专利名称：系拴组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及系拴组件，更特别地，涉及用于海军舰艇和海运船舶的系拴组件。
背景技术：
系拴组件是海军舰艇和海运船舶上的常见部件，因为它们便于货物、集装箱、运载 工具(例如，飞机、坦克和卡车)以及其它重型物品和设备的固定。系拴组件通常安装在船 舶甲板内。系拴组件必须充分紧固在甲板内并且强度足以承受重载荷。另外，希望系拴组 件易于在甲板内修理和更换。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供能充分紧固在甲板 内、强度足以承受重载荷、并且易于在甲板内修理和更换的系拴组件，更特别地，提供用于 海军舰艇和海运船舶的系拴组件。根据本发明的一个方面，提供了一种系拴组件，包括杯状件，其具有第一端、与第 一端相对的第二端、形成在第一端内并限定了内表面和围绕所述内表面的内壁的凹部、以 及从杯状件的内表面延伸的多个支座，每个支座包括孔；和十字杆件，其具有中心部和从所 述中心部延伸的多个构件，每个构件包括具有头部和形成在所述头部内的孔的自由端，所 述十字杆件通过多个紧固件可拆卸地紧固到所述杯状件上，使得十字杆件定位在杯状件的 凹部内并且十字杆件的所述多个构件的头部每个与杯状件的所述多个支座中相应的一个 接合，十字杆件的所述多个构件的头部的孔每个与杯状件的所述多个支座的孔中相应的一 个对准，并且对准的十字杆件的所述多个构件的头部的孔每个和杯状件的所述多个支座的 孔大小和形状设置成接纳所述多个紧固件中相应的一个。优选地，所述杯状件包括从杯状件的内表面延伸并且具有孔的中心定位的支座， 十字杆件的中心部包括孔，十字杆件的中心部与杯状件的中心定位的支座接合，并且十字 杆件的中心部的孔与杯状件的中心定位的支座的孔对准，对准的十字杆件的中心部的孔和 杯状件的中心定位的支座的孔大小和形状设置成接纳所述多个紧固件之一。优选地，所述杯状件包括形成在杯状件的内壁中的多个凹窝，所述杯状件的所述 多个支座中的每一个位于杯状件的所述多个凹窝中相应的一个内。优选地，所述杯状件的所述多个凹窝中的每一个包括一对侧壁，所述十字杆件的 所述多个构件的头部每个定位在相应的一对侧壁之间。优选地，所述系拴组件还包括多个螺纹插入件，每个螺纹插入件位于杯状件的所述多个支座的多个孔和杯状件的中心定位的支座的孔中相应的一个内，所述多个螺纹插入 件中的每一个与所述多个紧固件中相应的一个形成螺纹接合。优选地，所述系拴组件还包括多个垫圈，每个垫圈位于杯状件的所述多个支座中 的每一个和十字杆件的所述多个构件的头部中相应的一个之间以及十字杆件的中心部和 杯状件的中心定位的支座之间。优选地，十字杆件的所述多个构件的头部每个包括大小与形状设置成接纳0形圈 的凹槽。优选地，十字杆件的所述多个构件的头部每个包括一对突出部，所述突出部与杯 状件的所述多个支座中相应的一个接合。优选地，杯状件包括形成在杯状件的内表面中的中心定位的孔，十字杆件的中心 部包括杆部，所述杆部具有贯穿杆部形成的孔，十字杆件的杆部的孔与杯状件的中心定位 的孔对准，对准的十字杆件的杆部的孔和杯状件的中心定位的孔大小与形状设置成接纳所 述多个紧固件之一。优选地，十字杆件的所述多个构件的头部每个包括一对突出部，所述突出部与杯 状件的所述多个支座中相应的一个接合。优选地，杯状件的所述多个支座包括四个支座，十字杆件的所述多个构件包括四 个构件。优选地，十字杆件的所述多个构件中的每一个大体上在同一平面内延伸。优选地，所述系拴组件适于安装在具有第一表面、与第一表面相对的第二表面以 及从第一表面延伸到第二表面的孔的结构中，所述孔的大小与形状设置成接纳杯状件，并 且当杯状件安装在孔中时，杯状件的上端与结构的第一表面大体上齐平。优选地，所述杯状件包括从杯状件的第二端并靠近杯状件的第二端沿周向延伸的 凸缘，所述凸缘与结构的第二表面接合。优选地，所述杯状件由铝制成，所述十字杆件由钢制成。优选地，所述结构由铝制成。优选地，所述结构包括船舶甲板。根据本发明的另一个方面，提供了一种系拴组件，包括杯状件，其具有第一端、 与第一端相对的第二端、形成在第一端内并且限定了内表面和围绕所述内表面的内壁的凹 部、从所述内表面延伸的多个支座、形成在所述内壁中的多个凹窝、以及从所述杯状件的内 表面延伸并具有孔的中心定位的支座，其中，所述多个支座每个包括孔，所述多个凹窝每个 包括一对侧壁，所述多个支座每个在相应的一对侧壁之间定位在所述多个凹窝中相应的一 个内；和十字杆件，其具有中心部和从所述中心部延伸的多个构件，该中心部包括孔，并且 所述多个构件每个包括具有带凹槽的头部和形成在所述头部中的孔的自由端，所述十字杆 件通过多个紧固件可拆卸地紧固到所述杯状件上，使得十字杆件位于杯状件的凹部中并且 十字杆件的所述多个构件的头部每个定位在所述多个凹窝中相应的一个的相应一对侧壁 之间并且与杯状件的所述多个支座中相应的一个接合，并且十字杆件的中心部与杯状件的 中心定位的支座接合，十字杆件的所述多个构件的头部的孔每个与杯状件的所述多个支座 的孔中相应的一个对准，并且十字杆件的中心部的孔与杯状件的中心定位的支座的孔对 准，并且对准的十字杆件的所述多个构件的头部的孔每个和杯状件的所述多个凹窝的孔大小与形状设置成接纳所述多个紧固件中相应的一个，并且对准的十字杆件的中心部的孔和 杯状件的中心定位的支座的孔大小与形状设置成接纳所述多个紧固件之一。