用于支撑墙体立柱的轨道系统的制作方法

本发明总体上涉及建筑物，并且具体地涉及用于支撑多个平行间隔开的墙体立柱的方法和设备。

背景技术：

在建筑行业中，通常使用金属墙体立柱来建造墙体和其他结构。该立柱以分开的间隔安装，以提供框架，用于安装干墙板等。

在现有技术中，已知各种轨道系统用于将墙体立柱支撑在期望位置。这种系统一般包括固定到天花板的顶部轨道和固定到地板的底部轨道，底部轨道与顶部轨道对准。每个墙体立柱位于顶部轨道和底部轨道之间并且通过螺栓或卷边(crimping)固定在位。在“滑轨(sliptrack)”系统的情况下，墙体立柱可被切割为长度小于顶部轨道和底部轨道之间的整个垂直距离。这允许在安装墙体立柱之后顶部轨道相对于底部轨道移动一些。因而滑轨系统可容许天花板位置例如由于所施加负荷的变化或温度波动而相对于墙体和地板偏移。在一些现有技术系统中，设置有外部轨道和可移动的内部轨道来实现滑轨功能。

在传统的墙体建造系统中，每个立柱通过紧固件如金属螺栓固定到顶部轨道和底部轨道。这一般需要安装者使用梯子和螺栓枪将每个立柱的顶端固定到顶部轨道和建筑框架。以相似的方式将每个立柱的底端固定到底部轨道。在一些情况下，没有经验的工人可能会将立柱安装在不正确的轨道位置，导致立柱之间间距不一致或偏离垂直定位。在一些情况下，从轨道移除紧固件和将墙体立柱重新安装在正确方位是耗时的且劳动强度大。

在现有技术中，已知一些无紧固件的立柱对准系统，其中通过形成在轨道中的夹子或翼片而不是通过单独的紧固件将墙体立柱保持在位。这样的系统不需要螺栓枪或其他工具来驱动紧固件。然而，在一些情况下，轨道夹子没有被设计成容纳标准墙体立柱，并且必须使用定制的立柱。在其他情况下，不能在安装后容易地从夹子取出立柱，特别是在较重的规格立柱(gaugestud)的情况下。

becker等人的美国专利no.6,647,691例示了本领域中的现有技术。becker描述了用于支撑墙体立柱的轨道结构，其中通过对置的夹子将立柱保持在轨道中的位置。每个夹子包括轨道侧壁的一部分，其向内弯曲以形成凸表面和立柱脊容纳部。立柱在轨道中可以或者也可以不防止坐底(bottomed-out)，这取决于墙体是否在承重。

becker等人的轨道结构的一个缺点是：一旦安装，墙体立柱不能容易地与轨道解耦合。而是，需要较大的力从轨道夹子取出立柱侧凸缘。此外，becker等人的结构要求每个立柱以相同的取向插入到顶部轨道和底部轨道中，即，立柱侧凸缘仅在一个方向上突出。此外，becker等人的系统要求从轨道自身冲压出翼片，这不利地损害了轨道的连续性并且可能被一些建筑规范禁止。

ferguson等人的美国专利no.8,615,959b2也描述了一种用于支撑墙体立柱的轨道结构，其中利用通过金属冲压在轨道中形成的翼片和插槽将立柱保持在位。与becker等人的相似，该结构的缺点是：在一些管辖区域内，建筑规范规定穿过轨道的凸缘的切口或槽口是不被允许的。

技术实现要素：

根据本发明的第一实施方式，公开一种用于支撑和保持多个平行间隔开的墙体立柱的设备。所述设备包括：具有第一和第二侧边的纵向延伸的基底和从所述第一和第二侧边总体垂直于所述基底延伸的第一和第二相对侧壁，其中所述基底和侧壁一起限定槽，所述槽用于容纳和保持所述多个墙体立柱的端部。所述设备还包括多个夹子，所述夹子的尺寸使得所述夹子能够安装在所述槽中并且在所述槽中横向延伸，所述多个夹子中的每个夹子具有从所述基底延伸的第一和第二翼片，其中所述第一和第二翼片各自与所述第一和第二侧壁中对应的侧壁限定缝隙，所述缝隙的尺寸使得能够在其中容纳所述墙体立柱的一部分。

所述夹子可包括在所述第一和第二翼片之间延伸的底部。所述夹子的所述底部可基本上是平面的。所述夹子的所述底部可固定到所述基底。所述第一和第二翼片可基本平行于所述第一和第二侧壁延伸。

