专利名称：钢制壁框系统的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种结构式框架的改良，尤指一种具有复数平行设置的支柱端缘藉由薄板构件装入框架内的形式。本发明框架主要是用在关于家用或商业上分隔应用的壁框系统，但同样能够用于许多不同形式的应用和许多不同形式的建筑物。
本发明框架的构件较佳地是由冷轧钢板制成，但本发明并不限定以此材质为基础。
本发明进一步关于构件本身的成型、框架构件间的接合性质、框架构件间的接合装置、构件本身的制造方法、具有构件的框架的制造方法、以及不同的框架架设方法。
习知框架的形式包括支柱和薄板构件，构件间是以紧固装置将彼此垂直接合，典型的紧固装置为螺栓、钉子、铆钉和类似物。有些习知系统具有整体的紧固装置，但这些系统仍然需要外部或插入的装置或工具，进行非实质性连接，譬如敲弯或敲平钉尖、点式焊接和类似方式。其他习知系统具有垂片和沟槽系统，加长支柱端缘分离设置的二垂片，接著插入搭配的薄板构件上的二沟槽内，该垂片必须能够折叠以形成非实质性接头，且此种框架的制造须于水平面上完成。
发明人爰因于此，本于积极发明的精神，及思一种可以解决上述问题的“钢制壁框系统”，几经研究实验终至完成此嘉惠世人的发明。
本发明的一目的是提供一种框架系统及其组设的方法，以克服或改善习知系统的缺失。
本发明的另一目的是提供习知系统之外至少另一种选择。
依据上述发明目的，本发明一种框架系统包括支柱构件和薄板构件，支柱构件端缘紧靠顶抵薄板构件，使得支柱和薄板构件的纵轴彼此垂直；每一薄板构件具有至少一凸缘部和一带有至少一基底元件和至少一互补元件的网状部，当凸缘部延伸在此并具有缝隙装置，该互补元件是与基底元件在相同方向互补；每一支柱构件具有至少一凸缘部和一网状部，该网状部具有一带有舌榫装置的截切部延伸其中，当该支柱构件紧靠顶抵该薄板构件时，该截切部带有舌榫装置对应该薄板构件上该网状部的该互补元件，适于穿过互补元件上的缝隙装置，支柱构件端缘紧靠顶抵该薄板构件上网状部的基底元件；其中整体的紧固装置是由舌榫和沟槽连结而成，紧固装置是在舌榫穿过沟槽之后，避免舌榫从沟槽脱离。
较佳地，缝隙装置是为一沟槽，舌榫装置为单一舌榫适于穿过沟槽，该沟槽较佳地垂直于薄板构件的纵轴；在其他较佳的成型中，缝隙装置在复数互补元件上成型为复数沟槽，使对应数目的舌榫适于穿过其中。
较佳地，紧固装置是由舌榫和沟槽构成，简易地藉由舌榫穿过沟槽，或利用一外部工具或类似物使舌榫变形，整体的紧固装置也能够以外部工具加以接合。
在较佳的成型中，舌榫仅部分延伸到支柱构件上网状部的截切部，然而，舌榫尺寸能够适于容纳在薄板构件的互补网状元件和基底网状元件间的限制，舌榫能够延伸到支柱构件端缘。
较佳地，缝隙装置是为一沟槽，延伸横跨整个互补网状元件，藉此截切部成型为T形沟槽带有舌榫装置，形成一对舌榫彼此向内延伸，舌榫的边缘成型为T形沟槽，适于穿过互补网状部的沟槽。较佳地，紧固装置是由舌榫和沟槽构成，简易地藉由舌榫穿过沟槽，或利用一外部工具或类似物使舌榫变形，整体的紧固装置也能够以外部工具加以接合。
在较佳的成型中，当舌榫通过沟槽即变形，并置于互补部背后，较佳地，变形是于相反方向。
本发明较佳实施例提供一种框架接头，由于支柱构件中变形垂直的自行紧固，当接头完成时，舌榫和支柱构件的纵轴维持在一直线上，形成非实质性连接；一种高强度连接能够藉由特殊工具，相对于沟槽的纵轴向右旋转舌榫的自由侧，舌榫较佳地在支柱构件的非实质性长度之内，且舌榫的长度尺寸适于容纳在薄板构件的互补网状和基底网状元件的限制内，舌榫的最小长度由支撑所需的非实质性接头的能力且/或装配容易度所决定，此处非实质性接头的功用满足框架能够在竖直位置原地制作。
较佳地，本发明是关于薄板网状元件上成型有单沟槽与基底网状元件互补，使其与搭配的支柱构件上成型的舌榫形成非实质性接头，基底网状元件于沟槽处紧靠著搭配的支柱构件端缘，垂直于薄板构件的纵轴。本发明的保护范围内，可设置复数沟槽及/或互补网状元件，对应支柱舌榫可设有其他整体的紧固装置，譬如倒钩、柄脚和类似物，单一或复数地成型于舌榫边缘或表面。
