专利名称：将集装箱紧固在船舶上的紧固装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用来在集装箱和船舶之间建立紧固连接的紧固装置和组件，以及在集装箱和船舶之间建立紧固连接的方法。
背景技术：
航运是与物品的固定和保持关系十分密切的领域的一个例子。特别是作为船舶运输，通常要求更为牢靠的固定，以便例如在不断变化的气象条件下，使物品保持就位。现已提出了各种方法和装置用来将物品，(诸如集装箱运货物)紧固到船舶(例如集装箱运输船)的甲板上。
图1a和1b分别图示出从上方和侧面观看的现代集装箱运输船的常见例子。集装箱运输船包括放置在该船甲板上和甲板下(图中未示出)的许多集装箱。如图2a所示，为了便于装运大量集装箱，将集装箱按几个集装箱(如四个集装箱)一个码放在另一个的顶上的高度并且以四列集装箱横贯船甲板的方式紧密地堆码在甲板上。
一旦集装箱运输船航行至海上，该集装箱运输船的前后颠簸、左右摇摆、特别其摇滚将会影响集装箱的堆码。特别是，如果集装箱运输船遭遇波涛汹涌的恶劣天气，它可能会经受从垂直方向达30度的摇滚。集装箱运输船的摇滚要求集装箱的固定是连续可调的，以便保持其处于绷紧状态，从而使集装箱紧固在甲板上。
图2a还示出了例如由于石块、污物或集装箱的局部不平整而在已堆码好的集装箱顶部和底部之间可能出现空隙。由于受载荷、运输船的前后颠簸、左右摇摆、摇滚运动和振动的影响，这些石头和污物等可能会失落，一段时间之后，这些集装箱会移动靠近在一起，因此，必须重新调整这种固定，以使其保持绷紧。
图2b示出了一种众所周知将集装箱固定并捆绑在集装箱运输船的甲板和舱盖上的系统。该系统由杆件构成，这些杆件以交叉图案的方式设置在集装箱的外表面上，当集装箱被叠码成例如四个或多个箱高时，延伸两层的双倍高度的交叉将叠加在单高度交叉的底排上。这些集装箱还由转锁维系在一起，该转锁与一个在另一个顶部叠放的集装箱的顶部和底部的角部接合。该转锁可确保上集装箱层保持就位，而上集装箱层并未由该系统捆绑。
每个杆件都配置有紧线器，以便提供手工可调的与船舶甲板的连接。这些杆件的收紧是由船员或助手从甲板平面进行的，他们配备有紧线器扳手或类似的操纵工具。
扳手用来接合紧线器本体并使其沿左或右方向转动，由此，使在紧线器中的左旋和右旋螺纹杆端部转动而彼此靠近或进一步离开。
现代化集装箱运输船通常在甲板上承载着成千个集装箱。问题在于甲板上集装箱的捆绑，由于它牵扯到大量的紧线器，在港口装船时，必须将紧线器全部上紧，而海上时需常将紧线器收紧以确保集装箱货物不会跌落到船外，而在港口卸货期间又要松开紧线器。紧线器通常重10至25公斤之间。因此，在捆绑时，工人们要担负很大的重量负荷。在建立了捆绑后，工人们将面临用紧线器扳手上紧成千个紧线器的费力的任务。上紧紧线器的工作必须全天候而且常常是在狭促的条件下进行的，因为集装箱彼此叠码得非常紧密。
集装箱的上紧需要大量人力，而且很明显非常耗时，这对在港口尤其不利，因为集装箱运输船的船主已经付出了许多努力以减少船舶停泊在港口的时间。因此，对经营集装箱运输船的公司来说，上紧工作在时间和费用上都是很昂贵的。
发明内容
本发明的目的在于创造一种紧固装置，该装置可快速地捆绑和松开集装箱，而且能自动调整。
为了达到这一目的，根据权利要求1提供了一种用来将货载、特别是集装箱捆紧到船舶上的紧固装置，其包括框架，该框架具有至少一个开口和用于与船舶或集装箱连接的连接部件；具有波纹部分的杆件，该杆构件内装于至少一个开口内，并能经由该开口运动，该杆件包括与船舶或集装箱连接的连接部件；保持装置，它具有至少两个锁紧元件，每个锁紧元件包括至少一个具有部分地或总体地对应于波纹部分的凹槽/沟槽的表面；至少该框架或保持装置具有至少部分圆锥形状；以及弹性部件，用于向框架推压保持装置，由此使所述锁紧元件压向彼此。
由此可用快速而简便的方式产生一种可靠的紧固。
需要强调的是，紧固装置的弹性部件可以是任何适合的弹性或弹跳部件，诸如任何类型的弹簧、橡胶、液压或气动部件(如减震器)。
如权利要求2所述，当紧固装置包括具有减震弹簧部件(诸如压靠框架的多片板簧)的第二杆件时，能吸收从紧固元件传递至紧固装置的暂时性震动力。
由此可极大地降低作用在紧固装置和紧固系统的其余部分的应力。另外，由于瞬时力并未完全传递至紧固系统，因此不会在系统中产生松动，这样，减少了对上紧紧固装置的要求。