所述第一和第二翼片中的每个翼片可包括邻近所述基底部的底部和远离所述夹子的基底部的顶部。所述底部和顶部之间可具有弯曲角。所述底部可朝向所述第一或第二侧壁形成角度，并且其中所述顶部远离所述第一或第二侧壁形成角度。

所述多个夹子中的每个夹子可由基本上平面的单一片材形成。所述多个夹子可沿着所述槽以规则的间隔分隔开。所述缝隙可适于限制位于其中的接合位置的所述立柱的水平移动。所述缝隙可适于通过垂直滑动位于其中的所述立柱来使所述立柱在接合位置和脱离位置之间垂直移动。

根据本发明的第一实施方式，公开一种用于形成墙体的成套工具，所述成套工具包括：至少一个顶部轨道；至少一个底部轨道；以及多个金属墙体立柱，所述墙体立柱具有侧壁，所述侧壁尺寸使得所述侧壁能够容纳在所述顶部轨道和底部轨道的缝隙中。所述顶部轨道和底部轨道各自包括：纵向延伸的基底，所述基底具有第一和第二侧边；以及从所述第一和第二侧边总体垂直于所述基底延伸的第一和第二相对侧壁，其中所述基底和侧壁一起限定槽，所述槽用于容纳和保持所述多个墙体立柱的端部。所述顶部轨道和底部轨道各自还包括多个夹子，所述夹子的尺寸使得所述夹子能够安装在所述槽内并且在所述槽中横向延伸，所述多个夹子中的每个夹子具有从所述基底延伸的第一和第二翼片，其中所述第一和第二翼片各自与所述第一和第二侧壁中对应侧壁限定缝隙，所述缝隙的尺寸使得能够在其中容纳所述墙体立柱的一部分。

所述顶部轨道的基底可沿着平行于所述底部轨道的基底的平面延伸，所述顶部轨道的基底与所述底部轨道的基底的距离大于所述多个金属立柱的长度，以允许所述多个金属立柱的相对滑移。所述顶部轨道的槽的深度可大于所述底部轨道的槽的深度。所述顶部轨道的翼片的长度可大于所述底部轨道的翼片的长度，以在顶部轨道中限定对应的较深缝隙。

根据本发明的第一实施方式，公开一种用于形成墙体的方法，所述方法包括：将底部轨道固定到地板表面，以及将顶部轨道固定到天花板表面。所述底部轨道和顶部轨道各自包括：具有第一和第二侧边的纵向延伸的基底和从所述第一和第二侧边总体垂直于所述基底延伸的第一和第二相对侧壁，其中所述基底和侧壁一起限定槽，所述槽用于容纳和保持多个墙体立柱的端部。所述底部轨道和顶部轨道各自还包括多个夹子，所述夹子的尺寸使得所述夹子能够安装在所述槽中并且在所述槽中横向延伸，所述多个夹子中的每个夹子具有从所述基底延伸的第一和第二翼片，其中所述第一和第二翼片各自与所述第一和第二侧壁中对应的侧壁限定缝隙，所述缝隙的尺寸使得能够在其中容纳所述墙体立柱的一部分。该方法还包括：提供多个金属墙体立柱；将所述多个金属墙体立柱各自的顶端接合在所述顶部轨道的缝隙中，旋转所述多个金属墙体立柱中的每一个，以使其与所述底部轨道的缝隙对准；以及垂直移动所述多个金属墙体立柱中的每一个，以使其与所述底部轨道的底部缝隙接合。

