用于假天花板的支撑金属结构的制作方法

分案申请

本申请为申请号2012800596860、申请日2012年11月07日、题为“用于假天花板的支撑金属结构”的分案申请。

本公开一般涉及用于假天花板的支撑结构，或承重结构领域，即放置在常规天花板下方用于平板或板(例如模块化板)的支撑结构，其通过所谓的吊架、钢拉杆、线、型钢或其它耦接制品连接至天花板。

用于假天花板的支撑结构包括用来支撑或支持板或平板的框架，其中框架包括通过特殊接头固定并交叉以理想地形成网格的金属型钢，此网格限定用于板或平板的支撑平面。

更具体地，本公开涉及用于假天花板的钢制品，例如金属型钢，且涉及用于制造钢制品的方法

背景技术：

已知用于假天花板的支撑结构的金属型材为具有t形剖面的细长形或适合于假天花板(例如，模块化假天花板)的其它形状的制品，其中型材通过折叠金属薄片或带获得。金属薄片本身被折叠形成金属薄片的两部分重叠以限定相邻和/或并排的金属薄片部分。

实践中，金属型材包括至少两个沿型材的纵向并排和/或重叠的金属薄片部分或壁。

在上述领域，还已知了需要使用金属薄片制造金属型材(其由尽可能轻且厚度较小的材料制成)以便对支撑结构重量和成本的影响最小。

然而，一旦安装，使用轻型材料可能无法保证金属型材充分发挥机械强度和稳定的性能。具体而言，厚度低于0.25毫米的型材不能保证与夹子连接所需的满意强度。此外，本公开的发明人已认识到双壁型材(其中两个厚度，例如为0.25毫米或更多，重叠)所具有的机械强度与厚度等于两个厚度之和的单壁型材的机械强度不同，其机械强度要高得多。由此可知，到目前为止进一步减小型材的厚度，尤其是双壁型材的厚度的可能性和希望似乎不很成功。

此外，本专利申请的发明人已认识到厚度低于0.25毫米会出现其它力学阻力问题；例如，可产生扭矩，如国际专利申请wo2014/016648a1中所强调的那样，该申请授予与本专利申请相同的持有人。

此外，在本公开的基础上，发明人进一步认识到有可能在减小型材厚度的同时获得足够的机械性能，在本公开的发明人看来这是由于使用了截至目前在用于假天花板的型材领域从未使用过的特殊钢材料。

技术实现要素：

因此，本公开基于提供用于假天花板的钢制品的技术问题，能够克服上文结合已知技术描述的缺点，和/或获得另外的优点或特征，尤其是使得能够保持合理的成本和重量。

这种技术问题可通过根据本发明的钢制品、用于假天花板的型材、夹子的组合、用于假天花板的支撑结构以及方法得以解决。本文还阐述了本发明主题的具体实施方案。

具体而言，提供了用于假天花板的钢制品，其结合了以下机械特性：

最大抗拉强度rm大于500n/mm2；以及

伸长率低于或等于15％，即从0至15％。

就上述特征而言，应明确的是，其应理解成机械领域中通常认可的含意。具体而言，术语“最大抗拉强度”表示达到材料故障点的最大强度。术语“伸长率”表示达到材料屈服点的钢的伸长率。该数据在某种程度上表征钢的变形能力。

由此得出，基于降低的伸长能力以及高最大强度的特征，根据本公开的钢制品具有高弹性回复能力。

在本公开的实施方案中，根据本公开的钢制品的最大抗拉强度rm为650n/mm2至850n/mm2，伸长率为1％至12％。

在本公开的实施方案中，根据本公开的钢制品的伸长率为2％至8％。

应注意，在炼钢领域，基于特定技术需求，有可能找到能够提供具有所述机械特征的钢的装置。

更具体地，根据镀锌装置和相关热循环方面的知识，本专利申请的发明人的直觉是通过使用具有这些特征的钢，有可能提供用于假天花板的厚度大大减小且同时具有高强度的型材。换句话说，本专利申请的发明人的直觉是具有上述机械特征的钢型材的厚度可减小，厚度减小并不会使型材的机械性能失效。