本发明的一实施例设有一沟槽完全横跨互补网状元件，深度到达侧面全部，使得支柱构件能够安装于C形沟槽内，无需任何凹槽或其他物件；在此实施例中，紧固装置(较佳为钉固)能够从框架任一侧安装。或者，此种支柱构件端缘能够开设一T形配置，使二垂片在相反方向变形。
在上述后面的范例中，本发明实施例提供一种框架接头，由于支柱构件中变形垂片的自行紧固，当接头完成时，舌榫和支柱构件的纵轴维持在一直线上，形成非实质性连接；一种高强度连接能够藉由特殊工具，相对于沟槽的纵轴向右旋转舌榫的自由侧，舌榫较佳地成型在支柱构件的非实质性长度之内，且舌榫的长度尺寸适于容纳在薄板构件的互补网状和基底网状元件的限制内，舌榫的最小长度由支撑所需的非实质性接头的能力且/或装配容易度所决定，此处非实质性接头的功用满足框架能够在竖直位置原地制作。
本发明的制造方法能够藉由轮流或连续的压制、冲压和类似处理，使薄板构件的互补网状部突伸出垂片，在本发明的范围内，就支柱构件带有任何类型垂片和薄板构件中央部或复数处带有互补网状元件的连接而言，可涵盖任何有关于此的制造方法。
在本发明的范围内也提供一种接头的成型是藉由安装紧固装置(较佳为钉固)穿过垂片，当垂片被折叠顶抵互补网状部侧边时，在此情况下垂片能够被折叠到互补网状元件的内部或外部，与紧固装置适当的安装。
本发明较佳实施例的制造方法是壁框滚轴或类似物，将突伸入薄板构件的互补网状部的舌榫或垂片适当地压平，因此紧固该接头。本发明在此所揭露的较佳成型，垂片在此种处理下折叠，支柱可紧靠互补网状元件的侧边。
本发明较佳实施例中，冷轧网结构构件尺寸为70×35毫米和90×35毫米，厚度范围从0.35至4毫米，然而不能以此限定本发明的保护范围，结构构件无论以其他尺寸或基本材质构成，只要能够表现出类似作用，仍应属本发明的权利范围。
由于本发明构造新颖，能提供产业上利用，且确有增进功效，故依法申请发明专利。
本发明较佳实施例请参照下列详细说明和附图，其中
图1是本发明支柱较佳实施例的示意图，其显示有一成型的舌榫。
图2是本发明图1支柱构件较佳实施例沿著A-A线的截面图，其显示舌榫边缘设有相反的弯折变形。
图3是本发明图1较佳实施例支柱构件接合到薄板构件的平面图和对应的端缘视图，其显示一种非实质性接头和一种较佳成型的高强度接头。
图4是本发明图3较佳实施例接合的示意图，其中支柱舌榫折出并压制安装穿过舌榫和互补网状元件的紧固装置。
图5是本发明支柱构件上舌榫另一种较佳成型的示意图。
图6是为图5支柱构件成型的正视图。
图7是为图5支柱构件接合到薄板构件的平面图和对应的端缘视图，其显示一种非实质性接头。
图8是为图7沿著B-B线的截面图，其显示薄板构件上的沟槽。
图9是为支柱构件上舌榫另一种较佳成型的示意图。
图10是为图9支柱构件成型的正视图。
图11是为图10支柱沿著C-C线的截面图，其显示舌榫较佳地成型有倒钩。
图12是为图9支柱构件接合到薄板构件的平面图和对应的端缘视图，其显示一种非实质性接头。
图13是为图12薄板成型沿著D-D线的截面图，其显示较佳地形式的沟槽。
图14是为本发明另一较佳实施例接合的分解示意图，其显示互补网状元件和其侧面的沟槽，以及搭配的支柱构件的槽口端缘。
图15是为较佳成型的支柱构件接合到薄板构件的平面图和对应的端缘视图，其显示一种较佳成型的非实质性接头和一种较佳成型的高强度接头。
图16是为图14支柱构件较佳成型沿著图15E-E线的截面图，其显示在一种非实质性接头的范例中，舌榫边缘设有相反的弯折变形。
图17是为图16沿著F-F线的截面图。
图18是为薄板构件另一较佳实施例的平面图。
图19是为图18薄板端缘的细部图。
图20是为图18沿著G-G线的截面图。
图21是为支柱构件另一较佳实施例的平面图。
图22是为图21支柱沟槽的细部图。
图23是为图21沿著H-H线的截面图。
图24是为支柱构件轮廓另一较佳实施例的截面图。