优选地，所述系拴组件还包括多个螺纹插入件，每个螺纹插入件位于杯状件的所 述多个支座的多个孔和杯状件的中心定位的支座的孔中相应的一个内，每个螺纹插入件与 所述多个紧固件中相应的一个形成螺纹接合；多个垫圈，每个垫圈位于杯状件的所述多个 支座中相应的一个和十字杆件的所述多个构件的头部中相应的一个之间以及十字杆件的 中心部和杯状件的中心定位的支座之间；和多个0形圈，每个0形圈由十字杆件的头部的凹 槽中相应的一个接纳。优选地，所述杯状件由铝制成，所述十字杆件由钢制成。在一个实施例中，适于安装在结构中的系拴组件包括杯状件和十字杆件，所述十 字杆件通过多个紧固件可拆卸地紧固到所述杯状件上。在一个实施例中，杯状件包括第一 端、与第一端相对的第二端、形成在第一端内并且限定了内表面和围绕所述内表面的内壁 的凹部、以及从该内表面延伸的多个支座。在一个实施例中，每个支座包括孔。在一个实施 例中，十字杆件包括中心部和从所述中心部延伸的多个构件。在一个实施例中，所述多个构 件每个包括具有头部的自由端和形成在所述头部中的孔。在一个实施例中，十字杆件位于 杯状件的凹部内，并且十字杆件的所述多个构件的头部每个与杯状件的所述多个支座中相 应的一个支座接合。在一个实施例中，十字杆件的头部的孔每个与杯状件的所述多个支座 的孔中相应的一个孔对准。在一个实施例中，每个对准的孔接纳所述多个紧固件中相应的 一个。在一个实施例中，杯状件包括形成在杯状件的内壁中的多个凹窝，杯状件的所述 多个支座中的每一个位于杯状件的所述多个凹窝中相应的一个内。在一个实施例中，杯状 件的所述多个凹窝中的每一个包括一对侧壁，十字杆件的所述多个构件的头部每个定位在 相应的一对侧壁之间。在一个实施例中，侧壁起到止动件的作用，在载荷施加于十字杆件上 时防止十字杆件相对于杯状件发生旋转。在一个实施例中，十字杆件适于接纳系拴钩、连接件等。在一个实施例中，当十字 杆件需要修理或更换时，可以通过在无需将杯状件从结构上拆下的情况下松开紧固件而将 十字杆件从杯状件上拆下。在一个实施例中，杯状件由铝制成，而十字杆件由钢制成。在一 个实施例中，结构是船舶的铝甲板。本发明的系拴组件具有有益的技术效果。特别是，在十字杆件需要检修、修理或更 换的情况下，通过使用标准工具(例如，套筒扳手等)将紧固件从十字杆件和杯状件上拆下 可以将十字杆件从甲板上容易地拆下。因此，不必为检修、修理或更换十字杆件而拆下或取 代整个系拴组件。在一个实施例中，例如，杯状件由铝制成，而十字杆件由钢制成，因此杯状 件为轻质(例如，减少了大约50%的重量)、耐腐蚀，并且允许系拴组件在无需昂贵、冗长的 制造和安装工艺的情况下安装到铝制甲板中。因此，系拴组件不需要造船者制造方法的任 何改变，同时具有轻质以及允许易于更换和检修组件的优点。重量减小还转化为在船舶使 用寿命期间的低燃料消耗。另一方面，钢制十字杆件尤其是在系住期间保持高强度。另外， 系拴组件需要最小程度的装配时间和技能进行安装，从而降低了安装成本。最后但并非最 不重要的是，系拴组件紧凑并且需要更小的空间进行安装。
现在参考结合附图对本发明的示例性实施例进行的以下详细说明，其中图IA是根据本发明一个实施例的系拴组件的顶部透视图；图IB是图IA所示系拴组件使用的杯状件的顶部透视图；图IC和ID分别是图IA所示系拴组件使用的十字杆件的顶部和底部透视图；图2A和2B分别是图IA所示系拴组件的顶部和底部平面图；图2C是图2A所示系拴组件沿线2C-2C截取并沿箭头方向观察的剖视图；图2D是图2A所示系拴组件沿线2D-2D截取并沿箭头方向观察的剖视图；图2E是图2A所示系拴组件沿线2E-2E截取并沿箭头方向观察的剖视图；图3A和;3B分别是安装在船舶甲板内的图IA所示系拴组件的顶部和底部透视图；图4A是根据本发明的另一实施例的系拴组件的顶部透视图；图4B是图4A所示系拴组件使用的杯状件的顶部透视图；图4C和4D分别是图4A所示系拴组件使用的十字杆件的顶部和底部透视图；图5A和5B分别是图4A所示系拴组件的顶部和底部平面图；图5C是图5A所示系拴组件沿线5C-5C截取并沿箭头方向观察的剖视图；图5D是图5A所示系拴组件沿线5D-5D截取并沿箭头方向观察的剖视图；图5E是图5A所示系拴组件沿线5E-5E截取并沿箭头方向观察的剖视图；图6A和6B分别是安装在船舶甲板内的图4A所示系拴组件的顶部和底部透视图；图7A是根据本发明的另一实施例的系拴组件的顶部透视图；图7B是图7A所示系拴组件使用的杯状件的顶部透视图；图7C和7D分别是图7A所示系拴组件使用的十字杆件的顶部和底部透视图；图8A和8B分别是图7A所示系拴组件的顶部和底部平面图；图8C是图8A所示系拴组件沿线8C-8C截取并沿箭头方向观察的剖视图；图8D是图8A所示系拴组件沿线8D-8D截取并沿箭头方向观察的剖视图；图8E是图8A所示系拴组件沿线8E-8E截取并沿箭头方向观察的剖视图；图9A和9B分别是安装在船舶甲板内的图7A所示系拴组件的顶部和底部透视图；图IOA是根据本发明的另一实施例的系拴组件的顶部透视图；图IOB是图IOA所示系拴组件使用的杯状件的顶部透视图；图IOC和IOD分别是图IOA所示系拴组件使用的十字杆件的顶部和底部透视图；图IlA和IlB分别是图IOA所示系拴组件的顶部和底部平面图；图IlC是图IlA所示系拴组件沿线11C-11C截取并沿箭头方向观察的剖视图；图IlD是图IlA所示系拴组件沿线11D-11D截取并沿箭头方向观察的剖视图；图IlE是图IlA所示系拴组件沿线11E-11E截取并沿箭头方向观察的剖视图；图12A和12B分别是安装在船舶甲板内的图IOA所示系拴组件的顶部和底部透视 