减震弹簧部件可用液压或气动缓冲装置替代。
如权利要求3所述框架包括两个纵向框架壁，该框架壁的上端由横向壁连接，该横向壁具有用于保持装置的接触面；该框架壁的下端由第二横向壁连接，该第二横向壁具有用于减震弹簧部件的接触面；在中间由第三横向部分连接，该横向部分具有用于将该保持装置压迫到框架的所述接触面上的接触面，这样，就能构成非常坚固的紧固装置。
更加坚固的紧固装置将使框架结构比一般的框架更轻。采用较轻的框架结构能使工人们在工作期间担负较小的重量，因此，将对工人的工业伤害减至最小。
如权利要求4所述，当保持装置包括位于具有凹槽/沟槽的表面之间的松放弹簧部件，如果这些部分未被该框架保持就位，它使锁紧元件彼此压迫。
由此，当该杆件受到一个向下的作用力时，就可获得棘轮效应。该效应允许杆件运动至较低的平面上，由此实现紧固装置的自动收紧。
由于在一般使用过程中紧固装置可自收紧，这样减少了手工上紧的操作，因此对工人的工业伤害的风险被减至最小。
如权利要求5所述，当框架和/或保持装置具有基本上为圆锥形、或截头圆锥形、或三角形、或棱锥形或类似的锥形等形状，可建立对该杆件的可靠保持。通过使该框架和/或保持装置上的锥体形状彼此压靠，使该保持装置也压靠在该杆件上。他们彼此之间压靠的力越大，对该杆件的保持就越牢靠。
需要强调的是，如果保持装置具有锥体形状，该框架就可以是非锥体形状，反之如果保持装置具有非锥体形状，该框架就可以是锥体形状；例如该框架中有纵向开口。可使保持装置的锥体形状压迫到纵向开口的边缘，并由此压靠该杆件。
如权利要求6所述，所述表面的凹槽/沟槽为倒截头圆锥形状，和/或具有波纹部分的杆件具有倒截头圆锥形部分，该部分构成波纹部分，由于在该杆件和凹槽/沟槽上有较大的横向接触表面，因此能利用锁紧元件确立对该杆件的可靠保持。
如权利要求7所述，当杆件和/或保持装置具有用于操纵工具接触的接触表面，从而实现本发明的有利的实施例。
通过对操纵工具施加作用力可执行紧固装置的手工上紧和松开，该操纵工具与该紧固装置上的接触表面接合。由于施加在该操纵工具上的力为上下方向上的，还由于在上紧和松开过程中避免了旋转运动，因此减小了对工人的工业伤害的风险。
由于用一个连续的运动取代几个旋转运动，因此在涉及紧固装置的上紧和松开过程中还减少了花费的时间。
这就意味着仅需少量工人在港口和海上紧固货载。
连续的运动意味着与采用旋转运动的系统相比，润滑并非必须或者可以减少。
如权利要求8所述，弹簧部件为螺旋弹簧，这样可对锁紧元件施加均匀的压力。因此，能用均匀的压力保持锁紧元件靠在具有波纹部分的杆件上，因而不会将该杆件压向一侧。
如权利要求11所述，一种利用如下所述方法对根据权利要求1至8中任意一项所述的紧固装置的应用，即，所述方法为根据权利要求9或10中所述的有关货载紧固的在至少两个元件之间建立紧固连接的方法，例如航运集装箱的紧固，从而得到优选实施例。
本发明的另一个目的是提供一种组件，该组件允许快速地紧固和松开集装箱，同时，该组件还可自动进行调整。
为了达到该目的，根据权利要求12提供了一种用于将集装箱紧固到船舶上的组件，其包括系紧杆，其一端与集装箱连接，而另一端与紧固装置的第一部分连接；该紧固装置包括与船舶连接的第二部件；第一部件和第二部件可沿系紧杆的纵向彼此相对运动；并且该紧固装置包括锁紧部分，该锁紧部件允许第一和第二部件基本上无阻地彼此相向运动，同时可防止第一和第二部件彼此分开。
通过使用有关将货载系紧在船舶上的该紧固装置，能使用于在甲板上紧围以及随后再上紧该装置的时间最小化，因为这些装置能自收紧。这为航运公司带来了大量的经济效益。
另外，通过减少在船甲板上耗费的时间，还能减少许多事故。
根据本发明的紧固装置以及组件的使用和方法的其它目的、特征、优点和性能将会在详细的描述中变得更加清晰。
下面将参照附图对本发明进行说明，其中图1a和1b示出了从上方和侧面观察的现代集装箱运输船，图2a示出了捆绑前堆码的集装箱的一部分，图2b示出了一种将部分集装箱捆绑到集装箱运输船的甲板和舱盖上的公知的系统，
