饰面板材及相关锁扣系统的制作方法_5

文档序号:8547702阅读:来源:国知局
锁扣系统10所产生的相连板材相对转动,这一点在随后就会清楚的。图14a至14s按顺序描述了拆除和更换破损板材的步骤。使用包括相结合的千斤顶300 (图15a和图15b所示)和楔形刀具302 (图16a和图16b所示)的拆除系统,有利于板材拆除和更换。
[0277]千斤顶300是一简单手动千斤顶,其可作用于待拆除的板材上。该手动千斤顶300具有一加长型螺纹轴304,在加长型螺纹轴的一端设置横木手柄306.螺纹轴304的螺纹与一正方形夹板310中心形成的螺纹凸台拼接。该凸台308盖在夹板310的通孔之上,轴304可穿过该通孔。在夹板310周围布有四个可安装紧固螺丝314的通孔312。
[0278]楔形刀具302包括一楔形块316,一端親合手柄317.该楔形块316由一底面318以及一对立面320,底面318使用时抵靠在板材10的安装表面,一对立面位于待拆除板材相邻的板材10的下表面14下方并与之接触。表面320包括一相对倾斜部322和一平台324平行于底面318。该倾斜部322从楔形块316前沿326延伸至手柄317。手柄317弯曲至其自身长度的中间并具有一自由端330。即使弯曲,该手柄317仍然位于一穿过楔形块316的对称线的平面上。
[0279]如图14a所示,地板上包括一块破损的板材10w,其各边与相邻板材1vl, 10v2, 10x1,10x2,1y和1z相连。每块板材10沿着一纵边和一短边或横边具有一公榫部分Jm和沿着另一纵边和另一短边或横边具有一母榫部分。
[0280]为了更换破损板材10w,使用钻具350 (如图14b所示)穿过板材1w钻孔352,各千斤顶300在拆除过程中均可通过孔。如图14c-14k所示,各个孔352沿着板材1w的纵向中心线布置。形成的孔352的直径可允许轴304穿过。待拆板材1w的长度决定了可能需要的千斤顶300的数量。这样在某些情况下,拆除也许只需要一支千斤顶300,其他情况下可能需要两支或更多的千斤顶。使用两支千斤顶300的特殊情况如图14c所示,但为了便于描述,此处描述的拆除过程仅使用一支千斤顶300的情况。
[0281]完成钻孔352之后,如图14e所示,夹板310安装于板材1w上且其凸台308覆盖在孔352上。通过四个穿过相应孔312的自攻螺钉314,该夹板310固定于板材1w上,如图14f示。将钻具350的钻头换成螺旋钻头或使用手动螺丝刀可将螺钉拧紧。
[0282]如图14g和14h所示,拆除过程的下一阶段包括拼接轴304与螺纹凸台308和用手柄306拧紧轴304而提起垫面354上的板材10w。应当很容易理解,此操作要求相对旋转,即逆时针旋转,参考图13b。逆时针旋转大于图13b所示的3°并可在7°与10°之间,随后会详细说明。相对于板材1w的逆时针旋转沿着纵边经过板材lOvl,10v2, 10x1和10x2以及在短边经过板材1y和1z。远离板材1w的板材与板材lOvl, 10v2, 10x1和10x2相连同样发生相对顺时针旋转。
[0283]操作千斤顶300将破损板材1w竖直向上提起足够破损板材1w和相邻的板材之间发生逆时针旋转的一定距离。如图所示,在提起板材1w期间,该板材1w保持平行于其平置于表面354的初始连接状态。逆时针旋转大概7-10°,特此附图14h进行说明,板材1vl和10v2(以下统称板材1v)和板材1w之间的上表面12夹角为Θ I = 180+Φ,而板材1w和板材10x1和10x2 (以下统称板材1x)之间的上表面12的夹角为Θ 2 = 180+Φ。在上提板材1w之前,应当理解的是假设表面354是平面,角Θ1和角Θ2为180°,且图上清楚表明上提时Θ1= Θ2。事实上,该结论是由区别板材1w被竖直提起或相对于表面354成角度或倾斜提起不同推断而得出的。在分离状态下,大于180°的角Θ1和角Θ2角度之和等于与旋转过程中该些板材的逆时针旋转角度Φ°。例如,假设角Θ1(和角Θ2)是187°,那么板材1a和1b之间的逆时针旋转角度Φ° =7°。
