專利名稱：用于屋頂結(jié)構(gòu)的擠壓出的透明/半透明板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及擠壓出的板結(jié)構(gòu)，更具體地涉及一種適用于屋頂結(jié)構(gòu)的擠壓出的透明/半透明板。
背景技術(shù)：
幾種類型材料的波紋板用于屋頂覆層結(jié)構(gòu)，盡管這些類型的波紋板材料中的許多是不透光的，但在商業(yè)和住宅建筑中有時希望在內(nèi)部接受自然光。因而，在沿著屋頂結(jié)構(gòu)的某些位置，用透明的或半透明的板代替波紋屋頂板或屋面板(例如，金屬板，玻璃纖維增強聚酯，PVC)。通常，通過擠壓各種類型的熱塑性樹脂如聚碳酸酯形成這種透明/半透明板。實際上，考慮到光透射、熱絕緣和板的強度性質(zhì)的平衡，正在日益廣泛的商業(yè)和住宅應(yīng)用范圍中使用這些擠壓出的熱塑性板。
在將熱塑性板實施為透明/半透明屋頂材料中的進一步考慮是其與傳統(tǒng)的不透明屋面板的一體化。當用于水平的或稍微傾斜的安裝如天窗中時，或甚至用于垂直的或極度傾斜的安裝中時，板可能遭受雪和冰的負荷，或在幾個方向上遭受風和吸力。此外，還存在在不透明屋頂板之間的熱塑性板相對容易的安裝的問題。為了保持一致的和有吸引力的外觀，通常優(yōu)選的是提供具有與不透明波紋板相同或相似輪廓的透明板。
然而，一般而言，現(xiàn)有的熱塑性板設(shè)計不能使它們自己在保持一定強度和沖擊要求的同時還能容易與傳統(tǒng)的屋頂覆層面板一體化。一方面，那些結(jié)合了一體化能力和強度的特征的面板結(jié)構(gòu)一般特征在于更復雜的設(shè)計，這些更復雜的設(shè)計通常包括額外的安裝部件如彈簧或其它支承件，這種復雜的設(shè)計不能容易且便宜地通過擠壓工藝制造。另一方面，那些能被擠壓的面板設(shè)計并不提供所需的剛性和沖擊強度。

發(fā)明內(nèi)容
通過一種擠壓出的透光板結(jié)構(gòu)，克服或減輕了現(xiàn)有技術(shù)的上面討論的和其它的缺點以及不足。在一個示范性實施方式中，該結(jié)構(gòu)包括一對彼此分開的外壁，至少一個拱頂形成為該對外壁之一的一部分，且布置在結(jié)構(gòu)的第一外邊緣處，肋結(jié)構(gòu)布置在該對外壁之間，其中所述肋結(jié)構(gòu)包括至少一個延伸到拱頂中的肋。
在另一個方面中，屋頂結(jié)構(gòu)包括布置在一對不透光面板之間的透光面板，透光面板還包括擠壓出的一對彼此分開的外壁，至少一個拱頂形成為該對外壁之一的一部分，拱頂布置在透光面板的第一端，肋結(jié)構(gòu)布置在該對外壁之間，肋結(jié)構(gòu)包括多個對角布置的肋和垂直布置的肋，所述至少一個拱頂包括至少一個延伸到其中的垂直布置的肋。


參考示范性附圖，其中相同的元件在附圖中由相同的附圖標記表示圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的擠壓出的透光板的透視圖，其表示為安裝在一對不透明的波紋屋面板之間；圖2是圖1中的擠壓出的透光板的橫截面圖；圖3是圖2中所示的板的一部分的放大橫截面圖；和圖4是圖2中所示的板的另一個部分的放大橫截面圖。
具體實施例方式
這里披露的是透明/半透明板，其能容易地與現(xiàn)有的不透明屋面板相結(jié)合安裝為屋面板。
首先參考圖1，示出了擠壓出的透光板100的透視圖，透光板100安裝在一對不透明的波紋屋面板102a、102b之間。擠壓板100例如可以由聚碳酸酯材料或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料形成，特別合適的例子包括General Electric的商標為Lexan的聚碳酸酯。不透明屋面板102a、102b每個都錨固在檁104或其它水平支承件上，如可以在示范性屋頂支承結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)的。應(yīng)該懂得，屋面板102a、102b可以由任何本領(lǐng)域中已知的傳統(tǒng)材料形成，如由一對被熱絕緣材料分開的金屬板形成。也可以使用用于外層的其它材料，如玻璃纖維增強聚酯或PVC。
如能從圖1看到的，屋面板102a、102b中的每個都具有沿著外層或波紋層的輪廓，其以多個梯形拱頂106為特點，梯形拱頂106沿著板的長度彼此平行地延伸。在每個拱頂106之間的是一對隆起部108，隆起部108也沿著板的長度平行地延伸。另外，不透明面板102a、102b還包括沿著其外邊緣之一延伸的梯形的唇部或翼部110，用來與相鄰面板的拱頂交迭，從而在它們之間提供互鎖配合。
