具有可变锁定阻力的锁闩装置以及方法 |
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申请号 | CN201010196415.2 | 申请日 | 2010-06-02 | 公开(公告)号 | CN101905672A | 公开(公告)日 | 2010-12-08 |
申请人 | 哈兰德公司; | 发明人 | 约翰·B·布鲁斯特; | ||||
摘要 | 一种 锁 闩装置可释放地将集装箱固定在支承表面上。该装置包括壳体、锁闩、可互换的 弹簧 组以及销。该壳体包括上部 外壳 和内部的线圈接收空腔。外壳确定锁闩接收空腔。锁闩包括上部锁闩端部和线圈 啮合 部分。该线圈啮合部分包括线圈对齐结构。至少一个压缩线圈装入线圈接收空腔中,并布置成与线圈啮合部分啮合,以便通过锁闩接收空腔而将上部锁闩端部 偏压 向外壳的外部。线圈对齐结构在线圈压缩过程中提高各线圈的轴向对齐。销使得锁闩与壳体可枢轴转动地连接,用于使得锁闩能够在选择变化的弹簧阻 力 作用下进行枢轴转动,用于目标用途。因此,线圈使得用户能够在锁定固定和释放过程中根据目标负载和状态来改变锁定力。 | ||||||
权利要求 | 1.一种用于可释放地固定货物集装箱的锁闩装置,该货物集装箱有锁闩驱动开口,该锁闩装置包括: |
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说明书全文 | 具有可变锁定阻力的锁闩装置以及方法技术领域[0001] 本发明涉及集装箱固定装置,特别是涉及货物集装箱固定装置的改进,该货物集装箱固定装置提供了货物集装箱的自动固定和释放。 背景技术[0002] 由于多个优点(例如由于减少货物搬运而节省人工),用集装箱装货已经变得非常流行。模块式或标准集装箱可以利用各种不同的载体(包括轨道车、卡车和船)来进行点至点的运送。这样的货物集装箱通常提供有拐角铸件,该拐角铸件包括锁定开口,用于将集装箱固定在各种类型的车辆上(集装箱装在该车辆上)。 [0003] 过去使用的一种集装箱固定装置是集装箱柱脚(pedestal),该集装箱柱脚包括:基座部分,集装箱的拐角搁置在该基座部分上;以及垂直延伸壁,集装箱的拐角捕获在该垂直延伸壁内。可绕水平轴线枢轴转动的锁闩与集装箱的垂直壁中的锁定开口啮合,用于保持集装箱向下抵靠基座,同时允许集装箱自动进入和释放。这种集装箱柱脚的一个实例在美国专利No.4382734(’734专利)中公开。 [0004] ‘734专利介绍了一种集装箱柱脚,用于将具有卡住开口的货物集装箱支承和固定在车辆例如轨道车上。柱脚包括基座,该基座确定了用于支承集装箱的平台。可枢轴转动的锁闩操作杆由弹簧偏压至锁定位置,在该锁定位置中,在操作杆上的锁定前端与集装箱中的锁闩凹口对齐。锁定前端与集装箱接触,用于当集装箱升高或降低时使得锁闩操作杆从锁定位置枢轴转动至释放位置。锁闩操作杆安装成适合垂直运动以及枢轴转动,且交界锁定表面布置在锁闩操作杆上和柱脚基座上,用于当锁闩操作杆处于上部位置时防止锁闩操作杆枢轴转动离开锁定位置。 [0005] 弹簧向上偏压锁闩操作杆,以便使锁定表面通常保持啮合,这样,当锁闩操作杆处于它的上部位置时,集装箱不能使得锁闩操作杆枢轴转动。当集装箱在锁闩操作杆处于上部位置的情况下放低至柱脚中时,集装箱使得锁闩操作杆向下运动,以便使锁定表面分离,并允许锁闩操作杆枢轴转动至释放位置,用于自动装载该集装箱。凸轮可选择地操作成将锁闩操作杆保持在它的底部位置,在该底部位置中,锁定表面分离,锁闩操作杆能够通过集装箱的向上或向下运动而枢轴转动。在锁闩操作杆和弹簧之间的线接触提供了均匀的弹簧操作杆臂长度。 [0006] 用于固定货物集装箱的固定装置的另一现有技术类型是所谓的扭转锁。扭转锁通常包括基座,集装箱可以与剪切块一起搁置在该基座上,该剪切块可与集装箱拐角铸件的底部水平壁中的锁定开口啮合。锁定头部可手动从与剪切块对齐的释放位置运动至锁定位置,在该锁定位置,集装箱不能升高离开基座。头部可在锁定位置和开锁位置之间手动旋转,集装箱不能自动进入和释放。 [0007] 授予Hinsky等的美国专利No.4626155(′155专利)公开了一种自动集装箱固定装置,该自动集装箱固定装置具有弹簧偏压的、有凸轮表面的头部。′155专利还介绍了一种用于自动将货物集装箱固定在支承件(例如车辆的甲板)或者第二集装箱(第一集装箱与该第二集装箱堆垛)上的装置。该装置包括基座,该基座有凸出的剪切块,该剪切块装入容器的锁定开口中。头部在开锁位置或装载位置以及锁定位置之间旋转,在该开锁位置或装载位置,头部通过锁定开口运动,在该锁定位置,集装箱固定。 [0008] 自动进入和释放由基座内的弹簧来提供,该弹簧将头部偏压至锁定位置,但是允许集装箱与头部的凸轮表面啮合而施加力矩时能够运动至开锁位置。