CN1678805B - 延长保持元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于建筑薄板的延长保持元件，从垂直于其延长方向的横截面上看，具有一个用于接合至少一块所述建筑薄板的顶部部分(1)，一个用于将延长保持元件固定在支撑结构上的底部元件(3)，以及一个从所述底部元件(3)向上伸出并将所述顶部部分(1)连接到所述底部部分(3)上的连接凸缘(2)，并且其中所述的延长保持元件由塑性材料制成，例如PA，并且具有一块加强薄板(4)，例如一块金属薄板，该加强薄板(4)从连接凸缘(2)上至少延伸到顶部部分(1)中，并且正如在横截面图中看到的一样，在顶部部分中加强薄板的一个自由端(5)弯曲成具有小于90°的锐角的区段。

Description

延长保持元件

本发明涉及一种用于建筑薄板的延长保持元件，从垂直于其延长方向的横截面上看，具有一个用于接合屋顶或者建筑表面或者类似物的建筑薄板上的成形肋的顶部部分，一个用于通过连接元件例如螺钉将延长保持元件固定在支撑结构上的底部部分，以及一个从所述底部向上伸出并将所述顶部部分连接到所述底部上的连接凸缘。另外，本发明涉及至少一个这种延长保持元件和至少一个安装在支撑结构上的建筑薄板的组件。

这种延长保持元件或者夹紧件的一个实施例可以从荷兰专利No.190292中知道。已知的延长保持元件为延长的挤压铝的T形轮廓。从垂直于其延长方向的横截面上看，T形轮廓的横杆形成底部部分，该底部部分上设置用于连接元件例如螺钉的钻孔，该连接元件穿过钻孔以便将延长保持元件连接到建筑物的支撑结构，例如支撑梁、T形托架或者类似结构元件上，这些结构元件由例如木料、钢材、铝材或者混凝土制成。一个连接凸缘从底部部分上垂直地伸出，并终止于一个较宽的顶部部分，该顶部部分在其横截面上大体上为三角形。建筑薄板的自由端在顶部部分上折成凸缘以允许建筑薄板可以相对于延长保持元件发生纵向滑动。已知的延长保持元件可以是例如T形的，不对称形的，或者是L形的。

这种延长保持元件的另一种实施例可以从国际申请WO 98/53158中知道。在这种实施例中，保持元件的底部部分上设置一种连接关系，该连接关系允许纵向运动及连接凸缘和顶部部分相对底部的有限的转动。

这种延长保持元件还有一种实施例可以从EP-1069256-A1中知道。在这种实施例中，保持元件的底部部分上设置一种连接关系，该连接关系允许纵向运动及连接凸缘和顶部部分相对底部的有限的横向运动。在这种欧洲申请的图1中，示意性地示出了延长保持元件具有一个顶部部分，该顶部部分相对于连接凸缘的中心纵向轴线具有一个不对称的横截面。该延长保持元件由挤压的铝合金制成。

已知例如由于建筑结构的周期性热膨胀和收缩，当金属部件相互之间发生滑动时，建筑薄板穿过凸缘的金属延长保持元件顶部部分的纵向滑动可以引起令人不快的噪音。这种噪音在建筑薄板并不是完全平行于延长方向放置的时候尤其容易发生，这种情况可能出现在例如当支撑结构不是那么刚性的时候。这种噪音还可以是保持元件和建筑薄板之间“静摩擦(haft-reibung)”的结果。

许多屋顶或者建筑表面结构的另一个问题是在建筑薄板和支撑结构之间出现冷桥(cold-bridge)，这是使用各种金属部件的结果。建议屋顶或者建筑表面的各种结构使用有限的热桥(thermal-bridge)。

本发明的一个目的是提供一种改进的延长保持元件。本发明的另一个目的是降低出现建筑薄板和顶部部分之间相互滑动引起的令人不快的噪音的危险。本发明的再一个目的是提供一种具有足够机械强度和稳定性的延长保持元件，这样该延长保持元件就可以实现其支撑并将建筑薄板或者薄板连接在支撑结构上的功能，同时降低在建筑薄板和支撑结构之间产生热桥的危险。