图；图13A是根据本发明的另一实施例的系拴组件的顶部透视图；图13B是图13A所示系拴组件使用的杯状件的顶部透视图；图13C和13D分别是图13A所示系拴组件使用的十字杆件的顶部和底部透视图；图14A和14B分别是图13A所示系拴组件的顶部和底部平面图14C是图14A所示系拴组件沿线14C-14C截取并沿箭头方向观察的剖视图；图14D是图14A所示系拴组件沿线14D-14D截取并沿箭头方向观察的剖视图；图14E是图14A所示系拴组件沿线14E-14E截取并沿箭头方向观察的剖视图；图15A和15B分别是安装在船舶甲板内的图13A所示系拴组件的顶部和底部透视 图；图16A是根据本发明的另一实施例的系拴组件的顶部透视图；图16B是图16A所示系拴组件的部件分解图；图16C和16D分别是图16A所示系拴组件使用的杯状件的顶部和底部平面图；图16E和16F分别是安装在船舶甲板内的图16A所示系拴组件的顶部和底部透视 图；和图16G是图16E所示的已安装系拴组件沿线16G-16G截取并沿箭头方向观察的剖 视图。
具体实施例方式参考图1A，系拴组件10包括圆筒形杯状件12和十字形的十字杆件14，所述十字 形的十字杆件通过多个紧固件16可拆卸地紧固到杯状件12。在一个实施例中，杯状件12 由铝制成并且十字杆件14由钢制成。在其它实施例中，杯状件12由铝镁硅合金(6XXXX系 列合金)、铝镁合金(5XXXX系列合金)或者另一航海专用铝合金制成。在一个实施例中， 十字杆件14由4130钢制成。在其它实施例中，十字杆件14由其它航海专用钢、铝或钛制 成。在其它实施例中，杯状件12和十字杆件14由本领域已知的其它适用材料，例如其它类 型的金属或金属合金制成。在一个实施例中，杯状件12和十字杆件14通过锻造制成。在 另一实施例中，杯状件12通过机加工制成。在其它实施例中，十字杆件14通过机加工或者 通过锻造和机加工制成。尽管杯状件12为圆筒形，但是根据其它实施例，它可以具有其它 形状和尺寸。尽管十字杆件14为十字形，但是根据其它实施例，它可以具有其它形状和尺 寸。下面将描述杯状件12和十字杆件14的特征和作用。参考图IB和2A-2E，杯状件12包括上端18和与上端18相对的下端20，以及从上 端18延伸到下端20的环状侧壁22。杯状件12包括凹部对，所述凹部从上端18延伸并且 由凹入内表面沈限定。多个凹窝观形成在杯状件12的内表面沈上。每个凹窝观包括 支座30和一对相对的角形壁32a、32b，所述角形壁32a、32b从杯状件12的内表面沈向上 延伸到杯状件12的上端18并且位于支座30的侧面。每个凹窝28包括埋头孔34，所述埋 头孔34形成在相应支座30中并且朝向杯状件12的下端20延伸。每个埋头孔34的大小 和形状设置成接纳紧固件16中相应的一个，下文将对其进行更详细地描述。在一个实施例 中，每个埋头孔34包括内螺纹(图中未显示)。在一个实施例中，杯状件12包括四个凹窝 观，其以十字形布置方式(即，彼此成90度定位)布置在杯状件12的内表面26上。在其 它实施例中，杯状件12可以包括多于或少于四个的凹窝观。参考图2B，杯状件12的下部外表面36包括多个肋部38，所述肋部38从下部外表 面36延伸并且从杯状件12的下端20延伸到中心部40，并且由多个间隙42彼此隔开。肋 部38保证强度和刚度，而间隙42使系拴组件10的质量减少。在一个实施例中，肋部38以 十字形布置方式(即，彼此成90度定位)布置在外表面36上。在其它实施例中，杯状件12可以包括多于或少于四个的肋部38。参考图1A、IC和1D，十字杆件14包括多个管形构件44，每个管形构件具有第一端 46和与第一端46相对的自由端50，所述第一端与其它第一端46在中心点48处相交。在 一个实施例中，所有构件44位于同一平面内。在一个实施例中，十字杆件14包括四个构件 44。在其它实施例中，十字杆件14包括多于或少于四个的构件44。在一个实施例中，每个 构件44包括形成在其自由端50处的六角形头部52和延伸穿过头部52的中心定位的圆形 孔M。在其它实施例中，每个头部52具有不同的形状和大小，例如正方形、圆形等。参考图1A-2E，十字杆件14通过紧固件16紧固到杯状件12上。就此而言，十字杆 件14位于杯状件12的凹部M内，使得十字杆件14的头部52之一位于杯状件12的凹窝 28中相应的一个内。因此，十字杆件14的构件44的孔M之一与杯状件12的埋头孔34中 相应的一个对准。