根據(jù)本發(fā)明一個實施方式，透光(即，透明或半透明的)板100如此形成，即具有與不透明的金屬絕緣屋面板102a、102b的輪廓相似的輪廓。為此，擠壓板100還以多個梯形拱頂112以及梯形翼部114為特征，照這樣，例如通過緊固件116如自攻螺絲，可以將板100的翼部114交迭且固定到屋面板102a的端拱頂106上。在板100的相對端，通過緊固件118將屋面板102b的翼部110固定到板100的端拱頂112上。
應(yīng)該注意，透光板100的總厚度不必象屋面板102a、102b的厚度一樣大，這是因為板并非直接安裝到檁104上。如在圖1的例子中所示的，在這種情況下，將板100直接固定到屋面板102a、102b上導致板100的底部和檁104之間的間隙120。雖然能用絕緣材料或其它支承材料填充間隙120，但這在特別關(guān)心材料成本的情況下是不希望的。另一方面，如果板100的厚度大約等于屋面板102a、102b的厚度，則板的底部將抵靠檁104。
為了提供所需的剛性和強度，板100包括多重壁結(jié)構(gòu)，其中腹板或肋結(jié)構(gòu)122設(shè)置在板100的外壁之間，且可以包括直立的(垂直的)和對角線的肋的某種組合，如在下文中參考圖2-4更詳細討論的。
圖2是擠壓出的透光板100在其整個寬度上的橫截面圖。典型的板100包括兩個中央拱頂112a、112b，在板100的第一端處的端拱頂112c，和交迭的梯形翼部114。然而，與圖中所示的相比，特定的板100也可以具有比圖中所示的更多或更少數(shù)量的總拱頂。這也是對于位于拱頂之間和拱頂112a與翼部114之間的較小的隆起部124的情況。圖2還示出了板100的示范性尺寸，其中附圖標記“A”代表翼部114的中央和端拱頂112c之間的距離(例如，“A”的范圍從大約800毫米到大約1200毫米)，附圖標記“B”代表拱頂中央之間的距離以及拱頂112a的中央與翼部114的中央之間的距離(例如，“B”的范圍從大約270毫米到大約400毫米)。
另外，附圖標記“C”代表面板100的總厚度或高度(例如，“C”的范圍從大約50毫米到大約120毫米)；附圖標記“D”代表拱頂112a、112b、112c和翼部114的高度(例如，“D”的范圍從大約30毫米到大約100毫米)；和附圖標記“E”代表面板100的多重壁的總厚度或高度(即，總高度“C”減去拱頂高度“D”)，例如，“E”的范圍從大約15毫米到大約500毫米。
考慮到上面討論的關(guān)于沖擊強度和制造容易性的問題，圖2還示出了作為全部肋結(jié)構(gòu)122的一部分的垂直肋126的存在，垂直肋126向上延伸到拱頂112a、112b和112c中。如在圖3和4中更詳細表示的，每個拱頂包括一對垂直肋126，如肋結(jié)構(gòu)122的其它部分那樣，垂直肋126在板100的擠壓過程中形成。如同包含在板100中的拱頂?shù)臄?shù)量那樣，取決于特定應(yīng)用和板100的結(jié)構(gòu)要求，延伸到拱頂中的垂直肋的數(shù)量可以改變。雖然可以從一個或更多拱頂中省去垂直肋，但端拱頂112c包括至少一個形成于其中的肋126。
圖3是圖中所示的板100的一部分的放大視圖，特別表示在翼部114和拱頂112a之間的子部分。布置在一對外壁128、130之間的肋結(jié)構(gòu)122的布置被更詳細地示出。內(nèi)壁134布置成大體上平行于外壁130和平行于外壁128的不包括拱頂112或隆起部124的部分，因而，在整體擠壓工藝中，翼部114、隆起部124和拱頂112是連續(xù)的外壁130的一部分。
除了垂直肋126之外，肋結(jié)構(gòu)122還包括多個正好在隆起部124和拱頂112之下的水平肋136。此外，還可以將多個對角布置的肋138以Z字形或X形的型式配置在肋結(jié)構(gòu)122中，如圖中所示。然而應(yīng)該懂得，其它對角線的肋布局如V形布局也是可能的，只要拱頂中的至少一個包括至少一個在其中的肋。然而，端拱頂112c(或任何其它拱頂)中的至少一個肋的特殊布局不必是垂直的(即，相對于水平肋136垂直)。例如，除了垂直肋126之外或代替垂直肋126，也可以有在拱頂112內(nèi)的對角布置的肋(由虛線139表示)。而且，延伸到任一個拱頂112中的肋可以獨立于正好在拱頂之下的垂直肋地定位。