可以提供锁定位置和头部确实锁定在该锁定位置的可视指示。为了堆垛集装箱,提供两个对齐的剪切块和两个角度偏移的头部,且弹簧可以释放,以便将装置手动锁定在一个集装箱上,随后自动锁定在第二集装箱上。 [0009] 授予Brewster的美国专利No.5570981(′981专利)也描述了一锁闩装置,该锁闩装置可以用于使用锁闩的任意地方,该文献的说明书被本文参引。应当知道,在′981专利的锁闩装置中的一个弹簧可以由这样的材料形成,该材料的刚性随着温度的变化超过金属类型材料。弹簧刚性直接与用于固定和释放货物集装箱的装置的锁定力相关。 [0010] 授予Brewster的美国专利No.6974164(′164专利)公开了一种用于固定货物集装箱的锁闩装置。′164专利介绍了一种货物集装箱压住装置,它包括用于壳体中的锁闩和弹簧,该壳体由基座确定,该基座形成一个表面,货物集装箱拐角配件相对于支承机构或涉及的平台以应用关系置于集装箱上。 [0011] 装置还包括底端,该底端与用于保持压住装置的甲板或车辆结构交接,这样,压住装置的相对侧能够根据需要与货物集装箱拐角配件自动啮合和脱开,以便合适地传送和运输货物集装箱,装置在销上使用锁闩,销装入凹穴中,这样,锁闩力根据集装箱位置和运动而变化,从而能够在低型面甲板中使用单个弹簧。 [0012] 这样,在具有单个金属弹簧的所示′164专利中,弹簧刚性率的变化并不象第二弹簧的第二材料一样大。省略第二弹簧使得货物集装箱能够在更大温度范围内以合适力来啮合和释放。读者还可以参考授予Brewster的美国专利No.7484918和7510358(′918和′358专利)。 [0013] ′918和′358专利注意到货物集装箱将遇到变化的环境,包括较大变化的温度,该温度变化影响货物集装箱固定装置的弹性部件(不管是锁定类型还是扭转锁类型)。在′918和′358专利中,弹簧部件的可互换性是中心,弹性体环形扭簧优选是处于更中间的输送区域,金属螺旋扭簧优选是在受到更大变化温度的输送区域。 [0014] 这样,在′918和′358专利中所示,具有弹簧可互换性的集装箱固定装置或系统是行业的一个有利发展。本发明想到了前述背景技术。由现有技术的说明可以知道,现有技术没有表示锁闩装置具有根据它的环境的适应性。 [0015] 例如,某些锁闩可能需要相对较低的起动锁闩阻力,但是需要相对较高的固定阻力。现有技术没有表明锁闩装置能够有效展示根据弹簧离开它的松弛位置而变化的锁闩阻力。因此,现有技术需要如后面详细说明的装置。 发明内容[0016] 这里提供了一种具有一个或多个弹性元件的装置,该弹性元件有线性刚性和/或非线性和/或可变刚性,该装置提供有优于只提供有单个固定刚性的装置的固有优点。它优选是在锁定装置中提供较低的起动驱动力,以便防止静摩擦。在锁闩装置中的起动静摩擦产生粗暴的起动操作,这导致对所涉及的所有零件施加高于必要的冲击力,因此并不希望。 [0017] 不过,锁闩装置必须提供足够的保持力,以便给该应用提供合适的固定力。该固定力的选择要考虑到轨道车甲板重量、动态轨道车动作和风力。所需的装置自动啮合和释放将在集装箱上提供尽可能高的固定力,以便提供最大压住力,但是也不会太高,以致于在集装箱移出过程中不能使得轨道车甲板升高离开轨道或卡车。 [0018] 在使用普通ISO类型集装箱并希望固定在具有相对较轻重量甲板的轨道车上的应用中,预计具有一个弹性弹簧元件的装置就足够能合适起作用。可以选择低成本的、具有线性刚性率的恒定直径弹簧,以便提供所需的固定力。 [0019] 普通ISO类型集装箱的几何形状和重量以及普通轨道车的操作速度和情况是在轨道车和它的甲板的设计中使用的一些因素。较轻重量的甲板由于它们固有的低制造成本而成为优选。因此,装置能够通过低成本的、具有线性刚性率的恒定直径弹簧来调节,以便提供所需的压住力。 [0020] 另一方面,在希望使用特殊几何形状和/或非常重的集装箱的应用中,使用专用的相对重型的轨道车,必然具有更重的甲板。因为这些轨道车的甲板更重,因此优选是能够提供更高限制力的装置,以便提供用于更重重量用途的所需的固定力。 [0021] 再有,所需装置将包括至少一个具有单个刚性系数的低成本弹性弹簧元件,但是由于特殊几何形状和/或非常重的集装箱或者更高轨道车操作速度和动态轨道车动作,单个弹性弹簧元件可能无法提供足够的操作固定力范围。 [0022] 本发明提供了一种容易解决所述问题的方案,即通过使得人们能够根据用途而选择和伸缩地将一个或多个压缩线圈安装至锁闩装置中,从而同时最有效地使用由线圈结构确定的空间;并调节用于给定固定用途的力特征。 [0023] 本发明的装置提供了一个或多个线圈,以便选择地提供线性阻力或可变阻力。可变阻力将选择成提供相对较低的起动驱动力,以便防止静摩擦,且当锁闩在初始运动后稍微退回时,锁闩将退回并与第二弹性弹簧元件接触,从而提供附加刚性,导致更高的总固定力(与只有一个弹性弹簧元件时可能出现的情况相比)。 [0024] 为了实现这些目的,本发明提供了一种锁闩装置,该锁闩装置可在需要时安装在车辆甲板或框架上或者类似表面上,这样,锁闩装置可以用于不同负载情况,包括不同长度的集装箱的不同混合等。这种锁闩装置可以用于将货物集装箱保持在车辆甲板(例如轨道车甲板)上。装置可以用于将两个货物集装箱保持在一起,例如当双重堆垛集装箱时。 [0025] 通常,四个锁闩装置用于将货物集装箱的四个拐角铸件或配件固定在车辆甲板或类似表面上。壳体的基座定向和固定在车辆甲板或类似表面上,以便防止它从甲板或车辆上移开。焊接或紧固件是合适紧固技术的实例。集装箱的四个底部拐角配件与锁闩装置的顶端接触,从而滑过或接收壳体的锁闩接收顶部部分,并与凸出的锁闩的凸形上表面啮合。用户通过安装第一长度的第一压缩线圈而能够选择相对较低的起动力,该第一压缩线圈具有选定的阻力与位移比率或阻力与位移的斜率。 [0026] 当集装箱朝着车辆甲板或类似支承表面平移时,锁闩退回至壳体的锁闩接收顶部部分中。当锁闩退回时,它可以选择地与附加线圈接触,该附加线圈由第一压缩线圈伸缩接收,且长度比第一压缩线圈更短。附加线圈位移通过锁闩退回而实现,从而获得附加阻力与位移比率。一旦拐角铸件的锁闩驱动开口平移经过锁闩的顶端(处于最大阻力与位移比率或斜率),当压缩弹簧元件恢复至松弛位置,且第一压缩线圈恢复至它的偏压开始位置时,锁闩固定拐角铸件。 [0027] 当拐角配件或铸件的底部唇缘与锁闩的上部部分的凹形内侧接触并克服锁闩阻力时,货物集装箱可以移出,同时集装箱将拉出壳体。这再有相对较低的起动驱动力和相对较高的固定力。相对较高的固定力有效地用于固定货物集装箱防止无意中移出,但是将调节或选择成能够故意移出该货物集装箱,例如通过卸载处理。换句话说,当施加合适力以便将货物集装箱从甲板上拉开时,从壳体向外伸出的装置锁闩机构将自动退回至装置壳体中,从而允许货物集装箱移出。 [0028] 因此,本发明的锁闩装置用于将货物集装箱固定在车辆甲板或类似表面上,并基本包括壳体,该壳体有集装箱穿过的上部部分,该上部部分包含或接收锁闩机构,该锁闩机构从壳体的上部部分向外横向伸出,以便与货物集装箱拐角铸件啮合。壳体的底部部分包括大致扁平的基座,该基座调节成与车辆甲板或类似表面交接。一个或多个弹性压缩线圈在锁闩机构和壳体之间延伸,以便提供该用途所需的线性或可变阻力。附图说明 [0029] 图1是根据本发明用于货物集装箱的锁闩装置的正视图。 [0030] 图2是根据本发明用于货物集装箱的锁闩装置的侧视图。 [0031] 图3是根据本发明用于货物集装箱的锁闩装置的后视图。 [0032] 图4是根据本发明用于货物集装箱的锁闩装置的俯视图。 [0033] 图5是根据本发明用于货物集装箱的锁闩装置的仰视图。 [0034] 图6是用于本发明的锁闩装置的壳体的侧剖图。 [0035] 图7是用于本发明的锁闩装置的锁闩的侧视图。 [0036] 图8是表示锁闩装置的某些内部部件的位置的侧剖图,恰好在货物集装箱的拐角配件与本发明的装置啮合之前。 [0037] 图9是表示锁闩装置的某些内部部件的位置的侧剖图,这些内部部件在货物集装箱的拐角配件与本发明的装置啮合时局部退回至壳体中。 [0038] 图10是表示锁闩装置的某些内部部件的位置的侧剖图,这些内部部件在货物集装箱的拐角配件与本发明的装置啮合之后完全退回至装置壳体中。 [0039] 图11是表示锁闩装置的某些内部部件的位置的侧剖图,在货物集装箱的拐角配件与本发明的装置啮合时。 [0040] 图12是表示锁闩装置的某些内部部件的位置的侧剖图,恰好在货物集装箱的拐角配件从本发明的装置中移出之前。 [0041] 图13是表示锁闩装置的某些内部部件的位置的侧剖图,在货物集装箱的拐角配件从本发明的装置中局部移出的过程中。 [0042] 图14是表示锁闩装置的某些内部部件的位置的侧剖图,在货物集装箱的拐角配件从本发明的装置中局部移出的过程中。 [0043] 图15是表示锁闩装置的某些内部部件的位置的侧剖图,这些内部部件恰好在货物集装箱的拐角配件从本发明的装置中移出之后退回至装置壳体中。 [0044] 图16是表示锁闩装置的某些内部部件的位置的放大侧剖图,恰好在货物集装箱的拐角配件与本发明的装置啮合之前。 [0045] 图17是根据本发明伸缩嵌套的第一和第二压缩线圈的双图,顶部图表示嵌套线圈的端视图,底部图表示嵌套线圈的侧视图,其中,外部线圈的某些部分剖开以便表示内部线圈。 [0046] 图18是在图17中所示的第一压缩线圈的双图,顶部图表示线圈的端视图,底部图表示线圈的侧视图,表示线圈的左手螺旋特性。 [0047] 图19是在图17中所示的第二压缩线圈的双图,顶部图表示线圈的端视图,底部图表示线圈的侧视图,表示线圈的右手螺旋特性。 [0048] 图20是根据本发明伸缩嵌套的第一和第二压缩线圈的放大侧视图,表示内部和外部弹簧的相对螺旋特性,外部弹簧有右手螺旋特性,内部弹簧有左手螺旋特性。 [0049] 图21是图20中所示的第一压缩线圈的侧视图,具有右手螺旋特性。 [0050] 图22是图17中所示的第一和第二压缩线圈的放大端视图,内部线圈有右手螺旋特性,外部线圈有左手螺旋特性。 [0051] 图23是壳体的第一顺序侧剖图,其中锁闩已除去,表示第一压缩线圈正在插入基于壳体的线圈接收空腔中或由该线圈接收空腔接收,第一压缩线圈包括基于线圈的线圈接收空腔。 [0052] 图24是壳体的第二顺序侧剖图,其中锁闩已除去,表示第一压缩线圈已由基于壳体的线圈接收空腔接收,且第二压缩线圈正在插入基于壳体和基于线圈的线圈接收空腔中或由该线圈接收空腔接收。 [0053] 图25是壳体的第三顺序侧剖图,其中锁闩已除去,表示第一压缩线圈已由基于壳体的线圈接收空腔接收,且第二压缩线圈已由基于壳体和基于线圈的线圈接收空腔接收。 [0054] 图26是安装有锁闩的壳体的第一顺序侧剖图,表示锁闩恰好在货物集装箱的拐角配件与装置啮合之前,锁闩的凸起由外部压缩线圈接收,但是还没有与内部压缩线圈接触。 [0055] 图27是安装有锁闩的壳体的第二顺序侧剖图,表示锁闩局部退回至壳体中,锁闩的凸起由内部和外部压缩线圈接收,该凸起开始接触内部压缩线圈。 [0056] 图28是安装有锁闩的壳体的第三顺序侧剖图,表示锁闩完全退回至壳体中,锁闩的凸起由内部和外部压缩线圈接收,该凸起提高了内部和外部压缩线圈的同轴对齐。 [0057] 图29是图26中所示主题的重新表示。 [0058] 图30是图29中所示的锁闩凸起至线圈连接部位的局部放大图。 [0059] 图31是图30中所示的锁闩凸起至线圈连接部位的局部放大图。 [0060] 图32是图27中所示主题的重新表示。 [0061] 图33是图32中所示的锁闩凸起至线圈连接部位的局部放大图。 [0062] 图34是图33中所示的锁闩凸起至线圈连接部位的局部放大图。 [0063] 图35是图28中所示主题的重新表示。 [0064] 图36是图35中所示的锁闩凸起至线圈连接部位的局部放大图。 [0065] 图37是图36中所示的锁闩凸起至线圈连接部位的局部放大图。 [0066] 图38是表示压缩阻力随压缩位移而变化的曲线图,表示了它们之间的线性关系。 [0067] 图39是表示压缩阻力随压缩位移而变化的曲线图,表示了它们之间的非线性或可变弯曲关系。 [0068] 图40是表示压缩阻力随压缩位移而变化的曲线图,表示了它们之间的非线性或可变曲线关系。 具体实施方式[0069] 下面将特别参考附图,本发明提供了一种锁闩装置或组件10,用于将货物集装箱(未特别示出)可释放地固定在支承表面(表示为25)上。锁闩装置包括壳体11、锁闩部件12、销13、第一压缩弹簧14和两个侧部螺钉(表示为15和37)。一个侧部螺钉15和37在壳体11的一侧。壳体11包括集装箱穿过外壳(表示为44)的上部的和线圈接收空腔(表示为42)的内部。外壳44可由锁闩驱动开口46接收,并确定了张开的锁闩接收空腔(表示为47)。 [0070] 图1中表示了锁闩装置10的装配正视图,图2表示了锁闩装置10的装配侧视图。壳体11还包括:基座底部16,该基座底部16与甲板或车辆或类似平表面(表示为表面25)交接;以及基座18,该基座18通常在货物集装箱的拐角配件21和车辆甲板的合适结构和/或表面25之间间隔开,总体如图8中所示。 [0071] 在本文中的附图表示了车辆甲板的合适结构,表面25优选为扁平或平面形,置于支承平面中。这里介绍的表面25优选是车辆甲板,但是也可以为其它类型表面,例如垂直支承表面。这样,锁闩装置10可以设想为用于将盖固定在开口顶部集装箱(未特别示出)上,只要该盖将与锁闩驱动开口46或铸件(类似于示例表示的铸件21)配合。 [0072] 壳体11用于通过由外壳44确定的张开空腔47来容纳或接收锁闩或锁闩部件12。壳体11还包括内部凹穴22和23,该内部凹穴22和23容纳销13,以便通过锁闩孔34而将锁闩12固定在壳体11内部。壳体11还包括内部凹穴28,用于使得锁闩12能够在其中枢轴转动,且如前所述,壳体还包括线圈接收空腔42,用于容纳一个或多个压缩线圈或弹簧(表示为14和48)。在最后的情况中,应当知道,第一或外部压缩线圈以14表示,第二或内部压缩线圈以48表示。 [0073] 当锁闩12处于各个位置时,内部壳体表面38和39分别用于锁闩12的支脚29的接触表面35和36。壳体11的表面26和27用于容纳销13,因此允许锁闩12在合适位置枢轴转动。锁闩12优选是包括上部锁闩端部(表示为49)、底部锁闩端部(表示为50)、支脚29、枢轴部分(表示为51)以及线圈啮合部分(表示为52)。从附图中可以看见,线圈啮合部分52优选是在结构上位于上部锁闩端部49和枢轴部分51的中间。