[0284]所属领域的技术人员应当理解在竖直上提任何现有技术中带有位于相邻板材的凹陷部分或凹处内的侧向凸出部分(如榫头)系统时不可能不破坏榫头或者不使带槽或凹陷部分的板材裂开。如果试图将此操作用于现有系统,那么可能会导致一块或多块未被损坏或需要更换的板材损坏(比如榫头开裂)。
[0285]能够竖直提起待拆板材10的直接原因是安装了公榫和母榫部分Jm和Jf。该领域所属技术人员应当认可待分离板材10之间的相对运动直接与锁扣公榫母榫板材的运动相反;甚至这些系统在分离板材已经有一纵边分离或未与相邻板材连接之时便可分离了。本发明板材10以及公榫与母榫Jm和Jf的实施例可在不破坏板材的前提下利用竖直上提板材来分离四边都与其它板材连接的板材。进一步地,地板的维修可以最佳方式完成,该最佳方式包括避免将整块地板从一面墙翻转至破损的板材便能保持地板完好和/或雇请一名专业的安装工人。
[0286]千斤顶300机械地提起并自我支撑板材1w以及其它与之相连的板材10。这样安装工人便不需要耗费自己的体力上提和支撑板材。相比之下,比如一些现有系统使用吸盘,上釉工人通过吸盘握住玻璃板夹紧待拆板材,此时需要安装工人出力抬起板材。然而,这相当困难,加上如果该板材仍胶黏在表面354上,安装工人不可能提起板材。这样的情况下,千斤顶300具有机械优势能够发挥其作用。另外,千斤顶还可支撑板材10,使得安装工人可解放双手进行维修还可紧邻板材1b自由走动。
[0287]千斤顶300可竖直上提板材1w到一定位置,使得板材1w和相邻板材1v和1x按顺序逆时针旋转7° -10°,该位置如图14h和17d所示,在该位置,板材1w和1v之间的公榫和母榫部分Jm和Jf局部错位。详见图17d,该局部错位由表面Cml起,沿着带有点210的表面Cfl前行并越过在表面Cfl上延伸最广的点257。即使有错位,由于凹陷部分Rm的相对表面之间的凸出部分Pf的挤压,板材之间仍拼接在一起。
[0288]千斤顶300可具有刻度线,使在逆时针旋转7° -10°时提示安装工人。该刻度线可包括轴304上的彩带,在千斤顶柄旋入提起板材到足够发生上述逆时针旋转时可从凸台308上看见该彩带。根据不同板材厚度,千斤顶柄上可具有不同彩带。
[0289]在按顺序拆除板材1w之前,必须首先拆除任一母榫部分与板材1w拼接的板材1v或10x。在以下情况下拆除板材10v,在板材10上操作的安装工人快速看出需要的是拆除板材ΙΟν,但是也可通过以下任一方式都可确定该拆除板材:轻轻拍打板材1v和板材1x或者轻轻按压摸索锁扣运动。由于接头所处的方位使得只要轻轻拍打就能够使拍打作用区域周围的板材1w分离。其后如图14i所示,在板材1w上沿长边其它位置上施加一个向下的力或压力能够使板材1w和1v的公榫和母榫部分Jm和Jf完全分离。
[0290]从板材相互拼接并置于统一平面上的位置(如图14f所示)到分离点(如图14i所示)上,板材1w和1v的各个公榫和母榫部分Jm和Jf表面的相互作用之后会附图17a至17e详加说明。
[0291]图17a显示了千斤顶300操作前板材1w和1v的锁扣面,就如图14a,14b和14d-14g所示的板材并置结构。当千斤顶300逐步将板材1w从表面354提起,各自公榫和母榫部分Jm和Jf逐步转动。如图17b所示,板材1w的公榫部分Jm和板材1v的母榫部分Jf相对逆时针转动-2ο。此时,上方间隙Gu开始张开,凹陷部分Rm开始绕凸出部分Pf球形头旋转。这起到了让表面104沿着表面114向上滑动和让表面Cm2置于并挤压表面Cf2。因此,当这部分开始逐渐分离,凸出部分Pf所受压力或挤压力逐渐增大。从某种程度上来说,母榫部分内表面FLl和公榫部分外表面MLl之间的下方间隙GI有利于自由旋转拆除板材。该旋转以表面Cm2和Cf2的接触区为中心。