图25是图24支柱构件端缘细部的平面图。
图26是为图24支柱构件端缘另一种细部变化的平面图。
图27是为图26沿著I-I线的截面图。
图28是为图26沿著J-J线的截面图。
图29是为连接板构件较佳实施例的平面图。
图30是为图29连接板其中一个角落的细部图。
图31是为支柱构件在壁框与连接板接合的截面图。
图32是为支柱和连接板间接合的一种变化的细部图。
图33是为支柱和连接板间接合的另一种变化的细部图。
图34是为连接托架较佳实施例的平面图。
图35是为图3 4托架沿著K-K线的截面图。
图36是为薄板构件和支柱构件间接合的一种较佳配置的部分截切示意图。
图37是为薄板构件和支柱构件间接合的另一种较佳配置的部分截切示意图。
图38为薄板构件和椽或桁架弦杆间接合的一种较佳配置的部分截切示意图。
图39是为壁框的部分截切侧视图，其显示门装配的详细状况。
图40是为图39沿著L-L线的截面图，其显示边框轮廓。
图41是为图39图沿M-M线的截面图，其显示支柱构件背对背的轮廓。
图42是为薄板构件和支柱构件间接合的一种较佳配置的部分截切示意图。
图43是为壁框的部分截切侧面视图，其显示窗装配的详细状况。
图44是为支柱构件和顶板构件间接合的部分截切示意图。
图45是为支柱构件和底板构件间接合的部分截切示意图。
图46是为依据较佳实施例的一般用途工具用于壁框成型的示意图。
图47是为要插入图46工具的凿子的侧视图。
图48是为凿子插入图46工具的侧视图。
为能让贵审查委员能更了解本发明的技术内容，特举较佳具体实施例说明如下。
图1至图4是有关于实施例的图示，揭露框架系统10的部分接合状况，该框架系统10包括支柱11和搭配的薄板12，在非实质性接头13和高强度接头14处接合。支柱11成型为有唇的C形断面，带有网状部15和二唇状凸缘16；薄板12成型为变U形断面，带有网状部17和二凸缘18，网状部17中央具有互补元件19和二分离的基底元件20邻接于凸缘18，该互补元件19具有矩形轮廓，如图所示，当支柱11的端缘22以垂直方式紧靠顶抵薄板12时，互补元件19对应并搭配一在支柱11的端缘22处网状部15上的截切部21。
在薄板12的复数沟槽24定位于网状部17的互补元件19时，每一支柱11具有的一舌榫23突出于截切部21。为形成非实质性接头13，舌榫23适当的穿过沟槽24之一，使得支柱11的端缘22紧靠顶抵薄板12的网状部17，凸缘16和18也紧靠著；当舌榫23插入沟槽24时，支柱11套叠入薄板12，横跨截切部21的距离G等于横跨互补元件19的距离H，此时舌榫23的长度I小于互补元件19的深度J。
在此实施例中，舌榫23具有变形的边缘25，可在插过沟槽24之后，紧固于互补网状元件19之下，该变形的边缘25是可弯折互补，使得插入后在沟槽24任一侧变形，形成非实质性接头。
为形成高强度接头14，变形的边缘25于互补元件19之下，藉由适当的手工具(图未示出)进一步弯折。
如图4所示，为将薄板12压制在水泥、木材或类似物上，可利用石造锚26穿过舌榫23上的孔洞27，藉此舌榫23被向右弯折以紧靠顶抵互补元件19，此种压制方法能够应用于本发明的所有结构成型。
图5至图8所示的实施例中，基本上是与图1至图4所述者相同，成型于截切部21的舌榫23在本实施例为非矩形，其具有一对倒钩28紧固于薄板12上网状部17的互补元件19侧面30所成型的侧面沟槽29。在此实施例中，如图8所示，沟槽24延伸到侧面30，且沟槽29被成型于侧面30较低处，为形成非实质性接头13，舌榫23插过沟槽24，倒钩28于是适当的紧固于沟槽29后面。
同样地，图9至图13所示的实施例中，是类似于另一实施例，如图13所示，沟槽24略微变形，与舌榫23上的倒钩28相互作用，以形成紧固机构，于是非实质性接头13和高强度接头14以类似于另一实施例的方式，再次成型。