图3a至图3c以主视图、侧视图和俯视图示出了根据本发明的紧固装置的第一优选实施例，图4a示出了根据本发明的紧固装置的一部分的主视图，图4b示出了图4a所示的紧固装置的截面，图5a示出了本发明的第一和第二锁紧元件的横截面，图5b示出了从上方观察的本发明的第一和第二锁紧元件，图6示出了根据本发明的紧固装置在一般场合使用的优选实施例，图7示意性地示出了根据本发明的紧固装置在港口和海上的功能，图8a和8b示出了操纵工具及其用于根据本发明的紧固装置的实施例，图9a和9b示出了根据第一实施例的紧固装置的变形例，图10示出了根据第一实施例的紧固装置的另一变形例，图11和11A示出了根据本发明的紧固装置的第二优选实施例，图12至13A示出了根据本发明的紧固装置的第三优选实施例，图14示出了根据本发明的紧固装置的第四优选实施例。
具体实施例方式
图1a和1b示出了一现代多用途集装箱运输船1的一个例子，该船在船甲板上和船甲板4下(图中未示出)装有许多航运集装箱2。图中还示出了该船具有船桥6和多台用来装卸集装箱2的船载起重机3。
航运集装箱为金属箱，用来载运几乎各种类型的货物。常用的尺寸为20×8×8.5英尺或40×8×8.5英尺。存放在甲板下位于集装箱运输船的船体8内的集装箱可以完全由内置的“单元结构”保持就位。位于甲板上的集装箱需要紧固系统，该系统可将集装箱2紧固到船甲板4或船舱盖5上。
如果集装箱被堆码成仅有两个集装箱高，则可将锥形锁销用作唯一的紧固装置。将锥形锁销装配入位于集装箱的角部处的插孔内，用来将每个集装箱固定到甲板上或其正下方的集装箱上。该锥形锁销通常有转锁，以防止所述的向上和侧向的窜动。
图2a示出了一部分集装箱，其中，多个集装箱成四个集装箱上下叠置的垛且有四个垛。为了将该集装箱堆垛组紧固定在船甲板上，需要增加一个紧固系统。
图2a示出了例如由于石块、污物或集装箱局部不平整而在叠放的集装箱顶部和底部之间会出现间隙13。
图2b示出了具有增加的紧固系统的图2a中的集装箱堆垛组。
该系统按交叉图案设置在集装箱表面上，当将集装箱叠码成例如四箱或更多箱的高度时，将延伸两层的双高度交叉件叠加在单高度交叉件上的底排。
该系统具有紧线器9，其中，每个紧线器是一个连杆或套管，其每一端都带有内螺纹，一端为右旋螺纹，而另一端为左旋螺纹。该紧线器用作一种将位于两个杆件端部的两个部分结合或连接并将其收紧的工具。一个杆件与收紧杆件、链条或绑紧绳索11连接，而另一个则与位于船甲板或舱盖上的定位点10连接。该收紧杆件在其相对端与固定垫12连接，该固定垫装配入位于集装箱角部的插孔。
配备有紧线器扳手或类似的操纵工具的船员或助手7，可从甲板平面开始进行紧线器的收紧。扳手用来与紧线器的杆件或套管接合或使其向左或向右转动，由此使紧线器中的左旋和右旋螺纹的杆件转动而彼此接近或进一步分开。
图3a以主视图示出了根据本发明的直立状态的紧固装置14的优选实施例。该紧固装置具有框架15，该框架的两个纵向槽形开口将该框架分成两个框架壁或部分15a、15b。该框架在其每一端还具有内部开口。第一内部开口设置在框架15的第一端部的内圆锥部分19处。将具有波纹部分的杆件18安装到该开口中，在该视图中，该开口允许该杆件在该框架内上下运动。框架15的第一端部的内圆锥部分19优选地具有抵接第一内部开口、指向上的圆锥形或截头圆锥形状。
杆件18的末端形成有一个挂钩16，该挂钩14具有锁定闩17，可使紧固装置14经由该挂钩与系紧杆11的环连接。在环定位于挂钩中后，可通过例如弹簧装置迫使锁定闩17进行锁定位置，并由此确保环保持就位以及系紧杆11和杆件18之间的连接变得牢固可靠。
杆件18在其纵向延展的大部分具有多个波纹部分。每个波纹部分都是从该杆件向外伸出的三角形的凸缘，该凸缘的顶侧构成基本上为横向的表面或平台。每个波纹部分也可被表述为一个倒截头圆锥的剖面。
杆件18还包括在相对端的端部止动件24，以确保该杆件不会运动到壁22a之外。壁22a是一块具有中心孔的横向板，它允许杆件18运动直到端部止动件从下方抵达该壁。该壁还与两个框架部分15a、15b连接，并用作螺旋弹簧21的接触表面或背压壁。该弹簧被向上压缩与保持装置20的下侧抵接，该保持装置包括两个锁紧元件20a、20b。
这些锁紧元件的顶部一起构成指向上并与框架15的第一端部的内圆锥部分19相对应的圆锥形状。锁紧元件的彼此面对的两个表面包括对应于杆件的波纹部分的凹槽或沟槽(进一步的图解和描述可参见图4b和图5b)。
如上所述，螺旋弹簧21被向上压到包括两个锁紧元件20a、20b的锁紧装置20的底侧；由此将锁紧元件的圆锥形顶部推入并抵靠框架15的第一端部的锥体形部分19。另外，当圆锥形顶部与锥体形部分接合时，锁紧元件的彼此面对的两个表面彼此压靠。因此，锁紧元件的凹槽也与杆件的波纹部分接合并将其保持就位。