每个紧固件16与杯状件12的埋头孔34中相应的一个形成螺纹接合，从 而将十字杆件14固定到杯状件12上。在一个实施例中，紧固件16包括由耐腐蚀材料例如 蒙乃尔合金或不锈钢制成的无涂层的高强度螺栓。在另一实施例中，紧固件16包括抗腐蚀 的带涂层钢螺栓，例如由Metal Coatings International Inc制造的GEOMET 螺栓。在一个实施例中，紧固件16包括具有嵌入式0形圈的自密封螺栓。在一个实施例中，紧固件16包括与0形圈分离而装配在一起的螺栓。在一个实施例中，0形圈定位在形成于凹窝观的支座30中的凹槽(在图2A-2E中 没有显示)内，从而在凹窝观和十字杆件14的头部52之间提供水密封和耐腐蚀性。在一 个实施例中，0形圈由DuPontPerformance Elastomers L. L. C制造的VITON 商标的合 成橡胶或氟聚合物(fluropolymer)弹性体制成。在一个实施例中，对埋头孔34施加防水 密封剂(在附图中没有显示)。在一个实施例中，密封剂是SIKAFLEX 221粘合密封 胶。在一个实施例中，每个埋头孔34的大小和形状设置成包括螺纹插入件(在图1A-2E中 没有显示)，所述螺纹插入件与紧固件16中相应的一个形成螺纹接合。在一个实施例中，螺 纹插入件是由Alcoa Fastening Systems制造的RECOIL 商标插入件，但是也可以使 用其它商标的插入件。参考图3A和3B，系拴组件10安装在具有外表面60和内表面62的船舶甲板58 内。在一个实施例中，甲板58由铝制成。在其它实施例中，甲板58由其它材料，例如金属 和金属合金制成。在一个实施例中，甲板58包括实心部分。在另一实施例中，甲板58为波 纹形(在附图中没有显示)。在另一实施例中，甲板58是多空心挤压件(在附图中没有显 示)。在另一实施例中，甲板58的特征在于复杂的结构几何形状(在附图中没有显示)。为了安装系拴组件10，在甲板58中从外表面60向内表面62钻出孔(在附图中 没有显示)。孔的直径大体上等于杯状件12的侧壁22的直径。接下来，将系拴组件10定 位在孔中。在一个实施例中，杯状件12的侧壁22和甲板58的孔之间的径向间隙为大约 0.0197英寸士0.004英寸(0. 5毫米士0. 1毫米)。在一个实施例中，杯状件12的上端18 伸到甲板58的外表面60之上，而杯状件12的下端20伸到甲板58的内表面62之下，使十 字杆件14和杯状件12的凹部M在甲板58的外表面60中露出。在另一实施例中，杯状件 12的上端18与甲板58的外表面60齐平，而杯状件12的下端与甲板58的内表面62齐平。 为了将系拴组件10固定到甲板58上，杯状件12的上端18焊接到甲板58的外表面60上， 而杯状件12的下端20焊接到甲板58的内表面62上。当十字杆件14安装在杯状件12中时，凹窝观的深度确保十字杆件14定位成与杯状件12的上端18齐平。在一个实施例中，十字杆件14的大小和形状设置成适合接纳各种系拴连接件，例 如钩、夹子、缆索、绳索等(在附图中没有显示)。十字杆件14给系拴组件10提供均勻的载 荷分布。就此而言，在十字杆件14的头部52和杯状件12的凹窝观之见具有紧密的径向 配合以抵抗剪切载荷。此外，凹窝观的壁防止(尤其是在系住期间)十字杆件14相对于 杯状件12的旋转，其抵抗施加在十字杆件14上的扭矩和剪切载荷。十字杆件14还抵抗由 紧固件I6产生的轴向载荷。在十字杆件14需要检修、修理或更换的情况下，通过使用标准工具(例如，套筒扳 手等)将紧固件16从十字杆件14和杯状件12上拆下可以将十字杆件从甲板58上容易地 拆下。因此，十字杆件14易于从杯状件12中拿出，而杯状件12保持固定在甲板58上。因 此，不必为检修、修理或更换十字杆件14而拆下或取代整个系拴组件10。在一个实施例中，杯状件12由铝制成，而十字杆件14由钢制成，如上所述。因此， 在一个实施例中，系拴组件10兼利用铝和钢的优点。例如，在一个实施例中，杯状件12为 轻质(例如，减少了大约50%的重量)、耐腐蚀，并且允许系拴组件10在无需昂贵、冗长的 制造和安装工艺的情况下安装到铝制甲板58中。因此，系拴组件10不需要造船者制造方 法的任何改变，同时具有轻质以及允许易于更换和检修组件10的优点。重量减小还转化为 在船舶使用寿命期间的低燃料消耗。另一方面，钢制十字杆件14尤其是在系住期间保持高 强度。另外，系拴组件10需要最小程度的装配时间和技能进行安装，从而降低了安装成本。 最后但并非最不重要的是，系拴组件10紧凑并且需要更小的空间进行安装。在一个实施例中，十字杆件14可以涂覆有涂层，从而防止十字杆件14与系拴钩 形成接触的地方发生磨损。在一个实施例中，涂层成分可以由Alcoa Inc.制造的铝/不 锈钢掺和物组成，其是在此引入作为参考的美国专利5，884，388和6，290, 032的主题。在 其它实施例中，涂层可以包括无电镀磷化镍涂层，例如NIBORE 商标涂层，金刚石铬 涂层，硬铬涂层，或者镍钴合金涂层，所有这些涂层由美国Illinois州Downers Grove的 Bales Mold Service Inc.