图14至图17所示的实施例中，沟槽24延伸环绕著互补元件19，舌榫23是由一对舌榫从截切部21侧边延伸所构成，在此实施例中形成T型槽，该舌榫23是用以穿过沟槽24，一对舌榫变形的边缘25紧固于互补元件19之下。在此种形式下为形成非实质性接头13，舌榫或垂片23插入搭配薄板12上互补网状元件19的沟槽24内，垂片23的变形边缘25紧固于薄板12的互补网状元件19之下。在此种形式下为形成高强度接头14，垂片23的变形边缘25藉由适当的装置，被进一步弯折环绕于互补网状元件19之下，且可被折平顶抵互补网状部。上述设置亦应用于框架内支柱构件11的每一端缘处，垂片23的最大深度是对应薄板12上互补网状元件19的深度。
上述不使用任何紧固件或昂贵的工具作为支柱11和薄板12的接合方法，是有助于降低建筑物成本，特别适用于低建造技术水准和建筑劳工的开发中国家。
非实质性框架接头13是简易地将支柱11插入薄板12，并使用一种如图46至图48所示简便而便宜的手工具40达成高强度接头14；建造期间框架10是由支柱11和薄板12藉由相同技术予以构成，不需譬如焊接、铆接和螺锁等传统的接合方法。该接合技术可从壁框延伸到嵌板的地板和屋顶框架，使其应用范围涵盖整个建筑结构，整个结构能够使用一手工具40预以装配，现场也不需提供电力。
支柱11和薄板12有关的其他实施例是如图18至图45所示；图18至图20中的薄板12具有如前叙述的轮廓，且支柱11上设有沟槽24，用于框架10的薄板12较佳地设有识别号41以识别其在框架10内的位置，浮凸符号42以识别支柱的方向，并在薄板12上冲出检修孔43，此时如图21至图28所示的实施例，支柱11是为标准化，均为对称且都设有检修孔44，不需要有特殊支柱用于薄板12内的特定位置；薄板12上的检修孔43通常仅在顶部薄板12和底部薄板12冲孔，其可在实心壁中用以容纳锚(图未示出)。图18所示的薄板12具有预先截切的沟槽45，使得底部薄板12的部分可移开，藉由凿子或类似物开启门。舌榫23具有变形边缘25是以上述实施例所述的类似方式穿过沟槽24。
图29至图33所示的连接板46是在壁框接合时，用以连接相邻的支柱11呈图31的设置，该连接板46通常为矩形，四个角落成舌榫47，以插过支柱11上的沟槽48，舌榫47穿过沟槽48之后是如图32所示被弯折，或如图33所示被扭曲使边缘49变形，此意味著舌榫的作用类似于上述其他舌榫具有变形的边缘。
图34或图38所示的连接托架50是在垂直配置情况下，用以连接相邻的顶部薄板12，使支柱11位于邻接的薄板12之中，托架50具有和薄板12上基底元件20相同轮廓的连接部51，其上设有预冲孔52，螺栓53或钉子是将连接部51紧固于薄板12，此时托架50的一自由端54能够被折叠成弯折，并插过邻接薄板12上其中之一的沟槽24。
如图37所示，连接托架50也可在建筑物中，用以连接邻接楼层的壁框10，在壁框、楼板的固接配置时，连接托架50用以连接邻接楼层的顶部和底部薄板12，侧板12用以容纳楼层板55和楼层压板56，如图38所示，托架50也用以固接椽或桁架弦杆57。
图39至图41所示壁框的门装配中，组件有顶部和底部薄板12、标准支柱11和一顶板12A，边框轮廓是如图40所示，支柱构件背对连接的轮廓则如图41所示，此处连接柄59插入支柱11的沟槽48内以连接支柱，图42为片条上设有一连串的连接柄59，必要时亦能够折断作为个别使用。
图43至45所示壁框的窗装配中，组件有顶部和底部薄板12、标准支柱11、一顶板12A其上在顶部薄板12和顶板12A间为11A、以及一底板12B其下在底板12B和底部薄板12间为11B；如图44和图45所示，连接托架50再次用以将顶板12A和度板12B连接到邻接的支柱。在此种配置下，连接部51紧靠顶抵支柱11的唇部，此时自由端54被弯折穿过沟槽48。
图46至图48所示的手工具40基本上是呈带有追头61和追柄62的追子，其上沟槽63提供扭曲没的舌榫和类似物。一插入凿子64藉由譬如螺纹、钉栓等适当装置固接于追柄内，必要时可用以截切支柱11和薄板，或将底部薄板12从门开口处移开。