在阅读了以下接合附图对本发明具体实施方式的说明之后，本发明的其他方面和特征对本领域技术人员来说将是明显的。

附图说明

在示出本发明实施方式的附图(每个图中相似的附图标记表示对应部件)中：

图1是根据本发明第一实施方式的用于形成墙体的组件的透视图。

图2是图1的组件的顶部轨道的透视图。

图3是图2的顶部轨道沿截面线3-3取得的横截面图。

图4是用于形成在图2的顶部轨道中使用的夹子的切片的平面图。

图5是图4的弯曲的顶部轨道夹子的前视图。

图6是图1的组件的底部轨道的透视图。

图7是图6的底部轨道沿截面7-7取得的横截面图。

图8是用于形成在图6的底部轨道中使用的夹子的切片的平面图。

图9是图8的弯曲的底部轨道夹子的前视图。

图10是示出用于可解除地将墙体立柱耦合到顶部轨道和底部轨道的步骤的轨道组件的局部透视图。

图11是示出墙体立柱的下端位于轨道缝隙上方的详细横截面图。

图12是示出墙体立柱的下端位于轨道缝隙内的详细横截面图。

具体实施方式

参考图1，图1总体示出了用于支撑墙体立柱9的轨迹组件10。轨迹组件10包括装配到建筑物的天花板框架的顶部轨道14和装配到建筑物的地板的底部轨道40。顶部轨道14包括水平基底18和总体垂直于基底18延伸的一对相对的垂直侧壁20。底部轨道40包括水平基底42和总体垂直于基底42延伸的一对相对的垂直侧壁44。具有侧壁20的基底18和具有侧壁44的基底42一起限定了总体u形的顶部槽22和底部槽41。如以下进一步所述，顶部槽22和底部槽41各自的尺寸使得能够在其中容纳立柱9的端部6、5。在顶部轨道14(图2-3)中侧壁20的高度以及因此顶部槽22的深度可以比底部轨道40的侧壁44的高度以及因此底部槽41的深度大(图6-7)。

如图10中最佳地示出的，每个立柱9包括基底8和在垂直于基底8的平行平面中延伸的相对的凸缘或侧壁7。立柱9采用传统结构，并且一般由12-25号(gauge)钢构成。立柱9可以通过任何公知手段切割成期望的长度或选择为具有期望长度。

如图2所示，多个夹子30以规则的间隔横向装配到顶部轨道14的基底18或侧壁20。如图3所示，在相对侧壁20和夹子30之间的缝隙31优选地被对准。在本发明的一个实施方式中，在夹子30和侧壁20的相邻部分之间限定每个缝隙31。每个夹子30包括可装配到基底18的固定的基底部32和远离基底部32延伸的自由侧翼片34(图2-3)。如以下进一步所述，在本发明一个实施方式中，每个夹子30可包括装配到基底18或侧壁20的弯曲的金属件。

夹子30优选地以夹子间距24规则的纵向间隔装配到基底18。例如，夹子30之间的夹子间距24可被选择成对应于期望的墙体立柱间隔。在顶部轨道14的两端，夹子30装配在与端部的距离为夹子间距24的一半处，在图中表示为半夹子间距26。当两个顶部轨道14的端部纵向对准时，位于半夹子间距26处的端部夹子形成完整的夹子间距24。夹子30可以通过已知方法装配到基底。

参考图4，夹子30可由任何型号的片状金属或任何其他合适材料制成。夹子材料在折线36处弯曲，形成基底部32和一对侧翼片34。基底部32的尺寸使得折线36之间的长度小于顶部槽22的宽度，以允许侧翼片34和侧壁20之间留有缝隙31，如图3所示。基底部32的宽度可以是能容纳在所选墙体立柱的开口内的任何尺寸。侧翼片34可沿着折线36弯曲，以形成等于或大于90°的翼片角度35。当翼片角度35大于90°时，夹子30上的侧翼片34的一部分可接触与自由端37邻近的顶部轨道14的侧壁20。在这种情况下，可选地，可以在折线38处形成夹子30的另外轻微弯曲(例如45°)，以允许在夹子30上的侧翼片34的自由端37与顶部轨道14的侧壁20之间有间隙。

如图6所示，多个夹子50以有规则的间隔横向装配到底部轨道40的基底42或侧壁44。如图7所示，相对侧壁44和夹子50之间的缝隙51优选地对准。在本发明的一个实施方式中，在夹子50和侧壁44的相邻部分之间限定每个缝隙51。每个夹子50包括可装配到基底42的固定的基底部52和远离基底部52延伸的自由端翼片54(图6-7)。如以下进一步所述，在本发明的一个实施方式中，每个夹子50可包括装配到基底42或侧壁44的弯曲的金属件。

夹子50优选地以夹子间距46规则的纵向间隔装配到基底42。例如，夹子50之间的夹子间距46可被选择成对应于期望的墙体立柱间隔。在底部轨道40的两端，夹子50装配在与端部的距离为夹子间距46的一半处，在图中表示为半夹子间距48。当两个顶部轨道40的端部纵向对准时，位于半夹子间距48处的端部夹子形成完整的夹子间距46。夹子50可以通过已知方法装配到基底42或侧壁44。