第二内部开口定位于框架15的相对端，并允许在其一端具有螺栓头或端部螺母25的螺栓27进入并保持在框架内。另一端可具有挂钩或环，它使紧固装置与其它元件或部分诸如船甲板或船舱盖系紧。在螺栓头或端部螺母25与框架之间设置有减震板簧26，例如三个板簧。最好使板簧压抵接在横向板22b顶部的接触面上，该横向板有一中心孔并与框架部分15a、15b连接。该中心孔可使螺栓27主要在板簧和螺栓头或端部螺母25的限制下运动。
图3b示出了根据本发明的紧固装置14的一个优选实施例在直立时的侧视图。示出的框架部分15b为一单个的纵向板，它通过锥形体部分19和横向板22a、22b与另一框架部分15a连接，从而形成紧固装置14的刚性框架结构。
图3c示出了从上方观看时根据本发明的紧固装置14的一个优选实施例。如图中所示，紧固装置具有管状形状，且杆件18位于该紧固装置的中央。如上所述，框架15和锁紧装置20具有圆锥形或截头圆锥形状。然而，其外形也可是三角形、棱锥形或类似圆锥形/截锥形形状。
在本发明的另一个实施例中，只有框架15和锁紧装置20之一个有圆锥形，例如锁紧装置，同时，框架15内具有迫使圆锥形的锁紧装置20向上抵接的纵向壁。该纵向壁的边缘将压迫锁紧装置的锁紧元件彼此抵接。
图4a为根据本发明的紧固装置的局部主视图。该部分包括内圆锥部分19；锁紧装置20，其包括两个锁紧元件20a、20b；部分杆件18；螺旋弹簧21；以及横隔壁22a。如该图所示，每个锁紧元件20a、20b基本上从所在的一侧包围部分杆件18的一半。
图4b图4a所示的主视图的横截面。示出的锁紧元件20a、20b均有一个顶部32，该顶部具有与框架15的内圆锥部19的形状对应的圆锥形状。该锁紧元件的顶部为两个半圆锥体，二者合在一起基本上构成一个完整的圆锥体。半圆锥体由螺旋弹簧21向上压靠到内圆锥部19上，其结果是使锁紧元件也沿向内方向彼此压靠，并压靠二者之间的杆件。
面对该杆件的表面有许多凹槽/沟槽，其具有三角形的横截面，该横截面反向地对应于该杆件的波纹部分。如该图所示，通过具有基本上横向的表面或平台的三角形凹槽的底侧，能使该凹槽与该杆件的波纹部分紧密而牢固的接合。
在圆锥体顶部的下方，锁紧元件包括具有纵向接触表面33的区域。向外延伸的边缘将该纵向接触表面限制在两端，可使用来松开和拧紧操纵工具与该表面接合，与此同时，推动一个或两个限制边缘。
松开和拧紧操纵工具的一个例子和该工具的功能，图示于图8a和8b中并详述于下。
如图4a和4b所示，螺旋弹簧21压靠壁22a和锁紧元件20a、20b。图4b进一步示出了该弹簧由该锁紧元件下侧中的凹槽34保持就位。该凹槽形成用于弹簧顶部的圆形空间，垂直壁仅在向外的方向上对其限制。
图5a示出了根据本发明的第一和第二锁紧元件的剖视图。在图中进一步示出了锁紧元件构成包围具有波纹部分的杆件的半部。此外，图示还清楚地表明，锁紧元件的三角形凹槽如何反向地对应于杆件的波纹部分。为了便于在将锁定元件推出框架的内圆锥部19时，使锁紧元件分开，将两个松放弹簧36设置在锁紧元件下部的弹簧套部分37a、37b内。该套37a、37b的开口设置在锁紧元件的表面上，该开口彼此面对，且靠近锁紧元件的边缘最好设置在围绕螺旋弹簧21的凹槽34的壁上或其附近。
图5b表示每根松放弹簧36从第一套部分37a伸出穿过锁紧元件20a、20b之间的开口并且进入第二套部分37b内。
两个图进一步示出了锁紧元件20a、20b在其下端受到彼此相互作用的作用力。二者的分离使杆件的波纹部分脱离与锁紧元件的凹槽的接合，并由此可自由地上下运动。当除去该作用力时，在将松放弹簧压缩在一起的同时，螺旋弹簧将再次迫使锁紧元件靠在内圆锥部和杆件上。
图6示出了根据本发明的紧固装置在一般场合使用的一个优选实施例。该项使用涉及到一艘集装箱运输船的甲板或舱盖10，其中两个集装箱2彼此上下叠放在该甲板和舱盖上。
本发明是捆扎系统的一部分，其中从甲板或舱盖、至位于上层集装箱下角处的插孔横越集装箱表面设置交叉图案。正如上述有关公知的捆扎系统那样，该捆扎系统还包括系紧杆和固定垫等。
如果上层集装箱将要从甲板或舱盖离开，捆扎系统将牢固地将其保持在原位上，这是因为通过将板簧挤压在一起，紧固装置只允许集装箱向上做微小的运动。具有波纹部分的杆件由锁紧构件保持在原位上。通过该运动会将他们压到框架15的内圆锥部19上并从而保持就位。