按照本发明的一个方面，提供一种用于建筑薄板的延长保持元件，从垂直于其延长方向的横截面上看，该延长保持元件具有一个用于接合至少一块所述建筑薄板的顶部部分，一个用于将延长保持元件固定在支撑结构上的底部部分，以及一个从所述底部部分上向上伸出并将所述顶部部分连接到所述底部部分上的连接凸缘。其特征在于，所述延长保持元件由塑性材料制成并具有从连接凸缘上至少延伸到顶部部分中的加强薄板，并且其中，如可以从横截面中所见，在顶部部分中加强薄板的一个自由端弯曲成相对加强薄板小于90°并且大于0°的锐角的区段，优选地，该角度大于10°。

本发明考虑了一种特殊的改进措施来降低上面提到的当金属元件相互之间发生滑动时可能出现的令人不快的噪音问题，因为顶部部分由塑性材料制成，使薄板形的建筑元件在顶部部分上滑动时其所经受的摩擦的总和得以大幅降低。因此，出现上面提到的令人不快的噪音的危险大幅降低。因为塑性材料是固态的，其将在建筑结构的正常经济使用期限内保持其本质特性，而与空气的温度和湿度无关。

由于按照本发明的延长保持元件中的加强薄板完全嵌入塑性材料中，因而具有抵抗塑性材料与加强物脱离的高度耐用性。因此在塑性材料和加强物表面之间的化学连接的质量并不关键。

另外一个优点是，由于改善了建筑薄板在塑性顶部部分上的滑动特性，这进一步降低了保持元件与支撑结构连接的机械载荷。

再一个优点是建筑薄板和按照本发明的延长保持元件的任何金属部分不需要发生直接接触，支撑结构与在所述的延长保持元件内的任何可能的金属部分也不需要发生直接接触。因此，通过延长保持元件的金属部分进行的传导性热交换的热桥可以容易地避免，或者至少可以大幅降低。这种热桥危险的重大降低是通过一个单独的延长保持元件来实现的，然而在现有技术中全部金属保持元件都需要采用相当复杂的结构措施来降低这种热桥的危险。这里应当提及过去曾尝试使用其中没有任何加强物的塑性材料延长保持元件来避免热桥。但是这种完全塑性材料的延长保持元件具有各种缺点，例如缺乏足够的机械稳定性。塑性材料在一定的零下温度下会变脆，这个温度在中欧和北欧并非罕见。当使用在平坦的屋顶结构中时，在夏天这种结构上的温度可以轻易地上升到80℃或以上，导致完全塑性的延长保持元件弱化，从而甚至危及整个结构的机械稳定性。

加强薄板在顶部部分弯曲成一个具有锐角的区段，达到了加强薄板也紧密地以机械方式嵌入塑性材料中的效果，从而在加强物和热塑性材料之间提供了更加牢固并且更加可靠的连接。另外，弯曲区段允许在保持元件的顶部部分中插入一个连接元件例如螺钉或者盲铆钉或者类似物，并且穿过该加强薄板，该连接元件更好地以机械方式连接在顶部部分上。连接元件的引入允许获得一个用于建筑薄板的固定点，以免建筑薄板从保持元件上滑过并避免热塑性保持元件发生机械过载，因为部分机械载荷能够立即传递到加强薄板上。

在一种实施例中加强薄板的自由端弯曲成一个具有锐角的区段，该锐角在20°到70°的范围内，优选地在30°到60°的范围内。

在延长保持元件的一种实施例中，保持元件的顶部部分具有一个相对连接凸缘的中心纵向轴大体上不对称的横截面。

在延长保持元件的一种实施例中，保持元件的顶部部分具有一个大体上为三角形的横截面并且该横截面大体上相对连接凸缘的中心纵向轴线对称。

在一种实施例中，加强顶部部分包括至少两个具有如上设置的锐角的弯曲区段，每个区段连接在加强连接凸缘上，从而至少第一弯曲区段向加强连接凸缘的一侧弯曲，而邻近第一弯曲区段的第二弯曲区段向加强连接凸缘的另一侧弯曲。因此其中嵌入加强顶部部分的热塑性材料均匀地由加强顶部部分支撑。