本发明框架系统10的优点是使用较小厚度、较轻重量的钢结构，其可大量生产达到支柱每分钟60公尺和薄板每分钟30公尺以上的产能，从辊压成型机大量生产出成束的支柱和薄板，此意味著20套组装用的家用框架能够在单次运送中到建筑现场，这在从人口稠密区域横跨到公路系统低度开发区域时就显得非常重要，相反地，单套家用单元能够轻易地藉由小型车或货车运送。
本系统无需在工厂内藉由夹具等器具制造，因此在运输性较差的地方并无额外的成本增加。
本系统能够在最少的指导和监督下，使用手工具有现场装配，所有的指示均可在标准化的薄板和支柱上看到。屋顶和地板结构的嵌板、制造和安装方式与壁面类似，框架能够藉由手工具上内建的槌头钉入水泥基座，达到稳固接合和便宜制造的功用，并能够在一般手工作业中持续使用。
综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，在在均显示其迥异于习知技术的特征，为“钢制壁框系统”的一大突破，恳请贵审查委员明察，早日赐准专利，以上所揭露者仅为本发明的部分实施例，当不能以之限定本发明得实施的范围，对熟习该项技术者而言，凡不脱离本发明基本构成者，或利用本发明的主要技术特征所作的不同修改与变化，皆应乃属末专利所主张的权利范围。
权利要求
1．一种钢制壁框系统，其特征在于，包括支柱构件和薄板构件，支柱构件端缘紧靠顶抵薄板构件，使得支柱和薄板构件的纵轴彼此垂直；每一该薄板构件具有至少一凸缘部和一带有至少一基底元件和至少一互补元件的网状部，当凸缘部延伸在此并具有缝隙装置，该互补元件是与基底元件在相同方向互补；每一该支柱构件具有至少一凸缘部和一网状部，该网状部具有一带有舌榫装置的截切部延伸其中，当该支柱构件紧靠顶抵该薄板构件时，该截切部带有舌榫装置对应该薄板构件上该网状部的该互补元件，适于穿过互补元件上的缝隙装置，支柱构件端缘紧靠顶抵该薄板构件上网状部的基底元件；其中整体的紧固装置是由舌榫和沟槽连结而成，紧固装置是在舌榫穿过沟槽之后，避免舌榫从沟槽脱离。
2．根据权利要求1所述的钢制壁框系统，其特征在于，其中缝隙装置是为一沟槽，舌榫装置为单一舌榫适于穿过该沟槽。
3．根据权利要求2所述的钢制壁框系统，其特征在于，其中沟槽垂直于薄板构件的纵轴。
4．根据权利要求1所述的钢制壁框系统，其特征在于，其中缝隙装置在复数互补元件上成型为复数沟槽，使对应数目的舌榫适于穿过其中。
5．根据权利要求1所述的钢制壁框系统，其特征在于，其中紧固装置是由舌榫和沟槽构成，简易地藉由舌榫穿过沟槽，或利用一外部工具或类似物使舌榫变形。
6．根据权利要求1所述的钢制壁框系统，其特征在于，其中整体的紧固装置是以外部工具加以接合。
7．根据权利要求2所述的钢制壁框系统，其特征在于，其中舌榫仅部分延伸到支柱构件上网状部的截切部。
8．根据权利要求2所述的钢制壁框系统，其特征在于，其中舌榫延伸到支柱构件端缘。
9．根据权利要求1所述的钢制壁框系统，其特征在于，其中缝隙装置是为一沟槽，延伸横跨整个互补网状元件，藉此截切部成型为T形沟槽带有舌榫装置，形成一对舌榫彼此向内延伸，舌榫的边缘成型为T型沟槽。
10．根据权利要求9所述的钢制壁框系统，其特征在于，其中当舌榫通过沟槽即变形，并置于互补部背后。
11．根据权利要求10所述的钢制壁框系统，其特征在于，其中变形是于相反方向。
全文摘要
一种钢制壁框系统包括支柱构件和薄板构件,支柱和薄板构件的纵轴彼此垂直;每一薄板构件具有至少一凸缘部和一带有至少一基底元件和至少一互补元件的网状部,当凸缘部延伸在此并具有缝隙装置,互补元件是与基底元件在相同方向互补;每一支柱构件具有至少一凸缘部和一网状部,网状部具有一带有舌榫装置的截切部延伸其中;整体的紧固装置是由舌榫和沟槽连结而成,紧固装置是在舌榫穿过沟槽之后,避免舌榫从沟槽脱离。
文档编号E04B2/00GK1304008SQ0013249
公开日2001年7月18日 申请日期2000年11月22日 优先权日1999年11月23日
发明者伯瑞得伯利·佛蓝克·高雷居, 约翰·艾伦·吹雷瑞 申请人:史堤伦巴有限公司