根據(jù)本發(fā)明另一個方面，以比位于板內(nèi)部中的肋更大的厚度制造最接近翼部114的單獨的肋。例如，與大約0.5mm到大約1.5mm的內(nèi)表層和外表層厚度相比，水平的、垂直的和對角線的肋(以及內(nèi)壁134)可以具有大約0.1毫米(mm)到大約0.5mm的標稱厚度，然而，與外壁厚度的情況相比，以大約0.3mm到大約1.5mm的增大厚度形成一般由140所示且由附圖標記“F”指出的最接近翼部114的那些肋。這種適應(yīng)性改變提供了額外的剛性和支撐結(jié)構(gòu)，而不需要以過度的厚度制造腹板結(jié)構(gòu)122的剩余部分。
最后，圖4是圖2中所示的板100的另一個部分的放大橫截面圖，特別表示在拱頂112b和拱頂112c之間的子部分。從該視圖可以注意到，單獨的肋(一般由142表示)和最接近拱頂112c的內(nèi)壁144的肋也由于以額外的厚度“F”形成而得到增強。假如端拱頂112c構(gòu)造成在其上接納來自相鄰屋面板的翼部(例如，圖1的不透明面板102b)，則由142所示的肋的額外厚度提供了額外的支撐結(jié)構(gòu)。
因而應(yīng)該懂得，在面板拱頂內(nèi)的垂直肋的存在允許通過相對簡單的工藝制造透光板，如通過整體擠壓，同時仍然保持所需的結(jié)構(gòu)和沖擊強度要求。而且，通過以額外的厚度形成一定的肋，這樣提供了額外的增強措施，即在不必以過度的厚度形成整個板的情況下，板能通過沖擊試驗(例如，經(jīng)受住五十千克的沙袋從2.5米高度的下落)。因而，透光板的總厚度與不透光板的厚度無關(guān)。
通過圖1中所示的交迭方式，該選擇性的加強肋也允許透光板直接固定到相鄰的不透光屋面板上，且不需要將透光板直接固定到檁或其它屋頂支承結(jié)構(gòu)上。這樣做時，與德國實用新型G9115940.7(1991年12月21日申請)的教導相對照，該結(jié)構(gòu)還克服了保持相對“空心的和獨立式的”輪廓邊緣的問題，所述相對“空心的和獨立式的”輪廓邊緣可以在沒有復雜的擠壓工具的情況下制造。
另外，取決于其特別希望的應(yīng)用，在一個或更多實施方式中所示的一個或更多單獨的板可以在其上具有覆蓋層。例如，外壁的聚碳酸酯材料可以具有紫外(UV)線保護層、光透射加強層、自行凈化層或它們的組合。
盡管已經(jīng)參考優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可以作出各種改變，可以用等價物替換其元件。另外，在不背離其基本范圍的情況下，可以作出許多改進以使特殊情況或材料適合于本發(fā)明的教導。因而，本發(fā)明不局限于作為實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式所披露的特定實施方式，而是本發(fā)明包括所有落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的實施方式。
權(quán)利要求
1.一種擠壓出的透光板結(jié)構(gòu)(100)，包括一對彼此分開的外壁(128，130)；至少一個拱頂(112)，其形成為該對外壁(128，130)之一的一部分，所述至少一個拱頂(112)布置在所述結(jié)構(gòu)的第一外邊緣處；和布置在所述對外壁(128，130)之間的肋結(jié)構(gòu)(122)，其中所述肋結(jié)構(gòu)(122)包括至少一個延伸到所述至少一個拱頂(112)中的肋。
2.如權(quán)利要求1所述的板結(jié)構(gòu)(100)，其中延伸到所述至少一個拱頂(112)中的所述至少一個肋包括垂直布置的肋(126)。
3.如權(quán)利要求1所述的板結(jié)構(gòu)(100)，其中延伸到所述至少一個拱頂(112)中的所述至少一個肋包括對角布置的肋(138)。
4.如權(quán)利要求1所述的板結(jié)構(gòu)(100)，還包括自所述結(jié)構(gòu)的第二外邊緣延伸的翼部(114)，該翼部(114)具有這樣的構(gòu)造，即能與相鄰的板的拱頂(112)交迭。
5.如權(quán)利要求2所述的板結(jié)構(gòu)(100)，其中所述肋結(jié)構(gòu)(122)還包括多個肋，所述多個肋包括對角布置的肋(138)和垂直布置的肋(126)。
6.如權(quán)利要求5所述的板結(jié)構(gòu)(100)，其中與所述翼部(114)相鄰的至少一個肋和與所述至少一個拱頂(112)相鄰的至少一個肋以比所述多個肋中剩余的肋的厚度更大的厚度形成。