在一种实施例中，加强物包括一个中心顶部部分，一个中心底部部分，以及刚性连接在这些部分上面的一个中心连接凸缘，该中心连接凸缘在中心顶部部分和中心底部部分之间延伸。因此在延长保持元件的底部部分和顶部部分之间建立了机械方面可靠的连接。因此该薄板形元件可以以稳定的方式安装在支撑结构上。因此加强中心对热塑性材料形成机械支撑，特别是抵抗动态和静态的横向载荷，而不会导致建筑薄板和建筑物的支撑结构之间冷桥的意外的形成。因此，大幅增加了热塑性材料的疲劳寿命。

在一种实施例中，加强物由两块分离的弯曲薄板制成，优选地这两块弯曲薄板在其相应的连接凸缘处连接在一起，每块薄板具有嵌入保持元件的相应顶部、底部和凸缘部分的一个中心顶部部分，一个中心底部部分和一个中心连接凸缘。每块金属薄板的中心顶部部分和中心底部部分在垂直于连接凸缘的同一方向上弯曲。两块弯曲的金属薄板的加强连接凸缘相互靠近放置，从而两块相邻薄板的加强底部部分和加强顶部部分朝向相对的方向。因此在延长保持元件的底部部分和顶部部分之间建立了可靠的机械连接。因此薄板形建筑元件可以以稳定的方式安装在支撑结构上。从而加强物以机械方式对塑性材料形成完全的支撑，特别是抵抗动态和静态的横向载荷，而不会导致建筑薄板和建筑物的支撑结构之间冷桥的形成。因此，大幅增加了塑性材料的疲劳寿命。

在一种实施例中，延长保持元件包括在底部部分和连接凸缘之间延伸的一个或多个支撑肋。因此，可以提供附加的机械稳定性，或者进一步提高保持元件的横向刚度。所述肋的几何形状的选择允许对横向刚度进行优化，这种优化在设计底部部分和顶部部分之间具有不同限制距离的延长保持元件时特别重要。更优选地，该一个或多个支撑肋由塑性材料形成。因此支撑肋相对容易形成。

当加强底部部分上设置一些部件，例如孔，以便用来将延长保持元件固定在支撑结构上时，可以实现独特的优点。按照这种实施例，加强中心自身具有保持元件的特征。因此，如果热塑性材料受到损坏或者破坏，例如在严重磨损甚至火烧的情况下，仍然存在形式为加强中心的整体的延长保持元件来提供辅助支撑和建筑薄板相对于支撑结构的连接，特别是当由金属薄板制造的情况下更是如此。金属加强中心形成相对来说成本较低并可靠的加强形式。

在一种实施例中，加强薄板由金属薄板制成。金属薄板可以由碳钢制造，碳钢既不昂贵还具有高的强度。优选地，金属加强中心由镀锌碳钢制成，以进一步防止金属加强中心的磨损。作为选择，金属加强中心可以由不锈钢、钛或者铝合金、或者其他适合的金属制成。典型地，金属薄板的厚度在0.5到5毫米的范围内，优选地在0.5到3毫米的范围内，并且厚度的选择可以取决于预期的机械载荷。

在一种实施例中，加强薄板由非金属材料制成，该非金属材料可以在以下组中选择：玻璃纤维、晶须(whisker)、芳族聚酰胺纤维(aramide fibre)(商标)、碳纤维、陶瓷纤维以及凯芙拉(Kevlar)(商标)。这些材料结合了高杨氏模量和高强度，并且能够按照预期的机械载荷或者应力的方向进行排列。

在一种实施例中，塑性材料是一种注塑成形的塑性材料。因此提供了一种容易制造且具有成本效益的延长保持元件。金属中心部分和固态塑料部分以一种简单的方式整体制成。

在一种实施例中，塑性材料为热塑性材料，例如PVC(聚氯乙烯)、PA(聚酰胺)、PE(聚乙烯)、PUR(聚氨酯)、PP(聚丙稀)、PDFE或者纤维素聚合物。从聚酯、聚酰胺、改性聚酯或者改性聚酰胺中选择的热塑性材料具有独特的优点。这些热塑性材料具有低摩擦系数、高耐磨性、对高达100℃的温度的良好的温度稳定性、良好的弹性性能以及高耐火性等特性中的一种或者多种。另外，这些热塑性材料可以通过注塑成形技术进行加工。通常发现聚酰胺(“PA”)足够耐用，并且具有有利的低摩擦系数和良好的耐火性，是一种可接受的建筑材料。

