专利名称：吊顶用龙骨的制作方法
技术领域：
本发明涉及吊顶用龙骨结构，具体地讲，涉及龙骨交接处的连接结构。
本发明所涉及的现有技术龙骨具有沿天花板长度方向延伸的相互平行的主梁。这些主梁通过悬挂线材而从结构天花板上悬挂下来。主梁通常相距4英尺(4ft.)，并且通过长度为4英尺的横梁而彼此连接，所述横梁延伸在主梁之间并且沿主梁方向以2英尺的间隔垂直于主梁。龙骨具有长度为2英尺的附加横梁，所述附加横梁延伸在4英尺横梁之间，并且连接在4英尺横梁的中部。其结果是，形成了带有2英尺×2英尺正方形空格的龙骨，相应尺寸的嵌板可被铺设在这些空格中。
本发明涉及在龙骨相交处的连接结构。这样的连接结构见于美国专利5,839,246、6,178,712和5,517,796中，这些专利文献结合在此作为参考。这种连接结构中的接头通过一种安插动作实现安装，并且带有挡块，所述挡块抵靠在被接头插入的梁腹板上。本发明涉及这种挡块的定位。龙骨安装的现有技术在安装现有技术龙骨的过程中，一般长为12英尺(12ft.)的主梁段被以端对端的方式组装在另一主梁段上，从而形成了沿着天花板纵向延伸并且与侧墙平行的连续主梁。连续主梁上的每一段都通过固定在结构天花板上的悬挂线材悬挂下来。
接下来，另一个连续主梁被安装在平行于第一个连续主梁并距离其4英尺处。然后，4英尺(4ft.)长的横梁连接在相互平行的连续主梁之间，并且沿主梁纵向以2英尺(2ft.)的间隔垂直于主梁布置。接着，2英尺(2ft.)横梁被安插在4英尺横梁的中点之间，从而形成边长为2英尺的正方形空格，用以安放嵌板。这样的构造是众所周知的。这种天花板和梁的实例见于例如专利5,839,246和6,178,712中。龙骨连结构的现有技术在现有技术的连接中，例如，如专利6,178,712、5,839,246和5,517,796中所示，在一个连接结构处，相对的接头被相互连接在一起，并且通过位于腹板里的槽而与相交的梁的腹板连接在一起。所述接头通过一种安插动作而组装在一起。
在现有技术的带有2英尺×2英尺空格的天花板龙骨中，位于2英尺和4英尺横梁端部的接头在给定的天花板上是一样的，所述接头包括卡板或锁舌，在4英尺横梁的情况下，所述卡板或锁舌插入主梁腹板中的开口；在2英尺横梁的情况下，所述卡板或锁舌插入4英尺横梁腹板中的开口。同样，这种接头的例子也可见于上文提到的专利6,178,712、5,839,246和5,517,796中。
带有接头的2英尺横梁和4英尺横梁具有这样的作用，即在4英尺横梁的情况下，用于在天花板平面中将与它们相连的梁相互隔开；在2英尺横梁和4英尺横梁的情况下，用于为嵌在梁之间的空格中的隔音板提供水平支撑。
在完全组装好的梁中，带有确定的2英尺×2英尺大小的用以安装嵌板的空格的龙骨就形成了。希望将主梁以相对精确的4英尺距离大致彼此平行着安置，并且带有理想的相对紧凑的连接结构，这是因为由4英尺横梁造成的任何间隔误差将累积在整个天花板的横向上，以致于最终组装的龙骨不再是具有精确的2英尺×2英尺的正方形空格的模式。
这里定义的紧凑、更紧凑和紧凑性指的是可能出现在连接结构中的腹板侧向移动。在更紧凑的连接结构中腹板发生的侧向移动小于在较松弛的连接结构中。
此处所述类型的现有技术的接头在连接结构中不仅与交叉的梁的腹板相连，而且它们也相互连接在一起。本发明并不影响接头间相互连接的紧凑性或松弛性，而是只影响被接头插入的腹板可能的侧向移动或侧面移动。同样，可以参考专利5,839,246、6,178,712和5,517,796，其中对上述内容有详细解释。龙骨连接结构安装的现有技术如上文所解释，为了避免在天花板横向上产生累积性误差，尽管希望龙骨中4英尺横梁与主梁间的连接结构是紧凑连接结构，但是希望4英尺横梁之间的连接结构是松连接结构。通过首先安装主梁，再安装4英尺横梁，从而产生固定的2英尺×4英尺的空格。将2英尺横梁连接在4英尺横梁上只是为了支撑嵌入的嵌板，而不是为了在天花板平面上间隔开4英尺横梁。
实际上不但不需要利用2英尺横梁在天花板平面上间隔开4英尺横梁，而且也不需要产生这种间隔。例如，在使用相对紧凑连接结构的情况下，如果2英尺横梁稍长一些或稍短一些，或者如果主梁的空格间的间隔稍稍偏离2英尺，则在构造天花板的过程中，2英尺横梁和4英尺横梁在给定的2英尺×4英尺空格中发生连接时，2英尺横梁会使4英尺横梁发生弯曲。这种弯曲会沿着在一对平行主梁之间延伸的一排4英尺横梁逐渐累积。通过在4英尺横梁和2英尺横梁之间形成较松驰的连接结构，2英尺横梁实际上可以在连接结构中纵向游动，而不会使4英尺横梁弯曲，从而可以容忍2英尺横梁在制造上出现的任何误差或沿主梁长度方向排列的4英尺横梁间隔误差。