[0292]17c显示继续提起板材1w直至其可与板材1v发生相对逆时针转动约为5°的位置。下方间隙Gu的开口更大,表面Cml与表面Cfl在点57的附近相接触。也就是说,部分母榫部分内表面FLl和公榫部分外表面MLl在前述上下接触区234和238处相互接触。远端面99从底面96提起。表面104继续挤压表面114,表面Cm2会对表面Cf2增加压力。另外由于凸出部分Pm与凹陷部分Rf相对面相接触,因此不仅凸出部分Pf还有凸出部分Pm都会受压。实际上,沿含表面MIl和FL1、104和114、Cm2和Cf2接触点的线360上的张力和压力都会增加。
[0293]如图17d所示,继续使用千斤顶300,板材1v和1w之间的角度增加至_7°左右。此时,点210上升穿过表面Cfl/FLl上最远点57,这会使相连板材10在公榫和母榫部分Jm和Jf周围释放部分张力,通常此时安装工人能听到一咚咚声。然而在凹陷部分Rm的相对面,凸出部分Pf继续受压或者挤压。这样,即使在-7°的位置,公榫和母榫部分Jm和Jf仍局部拼接,在没有任何外力的情况下,保持板材1v和1w直扣和平扣。
[0294]在板材1v上施加一向下的压力或力会出现以下一种或两种情况:压紧凸出部分Pf,打开凹陷部分Rm使凸出部分Pf能脱出凹陷部分Rm。如图17f和14i所示,板材1v可以自由退回表面354。这样板材1v和1w可及时完全分离。
[0295]然而,拆除板材1w仍然需要分离板材1w的母榫部分Jf和板材1x的公榫部分Jm0该过程如图14j和141所示。
[0296]分离板材1w和1v之后,板材1w被千斤顶300顶出表面354。接着继续更换的过程,将轴304从夹板310的凸台308拔出把板材1w放回表面354。接下来,安装工人需握紧和提起板材1w的公榫部分Jm,将楔形刀具302插入到板材1w和1v的分离公榫母榫之间并且推其到表面320的平台324与板材1x的主要表面14相接触的位置和公榫和母榫部分Jm和Jf内。该过程如图14 j所示。
[0297]从板材1x上分离板材1w是通过最初旋转板材1x和1w约_7。到-10°,分离板材1x的表面Cml和板材1w的母榫部分Jf表面Cfl来实现的。安装楔形刀具302是为了辅助安装工人完成旋转的。该过程可从图14j上看出。而且当楔形块316置于板材1x下公榫部分Jm内侧时,板材1w向手柄317逆时针旋转,在与手柄317邻接之前该板材1w旋转了 7°至10°。当表面Cml由下至上经过表面Cfl到达该位置时,通常会有一咚咚声。公榫母榫部分Jm和Jf并置如图17d所示。
[0298]利用橡胶棒M或手推继续施加向下压力或力(如图14k所示)能完全分离板材1w和1x公榫母榫部分Jf和Jm(如图14i所示)。这样损坏的板材1w便能从相邻的板材1w和1x分尚和拆除了 ο
[0299]用新板材1wl更换破损板材10w,安装工人须移除楔形刀具302,手动提起板材1x边缘和将新板材1wl滑入提起的板材1x之下,因此公榫部分Jm可置于母榫部分Jf上。板材1wl的对立面置于板材12a上。该作业顺序如图14m至14p所示。
[0300]现在安装工人可以将板材1x放置到板材1wl上了。此时,板材1x的公榫部分Jm置于板材1wi母榫部分Jf的卡槽120上。以及板材1wl的公榫部分Jm会放置在之前放下的板材1v的母榫部分Jf的卡槽120上,如图14q示。
[0301]为完全拼接板材10wl,施加下向力或压力在板材1x和1wl的公榫部分Jm上,可按照以下任一顺序施力,先板材1x到板材1wl或相反。图14q显示板材1x的公榫部分Jm首先与板材1wl的母榫部分Jf拼接的安装过程。图14r所示,板材1wl的公榫部分Jm与板材1v的母榫部分Jf拼接,照图14s所示复原地板。