在一种实施例中，塑性材料是热固性材料，例如酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂、聚氨酯和聚酯。这些热固性材料可以通过注塑成形技术进行加工。

按照本发明的另一个方面，提供一种具有至少一个这种延长保持元件和至少一个安装在支撑结构上的建筑薄板的组件。

按照本发明的再一个方面，提供按照本发明包括至少一块建筑薄板和至少一个延长保持元件的组件，该延长保持元件与所述建筑薄板接合并将其保持在一个支撑结构上，并且其中提供至少一个固定元件，例如螺钉或者铆钉，穿过建筑薄板并至少进入所述延长保持元件的顶部部分，并穿过加强物的弯曲区段。

现在参照附图，本发明通过几个非限制性的实施例进行图示，其中：

图1示出了按照本发明的延长保持元件的一个示意性立体图；

图2示出了按照本发明的加强中心的一个示意性立体图，该加强中心用在按照图1的保持元件中；

图3A、3B和3C以横截面示出了按照本发明的延长保持元件顶部部分的放大实施例；

图4以横截面示出了按照本发明的延长保持元件顶部部分的一个实施例。

图1示意性地示出了一个延长保持元件，该延长保持元件包括一个顶部部分1、一个连接凸缘2和一个用来安装在支撑结构上的底部部分3。顶部部分可以与薄板形建筑元件一起工作，由此两个相邻的薄板形建筑元件的自由端中的一个沿着纵向顶部部分在另一个上折成凸缘，如荷兰专利190292所示，该专利结合到本专利作为参考。底部部分上设置孔10，以便和连接元件例如螺钉一起用来将延长保持元件安装在支撑结构上。图1中的延长保持元件具有加强板或者中心(图1中未示出)，在一种实施例中一个金属加强物完全嵌入塑性材料中。特别是，延长保持元件上可以设置一个或多个支撑肋12，以进一步提高延长保持元件的机械稳定性。

图2示意性地示出了加强中心或者薄板4，在该加强中心或者薄板4上覆盖塑料以形成延长保持元件。加强物包括两块弯曲的金属板，每块板具有一个弯曲的加强顶部部分5、一个加强连接凸缘6和一个加强底部部分7。在每块加强薄板上底部部分基本上弯曲成垂直于连接凸缘的延长方向，而顶部部分在同一方向上弯曲但形成具有锐角的区段。两决薄板可以相互连接在一起以形成单一的加强中心或者元件，在薄板为金属薄板的情况下这种连接一般可以通过粘接或者焊接获得，例如对头焊接。在保持元件的底部部分上可以设置一块补充加强薄板16，典型地为具有厚度在1到3毫米范围内的金属薄板，典型地厚度为约2毫米，因为其作为专门接合件来应用。一般技术人员将很快认识到延长保持元件的底部部分也可以是不对称的。

图3A示意性地示出了按照本发明的加强的保持元件的顶部部分。示出的顶部部分1具有一个大体上为三角形的横截面并且大体上关于连接凸缘2的中心纵轴对称。加强薄板5、6从连接凸缘2至少延伸到顶部部分1中，并且其中，如可以在横截面中看到一样，在顶部部分1中加强薄板的自由端5弯曲成具有小于90°而大于0°的锐角α的区段，典型地锐角α为约40°到约50°。其优点上文已经进行了阐述。图3B示出了如图3A所示的相似顶部部分，但是其中具有两块加强薄板，其弯曲区段5延伸成两个相反的方向。图3C示出了如图3A所示的类似方法，其中保持元件的顶部部分1具有相对于连接凸缘2的中心纵向轴线大体上不对称的横截面。

图4示意性地示出了按照在图3B中示出的本发明的延长保持元件的顶部部分，该顶部部分与第一建筑薄板材料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通过一个固定元件15，例如螺钉，机械地连接在延长保持元件的顶部部分上，固定元件穿过建筑薄板材料并进入塑性的顶部部分1中并穿过弯曲加强物的弯曲区段5。其优点已在上文中阐述。

