專利名稱：承受可變負(fù)載的連接結(jié)構(gòu)和裝配有該連接結(jié)構(gòu)的提升裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種承受可變負(fù)載的連接結(jié)構(gòu)，包括至少一連接件和至少一支撐連接件的錨固件，每個(gè)連接件和錨固件都包括至少一個(gè)第一接觸面(primary contact surface)，所說(shuō)第一接觸面在使用中彼此接合。這種連接結(jié)構(gòu)是已知的，例如以所謂“扭轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)”(twist-lock)形式。
扭轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)是一種在提升集裝箱時(shí)與集裝箱接合的連接結(jié)構(gòu)，例如，在向船上裝載集裝箱和卸下集裝箱時(shí)。標(biāo)準(zhǔn)集裝箱包括在其角部用于裝卸和與其固定的接合點(diǎn)，即所謂的“角鑄件(cornercastings)”。這些角鑄件形成增強(qiáng)型角，在角內(nèi)形成橢圓形開(kāi)口(oblong opening)。扭轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)可在該開(kāi)口內(nèi)接合。扭轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)由其端部帶有錘頭的銷子或軸構(gòu)成，該銷子的另一端容納在軸襯或軸環(huán)中，該軸襯或軸環(huán)又與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可使扭轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)在錘頭插入橢圓形開(kāi)口內(nèi)的位置和錘頭鎖定在該開(kāi)口內(nèi)的位置之間轉(zhuǎn)過(guò)90°。
對(duì)已知的扭轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)而言，緊固連接件的連接方法有兩種，即銷子和軸，在錨固件是軸環(huán)或軸襯。還能在連接件和錨固件上都設(shè)置螺紋，因而在這兩個(gè)部件之間建立起簡(jiǎn)單的螺紋連接。還能為這些部件設(shè)置相互配合的凸輪和凹部。此時(shí)，錨固件可由多個(gè)分段形成，讓這些分段一起圍繞著連接件，然后將外軸環(huán)在這些分段上滑動(dòng)，把這些分段保持在一起。外軸環(huán)通常利用螺釘或銷子固定在連接件內(nèi)。
已知的連接結(jié)構(gòu)具有下列缺點(diǎn)連接件的軸的尺寸受到角鑄件內(nèi)可利用空間的限制。這意味著連接件尺寸不能加工成具有“無(wú)限的”壽命，或者至少能壽命超過(guò)提升裝置的壽命。因此，在某一時(shí)間連接件內(nèi)會(huì)產(chǎn)生裂縫，另外的問(wèn)題是不能適當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)連接件。在提升裝置與集裝箱連接且提升或放下集裝箱過(guò)程中，當(dāng)連接件受到相對(duì)較重和可變負(fù)載作用時(shí)，連接結(jié)構(gòu)一部分失效、特別是由疲勞引起的危險(xiǎn)會(huì)很大。在這種連接形式中也很重要的是這種重的承載結(jié)構(gòu)通常由鋼制成，其疲勞特性難于測(cè)量或預(yù)測(cè)。當(dāng)該連接結(jié)構(gòu)失效且其上懸掛的集裝箱落下時(shí)，存在著人員傷害的極大危險(xiǎn)。而且，對(duì)材料的損害通常也是相當(dāng)大的。
因此，為了預(yù)防，直到現(xiàn)在通常在扭轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)使用一預(yù)定時(shí)間段之后、即使沒(méi)有看得見(jiàn)的裂縫也將其更換掉。這顯然是昂貴的，這一浪費(fèi)還因?yàn)闉榱诉M(jìn)行更換操作，必需使提升裝置停止工作。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種上述型式的連接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)更容易監(jiān)測(cè)到工作狀態(tài)，而且該機(jī)構(gòu)具有較長(zhǎng)的安全壽命。根據(jù)本發(fā)明，由下述連接結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)每個(gè)連接件和錨固件還包括至少一個(gè)第二接觸面，所述第二接觸面在使用中彼此間隔開(kāi)，而在連接件和/或錨固件變形時(shí)彼此接合。通過(guò)采用該第二接觸面，即使當(dāng)連接件和/或錨固件由于過(guò)載已經(jīng)變形時(shí)，在連接件上的負(fù)載也能被安全地傳遞到錨固件上。