提供。在其它实施例中，涂层可以包括耐磨的立方氮化硼硬 粉末涂层，例如由美国 Arkansas 州 Springdale 的 NanoMech，LLC d/b/a Duralor 提供的 TUFFTEK 商标涂层。在其它实施例中，可以使用防止磨损并且本领域已知的其他适 当的涂层。图4A-6B显示了根据本发明的另一实施例的系拴组件110。系拴组件110包括杯 状件112、十字杆件114和将十字杆件114可拆卸地紧固到杯状件112上的多个紧固件116。 系拴组件110在结构和作用上与系拴组件10类似，具有下面描述的某些区别。更特别地， 杯状件112包括从凹部124的内表面126向上延伸的中心定位的细长突起构件117。突起 构件117包括中心定位的螺纹埋头孔119 (参见图4B和5D)。十字杆件114在结构和作用 上与十字杆件14类似，只是十字杆件114包括中心定位的圆形孔127，所述圆形孔127延伸 穿过十字杆件114的中心点148。参考图4A-5E，十字杆件114通过紧固件116以与上文针对系拴组件10所述相同 的方式紧固到杯状件112上，其中，增加了十字杆件114的中心部148通过紧固件116之一 附接到杯状件112的突起构件117上。该增加的附接点给十字杆件114提供了更大的强度。 参考图6A和6B，系拴组件110固定到具有外表面160和内表面162的船舶甲板158上。系拴组件110以与如上所述的系拴组件10类似的方式安装到甲板158上。图7A-9B显示了根据本发明的另一实施例的系拴组件210。系拴组件210包括杯 状件212、十字杆件214和将十字杆件214紧固到杯状件212上的多个紧固件216。系拴组 件210在结构和作用上与系拴组件10类似，具有下面描述的某些区别。更特别地，杯状件 212包括多个支座230，每个支座包括从支座向上延伸的凸起部分231。十字杆件214在结 构和作用上与十字杆件14类似，只是十字杆件214包括多个构件M4，每个构件包括形成在 其自由端250处的六角形头部252、延伸穿过头部252的中心定位的圆形孔2M和从头部 252向下延伸的一对相对的突出部255(参见8C)。参考图7A-8E，十字杆件214通过紧固 件216以与上文针对系拴组件10所述相同的方式紧固到杯状件212上，其中，增加了十字 杆件214的每对突出部255安装在杯状件212的凸起部分231中相应的一个周围。因此， 十字杆件214的突出部255和杯状件212的凸起部分231之间的接合防止十字杆件214相 对于杯状件212旋转。参考图9A和9B，系拴组件210固定到具有外表面沈0和内表面262 的船舶甲板258上。系拴组件210以与如上所述的系拴组件10类似的方式安装到甲板258 上。图10A-12B显示了根据本发明的另一实施例的系拴组件310。系拴组件310包括 杯状件312、十字杆件314和将十字杆件314可拆卸地紧固到杯状件312上的多个紧固件 316。系拴组件310在结构和作用上与系拴组件110和210类似，具有下面将描述的某些区 别。更特别地，杯状件312包括从凹部324的内表面326向上延伸的中心定位的细长突起 构件317。突起构件317包括中心定位的螺纹孔319。十字杆件314在结构和作用上与十 字杆件214类似，只是十字杆件314包括中心定位的圆形孔327，所述圆形孔327延伸穿过 中心点348。在一个实施例中，孔327包括与紧固件316螺纹接合的内螺纹(图中未显示)。 参考图10A-10E，十字杆件314通过紧固件316以与上文针对系拴组件210所述相同的方 式紧固到杯状件312上，其中，增加了十字杆件314的中心部348通过紧固件316之一附接 到杯状件312的突起构件317上。该附加的附接点给十字杆件314提供了更大的强度。此 外，十字杆件314的每对突出部355安装在杯状件312的凸起部分331中相应的一个周围。 因此，十字杆件314的突出部355和杯状件312的凸起部分331之间的接合防止十字杆件 314相对于杯状件312旋转。参考图12A和12B，系拴组件310固定到具有外表面360和内 表面362的船舶甲板358上。系拴组件310以与如上所述的系拴组件10类似的方式安装 到甲板358上。图13A-15B显示了根据本发明的另一实施例的系拴组件410。系拴组件410包括 杯状件412、十字杆件414和将十字杆件414可拆卸地紧固到杯状件412上的多个紧固件 416。系拴组件410在结构和作用上与系拴组件310类似，具有下面将描述的某些区别。更 特别地，杯状件312包括形成在凹部424的内表面426中的中心定位的孔413(参见图
和14D)。在一个实施例中，孔413包括内螺纹415(参见图14D)。十字杆件414在结构和 作用上与十字杆件314类似，只是十字杆件414包括中心定位的杆部421，所述杆部在中心 点448处与构件444垂直地延伸。杆部421具有连接到中心点448的第一端423和与第一 端423相对的自由端425。在一个实施例中，杆部421为管形。在另一个实施例中，杆部421 为圆锥形。中心定位的圆形孔427通过十字杆件444的中心点448延伸到杆421的自由端 423。