优选是,上部锁闩端部49包括上部凸形表面(表示为41)和底部凹形表面(表示为40)。枢轴部分51具有与销13的轴线同轴延伸的旋转枢轴轴线100。 [0074] 本发明的重要结构特征涉及用于提高线圈14、48等在装于基于壳体的线圈接收空腔42中时的对齐性的装置。在这方面,读者应当知道,线圈啮合部分52优选是包括某些线圈对齐结构,它优选是由半球形凸起或圆形凸起30来确定。因此,锁闩12优选是包括凸起30,该凸起30优选是局部形成于锁闩12的凹形线圈啮合部分中。凸起30用于容纳或接收线圈14、48等的第一或上端,和/或与线圈14、48等的第一或上端啮合。 [0075] 在优选实施例中,凸起30大致为半球形,或许在图31、34和37中表示得更清楚。半球形凸起30具有最大外径(表示为103)和柱轴线(表示为104),该柱轴线104与凸起 30的最大外径103垂直。显然,最大外径103小于第一线圈14的内径105,并大于第二线圈的外径106。 [0076] 在申请中包括至少两个线圈,凸起30的圆形末端从最大外径103朝着附加线圈或第二线圈48轴向延伸,用于在线圈压缩过程中与第二线圈48的上端啮合,以便在锁闩或锁闩部件12枢轴转动的过程中改变锁定力。如图37中进一步所示,凸起30的圆形末端可置于第二线圈48(或附加线圈)的上端,用于保持第二线圈48相对于柱轴线104的轴向对齐。 [0077] 而且,第一和第二线圈14和48优选是包括相反的螺旋特性或螺旋性。相反的螺旋特性提供了十字形交叉的线圈结构,彼此相对并列,该十字形交叉结构大致防止线圈相互缠结或干涉。换句话说,当连续嵌套或伸缩接收的线圈包括交替相反的螺旋特性时,可伸缩的接收或装配线圈将保持同轴对齐。因此,相反的螺旋特性可以进一步用于提高线圈14和48的轴向对齐。 [0078] 锁闩孔34位于支脚29和上表面41之间,以便允许锁闩12枢轴转动。支脚29包括在相对侧的上部壳体接触表面35和底部壳体接触表面36。表面35和36根据锁闩12的位置和运动而在不同时间与内部壳体表面38和39啮合。锁闩12的凸形上表面41与凹形底侧40相对,该凹形底侧40用于与货物集装箱20的拐角铸件21的表面啮合。 [0079] 图6表示了壳体11中的侧部孔32和33,该侧部孔32和33用于在装置10的装配过程中插入销13。侧部螺钉15和37安装在壳体11的侧部孔32和33中,以便保证销13在装置10的工作过程中保持在壳体11内。压缩线圈14、48等在锁闩12的凸起30和壳体11的空腔42之间操作或显示了压缩和膨胀位移。压缩线圈14、48等在结构上位于壳体11中的空腔42内。凸起30和空腔42保证线圈14、48等在装置10的工作过程中的正确定向或对齐以及压缩作用。 [0080] 图8、16、26和29-31表示了当标准货物集装箱20的拐角铸件21与用于锁定固定的本发明锁闩装置10啮合时的最早操作阶段。铸件或容器首先与锁闩12的上部或凸形表面41接触。应当知道,优选是,在该接触点,第一压缩线圈14有相对较低的起动驱动力(阻力),大致如图38-40中的点“A”所示。 [0081] 可以看见,锁闩12通过它的销13而固定在壳体11的内部凹穴22和23中。锁闩表面36与内部壳体在表面39处接触。线圈14和(需要时)线圈48定位成与锁闩12的凸起30啮合,该凸起30确保锁闩12固定在合适位置。因为可固定结构例如货物集装箱20的锁闩驱动开口46与锁闩装置10啮合,因此,当可固定结构例如集装箱20导向表面25时,锁闩12通过它的支脚29而在壳体11的内部凹穴28中枢轴转动。在附图中,该运动表示为向下,如矢量箭头101所示。 [0082] 锁闩表面36与壳体内部凹穴28在表面39处接触并绕它枢轴转动。销13能够浮动、运动或旋转离开壳体11的凹穴22和23,并沿壳体11的平移表面24和31平移,以便找出最低能量位置。壳体11的表面24和31轮廓设置成保证销13和锁闩12通过合适运动来平移和枢轴转动。锁闩孔34和表面36以及内部凹穴和壳体表面22、23、24、31和39的实际位置和形状能够根据需要调整,以便获得锁闩装置的合适啮合作用。 [0083] 可以看见,在锁闩装置10的啮合作用过程中,锁闩12的这样枢轴转动和接触表面36与由Brewster在美国专利No.5570981和6974164中所述的现有技术类似。动作线43确定了标准货物集装箱20的拐角铸件21的接触表面在它啮合和置于锁闩装置10上时运行的运行线。 [0084] 通常,希望锁闩表面36与壳体内部凹穴28在表面39处接触和绕它枢轴转动的动作朝着动作线43的左侧远离,这导致减小了线圈14(和48)的机械力优点,总体如图9中所示。在拐角铸件21的啮合运动过程中减小线圈14(和48)的机械力优点有助于获得锁闩12的较低施加力和平滑啮合运动。