在本公开的实施方案中，钢为不锈钢，例如包括基于锌的涂层或基于锌合金的涂层。可替代地，钢可包括基于铝的涂层或基于与铝相关的合金的涂层，或其可以是涂漆钢或具有不同涂层。

这种钢与本领域目前使用的通常被称为dx51d的钢非常不同，或与其它特殊形成的钢不同，其具有以下特征：

最大抗拉强度rm为270至500n/mm2，更具体地，通常为350至380n/mm2；以及

伸长率大于22％，更具体地，通常为25％至30％。

事实上，可以看出，根据本公开的钢的最大抗拉强度几乎是用于假天花板的型材领域中所应用的众所周知的材料的最大抗拉强度的两倍。在这一点上，应注意本公开主题的材料与假天花板领域到目前为止通常使用的材料如此不同，以至需要使用适当的金属薄片形成和压制设备来获得根据本公开的用于假天花板的型材。设备上需要改变主要是由于本公开主题的材料的伸长能力大大降低。

此外，如上文所公开的那样，可以看出就强度增大的型材具有适度变形(伸长率降低)的可能性而言，型材有可能使用厚度较薄的材料，然而却保持相同的系统性能或具有优良特性。

具体而言，为了确保获得用于假天花板的厚度减小大约为0.10毫米至0.20毫米的型材(例如双壁型材)或相似制品，本公开的发明人已发现在镀锌步骤之前，钢厂需要利用具有适当热循环和清洁循环的装置。

具体而言，对起始制品(例如钢带)进行特定处理，设想进行冷清洁和随后的低温退火处理，例如在450℃至520℃的温度下。

此外，至于双壁型材，如上文公开的那样，为了克服由厚度减小引起的扭矩增大，采用了上述国际专利申请pct/ib2012/053862中描述且要求保护的技术方案，该申请授予与本专利申请相同的持有人且通过引用并入本文。

根据本公开的一些进一步的实施方案，将上述用于假天花板的型材的机械特性考虑在内，本公开的发明人已发现了将型材关联至夹子或连接制品的便利性或可能性,所述夹子或连接制品可变形以与型材相连接。具体而言，发明人已发现了使用伸长能力大于型材的夹子的便利性。具体而言，根据本公开的这些进一步的实施方案，夹子具有变形的金属薄片部分，例如深拉，其至少部分地围绕用于连接至金属型材的孔，其中所述深拉的金属薄片部分适于在其插入金属型材对应的孔之后以铆接。

所述夹子可由伸长特性良好(因此可被深拉)以及高强度和抗拉强度(因此可具有另一个夹子或另一个型材的狭缝中的耦接功能所必需的弹簧效应)的材料制成。

在一些实施方案中，发现适用于夹子的材料为结合了这两个优点的不锈钢。

在其它示例性实施方案中，具有上述良好的伸长特性(因此可被深拉)以及高强度和高抗拉强度特征的其它材料已被用于制造夹子。

可能会注意到，夹子的变形或深拉的金属薄片部分(意在通过铆接固定到型材上)是夹子本身的一部分。由此得出，在通过铆接在型材上之后，由于与型材连接，主要负载加在夹子上并由夹子承载以避免给型材造成负担。进一步可得出，在一些实施方案中，连接制品或夹子可固定至厚度减小但是抗拉强度高的金属型材(事实上，型材不需要变形或深拉)，然后材料重量减小。例如，就本领域已知的型材而言，存在以下可能性，即减小用于生产型材的材料的厚度，例如节约20％或更多材料。

就此而言，已发现在本公开的创造者看来，在用于假天花板的制品领域，不锈钢夹子与不锈钢型材(硬度/抗拉强度大于夹子的硬度/抗拉强度或与之相似/可与之相较，且伸长率降低)的组合是全新的。

由此得出，在夹子由不锈钢制成的情况下，已知其是一种有价值的材料，用于型材的材料所节省的厚度可远远补偿该有价值材料可能的成本。进一步可得出，就已知领域而言，有可能将不锈钢夹子与重量显著减小的不锈钢型材组合。

还应注意到，关于生产，进一步的优点在于不一定要更换模具和冲头来改变所生产的各种类型的型材的厚度，这是由于夹子的厚度(夹子为要变形的部分，即“待加工”材料)可保持不变。