当集装箱返回至其正常位置时，板簧将回到不施力的位置上。但是，如果例如由于石块和污物受压缩、或集装箱局部不平整消失而导致该集装箱接近甲板或舱盖，系紧杆会将该运动转移至具有波纹部分的杆件上。该杆件将向下运动，并推动锁紧元件20a、20b向下。该锁紧元件通过彼此分离将螺旋弹簧压缩在一起，从而允许锁紧元件放松在该杆件波纹部分处的保持。当将锁紧元件完全推开时，杆件的波纹部分将作为一种棘轮构件通过保持装置的凹槽向下运动。
当杆件的向下运动停止时，螺旋弹簧21再次将锁紧元件20a、20b推向内圆锥部19和杆件。该杆件将再次由保持装置保持就位，但处于比以前较低的位置上，并且该捆扎系统已得到调整。该集装箱再次被固定，但是处于更接近甲板或舱盖的位置上。
图7示意性地示出了根据本发明的用于港口和海上的紧固装置的作用。紧固装置可以是在集装箱运输船上的集装箱紧固系统的一部分。
在港口44处的作用A)通过由弹簧致动螺栓41将紧固装置14与位于船甲板、舱盖或其它类似的地板43上的定位点连接。弹簧致动螺栓与相对优选的平衡位置42运动的平衡杆41的示意性标示一起示出。该优选位置可以视为这样一个位置，在该位置上，使捆扎系统收紧，而不会使螺栓的弹簧损坏。
在目前情况下，由于该紧固系统仅与甲板或舱盖连接而不与捆孔系统的其余部分连接(图中由杆件11表示)，因此弹簧将该螺栓推向上方。平衡杆41高于优选的平衡位置42。
B)使紧固装置14与紧固系统11的其余部分连接，但没有系紧。具有波纹部分的杆件18处于其最大拉伸位置上，而螺栓头41开始将弹簧26挤压在一起。平衡杆41向接近优选平衡位置42运动。
C)通过用操纵工具迫使该杆件向下直至抵达优选的平衡位置来收紧捆孔系统。平衡杆41对准优选的平衡位置42上。
在海上45处的作用D)集装箱被固定住无法移动。紧固装置处于非致动状态。平衡杆41保持在优选的平衡位置42上。
E)集装箱向地板43靠近并且向下推动杆件18。锁紧元件被推开，允许各部件松开杆件，从而该杆件向下运动至较低的位置。平衡杆41运动至略高于优选平衡位置42处，消除紧固系统中的微小松动。
F)集装箱试图相对地板43向上运动，作用力将被传递至杆件上。该杆件试图运动，但被被压到紧固装置框架上的保持装置保持就位。平衡杆41运动至略低于优选的平衡位置42处，以吸收该力的冲击。
G)集装箱已停止移动。紧固装置处于非致动状态。平衡杆41返回至优选的平衡位置42，而杆件处于较低的位置。
曲线40示意性地表明紧固装置的纵向运动特征，从该曲线中可以看出，在海上的紧固装置当集装箱作上下运动时经过临时状态“a”和“e”从稳定状态“c”移至稳定状态“b”；反之在海上的紧固装置当集装箱作上下运动时可经过临时状态“a”和“e”从稳定状态“b”移至稳定状态“c”。
图8a示出了用于根据本发明的紧固装置的操纵工具的一个实施例。操纵工具46包括一个扳手，该扳手有一工具轴，在该轴的每个端部具有偏置的夹钳部分47、49。示出的两个夹钳部分具有不同的夹钳尺寸，以便与紧固装置的松开和收紧部分接合(如果这些部分具有不同的比例)。图示中，与夹紧夹钳79的尺寸相比，松开夹钳47具有较大的夹钳尺寸。
图8b示出了图8a所涉及的根据本发明的紧固装置14的操纵工具46的使用。示出了处于第一和第二使用位置的操纵工具。在第一使用位置上，松开夹钳47与一个锁紧元件20a或两个锁紧元件20a、20b的接触面33接合。操纵工具的另一端例如由船员向下推，由此迫使锁紧元件20a、20b向下。当迫使锁紧元件向下时，它们与杆件的波纹部分的接合能力下降，直到该杆件例如向上自由运动。在一个优选实施例中，锁紧元件由弹簧施力而使其分开，例如图5a和5b所示。
在第二位置上，收紧夹钳49b与波纹部分的任何一处咬合，但最好恰与壁22a下方的螺母咬合。通过迫使操纵工具向下运动，可向下拉动该杆件和装卸装置。该工具的臂此处可用来作为杠杆，该杠杆以横隔壁22a的边缘作为转动中心。
该杆件的波纹部分作为一种棘轮机构，通过锁紧元件的凹槽被向下拉动。当来自操纵工具的作用力消失，该杆件再次被锁紧元件保持住，由此可确保该杆件不能向上运动至原来的位置处。
图9a示出了根据本发明的紧固装置的细节和其他变型。该杆件的挂钩50包括弹簧偏压锁定闩，该弹簧偏压锁定闩由轴58以可枢转的方式悬吊。图中所示为锁定闩处于扣住系紧杆或系紧缆绳的挂环54的闭锁位置。图中示出的杆件至少具有一个从端部止动件至挂钩处纵向延伸的无波纹部分的部分51。该部分可以是一个被压入该杆件的沟槽，或是一个向外伸展，并且例如与该波纹部分相一致或超过该折皱的平滑的条带。