因此,用于使得枢轴部分51与壳体11可枢轴转动地连接的装置能够使移动的枢轴100在拐角铸件21的啮合运动过程中减小线圈14(和48)的机械力优点,这有助于获得锁闩12的更低施加力和更平滑的啮合运动。 [0085] 图9、10、28和35-37表示了另一工作状态,例如当标准货物集装箱20的拐角铸件21与锁闩装置10啮合以及跳过与锁闩12的凸形上表面41接触时。这时,在该接触点处,在压缩线圈14(和48)中有相对较高阻力,大致如图38-40中的点“C”所示。 [0086] 还可以看见,锁闩12通过支脚29而在壳体11的内部凹穴28内枢轴转动。图9表示了锁闩表面36与壳体内部凹穴28在表面39处接触和绕它旋转的动作。销13能够旋转离开壳体11的凹穴22和23,并沿壳体11的表面24和31平移。壳体11的表面24和31的轮廓设置成保证销13和锁闩12通过合适运动而平移和枢轴转动。锁闩孔34和表面36以及内部凹穴和壳体表面22、23、24、31和39的实际位置和形状能够根据需要调整,以便获得锁闩装置的合适啮合作用。 [0087] 图12、26和29-31表示了当标准货物集装箱20的示例拐角铸件21从锁闩装置10中释放并与锁闩12的凹形底侧或表面40接触时的最早操作阶段。可以看见,锁闩12通过销13固定在壳体11的内部凹穴22和23中。锁闩孔34由通孔来确定。销13与销接收锁闩孔34交接。图5表示了销13的两端17和19分别伸入壳体内部凹穴22和23中。线圈14(和48)位于锁闩12的凸起30上,从而保证锁闩12固定在合适位置。 [0088] 当标准货物集装箱20的拐角铸件21与锁闩12的凹形或底表面40接触时,对抗接触的起动驱动力相对较低。可以看见,锁闩12在壳体11的内部空穴22和23中绕销13枢轴转动。锁闩孔34在壳体内部凹穴22和23中与销13接触和绕该销13枢轴转动。压缩线圈14(和48)位于锁闩12的凸起30上,从而保证锁闩12通过合适运动而平移和枢轴转动。锁闩孔34和壳体内部空穴22和23的实际位置和形状可以根据需要调节,以便获得合适的锁闩装置10释放作用。 [0089] 图13、27和32-34表示了当标准货物集装箱20的拐角铸件21的锁闩驱动开口46与锁闩12的凹形底侧和表面40接触,且锁闩可以与两线圈装置的第二压缩线圈接触时的操作阶段。在两线圈装置中,在阻力与位移的函数中在这点处出现弯曲,大致如图39在点B处所示,如本说明书后面进一步所述。 [0090] 可以看见,锁闩12的支脚29在壳体11的内部空穴28中绕销13枢轴转动。图13表示了锁闩12的支脚29的表面35与壳体内部空穴28在表面38处接触和绕它枢轴转动。销13位于壳体内部空穴22和23中,从而保证锁闩12通过合适运动而平移和枢轴转动。锁闩表面35和内部壳体表面38的实际位置和形状可以根据需要调节,以便获得合适的锁闩装置10释放作用。 [0091] 锁闩装置10的锁闩12由销13引导和限制,但是具有绕内部壳体表面38的锁闩枢轴区域35。动作线43确定了标准货物集装箱20的拐角铸件21的接触表面在它移出或置于锁闩装置10上时运行的运行线。通常,希望锁闩孔34与壳体内部凹穴22和23中与销13接触和绕它枢轴转动的动作接近或朝着动作线43的右侧,这又导致减小了线圈14(和 48)的机械力优点,如图13中所示。 [0092] 图14、15、28和35-37表示了当标准货物集装箱20的拐角铸件21从锁闩装置10中释放,从而跳过与锁闩12的凹形和底表面40的接触时的另一操作步骤。可以看见,锁闩12在壳体11的内部凹穴28中通过它的支脚29而枢轴转动。图14和15表示了锁闩表面 35与壳体内部凹穴28在表面38处接触和绕它枢轴转动。锁闩表面35的轮廓可以设置成与壳体内部凹穴28在表面38处接触和绕它枢轴转动,以便获得合适的锁闩装置10释放作用。 [0093] 销13能够旋转离开壳体11的凹穴22和23,并沿壳体11的表面26和27平移。壳体11的表面26和27的轮廓设置成保证销13和锁闩12通过合适运动而平移和枢轴转动。锁闩孔34和表面35以及壳体内部凹穴和表面22、23、26、27和38的实际位置和形状可以根据需要进行调节,以便获得合适的锁闩装置10释放作用。 [0094] 这样,可以看见,本发明提供了一种锁闩装置10,该锁闩装置10具有可互换的弹性元件或压缩线圈14、48等,它们能够选择地表现出线性刚性和/或非线性和/或可变刚性,从而进一步提供了优于只限制为单个固定刚性的锁闩装置的固有优点。在各种情况下,应当记住,优选具有低起动驱动力的锁闩装置,以防止静摩擦。 [0095] 应当记住,在锁闩装置中的起动静摩擦将产生粗暴的起动操作,这导致比所有这里所述的实施例所需的冲击力大的冲击力,且这是不需要的。除了能够提供相对较低的起动驱动力,锁闩装置必须提供足够的限制力,以便提供用于该用途的合适固定力。 [0096] 固定力的选择通常通过考虑轨道车的甲板重量、动态轨道车动作和风力。