参考图14A-14E，十字杆件414通过紧固件416以与上文针对系拴组件310所述 相同的方式紧固到杯状件412上，其中增加了十字杆件414的杆421通过紧固件416之一 (其与杯状件412的孔413的螺纹415螺纹接合)附接到杯状件412的内表面似6上。该 附加的附接点给十字杆件414提供了更大的强度。参考图15A和15B，系拴组件410固定到 具有外表面460和内表面462的船舶甲板458上。系拴组件410以与如上所述的系拴组件 10类似的方式安装到甲板458上。图16A-16G显示了根据本发明的另一实施例的系拴组件510。系拴组件510包括 杯状件512、十字杆件514和将十字杆件514可拆卸地紧固到杯状件512上的多个紧固件 516。系拴组件510在结构和作用上与系拴组件110类似，具有下面将描述的某些区别。更 特别地，参考图16B-16D，杯状件512包括上端518和与上端518相对的下端520，以及从上 端518延伸到下端520的环状侧壁522(参见图16B)。在一个实施例中，杯状件512包括从 靠近下端520的侧壁522向外延伸的环形凸缘511(参见图16B)。在一个实施例中，不必包 括凸缘511。仍然参考图16B-16D，在一个实施例中，杯状件512包括从上端518延伸并且由圆 形内壁513和内表面5 限定的凹部524。在一个实施例中，内壁513包括靠近上端518形 成的环形上表面515。在一个实施例中，上表面515包括倾斜部517。在另一实施例中，上 表面515不必包括倾斜部517。多个正方形凹窝5 形成在内壁513中并且从上表面515 延伸到内表面526。每个凹窝5 包括从内表面526向上延伸的正方形凸起支座530。每 个支座530位于一对相应的相对壁532的中间，所述相对壁532从杯状件512的内表面向 上延伸到杯状件512的上端528。每个支座530包括朝向杯状件512的下端520延伸的孔 534。每个孔534的大小和形状设置成接纳紧固件516中相应的一个，下文将对其进行更详 细地描述。在一个实施例中，每个孔534包括内螺纹519(在图16B-16D中没有显示，但是 可以从图16G中看见)。在一个实施例中，每个支座530包括正方形阶梯部521，形成大小 和形状设置为接纳正方形垫圈525(如图16B所示)的正方形边缘部523。垫圈525在杯状 件512和十字杆件514之间提供水密封和耐腐蚀性并且防止紧固件516的螺纹发生腐蚀。 在一个实施例中，垫圈525由如上所述的VITON 橡胶/弹性体制成。在一个实施例中， 杯状件512包括四个凹窝5 和四个相应支座530，其按十字形布置方式布置(即，彼此成 90度定位)。在其它实施例中，杯状件512可以包括多于或少于四个的凹窝5 和相应支 座 530。在一个实施例中，杯状件512包括从凹部524的内表面526向上延伸的中心定位 的圆形凸起支座535。支座535包括形成圆形边缘539的阶梯部537，所述圆形边缘的大小 和形状设置成接纳0形圈Ml (如图16B所示)。在一个实施例中，0形圈Ml由如上所述 的VITON 橡胶/弹性体制成，并且提供与垫圈525类似的密封和耐腐蚀作用。中心支 座535还包括中心定位的螺纹孔M3，其用途描述如下。在一个实施例中，每个孔534和孔M3的大小和形状设置成接纳螺纹插入件M5， 所述螺纹插入件与紧固件516中相应的一个形成螺纹接合(参见图16B)。在一个实施例 中，螺纹插入件545是由AlcoaFastening Systems制造的RECOIL 商标插入件，但是 也可以使用其它商标的插入件讨5。在另一实施例中，不需要使用插入件讨5，紧固件516 可以与孔534、543直接接合。
参考图16D，杯状件512的下部外表面536包括多个肋部538，其由外表面延伸并 且从杯状件512的下端520延伸到中心部M0，并且由多个间隙542彼此隔开。肋部538保 证强度和刚度，而间隙542使系拴组件510的质量减少。在一个实施例中，肋部538以十字 形布置方式(即，彼此成90度定位)布置在外表面536上。在其它实施例中，杯状件512 可以包括多于或少于四个的肋部538。参考图16B，十字杆件514包括多个管形构件M4，每个管形构件具有第一端M6 和与第一端546相对的自由端550，所述第一端与其它第一端546在中心部548处相交。中 心定位的圆形孔549延伸穿过中心部M8。在一个实施例中，所有构件544位于同一平面 内。在一个实施例中，十字杆件514包括四个构件M4。在其它实施例中，十字杆件514包 括多于或少于四个的构件M4。在一个实施例中，每个构件544包括形成在其自由端550处 的正方形头部552和延伸穿过头部552的中心定位的圆形孔554。在其它实施例中，每个头 部552具有不同的形状和大小，例如正方形、圆形等。在许多实施例中，杯状件512和十字杆件514可以由与上文针对系拴组件10所述 相同的材料制成，例如由铝、钢、钛、铝合金制成。在一个实施例中，杯状件512和十字杆件 514通过锻造制成。在另一实施例中，杯状件512通过机加工制成。