為了防止出現(xiàn)第二接觸面在還沒(méi)有超過(guò)第一接觸面的負(fù)載承受能力時(shí)已經(jīng)部分地承擔(dān)負(fù)載，第二接觸面的間距最好這樣設(shè)置只有在塑性變形例如連接件和/或錨固件產(chǎn)生破裂時(shí)，這些接觸面才接合。
連接結(jié)構(gòu)最好包括用于監(jiān)測(cè)第二接觸面接合的裝置。利用這種裝置，能及時(shí)認(rèn)知連接結(jié)構(gòu)失效的威脅。這些檢測(cè)裝置包括在連接件和/或錨固件上設(shè)置標(biāo)記，例如可以看到導(dǎo)致第二接觸面接合的結(jié)構(gòu)變形，從而可以容易地看得見(jiàn)地進(jìn)行檢測(cè)。
當(dāng)?shù)谝缓偷诙佑|面沿主加載方向彼此間隔開(kāi)時(shí)，所有操作可以相對(duì)簡(jiǎn)單的方式完成。
連接件包括一沿主加載方向延伸的軸；錨固件，包括一至少部分包圍著軸的軸環(huán)；以及第一和第二接觸面，它們分別在軸的外側(cè)和軸環(huán)的內(nèi)側(cè)上形成，由此得到一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的實(shí)施例。
對(duì)于連接結(jié)構(gòu)的最佳負(fù)載承受能力而言，最好軸包括一容納在軸環(huán)內(nèi)的端部和一相對(duì)的自由端，并且第一接觸面比第二接觸面更遠(yuǎn)離自由端。按這種方式，將第一接觸面設(shè)置為結(jié)構(gòu)中最承重的部分。
當(dāng)?shù)谝缓偷诙佑|面由相互配合的凸輪和凹槽形成時(shí)得到一簡(jiǎn)單的實(shí)施例。為了使力傳遞面最大，凸輪最好是環(huán)形的，且凹槽在軸和/或軸環(huán)的整個(gè)周邊上延伸。
在連接結(jié)構(gòu)用作扭轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)的情況下，連接件最好包括一錘頭形端部，和錨固件與驅(qū)動(dòng)裝置連接用以使錨固件和連接件旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明還涉及一種用于提升物體特別是集裝箱的裝置，其包括至少一個(gè)包含上述一個(gè)或多個(gè)連接結(jié)構(gòu)的可移動(dòng)提升框架。
下面，參照附圖、借助示例說(shuō)明本發(fā)明，其中

圖1表示包括多個(gè)本發(fā)明中連接結(jié)構(gòu)的提升裝置的透視圖；圖2表示該連接結(jié)構(gòu)處于未受擾動(dòng)狀態(tài)的局部橫斷面?zhèn)纫晥D；圖3表示沿圖2中箭頭III方向的詳圖；圖4表示對(duì)應(yīng)圖2的連接結(jié)構(gòu)處于局部失效狀態(tài)的視圖；圖5表示沿圖4中箭頭V方向的詳圖。
用于拾起集裝箱2的提升裝置1(見(jiàn)圖1)由框架3形成，該框架從導(dǎo)引在滑輪4上的多根鋼絲繩5懸掛下來(lái)。在所示實(shí)施例中，框架3是一個(gè)可伸縮框架，具有一主體6和兩對(duì)內(nèi)和外可伸縮臂7、8。在每個(gè)可伸縮臂8的端部設(shè)置一橫梁9，在每個(gè)橫梁的角部具有本發(fā)明中的連接結(jié)構(gòu)或“扭轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)”11。而且，定位在這些角上的是能圍繞各軸線12樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的固定元件或“懸掛式導(dǎo)衛(wèi)板”(flippers)13。
每個(gè)連接結(jié)構(gòu)11都由被容納在錨固件15內(nèi)的連接件14形成。該錨固件15與驅(qū)動(dòng)臂16連接，驅(qū)動(dòng)臂又與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)連接。該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使連接件14和錨固件15的組件圍繞軸線17旋轉(zhuǎn)。
在所示實(shí)施例中，錨固件15設(shè)有球形部分26，該球形部分樞軸連接在橫梁9內(nèi)對(duì)應(yīng)形狀的凹部27中，以使連接結(jié)構(gòu)11能相對(duì)提升框架3進(jìn)行較小的樞軸運(yùn)動(dòng)。