装置的合适自动啮合和释放将提供作用在集装箱上的、尽可能大的固定力,以便提供最大程度的压住,该固定力还不会太高,以至于不能在集装箱移出过程中使得轨道车甲板升高离开轨道或卡车。 [0097] 使用普通ISO类型集装箱,且希望将它固定在具有相对较轻重量甲板的轨道车上的用途中,预计具有一个弹性弹簧元件的装置就足以合适起作用。可以选择具有线性刚性率的恒定直径弹簧或压缩线圈,以便提供合适的相对较低起动驱动力以及相对较高的负载固定力。 [0098] 普通ISO类型集装箱的几何形状和重量以及普通的轨道车操作速度和状态是用于设计轨道车和它的甲板的一些因素。较轻重量的甲板为优选,因为它们必然降低制造成本。因此,锁闩装置能够通过低成本、恒定直径的弹簧来调节,该弹簧有着固有的线性刚性率,以便提供所需的压住力。 [0099] 在希望使用专门几何形状和/或特别重的集装箱时,使用专门的、相对较重的任务轨道车,该任务轨道车具有固有的较重甲板。因为这些轨道车的甲板较重,因此希望将提供更高限制力的锁闩装置能提供用于较重重量用途的合适的固定力。 [0100] 再有,合适的锁闩装置可以设想包括一个低成本、线性刚性的弹性弹簧元件。不过,因为特定几何形状和/或非常重的集装箱、或者更高的轨道车操作速度和动态轨道车动作,一个低成本、线性刚性的弹性弹簧元件不能够提供足够的操作固定力范围。 [0101] 本发明提供了一种容易解决该问题的方案,即通过使得人们能够选择和伸缩地将一个或多个压缩线圈(例如线圈14和48)安装至锁闩装置10中,从而同时最有效地使用由线圈结构固然确定的结构空间以及调节用于给定固定用途的力特征。 [0102] 本发明的装置10提供了一个或多个线圈(例如线圈14和48),以便选择地提供线性阻力或可变阻力。可变阻力将选择成提供相对较低的起动驱动力,以防止静摩擦,且当锁闩在初始运动后稍微退回时,锁闩将退回并与第二或附加弹性弹簧元件接触,从而提供附加刚性,导致更高的总固定力(与只有一个弹性弹簧元件时可能出现的情况相比)。 [0103] 因此,可以看见,在一个线圈装置中,大致如图8-15中所示,作为线圈位移(在X轴线上,表示为111)的函数的线圈阻力(在Y轴线上,表示为110)基本为线性,大致如图38中所示。线圈阻力或力“F”与线圈刚性系数“k”和线圈位移量“X”相关。假定为第一压缩线圈时,线圈刚性系数可以由k1给出,线圈位移可以由X1给出。因此,该关系可以写成: [0104] F=(k1X1)或者 [0105] k1=F/X1 [0106] 因此,可以看见,在图38中,第一压缩线圈的刚性系数“k1”是线的斜率或者阻力与位移的比率。 [0107] 在两线圈装置中,对于第一压缩线圈14(轴向长度比压缩线圈48大),作为线圈位移111的函数的线圈阻力110基本为线性,大致如图39中在点A和B中间延伸的线段所示。 [0108] 还有,线圈阻力或力“F”与线圈刚性系数“k”和线圈位移量“X”相关。假定锁闩只与第一压缩线圈14接触时(大致如图16、26、29-31所示),线圈刚性系数可以由k1给出,线圈位移可以由X1给出。因此,与前面相同,该关系可以写成: [0109] F=(k1X1)或者 [0110] k1=F/X1 [0111] 还可以看见,在图39中,第一压缩线圈的刚性系数“k1”是点A和B中间的线段的斜率或者阻力与位移沿该线段的比率。当锁闩12与第二压缩线圈48(该第二压缩线圈48的刚性系数为k2,或者线圈位移为X2)接触时,大致如图27和30-32中所示,所形成的关系可以写成如下: [0112] F=(k1X1)+(k2X2) [0113] 这样,在图39中,阻力与位移沿从点B至C的线段的比率为第二斜率,该第二斜率大于在点A和B中间延伸的第一斜率。因此,点B和C中间的线段表示组合硬度斜率,并表示相对较高的固定力(与大致表示为点A和B中间的相对较低起动驱动力相比)。 [0114] 可以设想,具有充分直径和长度的线圈可以连续接收具有连续更短长度的更小直径线圈,因此,总阻力是线圈硬度(k1至kn)与线圈位移(X1至Xn)的乘积的总和。可以设想,平滑曲线可以所形成的线圈阻力的曲线,是线圈位移的函数。该关系总体在图40中表示。实现非线性可变阻力函数的可选关系可以写成如下: [0115] F=(k1nX1) [0116] 可以考虑,逐渐变细或截头锥形线圈(未特别示出)或超过两个线圈可以提供这样的合适效果。 [0117] 尽管前面的说明书已经阐明了大量特征,但是应当知道,本发明的范围并不局限于此。例如,尽管优选的支承表面25为扁平或平面形,但是应当知道,锁闩装置10的设计范围并不局限于扁平或平面形支承表面25。壳体11、基座底部16和基座18能够根据用户的规定进行变化。 [0118] 更具体地说,本发明实质上提供了用于可释放地固定货物集装箱的锁闩装置,该货物集装箱有锁闩驱动开口。