参考图16A、16B和16G，十字杆件514通过紧固件516紧固到杯状件512上。就此 而言，十字杆件514位于杯状件512的凹部524内，使得十字杆件514的头部552之一位于 杯状件512的凹窝528中相应的一个内。因此，十字杆件514的构件M4的孔5M之一与 杯状件512的孔534中相应的一个对准，而十字杆件514的中心部M8的中心孔549与杯 状件512的支座535的中心孔543对准。每个紧固件516与孔534543中相应的一个形成 螺纹接合，从而将十字杆件514固定到杯状件512上。在一个实施例中，0形圈547位于形 成在十字杆件514中的凹槽551内(参见图16G)，从而在凹窝5 和十字杆件514的头部 552之间提供水密封和耐腐蚀性，并且防止紧固件516的螺纹发生腐蚀。在一个实施例中， 0形圈M7由如上所述的VITON 橡胶/弹性体制成。参考图16E-16G，系拴组件510固定到具有外表面560和内表面562的船舶甲板 558上。系拴组件510以与如上所述类似的方式安装到甲板558上。在一个实施例中，杯状 件512的上端518与甲板558的外表面560齐平。在一个实施例中，杯状件512的倾斜部 517便于在杯状件512和甲板558的外表面560之间实现良好齐平的甲板焊缝。在一个实 施例中，组件510的侧壁522和甲板558的孔之间的径向间隙为大约0. 0197英寸士0. 004 英寸(0.5毫米士 0. 1毫米)。在一个实施例中，杯状件512的凸缘511与甲板558的下表面562邻接。在一个 实施例中，具有锻造性能的凸缘511承受由连接件施加给系拴组件510的竖直载荷，因此， 该竖直载荷不由焊缝全部承受。在另一实施例中，如上所述，系拴组件510不包括凸缘511。 在一个实施例中，在十字杆件514的头部552和杯状件512的凹窝5 之间具有紧配合。 在一个实施例中，术语“紧配合”是指名义间隙为大约0. 004英寸(0. 1毫米)士0. 004英寸 (0. 1毫米)。尽管紧固件516设计成承载所有载荷，但十字杆件514和杯状件512之间的 紧配合可以承载如在紧固件516的头部下面发生滑移时可能产生的所有剪切和扭转载荷。 另外，系拴组件510使甲板558上的开放空间最小化，从而减少了脱扣危险。应当理解，这里描述的系拴组件10-510仅为示例性的，本领域技术人员可以做出许多变型和改进而不脱离这里描述的实施例的全部精神和范围。例如，系拴组件可以包括 失效保险部件，其使系拴组件能够在发生过载的情况下在损坏甲板之前失效，从而节省了 高维修成本。尽管系拴组件焊接到甲板上，但是它们可以通过本领域已知的其它适当手段， 例如紧固件、粘合剂等附接到甲板上。在系拴组件110、310、410和510的实施例中，相应的 中心定位的紧固件116、316、416和516分别不必分别与周围定位的紧固件116、316、416和 516具有相同的尺寸。例如，中心定位的紧固件116、316、416和516可以在尺寸上更大，从 而减少附加重量，并且分别进一步减小杯状件112、312、412和512的直径。可以在除了海 军舰艇和海运船舶之外的环境中，例如铁路、航空和机动车运输中使用系拴组件。因此，所 有这些变型和改进意欲被包括于本发明的范围内。
权利要求
1.一种系拴组件，包括杯状件，其具有第一端、与第一端相对的第二端、形成在第一端内并限定了内表面和围 绕所述内表面的内壁的凹部、以及从杯状件的内表面延伸的多个支座，每个支座包括孔；和十字杆件，其具有中心部和从所述中心部延伸的多个构件，每个构件包括具有头部和 形成在所述头部内的孔的自由端，所述十字杆件通过多个紧固件可拆卸地紧固到所述杯状件上，使得十字杆件定位在杯 状件的凹部内并且十字杆件的所述多个构件的头部每个与杯状件的所述多个支座中相应 的一个接合，十字杆件的所述多个构件的头部的孔每个与杯状件的所述多个支座的孔中相 应的一个对准，并且对准的十字杆件的所述多个构件的头部的孔和杯状件的所述多个支座 的孔每个大小和形状设置成接纳所述多个紧固件中相应的一个。
2.如权利要求1所述的系拴组件，其中，所述杯状件包括从杯状件的内表面延伸并且 具有孔的中心定位的支座，十字杆件的中心部包括孔，十字杆件的中心部与杯状件的中心 定位的支座接合，并且十字杆件的中心部的孔与杯状件的中心定位的支座的孔对准，对准 的十字杆件的中心部的孔和杯状件的中心定位的支座的孔大小和形状设置成接纳所述多 个紧固件之一。
3.如权利要求2所述的系拴组件，其中，所述杯状件包括形成在杯状件的内壁中的多 个凹窝，所述杯状件的所述多个支座中的每一个位于杯状件的所述多个凹窝中相应的一个 内。
4.如权利要求3所述的系拴组件，其中，所述杯状件的所述多个凹窝中的每一个包括 一对侧壁，所述十字杆件的所述多个构件的头部每个定位在相应的一对侧壁之间。
5.如权利要求4所述的系拴组件，还包括多个螺纹插入件，每个螺纹插入件位于杯状 件的所述多个支座的多个孔和杯状件的中心定位的支座的孔中相应的一个内，所述多个螺 纹插入件中的每一个与所述多个紧固件中相应的一个形成螺纹接合。
6.如权利要求5所述的系拴组件，还包括多个垫圈，每个垫圈位于杯状件的所述多个 支座中的每一个和十字杆件的所述多个构件的头部中相应的一个之间以及十字杆件的中 心部和杯状件的中心定位的支座之间。