連接件14包括在其自由端具有一錘頭19的軸18，其形狀和尺寸這樣設(shè)定錘頭可以插入集裝箱2的角部件或“角鑄件”21內(nèi)的橢圓形開(kāi)口，并且通過(guò)圍繞軸線17轉(zhuǎn)過(guò)90°以上可鉤在該開(kāi)口內(nèi)。
連接件14和錨固件15分別包括第一接觸面22和23，它們彼此接合以傳遞由四個(gè)連接結(jié)構(gòu)11懸掛起來(lái)的集裝箱2的重量引起的負(fù)載。該第一接觸面22和23分別由伸入連接件14的軸18的凹槽25內(nèi)的錨固件15內(nèi)側(cè)的凸輪24形成。錨固件15具體為分段軸環(huán)28，各分段利用在這些分段上滑動(dòng)的外部軸環(huán)29保持在一起。
軸環(huán)28的凸輪24和連接件14的軸18的凹槽25兩者都是環(huán)形的，并且在連接件14和軸環(huán)28的整個(gè)周邊上延伸，由此形成相對(duì)大的力傳遞面，其結(jié)果是盡可能對(duì)材料內(nèi)所得到的應(yīng)力進(jìn)行限制。然而，存在著讓連接件14和/或錨固件15承受塑性變形和甚至完全失效的危險(xiǎn)。連接結(jié)構(gòu)11失效導(dǎo)致的結(jié)果對(duì)本領(lǐng)域來(lái)講是很嚴(yán)重的，考慮到人員傷害和材料損失的危險(xiǎn)，連接件14和錨固件15還分別包括第二接觸面30和31，它們?cè)谡Ｊ褂弥胁唤雍?，只是在連接結(jié)構(gòu)11的負(fù)載承受能力由于連接件14和/或錨固件15的變形甚至部分失效而可能嚴(yán)重下降時(shí)，才開(kāi)始承擔(dān)部分負(fù)載。
為此，第一和第二接觸面22、23和30、31分別沿主加載方向隔開(kāi)，在這種情況下在軸18的縱向上，第一接觸面22和23分別在軸18的所述部分和遠(yuǎn)離錘頭19的軸環(huán)28上形成。在正常的未擾動(dòng)的狀態(tài)下，將負(fù)載有效地從連接件14傳遞到錨固件15，并且從那里通過(guò)支撐盤27傳遞到提升框架3的結(jié)構(gòu)中。
如上說(shuō)述，在連接件14和錨固件15幾乎或根本沒(méi)有變形、連接件11正常使用的情況下，第二接觸面30和31分別不接合，而是間隔開(kāi)一距離d。該距離d是可以選擇的，使得各第二接觸面30和31分別只是當(dāng)連接件14在第一接觸面22和23失效時(shí)，開(kāi)始幫助承擔(dān)負(fù)載。該距離d可以在幾十微米與一個(gè)或更多毫米之間變化。
在所示實(shí)施例中，第二接觸面30和31還分別由軸環(huán)28內(nèi)側(cè)的凸輪33和連接件14的軸18內(nèi)的凹槽34形成。
通過(guò)添加當(dāng)?shù)谝唤佑|面不能再傳遞力時(shí)開(kāi)始承擔(dān)負(fù)載的第二接觸面，在結(jié)構(gòu)11的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)11(通常是連接件14)局部失效時(shí)，防止因連接件11的部件失效帶來(lái)?yè)p失慘重的后果。同時(shí)如圖所示的實(shí)施例中顯示的變形，在連接件14相對(duì)錨固件15向下的位移超過(guò)距離d時(shí)，也可以警告使用者連接結(jié)構(gòu)局部失效，之后，可進(jìn)一步監(jiān)控該結(jié)構(gòu)和將其最終換掉。變形可以通過(guò)在例如通常安裝在錨固件15內(nèi)的連接件14的所述部分上做標(biāo)記而顯示出來(lái)，這些標(biāo)記只是在導(dǎo)致第二接觸面30和31分別開(kāi)始承擔(dān)負(fù)載的變形時(shí)可以看到。利用這種方式，實(shí)際上延長(zhǎng)了連接結(jié)構(gòu)11的壽命，而且可以避免不必要和過(guò)早的更換部件，因而降低結(jié)構(gòu)的成本和使用成本。
應(yīng)該注意到，不必使分別通過(guò)第二接觸面30和31的連接與分別通過(guò)第一接觸面22和23的連接具有相同的使用壽命。該連接僅需保持至下一次結(jié)構(gòu)檢查或者檢測(cè)變形。相當(dāng)于分別通過(guò)第一接觸面22和23的主連接的壽命的百分之50到90，最好是百分之65到80，例如約為百分之75的壽命通常是足夠的。
盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了說(shuō)明，但是本發(fā)明顯然并不局限于此。除第二接觸面外，還可設(shè)置第三、第四和更多的接觸面，以保證更安全。此外，接觸面還可以在不同部件之間的不同點(diǎn)處設(shè)置，并且可以對(duì)第一和第二接觸面的相互位置進(jìn)行不同地選擇。而且，不必將這些表面具體限定為凸輪和凹槽，而還可以想象使用兩個(gè)或更多個(gè)帶螺紋的分割部分。對(duì)第二接觸面接合的檢測(cè)，還可以利用與目視不同的方式完成。例如可以想象利用在接合時(shí)閉合的接觸，對(duì)第二接觸面之間的距離測(cè)量或者其它技術(shù)。最后，本發(fā)明中的連接結(jié)構(gòu)還可以用在除提升集裝箱外的其它技術(shù)領(lǐng)域中。
