专利名称：集装箱、面板及其制造方法
本申请是申请号为98118629.7、发明名称集装箱、面板及其制造方法的中国发明专利申请的分案申请。
干货柜海运集装箱有多种尺寸，如一般为长20、40、45、53英尺的矩形或箱形集装箱，并且可根据ISO1161标准设计成可相互堆垛的。具体地，ISO类的集装箱有以下尺寸20’(长)x8’(宽)x8’6″(高)、40’x8’x8’6″、和40’x8’x9’6″(高立方体)。一般国内用集装箱有以下尺寸45’x8’6″x9’6″和53’x8’6″x9’6″。参见
图1，一个传统的此类集装箱10具有一个基底组件12、从四个底角配件14上垂直伸出的四个垂直角支柱16、藉由四个上角配件20而一起连接到四个角支柱16上的两根上侧梁和两根上横梁18。角支柱16在集装箱的四个上角配件和下角配件20、14的各对之间延伸。基底组件包括一支撑在一对下侧梁18’和一对下横梁18之间的平面板(未示)。这些梁和支柱一般通过将金属板弯成角度和槽道而构成。
堆在上面的集装箱都设计成跨坐在上部的四个角配件20上，这样利用各自的四个角支柱16，就可将重量传递到基底组件的四个底角配件上以及前、后侧的任何内部框架上。
这种类形的集装箱还包括一顶板22、两块纵向侧板24、一个前组件和一个门组件，以及底板。侧板24总的支撑顶板和任何位于其上或堆于其上的物品，如雪或冰。堆在上面的集装箱都未设计成对顶面板或四块侧板施加负荷。因而，侧板不会受到从上而下的挤压。然而，它们对框架起到对角支撑物作用，这是因为侧板都是焊接到侧梁和横梁18、18’上的，并且角支柱16在其四条边上。
一般地，各面板22、24由多块商品级瓦垅薄钢板边对边地焊接而成，连接焊缝大致垂直于面板的长度方向。参见图2，图2更清楚地示出了瓦垅30。用于加强面板强度或刚性的瓦垅一般由压弯机制成。
参见图2，多块瓦垅薄钢板利用传统的焊丝填塞弧焊技术边对边地对焊而成。这种焊接方式速度慢且难以自动化操作。而且，弧焊技术和对焊结构需要的面板比其它焊接方式通常所需的面板厚。
各侧板是在其上、下瓦垅边处水平焊接到水平延伸的侧梁18、18’上的。特别是在以下的构成框架操作过程中，侧板都是垂直吊挂的，而瓦垅底边是采用传统的弧焊技术焊接到下侧梁18’上的。参见图10。这种焊接速度慢且难以自动化，这是因为瓦垅本身的起伏属性和瓦垅尺寸不均匀，以及与基底组件12的装配性能差。而且，传统货物集装箱设计和制造工艺所产生的制造误差变化使得焊接自动化和装配更加困难。此外，由于面板必须是弧焊接或对焊结构或者两者皆具，所以面板比实际所需的厚，从而浪费材料。
这就需要一种不具有上述缺陷的自动化货物集装箱。本发明可满足这一要求。
本发明涉及一种非瓦垅形的面板和制造这种面板的方法，它们可用于制造可堆垛的集装箱。本发明的另一方面是一种由这种面板所制成的集装箱。各块面板的边都是平的，并具有纵向隔开的加强肋，这些加强肋基本上沿面板的整个宽度或高度延伸。在两条长边和肋的纵向端部之间具有间隔，这样至少两条长边可保持平的。这可使焊接方便且经济。当然，最好将其它两个端部也制成平的。
具体地，本发明的一种金属面板包括各自具有预定宽度的第一和第二细长金属板。第一和第二金属板边对边设置并且重叠一预定的量，然后将重叠区域焊接起来，最好由压薄滚边焊或CO2激光焊接在一起。还设有多个基本上垂直于连接金属板纵向延伸并且隔开的加强肋，肋在第一和第二连接的金属板外边之前结束以提供四个焊接部分，各自具有预定宽度、如1/2″至1″，并且在各自边上具有平的连续焊接区域。
所述肋都在一个方向上延伸并且等量隔开。
本发明的一种货柜集装箱，包括一框架组件，具有一前板、两侧板、一门板、一顶板以及一底板，所述板都通过焊接安装到框架组件上；前板、两侧板、门板、顶板和底板中的至少一种具有加强面板构件。较佳地，侧板和顶板各自具有加强肋构件。前板、门板以及底板全都具有加强肋构件。
所述框架组件包括一基底组件、一对隔开的上侧梁、一对隔开的上横梁以及将所述基底组件连接到上侧梁和横梁上的四个角支柱。所述基底组件包括一对隔开的下侧梁、一对隔开的下横梁。
各侧板的四个平焊接部之一焊接到侧梁之一的垂直平部上的，并且其余三个焊接部分是焊接到与一个下侧梁相同侧的一个上侧梁上和与一个下侧梁相同侧的两个角支柱上。顶板是焊接到上侧梁和上横梁上的。侧板的加强肋伸入集装箱中，顶板的加强肋向上和向下延伸。