[0302]应当理解,上一段所述的拼接板材1wl和1v的力是沿板材的长度方向逐步施加的。这样沿着板材10,公榫和母榫部分Jm和Jf便可逐步拼接。这时,板材的第一长边完全拼接而第二长边完全分离。第一长边逐渐加长,第二长边逐渐缩短直至整个板材长边拼接。这与直落式锁扣系统的拼接公榫和母榫部分过程不同,该系统一般要求在带有榫头的板材直落之前,整个榫头必须完全定位于槽内。上述方法可能导致拼接长板材时某些板材弯曲或者加工时要求多名安装工人推动的缺陷以及在直落前前需要拍打和扭动槽里的整个榫头等问题。
[0303]当板材由塑料或复合材料如乙烯和聚氯乙烯制造时,拆除过程比较简单并且不需要千斤顶300或楔形刀具302。唯一需要的是一美工刀或斯坦利刀用来切割一块连接板材10的一角,抬起该切角形成一通过孔,然后伸入手指拉起板材逐步分离拼接的公榫和母榫部分Jm和Jf。然而该过程唯一不同的是板材和或公榫与母榫部分的柔韧性和可挠性。实现分离的板材间角度更大,例如10°到40°之间。事实上,如后述和图18所示,本垂直锁扣系统可随意要求更大的拼接板材的相对角,使得挠性或塑料板材分离。
[0304]图14t显示更换在四面具有锁扣系统22-22c之一的塑料板材1w的一系列步骤和通过其形成的真垂线系统。图14t显示的是有数个板材组合而成的地板,其中以板材1w具有一表面损伤D。所有的板材与同一锁扣系统(系统22-22C之一)组成。
[0305]要更换板材10w,用美工刀或斯坦利刀430切割和拆除板材1w的小弯角。图14v显示的是一带有切割角432的板材10w。实际上,该图还描述了将切割角从剩余地板向上拉出的情况。板材1w的角被切割和去除时,一操作者可将数根手指伸入通过孔,该通过孔是前述提到的移除角形成的。将手指放于板材1w之下,该操作者可施加向上力分离相邻板材的公榫和母榫部分Jm和Jf。完成之后,板材1w可移除并留下间隔434,如图14w所示。
[0306]图14x显示一新板材1wl插入间隔434的情况。当插入新板材1wl时,相邻板材1vl和10v2(和末端朝上的相邻板材1z)被提起使板材1w相邻两面的母榫部分Jf能够放置在板材10vl、10v2和1z的公榫部分Jm下方。同时,该板材1w是定向的,所以其相邻两面的公榫部分Jm能够立即放置在相邻板材10x1、10x2和1y的母榫部分Jf上。其后,如图14y所示,为了复原地板,向叠加的公榫和母榫部分Jm和Jf施加下压力,让板材1wl与六块相邻板材10x1、10x2、10y、10vl、10v2和1z重新拼接。
[0307]图18显示一适用于塑料或其它挠性材料包括但不限于乙烯、聚氯乙烯或此前公开的美国专利号8156710里的材料和挠性塑料复合材料等制成的板材的垂直锁扣系统22d的一个实施例。该系统22d用于一长方形或正方形垂直锁扣饰面系统的四个面的直落饰面系统b的两侧。图18显示该系统22d用于不同厚度Tl和T2的两块板材,厚度为Tl和T2分别为4mm和5mm,该板材不限于这些厚度也可厚度为2mm到12mm之间。
[0308]唯一与系统22a不同的是,该系统22d是其在表面118和119附近安装公榫部分Jm和表面Cm2和110附近安装母榫部分Jf。该不同之处使拼接板材1d的公榫和母榫部分Jf和Jm在表面119和110附近和在板材间轻微相对角位移以及任一相接板材的小弯曲角度处相互接触。应该认为,这效果可能在减少塑料或复合材料如乙烯板材隆起或意外裂缝有所帮助。
[0309]在用于母榫部分Jf的系统22d中,表面Cf2下的凹面117向内弯曲至最近点400后向外弯曲至一垂直于表面14的平面118。该表面118在表面Cf2的最远点内侧。对于厚度为Tl的板材,表面118直接通向主要表面14。但是对于厚度为T2的板材,表面118直接通向倾斜短面119然后到主要表面14.