因此，本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.一種承受可變負(fù)載的連接結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)連接件和至少一個(gè)支撐所述連接件的錨固件，每個(gè)連接件和錨固件包括至少一個(gè)第一接觸面，所述第一接觸面在使用中彼此接合，其特征是每個(gè)連接件和錨固件還包括至少一個(gè)第二接觸面，所述第二接觸面在使用中間隔開(kāi)，而在連接件和/或錨固件變形時(shí)相互接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征是第二接觸面的間距這樣設(shè)置接觸面僅在連接件和/或錨固件產(chǎn)生塑性變形時(shí)彼此接合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征是第二接觸面的間距這樣設(shè)置接觸面僅在連接件和/或錨固件內(nèi)產(chǎn)生破裂變形時(shí)彼此接合。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征是用于檢測(cè)第二接觸面的接合的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征是檢測(cè)裝置包括在連接件和/或錨固件上設(shè)置的標(biāo)記。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征是第一和第二接觸面在主要加負(fù)載方向被分隔開(kāi)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征是連接件包括一沿主要加負(fù)載方向延伸的軸，錨固件包括至少局部包圍著軸的軸環(huán)，以及第一和第二接觸面分別在軸的外側(cè)和軸環(huán)的內(nèi)側(cè)上形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征是軸包括一容納在軸環(huán)內(nèi)的端部和一相對(duì)的自由端，且第一接觸面比第二接觸面更遠(yuǎn)離自由端移動(dòng)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征是第一和第二接觸面由協(xié)同操作的凸輪和凹槽形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征是凸輪是環(huán)形的且凹槽在軸和/或軸環(huán)的整個(gè)周邊上延伸。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征是連接件包括一錘頭狀端部，且錨固件與用于轉(zhuǎn)動(dòng)錨固件和連接件的驅(qū)動(dòng)裝置連接。
12.一種用于提升物體特別是集裝箱的裝置，包括至少一個(gè)包含上述任一權(quán)利要求中所述的多個(gè)連接結(jié)構(gòu)的可移動(dòng)提升框架。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種承受可變負(fù)載的連接結(jié)構(gòu)(10)，象用在集裝箱吊車上的扭轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括一連接件(14)和支撐連接件(14)的錨固件(15)，每個(gè)連接件(15)和錨固件都包括第一和第二接觸面(22、23、30、31)，第一接觸面(22、23)在使用中彼此接合，第二接觸面(30、31)在使用中彼此分隔開(kāi)，但是在連接件(14)和/或錨固件(15)產(chǎn)生變形時(shí)彼此接合。采用這種方式，能保證緊固連接具有很長(zhǎng)的壽命且能及時(shí)預(yù)見(jiàn)到連接結(jié)構(gòu)的失效狀態(tài)。
文檔編號(hào)B66C1/62GK1507411SQ02809726
公開(kāi)日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2002年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月11日
發(fā)明者科內(nèi)利斯·斯蒂尼斯, 科內(nèi)利斯 斯蒂尼斯 申請(qǐng)人:斯蒂尼斯貝赫爾有限公司