7.如权利要求6所述的系拴组件，其中，十字杆件的所述多个构件的头部每个包括大 小与形状设置成接纳0形圈的凹槽。
8.如权利要求1所述的系拴组件，其中，十字杆件的所述多个构件的头部每个包括一 对突出部，所述突出部与杯状件的所述多个支座中相应的一个接合。
9.如权利要求2所述的系拴组件，其中，十字杆件的所述多个构件的头部每个包括一 对突出部，所述突出部与杯状件的所述多个支座中相应的一个接合。
10.如权利要求1所述的系拴组件，其中，杯状件包括形成在杯状件的内表面中的中心 定位的孔，十字杆件的中心部包括杆部，所述杆部具有贯穿杆部形成的孔，十字杆件的杆部 的孔与杯状件的中心定位的孔对准，对准的十字杆件的杆部的孔和杯状件的中心定位的孔 大小与形状设置成接纳所述多个紧固件之一。
11.如权利要求10所述的系拴组件，其中，十字杆件的所述多个构件的头部每个包括 一对突出部，所述突出部与杯状件的所述多个支座中相应的一个接合。
12.如权利要求1所述的系拴组件，其中，杯状件的所述多个支座包括四个支座，十字杆件的所述多个构件包括四个构件。
13.如权利要求12所述的系拴组件，其中，十字杆件的所述多个构件中的每一个大体 上在同一平面内延伸。
14.如权利要求1所述的系拴组件，其中，所述系拴组件适于安装在具有第一表面、与 第一表面相对的第二表面以及从第一表面延伸到第二表面的孔的结构中，所述孔的大小与 形状设置成接纳杯状件，并且当杯状件安装在孔中时，杯状件的上端与结构的第一表面大 体上齐平。
15.如权利要求14所述的系拴组件，其中，所述杯状件包括从杯状件的第二端并靠近 杯状件的第二端沿周向延伸的凸缘，所述凸缘与结构的第二表面接合。
16.如权利要求1所述的系拴组件，其中，所述杯状件由铝制成，所述十字杆件由钢制成。
17.如权利要求16所述的系拴组件，其中，所述结构由铝制成。
18.如权利要求17所述的系拴组件，其中，所述结构包括船舶甲板。
19.一种系拴组件，包括杯状件，其具有第一端、与第一端相对的第二端、形成在第一端内并且限定了内表面和 围绕所述内表面的内壁的凹部、从所述内表面延伸的多个支座、形成在所述内壁中的多个 凹窝、以及从所述杯状件的内表面延伸并具有孔的中心定位的支座，其中，所述多个支座每 个包括孔，所述多个凹窝每个包括一对侧壁，所述多个支座每个在相应的一对侧壁之间定 位在所述多个凹窝中相应的一个内；和十字杆件，其具有中心部和从所述中心部延伸的多个构件，该中心部包括孔，并且所述 多个构件每个包括具有带凹槽的头部和形成在所述头部中的孔的自由端，所述十字杆件通过多个紧固件可拆卸地紧固到所述杯状件上，使得十字杆件位于杯状 件的凹部中并且十字杆件的所述多个构件的头部每个定位在所述多个凹窝中相应的一个 的相应一对侧壁之间并且与杯状件的所述多个支座中相应的一个接合，并且十字杆件的中 心部与杯状件的中心定位的支座接合，十字杆件的所述多个构件的头部的孔每个与杯状件 的所述多个支座的孔中相应的一个对准，并且十字杆件的中心部的孔与杯状件的中心定位 的支座的孔对准，并且对准的十字杆件的所述多个构件的头部的孔每个和杯状件的所述多 个凹窝的孔大小与形状设置成接纳所述多个紧固件中相应的一个，并且对准的十字杆件的 中心部的孔和杯状件的中心定位的支座的孔大小与形状设置成接纳所述多个紧固件之一。
20.如权利要求19所述的系拴组件，还包括多个螺纹插入件，每个螺纹插入件位于杯状件的所述多个支座的多个孔和杯状件的中 心定位的支座的孔中相应的一个内，每个螺纹插入件与所述多个紧固件中相应的一个形成 螺纹接合；多个垫圈，每个垫圈位于杯状件的所述多个支座中相应的一个和十字杆件的所述多个 构件的头部中相应的一个之间以及十字杆件的中心部和杯状件的中心定位的支座之间；和 多个0形圈，每个0形圈由十字杆件的头部的凹槽中相应的一个接纳。
21.如权利要求20所述的系拴组件，其中，所述杯状件由铝制成，所述十字杆件由钢制成。
全文摘要
本发明系拴组件，其适于安装在结构中，包括杯状件和十字杆件，所述十字杆件通过多个紧固件可拆卸地紧固到所述杯状件上。杯状件包括形成内表面的凹部和从所述内表面延伸的多个支座。十字杆件包括中心部和由此延伸的多个细长构件。每个构件包括头部，所述头部与杯状件的支座中相应的一个接合并且通过紧固件之一固定到支座上。十字杆件的中心部可以包括中心孔，所述中心孔接纳紧固件之一，以便获得附接到杯状件上的附加附接点。十字杆件适于接纳系拴钩、连接件等。当十字杆件需要修理或更换时，可以通过在无需将杯状件从结构上拆下的情况下松开紧固件将十字杆件从杯状件上拆下。因此，本发明的系拴组件能充分紧固在甲板内，强度足以承受重载荷，并且易于在甲板内修理和更换。
文档编号B63B21/04GK102126540SQ20111002112
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月19日 优先权日2010年1月20日
发明者B·P·康纳, F·D·西尔维奥, J·A·斯基莱斯, J·T·伯格, R·J·斯皮尔 申请人:美铝公司