[0310]在表面Cm2下的公榫部分Jm里,有一通向平面404的凹陷部分402。表面404垂直于主要表面14。表面404置于表面Cf2的最远点的内侧。对与厚度为Tl的板材,表面404直接通向主要表面14,而对于厚度为T2的板材,表面404通向一直接通向主要表面14的倾斜端面110。
[0311]表面118形成部分的最外母榫锁扣表面FL2,而表面404形成部分的最内公榫锁扣表面ML2。
[0312]不考虑板材厚度Tl或T2,表面118和404相互平行且隔开一小间隙406。对于厚度为2mm到5mm的板材,该间隙406大小可在0.02mm到0.2mm之间。此处的设计在于相邻板材旋转最小限度或各个板材弯曲最小值时,表面118和404可相互接触到。该接触会形成相邻板材1d的内力帮助减少隆起和降低在上表面12形成间隙和板材1d相互拼接的公榫和母榫部分Jm和Jf竖直分离的可能性。
[0313]上述效果如图19a_20c所示。图19a至19c描述的是现有技术中经常使用在直落式锁扣系统中的“锁扣”有利于两板材1u的短或横边的拼接。该锁扣包括雌雄钩440和442,分别位于板材1u的相对短边。雄钩440与雌钩442配合抵住雌雄钩440和442之间的压力所产生的竖向运动,这在板材1u之间产生了防止竖向分离的摩擦阻力。
[0314]图19a描述的是在高质量板材1u置于加工好的垫面或基板和包括雌雄钩440和442的短边之间没有隆起的情况下的锁扣。
[0315]然而图19b描述了隆起产生的情景。隆起可能有以下原因导致:加工质量差,可能由于使用回收地板材料或基板内部稳定层的释放;或者板材1u形成的面上的不均匀受力,比如,由于在板材上拖动重型家具或设备;天气炎热引起的热涨;或者底层基板质量差。
[0316]当隆起产生,板材1u的装有雌雄钩440和442的横边从下面的基板升起,这样可以张开雌雄钩。反过来,这大体上降低由雌雄钩440和442产生的连接力。隆起可能还会继续产生直至至少钩440的表面447与钩442的表面449接触。由于这些表面之间的间隙,当雌雄钩如图19a所示并置拼接时,隆起的高度会相对较大。这在图19c特别指出了,图19c描述的是在三个定距离间隔的点位置446a,446b和446c的拼接。结果是板材1u之间产生对抗雌雄钩440和442的竖向分离的摩擦的压力大幅度降低到只有三个接触点446a至446c受力。这样,任何施加在下方带有图示雌钩442的板材1u上的下向力如箭头448指示可能导致板材1u之间整个连接的断开。
[0317]图20a至20c所描述的情况相似,板材1d通过锁扣系统22d相连。图20a中描述了连接板材1d的理想位置。图20b描述了隆起的作用,图20c是隆起的放大图。隆起时,表面118和104抵接导致位置450a至450c受压力上升。值得注意的是,在特定位置450a和450c,由于表面Cfl和Cf2悬挂在表面Cml和Cm2上,机械锁保持锁定。另外,表面104和114之间压力上升。在公榫和母榫部分Jm和Jf之间旋转较小角度时表面118和404抵接可在位置450a至450c处产生夹紧力,因此相接板材1d能相互有效夹紧并且可大大缩小凹陷部分Rm和Rf任何实际开口。如果不用于板材118和404抵接,这样的开口有可能产生,因为板材1d能够在接触之前旋转。