7.如權(quán)利要求1所述的板結(jié)構(gòu)(100)，其中所述結(jié)構(gòu)還包括整體擠壓件。
8.如權(quán)利要求1所述的板結(jié)構(gòu)(100)，其中所述結(jié)構(gòu)由聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯材料中的至少一種擠壓成。
9.如權(quán)利要求8所述的板結(jié)構(gòu)(100)，其中所述對外壁(128，130)中的至少一個在其上具有覆蓋層。
10.如權(quán)利要求9所述的板結(jié)構(gòu)(100)，其中所述覆蓋層包括下面中的一種紫外線保護層，光透射加強層，自行凈化層，和包括前述層中的至少一種的組合。
11.如權(quán)利要求4所述的板結(jié)構(gòu)(100)，其中所述至少一個拱頂(112)和所述翼部(114)是梯形的。
12.一種屋頂結(jié)構(gòu)，包括布置在一對不透光面板之間的透光面板(100)，其中所述透光面板(100)還包括擠壓出的一對彼此分開的外壁(128，130)；形成為該對外壁(128，130)之一的一部分的至少一個拱頂(112)，所述至少一個拱頂(112)布置在所述透光面板(100)的第一外邊緣；和布置在所述對外壁(128，130)之間的肋結(jié)構(gòu)(122)，所述肋結(jié)構(gòu)(122)包括多個對角布置的肋(138)和垂直布置的肋(126)；其中所述至少一個拱頂(112)包括延伸到其中的所述垂直和對角布置的肋(126，138)中的至少一個。
13.如權(quán)利要求12所述的屋頂結(jié)構(gòu)，還包括自所述透光面板(100)的第二外邊緣延伸的翼部(114)，該翼部(114)與所述不透光面板中的一個的與所述第二端相鄰的拱頂(106)交迭。
14.如權(quán)利要求13所述的屋頂結(jié)構(gòu)，其中所述透光面板(100)的所述至少一個拱頂(112)構(gòu)造成在其上接納來自不透光面板中的另一個的與所述第一端相鄰的翼部(110)。
15.如權(quán)利要求14所述的屋頂結(jié)構(gòu)，其中與所述透光面板(100)的翼部(114)相鄰的至少一個肋和與所述透光面板(100)的至少一個拱頂(112)相鄰的至少一個肋以比所述多個肋中剩余的肋的厚度更大的厚度形成。
16.如權(quán)利要求12所述的屋頂結(jié)構(gòu)，其中所述透光面板(100)由聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯材料中的至少一種擠壓成。
17.如權(quán)利要求13所述的屋頂結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個拱頂(112)和所述透光面板(100)的翼部(114)是梯形的。
18.如權(quán)利要求17所述的屋頂結(jié)構(gòu)，其中所述對不透光面板每個都固定到屋頂支承件(104)上；自透光面板(100)的第二端延伸的所述翼部(114)固定到所述不透光面板的與所述透光面板(100)的第二端相鄰的拱頂(112)；和在所述透光面板(100)的所述第一端的所述至少一個拱頂(106)固定到所述不透光面板的與所述透光面板(100)的第一端相鄰的所述翼部(110)。
19.如權(quán)利要求12所述的屋頂結(jié)構(gòu)，其中該對外壁(128，130)中的至少一個在其上具有覆蓋層。
20.如權(quán)利要求19所述的屋頂結(jié)構(gòu)，其中所述覆蓋層包括下面中的一種紫外線保護層，光透射加強層，自行凈化層，和包括前述層中的至少一種的組合。
全文摘要
一種擠壓出的透光板結(jié)構(gòu)(100)包括一對彼此分開的外壁(128，130)。至少一個拱頂(112)形成為該對外壁(128，130)之一的一部分，且布置在所述結(jié)構(gòu)的第一外邊緣處，肋結(jié)構(gòu)(122)布置在該對外壁(128，130)之間，其中肋結(jié)構(gòu)(122)包括至少一個延伸到拱頂(112)中的肋。
文檔編號E04D3/24GK1759221SQ200480006210
公開日2006年4月12日 申請日期2004年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月13日
發(fā)明者弗蘭斯·阿德里安森, 欽尼亞·西加雷安, 喬蒂巴·B·瑟亞萬斯基, 莫伊特拉·阿尼魯達 申請人:通用電氣公司