参考图8，夹子50可由任何型号的片状金属或任何其他合适材料制成。夹子材料在折线56处弯曲，形成基底部32和一对侧翼片34。基底部32的尺寸使得折线56之间的长度小于底部槽22的宽度，以允许侧翼片54和侧壁44之间留有缝隙51，如图7所示。基底部52的宽度可以是能容纳在所选墙体立柱的开口内的任何尺寸。侧翼片54可沿着折线56弯曲，以形成等于或大于90°的翼片角度55。当翼片角度55大于90°时，夹子50上的侧翼片54的一部分可接触与自由端57邻近的顶部轨道40的侧壁44。在这种情况下，可选地，可以在折线58处形成夹子50的另外轻微弯曲(例如45°)，以允许在夹子50上的侧翼片54的自由端57与底部轨道40的侧壁44之间有间隙。

在本发明的一个实施方式中，每个夹子30、50可以总体上是矩形形状。如本领域技术人员所理解，夹子30、50可以其他配置来形成，以限定其他形状和尺寸的缝隙31、51。在所示的实施方式中，在顶部轨道14中夹子30的侧翼片34的长度可以大于底部轨道40中的夹子50的侧翼片54的长度。翼片的长度之间的差允许立柱被插入较长的缝隙中，且然后在其中移位以允许插入较短的缝隙中，如以下更详细所述。

在使用中，顶部轨道14被固定到结构的天花板框架，并且底部轨道40被固定到结构的地板(图1)。顶部轨道14和底部轨道40优选地被安装成使得在顶部和底部轨道14、40与夹子30、50之间形成的缝隙31、51垂直对准。一些顶部轨道14和底部轨道40的端部可抵接墙体或者可如上所述纵向对准，以限定任何期望长度的顶部槽22和底部槽41。

参考图10-12，标准立柱9被切割成期望长度以在轨道14、40之间延伸。优选地，立柱9被切割成稍微短于对准的顶部轨道14和底部轨道40的基底18、42之间的安装距离的长度。作为非限制性示例，立柱9可被切割成短于顶部轨道14和底部轨道40的基底14、42之间的距离的长度。如图10所示，可通过首先如方向100总体所示向上抬起立柱9，将立柱9的上端6插入顶部轨道14的顶部槽22中，使得上端6处的侧壁7被容纳在相对的缝隙31中，从而将立柱9固定到轨道组件10。然后在总体方向102上将立柱9的相对的下端5转动到位置(图10-11)，随后在总体方向104上落到底部轨道40的对准缝隙51中(图12)。一旦如前所述被安装，立柱9的最下边缘被支撑在底部轨道40的基底42上，如图12所示。

由于立柱9的长度稍微短于顶部轨道14和底部轨道40的基底18、42之间的距离，所以允许轨道组件10和立柱9的一些相对移动。如果结构的天花板高度改变或偏离，则这种“滑轨”系统允许顶部轨道14相对于立柱9和底部轨道40垂直地移位。如本领域技术人员理解的那样，导致顶部轨道14偏离的结构的天花板和地板之间相对间距的变化可能源于施加到结构的负荷和/或温度波动，导致结构组件的扩展或收缩。

本申请的轨道组件10的一个重要优势是，可以在不使用特殊工具或紧固件的情况下，将立柱9牢固地耦合到轨道组件10。也就是说，如上所述(图10)，通过站在结构的地板上的安装者将立柱9朝向天花板向上延伸，可以将每个立柱9的一个上端6耦合到顶部轨道14。因此，不需要梯子或另外的支撑件或紧固件。也可以如上所述将每个立柱9的相对的下端5固定到底部轨道40而不使用紧固件或特殊工具。因此，可以容易地将立柱9安装在正确位置和间隔，并且可以避免不熟练工人带来的安装错误。

轨道组件10的另一优势是，立柱9可以在任何期望朝向连接到轨道组件10(即，立柱9的侧壁7朝向或远离结构的端部墙体延伸)。这允许立柱9被放置在最佳朝向，以满足所涉墙体的特殊需求。

轨道组件10的另一优势是，通过与图10所示的安装顺序的逆顺序，可以在不使用梯子或其他特殊工具或设备的情况下，容易地从轨道组件10去除一个或更多个所选立柱9(即，向上抬起立柱9，将一个下端5转出底部轨道40，然后落下立柱9以脱离顶部轨道14，从而与轨道组件10解耦合)。在初始安装之后从轨道组件10中移除立柱9通常是方便的，这为随着结构建造的进展由其它行业工人安装的电气面板、管路系统或其他建筑材料提供空间。

所提供的实施方式中的轨道组件10的另一优势是，在侧壁20、44中没有形成孔的切口或槽口，从而不会降低顶部轨道14和底部轨道40的强度。

尽管已描述和示出了本发明的特定实施方式，但是应当理解，这些实施方式仅是本发明的示例，并且不限制由所附权利要求限定的本发明。