[0318]由于以上所述的结果,为了分离塑料或挠性板材系统22d的已连接公榫和母榫部分Jm和Jf,连接板材1d之间的角偏置或旋转角度需大于前述图14a至14s所描述的7° -10°。因为板材1d制造材料的性质适应在不导致分离的情况下偏置或旋转角度更大。当然,这是一个优势,在出现隆起时发生意外分离的条件下,系统22d显示其较现有技术更大的优势。
[0319]以上描述的是表面118和110附近的公榫部分Jm安装的改进。能够使系统22a到达系统22b的表面Cm2和110附近母榫部分Jf也可分别使用于系统22,22b和22c。
[0320]参考图2,一般情况下,饰面板材的长宽比约为1:6至1:8 (也就是边16和边18的长度比)。例如,1200mm长的板材宽度(如边18)为150mm(1:8)至200mm(1:6)。在铺设时,榫槽系统20沿纵边16不变,而垂直锁扣系统22沿着短横边18。由于砌砖(或交错砌砖)模式,短边并不要求高垂直间隔阻力,尤其是现有技术中。该阻力主要在纵边由系统20的公榫和母榫提供。同样地,现有技术中短边上通过压力接头产生垂直间隔阻力。
[0321]各家公司生产专利夹具拼接地板板材。凡林奇公司公开自主开发的夹具(称为“5G”夹具)能够插入一短边并且拼接在另一板材的相对短边,形成机械锁扣或拼接效果并产生较高垂直间隔阻力。这些夹具可以应用于木质、塑料或复合材料板材。然而,使用这种或其它夹具会增加生产成本。这些夹具可由螺栓连接在特定用途的仿形机床上的专用机器插入。对于使用其它类型仿形机床的生产厂家,夹具大多手动插入。有时夹具也可在运输时板材时拆除并在使用地手动重新插入。或者有时会丢失,降低了拼接质量。使用该类夹具的另一缺点是在分离板材时常常损坏。
[0322]该方案是在现有环境下提出的,据估计使用该类型夹具的地板每年的产量约为2.75亿平方米。因此在铺设饰面系统的横边处使用锁扣系统,虽然不限于仅使用该系统,能够省去夹具成本和插入操作,还可以在不破坏或降低拼接质量的前提下反复拼接和分离,能大大提高制造商、零售商和消费者的经济利益。
[0323]垂直锁扣系统22-22d形成板材10的集成(与板材10组成一体)机械锁扣系统。利用公榫和母榫部分Jm和Jf的悬挂表面形成的机械锁扣,可生产出前所未有的尺寸板材和可安装,如长宽比小于1:6至1:1的ImXlm瓷砖或板材,或小于1:5至至1:1,或1:2至1:1。即使对于锁扣22-22d在两相对侧面(另外两侧面具有公榫和母榫)的直落式锁扣系统来说,情况也是如此。
[0324]以上描述的实施例里,尤其在板材10四边都使用锁扣系统22-22d(形成一垂直锁扣饰面系统),板材10同样适合使用先前铺设可重复黏贴柔性胶黏剂,有利于一直接黏贴地板系统并且可规避它们的缺点。贯穿专利说明书和权利要求书中“重复黏贴胶黏剂”的说法是为了说明该胶黏剂可除去和重复黏贴,不会固定或固化为固体刚性质量,会长期(如多年)保持柔性、弹性和粘性。重复黏贴的特性是指当胶黏剂用在第二表面时,随后可以用拉力或剪力去除,然后可重复使用(高达1
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