图9b示出了另一变型的局部。锁定闩56、57具有第一部分，图示其处于释放位置，在该位置上，该部分通过将锁定闩的另一部分推回并离开挂钩端部55而受力。锁定闩56、57在挂钩50的开口59处绕轴58枢转。挂钩端部55有一个槽，当处于锁紧位置(图中用虚线表示)时，锁定闩57进入该沟槽中，以便将系紧杆或系紧缆绳的环54扣紧。该图还示出，挂钩包括内螺纹，可将其旋到具有波纹部分的杆件上的螺纹(图中未示)上，并由此将挂钩固定到杆件上。
在另一变型中，可采用窝接或杆件和闩之间的类似的固定连接建立该杆件和锁定闩之间的连接。
图9a和图9b均示出了锁定闩具有向挂钩端部55上升的外形。当该锁定闩处于闭锁位置时，在某些情况下，环54会被向下推靠到锁定闩上。该推动会由于形状原因迫使锁定闩靠到挂钩端部55上，并由此将锁定闩扣紧在锁定位置上，而不会迫使其趋向松开位置。
图10示出了根据本发明的紧固装置的又一变型。具有波纹部分的杆件包括第一长度，但是它延续成另一杆件61，该杆件61具有带有光滑表面的第二长度，由此构成了一种包括具有波纹部分的杆件和端部形成为挂钩62的系紧杆的组合件，以便在集装箱的角部张开。该组合杆件最好用一根金属棒制成，接着再加工出波纹部分等。
图11为本发明的第二优选实施例的侧视图，而图11A为该实施例的剖视图。将具有波纹部分的杆件118安装到壳体115的基本上为圆筒形的深孔113中。最好使杆件118与系紧杆11(图中未示出)为刚性连接。壳体115具有环133，该环用于锚固到船甲板上。该壳体具有一限定了一个空腔的凸出部135，锁紧元件120安装在该空腔中。该锁紧元件由一枢轴销139以可枢转的方式悬吊。锁紧元件的一侧具有可与杆件118上的波纹部分配合的波纹部分或齿。螺旋弹簧137推压锁紧元件，以使其带齿侧与杆件118接合。
如此选择枢轴销139的位置和与杆件上的波纹部分接合的齿的接触角，即，当施加将该杆件拉出壳体外的作用力时，锁紧元件被推压向该杆件。这样，利用自增强机构将锁紧元件保持在锁定位置上。杆件118也由此不会因加载而被拉出壳体。
另一方面，还如此选择转动中心的位置和与杆件上的波纹部分接合的齿的接触角，即，当施加将该杆件推入壳体内的作用力时，锁紧元件将被推离该杆件以克服弹簧137施加的力。杆件118也因此基本上自由地被推入壳体，以便在航运期间例如调整正在向下运动、即向空间跌落的集装箱。
锁紧元件还具有摇臂138，该摇臂通过压下按钮140使锁紧元件脱离接合，该按钮作用在摇臂的自由端。因此，在港口卸载集装箱期间，当压下按钮140以便迅速解除捆扎时，该杆件能被自由地拉出。
图12示出了本发明的第三优选实施例的侧视图，图12A为该实施例的剖视图。优选地具有螺旋沟槽222的圆柱形杆件218被安装到壳体(图中未示出)的基本上为圆筒形的深孔(图中未示出)中。最好使杆件218与系紧杆11(图中未示出)刚性连接。将该壳体锚固在船甲板上。
螺旋弹簧与圆柱形杆件218接合，然后，该杆件向外运动，即在施加将系紧杆11拉离甲板的作用力时。当将圆柱形杆件推向甲板时，螺旋弹簧220不会与圆柱形杆件218接合，该圆柱形杆件能自由地向甲板运动。图12和图12A示出了螺旋弹簧处于接合状态并位于锁定位置上，而图13和图13A示出螺旋弹簧处于非接合的位置上。
图14为本发明的第四优选实施例的局部视图，其中紧固装置包括液压缸314。缸筒315通过环333锚固到船甲板上。活塞杆317与系紧杆(图中未示出)刚性连接。装有单向阀324的导管321延伸并穿过活塞320。该单向阀可使腔室323中的液压流体自由地流入腔室322中，但是，阻止腔室322内的流体流入腔室323。第二活塞杆319确保当活塞运动时，该活塞的运动不会导致腔室322和323内的液压流体的总量改变。
当将活塞推入液压缸的作用力施加到活塞杆上时，腔室323中的流体无大流阻地流向腔室322。因此，在航运期间，当例如与系紧杆11连接的集装箱向下运动时，活塞杆可基本上自由地运动进入缸筒315内。
当将活塞杆拉出液压缸的作用力施加到活塞杆时，腔室322中的流体被加压，但是，由于单向阀324阻止该流体流向腔室323，因此，流体无法离开该腔室。当由于例如船的摇滚运动而加载时，活塞杆不会因此而向外运动，紧固装置314可将系紧杆11牢固地保持就位。