根据本公开的一些进一步的实施方案，必要的话，使用用于型材的具有高弹性回复的材料会解决可能出现的需要将具有弹性的夹子(因此，例如不锈钢夹子)施加于型材上的问题。所述性能对于另一个型材的狭缝中的夹子的连接是必要的，例如在国际专利申请pct/ib2012/052560中描述的那样，该申请授予与本专利申请相同的持有人并且通过引用并入本文。

就此而言，根据本公开的所述进一步的实施方案，为了利用型材材料已有的弹性，夹子或连接制品成为型材的组成部分以限定整体耦接部件。换句话说，连接制品与型材一体形成或形成单件，因此无需施加。由此得出，整体耦接部件由相同的上述型材材料形成，并利用其弹性。

通过以下作为非限制性实例给出的实施方式的详细描述，本公开主题的其它特征和操作模式将很明显，

还应理解，结合以下具体实施方式描述的实施方案的所有可能组合在本公开的范围内。

附图说明

现在将参考附图，其中：

图1和图2示意性地示出用于假天花板的支撑结构的透视图；

图3和图4示出用于假天花板的进一步的支撑结构的透视图；

图5示出根据本公开的关联至型材的连接制品的透视图；

图6示出根据本公开的关联至型材的连接制品的侧视图；

图7示出沿图6的线iii-iii的剖面图；

图8示出图7中的细节iv；

图9和图10示出根据本发明的实施方案的用于假天花板的支撑结构的透视图；

图11和图12示出根据本发明的实施方案的用于假天花板的支撑结构的透视图。

具体实施方式

参考附图，根据本公开的金属型材以数字2表示。金属型材2连接至夹子1或连接制品(图1-8，11-12)或包括整体耦接部件101(图9-10)以限定根据本公开的用于假天花板的支撑结构的支持框架。

夹子1(下文将更具体地对其进行描述)固定至金属型材2的一端。如图1-4所示，夹子1可用于连接至另一个夹子，其又固定至金属型材，或可插入另一个金属型材2'(图3和图4)的狭缝中以形成用于假天花板的支撑或支持结构。

可替代地，在图9和10以及图11和12的实例所示的实施方案中，两个夹子1或两个整体耦接部件101从相对侧插入金属型材2'的狭缝中，这两个夹子或两个耦接制品又关联至相应的型材2以形成交叉结构。

在该实例中，金属型材2具有t形剖面，且通过折叠金属薄片获得以获得至少两个金属薄片部分5、6的重叠(图7和图8)。金属型材2可与所图示的不同，例如具有不同剖面，但是不论怎样，其适合假天花板领域。

具体而言，根据本发明的实施方案，与图中所图示的金属型材类似，金属型材2包括至少两个并排和/或重叠的金属薄片部分5、6或壁，如图7和图8所示。两个金属薄片部分5、6可彼此附着。

金属型材2沿主方向(也称作纵向)延伸。换句话说，金属型材为伸长的主体，其中可看到在纵向上延伸的长侧面，和横向(就长侧面而言)延伸的短侧面。

根据本公开的一方面，金属型材2具有以下机械特征：

最大抗拉强度rm为大于500n/mm2，更具体地，通常为500n/mm2至1000n/mm2；以及

伸长率为0％至15％。

实践中，金属型材具有高硬度和低伸长率。在本公开的实施方案中，金属型材2具有以下机械特征：

最大抗拉强度rm为650n/mm2至850n/mm2；以及

伸长率为1％至12％，或2％至8％。

其中所述机械特征被证实能够获得最好的结果。因此，其为伸长率减小且强度高，从而具有高弹性回复的钢型材。

钢可以是涂锌(镀锌)钢、不锈钢或涂漆钢，或具有不同涂覆的钢。在实施方案中，对于较低等级以及成本的生产，钢未涂覆。

由于金属型材具有所述高机械强度和低伸长率的机械特征，因此有可能使用厚度大大减小的金属型材，如将在下文中解释的那样，其适合进行由特定设备所执行的加工，如变形或深拉，而当型材安装在假天花板中时不会使安装的型材的机械性能失效。