这样，在带有2英尺×2英尺空格的天花板龙骨中的连接结构的紧凑性或松驰性的要求方面存在矛盾。
此问题的一种解决方法是使用两种不同的接头，即松驰类型和紧凑类型的接头。然而，由于制造商需要针对某种给定的天花板而相对简单地生产、储备和销售一种类型的横梁，而且安装者也需要避免在安装中因使用不同类型接头而造成混乱，因此现有技术在4英尺横梁上和2英尺横梁上仍然使用相同的接头。
现有技术已着手在带有2英尺×2英尺空格的天花板龙骨的所有接头中采用较为松驰的标准，因为这种标准既能适应主梁上的连接结构，也能适应2英尺横梁和4英尺横梁之间的连接结构，尽管这种较松驰标准可能增加主梁的移位。较为紧凑标准可能造成4英尺横梁的弯曲，而且这种弯曲是累积性的。
为了使主梁的连接结构较为紧凑，本发明利用了在安装4英尺横梁的过程中主梁之间相对移动的能力。
在本发明中，4英尺横梁端部的连接结构比2英尺横梁端部的连接结构较为紧凑，而接头本身具有相同的构造，并且在相同的流程中以相同的机加工工具、压机和模具制造出来。需要做的只是在冲压出接头的模具中改变挡块的尺寸，以获得上文提出的理想挡块位置。接头以同种方式被安装。
图1是从天花板下面所作的天花板龙骨的示意图。
图2是从天花板下面所作的安装天花板龙骨时的示意图。
图3是本发明中在只2英尺横梁端部继续使用的现有技术接头的正视图。
图4是图3中的接头的正视图，其中挡块50在接头上向前移动了0.005″±0.001″的距离。
图5是图3中的接头的俯视图。
连接结构26和27在相交处将梁连接在一起。4英尺横梁22相互连接并且在连接结构26处与主梁连接。2英尺横梁相互连接并且在连接结构27处与4英尺横梁连接。在形成连接结构26和27的过程中，位于4英尺横梁22端部的接头24插入主梁21腹板上的槽，位于2英尺横梁23端部的接头25插入4英尺横梁22腹板上的槽。这种连接结构和接头是专利5,839,246、6,178,712和5,517,796中公开的现有技术类型的，正如本申请的图3至5中所示。
在现有技术的安装过程中，一根如图2中示意性显示的主梁21通过结构天花板上的线材悬挂于位置30，所述线材的例子见于专利6,178,712中。另外一根主梁被平行于设在位置30处的主梁21悬挂于位置31处，然后，通过安插动作把4英尺横梁22插入到位于30和31处的主梁21之间，如专利5,839,246和6,178,712中所公开的那样。
由于位于位置31处的主梁21目前还没有在龙骨锁定就位，因此它可以在32所示的方向上自由移动，以允许这种安插动作。
然后，2英尺横梁23再次通过安插动作在位置33处被插入4英尺横梁22之间。此时，4英尺横梁就不能自由摇摆或移动了，同时，位于位置31处的主梁21也不能在龙骨安装过程中如前所述地移动了。
上述步骤持续进行，直至天花板龙骨20被组装好。
下面参照专利6,178,712、5,839,246和5,517,796中公开的接头以及图3至图5而描述本发明。这些专利和本申请的图公开了在其底部具有挡块的接头。在专利5,839,246中，挡块以附图标记76号表示，在专利6,178,712中，一个接头上的挡块以附图标记8表示，连接结构中的相反接头上的挡块以附图标记8’表示。在专利5,517,796中，挡块以附图标记31号表示。在本申请的图3和图4中，挡块以附图标记50号表示。正如在现有技术中众所周知的，以及在专利5,839,246的图7、专利6,178,712的图3和专利5,517,796的图8中所看到的，当通过主吊架上的槽来完成连接时，这些挡块能够骑跨在主吊架的腹板上，并且抵靠着主吊架。接头就如所描述的那样被固定在连接结构上。
专利5,839,246中的挡块76、专利6,178,712中的挡块8和8”和专利5,517,796中的挡块31，与本申请的图3和图4中的挡块50一样，骑跨在通过接头而形成了连接结构的梁的腹板上。在以上提到的专利中，槽位于主梁的腹板中。但是，在本发明中，带有槽的梁也可以是4英尺横梁，这种横梁是现有技术中众所周知的并且如前面所描述。