导管326最好具有手动操作开关阀328，该导管连接腔室322和323。当阀328开启时，活塞320能双向自由运动，因此，在港口卸载集装箱期间，可将活塞杆317自由地拉出，以便迅速解除捆孔。
紧固装置中的大部分零部件最好用金属制成，诸如钢、铁或铝。然而，在某些实施例中，也可部分或全部用塑料材料或类似的材料制造紧固装置。如果需要比塑料材料的强度等级更高的材料，可以采用玻璃纤维材料或其他纤维增强材料，诸如碳纤维材料。
紧固装置的弹簧可用其他弹性或弹跳装置替代，如用橡胶元件替代螺旋弹簧21，或用液压或气动减震器替代板簧26、52。
可用两个能实现可连接的部分构成紧固装置的框架，该可连接部分能在不同位置上彼此连接，以便调整框架的长度。例如可采用两对叠置的纵向框架构件，其中一对最好具有一排优选四个或优选更多的等距小孔，另一对具有两个小孔。锁紧螺栓延伸穿过一对细长的框架构件的每一个组件上的两个小孔，再穿过另一对细长框架构件的每一件上的排成一行的多个小孔中的两个孔。
还可以在类似的材料中进行选择以构成紧固装置；但是这些选择对本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
本发明还适用于紧固任何其他的货载，该货载并非装载在集装箱内，而是例如用托盘装、包裹、打包、成垛捆扎以及用板条箱装等方式的装运。另外，本发明还可用于保持锚固、桅杆支撑以及类似的海事场合，在该场合中，有将两件物品系住并收紧的需求。
再有，本发明还可用于其他场合，在该场合中，需要将两件物品系住并收紧，例如需要被紧固在地面上的输电铁塔、移动通讯天线或类似的高架结构。
还需要理解的是，本发明不限于上述这些特例，而是可以在本发明的权利要求范围内设计成大量的各种变型。
权利要求
1.一种用来将货载、特别是将集装箱捆扎在船舶上的紧固装置(14)，其包括框架(15)，它具有至少一个开口和用于与船舶或集装箱连接的部件(27)；具有波纹部分的杆件(18)，将所述杆件安装到所述的至少一个开口内并能通过该开口运动，且该杆件包括用于与船舶或集装箱连接的部件；保持装置(20)，它具有至少两个锁紧元件(20a、20b)，每个锁紧元件包含至少一个具有部分地或整体地对应于波纹部分的凹槽/沟槽的表面；至少所述框架(15)或所述保持装置(20)具有至少部分圆锥形状；以及弹性部件(21)将所述保持装置(20)推压向所述框架(15)，并由此将所述锁紧元件(20a、20b)向彼此推压。
2.如权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固装置包括第二杆件(25、27)，该杆件具有压到所述框架(15)上的减振弹簧部件(26)，诸如多片板簧。
3.如权利要求1或2所述的紧固装置，其特征在于，所述框架(15)包括两个纵向框架壁(15a、15b)，该框架壁的上端由具有用于所述保持装置(20)的接触面的横向壁(19)连接；该框架壁的下端由具有用于所述减震弹簧部件(26)的接触面的第二横向壁(22b)连接；在中间由第三横向部分(22)连接，该横向部分具有用于所述弹簧部件(21)的接触面，该弹簧部件将所述保持装置(20)压到所述框架的所述接触面上。
4.如上述权利要求中的一项或多项所述的紧固装置，其特征在于，保持装置(20)包括松放弹簧部件(36)，所述松放弹簧部件位于具有凹槽/沟槽的所述表面之间。
5.如上述权利要求中的一项或多项所述的紧固装置，其特征在于，框架(15)和/或所述保持装置(20)具有基本上为圆锥形、或截头圆锥形、或三角形、或棱锥形或类似的锥形等形状。
6.如上述权利要求中的一项或多项所述的紧固装置，其特征在于，所述表面的所述凹槽/沟槽为倒截头圆锥形状，和/或所述具有波纹部分的杆件(18)包括构成波纹部分的倒截头圆锥形部分。
7.如上述权利要求中的一项或多项所述的紧固装置，其特征在于，所述杆件(18)和/或所述保持装置(20)具有用于操纵工具的接触表面(24、33)。
8.如上述权利要求中的一项或多项所述的紧固装置，其特征在于，所述弹簧部件(21)为螺旋弹簧。