具体而言，根据本公开的另一方面以及根据本公开的一些实施方案，与图1-8、11-12中所示的相似，主要对夹子1进行变形和深拉加工，夹子1的伸长能力大于型材2的伸长能力。夹子1可以是不锈钢，然后被耦接至不锈钢型材。具体而言，夹子1包括由第一夹子部分11形成的平板金属薄片主体3，包括用于通过夹持件和翼片与另一个夹子或与型材2'的所述狭缝或插槽或与另一个连接制品(未图示)连接的狭缝，和用于连接并固定至型材2的第二部分21。

本公开特别涉及用于与金属型材2连接的第二部分21；由此得出，在下文的描述中，将不会描述第一部分11，但应理解根据与另一个夹子或另一个型材连接的需要，其可制造有狭缝、夹持件、翼片或其它类型的连接部件。

第二部分21包括至少一个用于与型材2连接的孔23，在该实例中为两个通孔23。金属型材2也包括两个通孔32。

在示例性实施方案中，孔23、32为圆形。应理解，其可具有任何其它形状和尺寸。

夹子1的两个通孔23彼此完全相同。金属型材2的两个通孔32彼此也完全相同。因此在下文中，将仅参考每个夹子1的一个孔23以及金属型材2的一个孔32，应理解，这种描述也适用于夹子1的所有通孔23以及金属型材2的所有通孔32。

具体而言，根据本公开的一方面以及根据本公开的一些实施方案，与图1-8、11-12中所示的相似，夹子1包括变形的金属薄片部分，在图示的实例中为深拉部分24，其围绕孔23且相对于平板金属薄片主体3的一个面33突出。所述深拉金属薄片部分24相对于夹子1的平板金属薄片主体3的面33限定了凸起。深拉金属薄片部分24用于插入型材2上对应的通孔32中，并通过铆接方式紧靠在型材2上。

当固定至金属型材2时，深拉金属薄片部分24具有容置在型材2的通孔32内的插入夹子部分26，和相对于插入部分26径向突出的铆接夹子部分27。

更具体地，在图5-8图示的实施方案中，型材2具有与孔32相邻的平坦金属薄片37；由此得出，连接之后，用铆接的夹子部分27压制型材2的平坦金属薄片37并进行按压接触，从而确保连接稳定。

此外，在图5-8的示例性实施方案中，夹子1的深拉金属薄片部分24的形状基本为轴环形或圆柱形。由此得出，铆接之后，铆接的夹子部分27为冠状。

在其它未图示的实施方案中，深拉金属薄片部分24可具有不同于圆柱形的形状，例如其可由分离刀片或相似的翼片组成，用于铆接。

根据本公开的一些可替代的实施方案，如图9-10中图示的实施方案，提供了整体耦接部件101，而非连接制品1或夹子，整体耦接部件101为整体部件，其与型材2形成一体件。由此得出，整体耦接部件101包括型材2的所有上述机械特征和性能，即减小的伸长率以及高强度和高弹性回复。整体耦接部件101可适合于连接至型材2'，如在上述国际专利申请中描述的那样。

根据本公开的另一个方面，描述了用于将夹子1或连接制品固定至用于假天花板的支撑结构的金属型材(具有上述机械特征)的方法。

所述方法为制备金属型材提供了预备步骤。所述预备步骤包括提供钢制品(例如，钢带)的步骤，该钢制品具有以下特征：

最大抗拉强度rm大于500n/mm2，例如为500n/mm2至1000n/mm2，更具体地为650n/mm2至850n/mm2；

伸长率低于15％，即为0％至15％，更具体地为1％至12％，或为2％至8％。

根据所述性能，钢带的厚度可大大减小，大约为0.10-0.20毫米，其适合用于假天花板的型材领域。

在其它实施方案中，对钢带进行了涂覆，例如涂覆锌(镀锌)。具体而言，在镀锌之前，钢带会经受特定的热循环。

更具体地，钢带经受热循环，包括维护循环(在450℃)和/或适度退火(520℃)以获得粗制或稍退火的钢带。

通过信息可以看出，热循环基于当前仍使用的在本领域中被称作“森吉米尔型镀锌(sendzimir-typegalvanizing)”的工艺，其是为了纪念t.ksendzimir在1930年代创造的连续镀锌装置的第一个原型。该工艺首先是在氧化无焰炉中对冷轧带钢进行预烧以使轧制油残余物挥发并形成很薄的表面氧化物层。随后，在大约900°的温度下进行的退火在高还原性氮氢气氛(从酸洗的热解氨水获得)中进行，由于高温，钢带上出现氧化物。