本发明涉及此说明书的附图中的图3和图4所示的挡块50的不同位置。现有技术挡块50对应于上文提到的专利5,839,246、6,178,712和5,517,796中的挡块，图3所示接头上的其他现有技术特征对应于这些专利中所示的特征。图3所示的接头紧固在4英尺横梁的端部，图4所示的接头紧固在2英尺横梁的端部。除了将在后文中解释的挡块50的位置以外，图3和图4中的接头是完全一样的。
图3和图4中所示的接头都是安插类型的，并且与专利5,839,246和6,178,712中描述和展示的接头基本上是一样的。图3和图4中所示接头的构造和操作方面的细节描述请参考这两个专利。
专利5,839,246具有针对缓解火势扩大的附加特征。这种特征不属于本发明的一部分。
图3中所示的接头25具有设在这种位置上的挡块，即该挡块在过去同时适用于连接于主梁上的4英尺横梁和连接于4英尺横梁上的2英尺横梁。挡块50在现有技术中的位置以附图标记51表示。在本发明中，图3中所示的现有技术挡块，在挡块位于现有技术位置上的情况下，将继续被用于2英尺横梁的端部。现在，2英尺横梁和4英尺横梁之间的同样的相对松弛的连接结构将继续存在。
但是在本发明中，如图4中所示，连接结构24中的挡块50向着首先进入梁腹板的槽中的接头端部方向延长了0.005″±0.001″，从而到达附图标记52所示的位置，接头是通过此槽被插入的。在图3和图4中，这个插入端如箭头36所示，该箭头示出了在安装的过程中接头插入腹板的方向。
当如前所述的带有2英尺×2英尺空格的天花板龙骨使用图3和图4中所示的接头而安装在专利5,839,246和专利6,178,712所示的吊架上时，主梁上的连接结构的紧凑度将提高0.010″±0.002″。专利5,839,246中的图1和专利6,178,712中的图3显示了组装好的现有技术连接结构。位于龙骨每一侧的挡块将有利于提高紧凑度。通过这样增加连续主梁上的每隔2英尺设置的连接结构的紧凑度，在龙骨结构中，任何沿天花板横向发生在主梁间的4英尺间隔上的明显累积的偏差就被避免了。在保持住连续的主梁以增加精确度的同时，同样的只是挡块位置不同的接头被用于2英尺的横梁上，以提供出较松驰的连接结构，此连接结构将继续满足4英尺横梁在天花板的平面上没有任何弯曲的相对松弛或游动的要求。
图3和图4中所示的接头仍然可以以相同的机器、相同的方法被制造，并且仍然以专利5,839,246和专利6,178,712中描述的相同的现有技术方式连接在横梁端部。位于主梁和4英尺横梁中的槽也保持不变。
户外龙骨的安装采用相同的方法，而不需要安装者改变他们的现有技术技能。
如果想要拆开连接，同样可以根据专利5,839,246和专利6,178,712中所公开的方法进行。
权利要求
1.一种吊顶用龙骨，其由一组主梁、4英尺横梁和2英尺横梁在现场组装成带有2英尺×2英尺正方形空格的天花板龙骨，所述组装后的龙骨具有(a)分别设在一根主梁和两根4英尺横梁之间的连接结构；以及(b)分别设在一根4英尺横梁和两根2英尺横梁之间的连接结构，其中，所述(a)和(b)中的两种连接结构是由具有相同构造的接头构成的，其特征在于，包括使所述(a)中的连接结构比所述(b)中的连接结构更为紧凑的措施。
2.如权利要求1所述的吊顶用龙骨，其特征在于，使所述(a)中的连接结构比所述(b)中的连接结构更为紧凑的措施包括改变设在连接结构中的接头上的挡块的位置。
3.如权利要求2所述的吊顶用龙骨，其特征在于，设在所述(a)中连接结构中的接头上的挡块被这样改变位置，即从设在所述(b)中连接结构中的接头上的挡块的位置沿着能够防止所述(a)中主梁和所述(b)中4英尺横梁侧向移动的方向偏移了大约0.005″±0.001″的距离。
4.如前面任一权利要求所述的吊顶用龙骨，其特征在于，连接结构是通过接头的安插动作形成的。
全文摘要
在吊顶用的具有用以支撑嵌板的2英尺×2英尺空格的天花板龙骨中，主梁和4英尺横梁之间的连接结构被制作得比2英尺横梁和4英尺横梁之间的连接结构紧。两种连接结构使用相同的接头，但是接头上挡块的位置不同。
文档编号E04B9/12GK1467350SQ0310826
公开日2004年1月14日 申请日期2003年3月26日 优先权日2002年6月10日
发明者威廉·J·普拉特, 威廉 J 普拉特 申请人:沃辛顿·阿姆斯特朗风险投资公司, 沃辛顿 阿姆斯特朗风险投资公司