加强中心或者薄板4，例如在图2中所示的一个增强中心或薄板4，可以放置在注模中以便将其嵌入固态塑性材料内。用来将加强物固定在模具空腔中的工具，例如冲孔或者钻孔工具，至少在连接凸缘上形成多个孔9。另外，这实现了在注塑成形过程中塑性材料将充满这些孔从而还在塑性保持元件和加强物之间获得了牢固的机械连接的效果。

在将加强物放入注塑模具中之前，可以在其底部部分上设置一个或多个孔11。由此实现了在这些孔中部分或者完全充满塑性材料，这样在将延长保持元件安装到支撑结构之后，连接元件和增强物之间不存在接触，因此避免了金属加强底部部分的腐蚀。连接元件，例如螺钉或者螺栓，将延长保持元件牢固地固定在支撑结构上，避免了在建筑薄板和支撑结构之间发生任何金属接触，从而降低或甚至避免了热桥的形成。

对按照本发明的加强延长保持元件，例如在图1中所示的一个加强细长保持元件进行了磨损试验。延长保持元件包括一个如图2所示的镀锌钢加强物，并且加强薄板具有1.0毫米的平均厚度。塑性材料为大体上完全连续的改性聚酰胺层，在连接凸缘的每侧上厚度为2.3毫米。延长保持元件通过注塑成形工艺制成。在负荷能力试验中，铝建筑钢板在顶部部分上折成凸缘，保持元件和建筑钢板的结合体达到预期使用寿命。在按照本发明的延长保持元件的顶部部分上没有观察到磨损的迹象。

现在完成了对本发明的全部描述。很明显，本领域中一般技术人员可以进行多种改变和修改而不会偏离这里所描述的本发明的思想和范围。

Claims (13)

1.一种用于建筑薄板的延长保持元件，其具有一个用于接合至少一块所述建筑薄板的顶部部分(1)，一个用于将延长保持元件安装在支撑结构上的底部部分(3)，以及一个从所述底部部分(3)向上延伸并将所述顶部部分(1)连接到所述底部部分(3)上的连接凸缘(2)，其特征在于，所述的延长保持元件由塑性材料制成并且具有一块从连接凸缘(2)至少延伸到顶部部分(1)中的加强薄板(4)，并且其中，在顶部部分中，加强薄板的一个自由端(5)相对于该加强薄板弯曲成具有小于90°的锐角的区段。

2.如权利要求1所述的延长保持元件，其中，加强薄板的自由端弯曲成具有20°到70°的范围内的锐角的区段。

3.如权利要求2所述的延长保持元件，其中，加强薄板的自由端弯曲成具有30°到60°的范围内的锐角的区段。

4.如权利要求1、2或3所述的延长保持元件，其中，保持元件的顶部(1)具有相对于连接凸缘(2)的中心纵向轴线不对称的横截面。

5.如权利要求1、2或3所述的延长保持元件，其中，保持元件的顶部(1)具有基本为三角形的横截面，该横截面相对于连接凸缘(2)的中心纵向轴线对称。

6.如权利要求5所述的延长保持元件，其中，加强薄板包括至少两块弯曲薄板，每个弯曲薄板区段的自由端指向相反的方向。

7.如权利要求1、2或3中任一项所述的延长保持元件，其中，加强薄板(4)由金属制成。

8.如权利要求7所述的延长保持元件，其中，加强薄板(4)由铝合金或钢制成。

9.如权利要求1、2或3所述的延长保持元件，其中，加强薄板(4)由非金属材料制成，该非金属材料从玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、芳族聚酰胺纤维、以及凯芙拉的组中选择。

10.如权利要求1、2或3所述的延长保持元件，其中，塑性材料为热塑性材料。

11.如权利要求10所述的延长保持元件，其中，塑性材料从聚酯、聚酰胺、改性聚酯或者改性聚酰胺的组中选择。

12.一种组件，其包括至少一块建筑薄板和至少一个按照权利要求1到11中任一项所述的延长保持元件，该延长保持元件接合所述建筑薄板以便将其保持在支撑结构上。

13.一种组件，其包括至少一块建筑薄板和至少一个按照权利要求1到11中任一项所述的延长保持元件，该延长保持元件接合所述建筑薄板以便将其保持在支撑结构上，其中设置至少一个固定元件，该固定元件穿过建筑薄板并至少进入所述延长保持元件的顶部部分中。

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