因此，不可能成功地对粗制钢带进行镀锌而不使其退火。

大约在1970年代，通过使用对钢带进行直焰式清洁的特殊非氧化燃烧器，新型炉脱离了森吉米尔原理。利用用于表面处理的非氧化竖炉获得了进一步的改进。利用本类型的炉，在各种热循环所需温度方面获得了很好的灵活性，使得能够在520°至850°或更高的温度下进行退火，因此有可能获得粗制以及半加工产品，然而仍不具有所研究的厚度，如在本公开的一些实施方案中所指示的厚度。事实上，获得具有超薄厚度(0.10-0.20毫米)的粗制或未退火镀锌产品(仅利用传统炉不可能获得)的需要近期才出现。

重要的是理解，对于本公开的应用领域(假天花板)，钢带清洁的第一部分代表该工艺的一个重要部分，这是由于轧制油和氧化物层污染了冷轧。非常重要的是，对于形成恰当的填隙铁/锌合金，需从钢带除去这些污染物，这是因为为熔浴提供清洁彻底的表面以在镀锌步骤中获得合意的附着至关重要。

为了制造适合用于假天花板的制品的钢带，例如根据本公开的型材，已选择了特定炼钢装置，其在钢带进入镀锌装置之前通过冷加工法获得了清洁。如此，必定促进了用于清洁的直焰式加热，且装置可在较低温度下在这些厚度上运转，对于如此减小的厚度技术上很方便。各种步骤包括特殊热浴溶液中进行电解或超声除油污，随后在热水中洗涤和冲洗。此处，轧制产生的所有油分被除去。随后，为了除去表面氧化物，将钢带置于气密密封的盛有酸洗热稀盐酸(hci)的合适的大桶内运输以吸收并减少腐蚀性hcl烟雾。最后，在热水中在补偿的ph值下进行洗涤，钢带的制备结束，准备涂覆锌(镀与锌)。根据最终用途，有可能执行温和退火以使产品的变形度最小。

获得镀锌的厚度减小并具有上述机械特征的钢带之后，利用特定装置对钢带进行成形和压制以获得准备使用的型材。

在本公开的实施方案中，与图1至图8中所示的相似，进一步提供了一个步骤，其中夹子的一部分在夹子1的用于与金属型材2连接的通孔23周围变形以确定例如深拉金属薄片部分24。

应注意到由于型材2的材料的硬度和强度的性能，当抵靠型材2对夹子1的深拉部分冲压时，该型材不会变形。

深拉金属薄片部分24具有例如基本上为圆柱形或轴环形的形状。

在第一示例性实施方案中，夹子1连接至具有平坦金属薄片37的型材2，如图8所示。由此得出，插入后深拉金属薄片部分24通过铆接至型材2以获得类似图8中图示的连接，而不会产生变形，如上所述。

随后，夹子1的深拉金属薄片部分24的自由端边缘通过铆接在金属型材2的另一侧以形成铆接夹子部分27。

铆接夹子部分27压制相应的型材部分2。

通过铆接夹子1的深拉金属薄片部分24获得了非常稳定的连接。可以看出这种连接与型材2的厚度s无关，厚度s可大大减小，例如低于或等于0.25毫米或更小，直到0.10毫米。夹子1可具有较高的厚度s'，其可以是例如0.4毫米。

应注意由于使用减小的厚度s，必要或需要的话，夹子1可使用具有较高硬度和屈服强度特征的更有价值的材料，而不会显著影响金属型材的成本。

在本公开的实施方案中，如图9和图10中所图示，提供了代替夹子1应用于型材2的整体耦接部件101，根据上述镀锌方法，在由单个钢带形成时，其与型材2形成一体件。因此，由于整体耦接部件101与型材2为一体件，因此无需对单独的夹子进行加工。该可替代实施方案的整体耦接部件101具有与型材2相同的弹性回复特征，且可通过利用所述弹性连接至型材2'。

至此，已参考本公开的优选实施方案描述了本公开的主题。应理解可存在具有相同发明构思的其它实施方案，所有这些实施方案均落在下文阐述的要求保护的权利要求的范围内。