實 質內可以在此基礎上作出一些改動，而不拘于在此所揭示的細節但仍然符合 本發明權利要求的全部范圍并覆蓋任何及所有等同的裝置和設備。
在如下本發明的任何權利要求以及發明內容中，除了上下文因語言表達
或必要的暗示有其它需要，詞語"包含(comprising)"所用的是"包括 (including)"的意思，也就是說，所指出的特征可與本發明的各種實施例 中的其他特征相結合。
權利要求
1.一種用于屋頂桁架構件的連接器組件，所述連接器組件的特征在于第一構件，所述第一構件包括兩個平行且間隔分開的縱向表面，所述縱向表面具有與所述第一構件的一端部相關聯的一對向內壓入并橫向對準的壓入部；第二構件，所述第二構件包括兩個平行且間隔分開的縱向表面，所述縱向表面在所述第二構件的長度方向的預定位置上具有一對向內壓入并橫向對準的壓入部；所述第一和第二構件適于以所述第一構件的壓入部接合于所述第二構件的壓入部內的方式來連接，以使所述第一和第二構件可相對于彼此旋轉，通過在接合的壓入部上施加向內的力，所述第一構件還可鎖定于相對于所述第一構件的一預設角度上；中空隔套，所述中空隔套構造成可插入到所述第一構件的平行側面之間，由此盡管施加向內的力，所述平行側面仍可保持間隔分開的關系，而所述中空隔套的端部的截面尺寸略大于所述壓入部；以及定位裝置，所述定位裝置用于將所述中空隔套保持在一使其相對兩端基本包圍所述內部壓入部的位置。
2. 根據權利要求1所述的用于屋頂桁架構件的連接器組件，其特征在于， 每一個所述壓入部包括中心孔，從而當兩對壓入部彼此相互接合時，所述中 心孔同軸對準。
3. 根據權利要求2所述的用于屋頂桁架構件的連接器組件，其特征在于， 所述第二構件可圍繞適于延伸穿過所述同軸孔的軸相對于所述第一構件旋 轉。
4. 根據權利要求2或3所述的用于屋頂桁架構件的連接器組件，其特征 在于，所述連接器組件還包括導向裝置，所述導向裝置使所述軸被引導穿過 所述同軸對準的孔。
5. 根據權利要求4所述的用于屋頂桁架構件的連接器組件，其特征在于， 所述定位裝置采取位于所述中空隔套內的插件的形式，所述插件的長度對應 于壓入部之間的間隔距離，所述插件的兩端對應于所述壓入部的截面的尺寸，從而將所述隔套保持在包圍所述壓入部的位置。
6. 根據權利要求5所述的用于屋頂桁架構件的連接器組件，其特征在于， 所述插件還包括采取延伸穿過所述插件的孔的形式的所述導向裝置，所述插 件在裝入后與所述中心孔同軸對準，從而給所述軸提供延伸穿過的路徑。
7. 根據權利要求3-6中任一項所述的用于屋頂桁架構件的連接器組件， 其特征在于，所述軸釆取螺栓的形式，所述螺栓在被擰緊時提供所述向內的 力。
8. 根據上述權利要求中任一項所述的用于屋頂桁架構件的連接器組件， 其特征在于，所述壓入部是圓形的，而所述隔套是圓筒形的。
9. 根據上述權利要求中任一項所述的用于屋頂桁架構件的連接器組件， 其特征在于，所述第二構件是屋頂桁架的底弦桿或頂弦桿。
10. 根據上述權利要求中任一項所述的用于屋頂桁架構件的連接器組 件，其特征在于，所述第一構件是屋頂桁架的腹弦桿。
全文摘要
本發明涉及一種金屬屋頂支架和脊板組件，用來使多達三個桁架或支承構件與金屬屋頂桁架相連接。這種新穎的連接裝置可以很好地利用共同待審查申請人的新穎連接方法，并且提供了一種比傳統組裝技術更加有效的組裝方式。該支架使支承構件能由脊板保持，同時使支架對準在其可安裝的位置。還使支承構件能在固定之前轉動到所想要的位置。
文檔編號E04B1/21GK101316971SQ200680039097
公開日2008年12月3日 申請日期2006年9月8日 優先權日2005年9月8日
發明者G·J·皮科克, L·W·格里夫 申請人:速構技術控股有限公司