锁闩装置特别包括壳体、锁闩部件、至少一个(但是可以设想多个)压缩线圈以及用于使得锁闩部件与壳体可枢轴转动地连接的特定装置。 [0119] 壳体特别包括上部的、集装箱穿过的外壳以及内部的线圈接收空腔。上部的、集装箱穿过的外壳可由货物集装箱的锁闩驱动开口接收,并确定了张开的锁闩接收空腔。锁闩部件包括上部锁闩端部、枢轴部分和线圈啮合部分,该线圈啮合部分在上部锁闩端部和枢轴部分中间。上部锁闩端部包括上部凸形表面和下部凹形表面。 [0120] 枢轴部分有旋转枢轴轴线,锁闩部件的线圈啮合部分包括用于对齐线圈的某种装置或者某种线圈对齐结构。至少一个(但是可选择的多个)压缩线圈装入线圈接收空腔中。第一线圈布置成与线圈啮合部分啮合,以便通过张开的锁闩接收空腔而将上部锁闩端部偏压向外壳的外部(即锁定或固定锁闩位置)。线圈对齐结构或圆形凸起有效地用于在线圈压缩过程中保持或提高线圈的轴向对齐。 [0121] 用于使得枢轴部分与壳体可枢轴转动地连接的装置能够在来自货物集装箱的平移锁闩驱动开口的锁闩驱动作用下使得锁闩相对于壳体进行枢轴转动。凸形表面与引导成固定啮合的货物集装箱啮合,凹形表面与引导成释放啮合的货物集装箱啮合。在锁闩的枢轴转动过程中,压缩线圈的线圈压缩改变锁定力,且外壳在锁定固定和释放过程中接收上部锁闩端部。 [0122] 当希望有更显著变化的阻力时,至少两个压缩线圈可以装入基于壳体的线圈接收空腔中。第一线圈布置成与线圈啮合部分啮合,以便将上部锁闩端部偏压至外壳的外部,第二线圈可以伸缩地装入第一线圈内并在基于线圈的线圈接收空腔中,用于在锁闩的枢轴转动过程中改变锁闩力。 [0123] 线圈的第二端伸缩地装入第一线圈中,这样,第二线圈的上端与第一线圈的上端轴向向下间隔开。因此,在锁定固定和释放的过程中,线圈压缩使得阻力作为线圈位移的函数而可变弯曲或更明显地变化。可变弯曲阻力提供了相对较低的起动驱动力和相对较高的负载固定力。 [0124] 除了上面提出的、用于锁闩装置10的物品制造,还可以认为前述说明书还支持施加在货物集装箱上的某些锁定技术。在这个方面,本发明的锁定方法可以认为包括一系列的步骤,包括使得锁闩装置(表示为10)装备有第一压缩线圈(表示为14)和锁闩(表示为12)的初始步骤,该第一压缩线圈14包括线圈接收空腔(表示为60)。第一压缩线圈14还将锁闩12偏压向固定锁闩位置,如图2、4、8、12、16、26和29中所示。 [0125] 然后,锁闩支承机构(例如车辆甲板或平台表面25)可以装配给锁闩装置10。优选是,锁闩支承机构或表面25处于支承平面中。然后,可固定结构例如货物集装箱20可以垂直地引向支承平面或表面。锁闩12与可固定结构啮合,以便开始结构固定处理。 [0126] 第一压缩线圈14通过该锁闩啮合来压缩,并首先表现有相对较低的起动驱动力或阻力。这样,压缩锁定动作通过第一压缩线圈14而受到线性阻力。线性阻力有第一斜率或阻力-位移比率。然后,锁闩与可固定结构脱开,从而通过第一压缩线圈14恢复至它的原始锁闩固定位置来固定该可固定结构。 [0127] 为了释放该固定的可固定结构,可固定结构例如在标准集装箱移出过程中垂直引导离开支承平面。因此,锁闩装置与用于结构释放的可固定结构啮合。再有,第一压缩线圈14通过锁闩啮合而压缩,且压缩锁定动作受到线性阻力,其中,释放斜率或阻力-位移比率基本等于固定斜率或阻力-位移比率。然后,锁闩与可固定结构脱开,从而释放可固定结构,并使得第一压缩线圈和锁闩恢复至它的1初始或锁闩固定位置。 [0128] 第一压缩线圈可以选择地装备有至少一个附加压缩线圈,其中,各附加压缩线圈装入基于线圈的线圈接收空腔中。然后,该方法可以认为还包括以下步骤:压缩锁定动作通过第一和附加压缩线圈而受到可变阻力,该可变阻力有第一斜率或阻力-位移比率以及至少一个附加斜率或阻力-位移比率(根据附加线圈的数目)。 [0129] 例如,考虑到锁定方法可能要求第一压缩线圈装备有第二压缩线圈,该第二压缩线圈装入基于线圈的线圈接收空腔60中。在这种情况下,该方法可以认为还包括以下步骤:压缩锁定动作通过第一和第二压缩线圈而受到非线性或可变阻力,该非线性或可变阻力有第一和第二斜率。 [0130] 还考虑到锁闩优选是装备有用于提高线圈对齐的某些装置,该装置优选是可以有圆形凸起30来确定。因此,该方法可以认为还包括以下步骤:通过所述装置在线圈压缩过程中提高线圈对齐。圆形凸起由第一压缩线圈14的第一端和(可选的)第二线圈48(或附加线圈)的第一端中心接收,从而在线圈压缩过程中提高线圈对齐。 [0131] 尽管已经结合特殊类型的锁闩装置表示和介绍了本发明的优选实施例,但是它也可以用于各种锁闩。其它实施例和等效锁闩装置和方法也认为在本发明的范围内。已经结合本发明的所示实施例特别表示和介绍了本发明的各种特征;不过,必须知道,这些特殊实施例只是示例,本发明将在附加权利要求的范围内进行最充分地解释。 |