9.一种在船舶和集装箱之间建立紧固连接的方法，所述方法包括以下步骤将所述紧固装置的框架连接到船舶上，并且将具有波纹部分的杆件与连接到集装箱的系紧杆连接；将所述杆件安装到所述框架的至少一个开口内，并可通过该开口运动；由保持装置的至少两个锁紧元件接合所述的具有波纹部分的杆件，至少所述框架或所述保持装置具有至少部分地锥体形状；以及由弹性部件迫使所述保持装置压靠到所述框架上，从而使所述锁紧元件彼此推压。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，通过操纵与所述保持装置或所述具有波纹部分的杆件的接触面接合的工具来松开或收紧所述保持装置或所述具有波纹部分的杆件。
11.一种利用如下所述方法对根据权利要求1至8中任意一项所述的紧固装置的应用，即，所述方法为根据权利要求9或10中所述的有关货载紧固的在至少两个元件之间建立紧固连接的方法，例如航运集装箱的紧固。
12.一种用于将集装箱紧固到船舶上的组件，其包括系紧杆，其一端与集装箱连接，而另一端与紧固装置的第一部件连接；紧固装置包括连接到船舶上的第二部件；第一部件和第二部件可沿系紧杆的纵向彼此相对地运动；以及所述紧固装置包括锁紧部件，它允许第一部件和第二部件基本上无阻地彼此相向运动，同时，可防止第一部件和第二部件彼此分开。
13.如权利要求12所述的组件，其特征在于，所述第一部件具有波纹状表面，锁紧部件具有至少一个锁紧元件，该元件具有一个或多个凸起，用于与第一部件的锯齿形表面接合。
14.如权利要求13所述的组件，其特征在于，在该锁紧元件与第一部件的波纹状表面之间的接合在下述负载下有自增强功能，该负载将第一部件和第二部件彼此推开。
15.如权利要求14所述的组件，其特征在于，在该锁紧元件与第一部件的波纹状表面之间的接合在下述负载下有自解除功能，该负载可将第一部件和第二部件推向彼此。
16.如权利要求14或15所述的组件，其特征在于，所述自增强和自释放都是由楔劈效应造成的。
17.如权利要求14和15所述的组件，其特征在于，自增强和自释放都是由杠杆效应造成的。
18.如权利要求13至17中的任一项所述的组件，其特征在于，由弹性部件推压锁紧元件，以使其与第一部件中的波纹部分接合。
19.如权利要求13至18中的任一项所述的组件，其特征在于，锁紧元件与释放机构连接，该释放机构可使该锁紧元件抵抗弹性部件的偏压地运动，从而脱离与第一部件的波纹状表面的接合。
20.如权利要求12所述的组件，其特征在于，所述第一部件包括基本上为圆柱形的构件以及同轴地设置在该圆柱形构件上的螺旋弹簧，当施加将第一部件和第二部件彼此推开的负载时，该螺旋弹簧接合并锁定圆柱形构件；当施加将第一部件和第二部件推向彼此的负载时，该螺旋弹簧与圆柱形构件脱离接合。
21.如权利要求20所述的组件，其特征在于，所述圆柱形构件设有用于接合螺旋弹簧的螺旋沟槽。
22.如权利要求12所述的组件，其特征在于，所述第一部件是具有两个腔室的液压缸的活塞杆；第二部件是液压缸的缸体部分，或者所述第一部件是液压缸的缸体部分；第二部件是具有两个腔室的液压缸的活塞杆；液压缸的腔室通过设有一个单向阀的导管实现流体连通；当使第一部件和第二部件彼此相向运动时，该单向阀允许流体从一个腔室流至另一个腔室；而当使第一部件和第二部件彼此分离运动时，该单向阀防止流体从一个腔室流至另一个腔室。
23.如权利要求22所述的组件，其特征在于，各腔室间通过另一个设置有开关阀的导管实现流体连通。
全文摘要
本发明涉及一种用来在至少两个元件之间建立可自调整的紧固连接的紧固装置(14)。其包括具有至少一个开口的框架(15)和与所述至少两个元件之一连接的连接件(27)。此外，该紧固装置还包括具有波纹部分的杆件(18)；所述杆件能通过所述至少一个开口运动，并且该紧固装置还包括与所述至少两个元件之一连接的连接件；以及具有至少两个锁紧元件(20a、20b)的保持装置(20)，每个锁紧元件包括至少一个具有部分地或整体地与波纹部分对应的凹槽/沟槽的表面。另外，至少所述框架(15)或所述保持装置(20)具有至少部分地圆锥形状；以及迫使所述保持装置(20)压靠框架(15)并由此使所述锁紧元件(20a、20b)彼此压靠的弹性机构，例如弹簧部件(21)。本发明还涉及一种采用一种紧固装置在至少两个元件之间建立紧固连接的方法及其使用。
文档编号B60P7/13GK1720166SQ200380104618
公开日2006年1月11日 申请日期2003年11月26日 优先权日2002年11月28日
发明者肯特·罗兰·霍夫曼德·布鲁恩 申请人:肯特·罗兰·霍夫曼德·布鲁恩