根据本发明，上、下侧梁和横梁至少之一是管状的。较佳地，所有梁和所有角支柱都是管状的。管状梁可以是矩形或L形的焊接金属板管件。例如，前角支柱可以是L形管件，上、下侧梁和横梁可以是矩形管。
一种形成面板的方法，包括提供具有预定宽度和不限长度的第一细长金属板和第二细长金属板；将第一和第二金属板边对边地定位；将第一和第二金属板的相邻纵边重叠一预定量以形成一重叠区域；将重叠区域焊接以形成不限长度的面板块；将面板块切割成一定长度；构成多个基本上垂直于面板纵向的细长加强肋并且在面板的四条边附近留出四个平的焊接部分。
较佳地，所述面板块在加强肋形成之前切割成预定长度。虽然四个平焊接部各自可制成任何尺寸的，但较佳地在面板周边上具有至少1/2″宽度。然后采用例如抛光轮将焊接缝整平。
一种形成集装箱的方法，包括a)提供一集装箱框架，具有一基底组件、一对隔开的上侧梁、一对隔开的上横梁和将所述基底组件连接到上侧梁和横梁上的四个角支柱；b)提供两块侧板，各自具有用于加强上侧梁、两个角支柱和基底组件的四条平焊接带；c)将侧板之一固定在上侧梁、两个角支柱和基底组件上；d)将四个平焊接部利用压薄滚焊或CO2激光焊接到上侧梁、两个角支柱和基底组件上；以及e)为另一块侧板重复进行c)和d)。
一在周边周围形成有四个平焊接部的顶板也可固定到上侧梁、上横梁上。然后，焊接带可以通过压薄滚焊或CO2激光焊接到上侧梁和横梁上。根据本发明，压薄滚焊或CO2激光焊可以自动化。
根据本发明所制成的集装箱适用于目前所有ISO标准尺寸的和国内用于装放有机和无机货物的干货柜、上开口式、通风式、冰箱式(冷藏)集装箱，以及控制大气压力集装箱。
通过以下描述、所附权利要求书和图中所示的说明性实施例可进一步了解本发明的这些和其它特点、特性和优点；其中图1是一种传统货柜集装箱。
图2示意地示出了图1所示集装箱的传统瓦垅形侧板；图3示意地示出了本发明的非瓦垅形侧板；图4是图3所示非瓦垅形侧板的轴测图，示出了向上延伸的加强肋；图4A和4B示意地示出了可用于图3和4所示侧板的加强肋的多种实施例；图5是根据本发明其上装配有一种传统门组件和前板的集装箱框架；
图6是图5所示的集装箱框架，根据本发明具有与框架相邻的两个侧板；图7是图5所示的集装箱框架，具有焊接到框架上的两块侧板；图8示出了根据本发明的装配后的集装箱；图9是图8所示装配后的集装箱的截面图；图10A示出了沿图9中截面10A的放大图；图10B是沿图9中截面10B的放大图；图10C示出了传统基底组件；图11A和11B示意地示出了可用于构成本发明面板的面板装配机；图12示意地示出了根据本发明的集装箱装配机；图13-15示出了图12的集装箱装配机放大图；图16示出了根据本发明另一种特性的基底框架截面轴测图；图17是采用管状框架构件的集装箱结构的截面轴测图；图18是采用管状框架构件的集装箱结构的截面轴测图；图19是可与冰箱和根据本发明的大气压力控制的集装箱一起使用的门组件的轴测图；图20是本发明集装箱另一种实施例的截面轴测图，同时示出了内层；图21是一种集装箱辊轮轨道组件的分解轴测图。
Ⅰ．面板结构参见图3和4，根据本发明的面板50由一金属板构成并且具有最好从一侧伸出的加强肋54。图3示意地示出了该面板，其中加强肋伸入纸面方向。图4示出了表示面板50另一侧(加强肋升起)的轴测图。
面板50最好通过焊接、较佳地通过压薄滚焊或搭头焊接(它可对所叠置金属板施加高压和热量)或者CO2激光焊接方式而将两块金属板52’和52″纵向(宽度较窄的方向)连接在一起。金属板可以是任一种传统的商品等级或商品质量的金属，或其它适当的金属。根据本发明，面板纵向仅具有一条连续的焊缝。而传统面板则在纵向具有许多条隔开的焊缝，并且焊缝是垂直于面板纵向的延伸的，而使自动化操作更加困难。
加强肋54最好沿着面板纵向长度均匀隔开并且基本上横穿过面板的整个宽度或长度到达离金属板两条长边至少约1/2英寸之内，而构成一笔直的连续焊接部分。当然，这些肋可以制得较短或者由多个较小的肋和具有任何所需尺寸的焊接部分构成。根据本发明，肋54在到达边缘之前就结束了，以在其两条长边上形成连续的平焊接部或带52。焊接带52可保持直平的，它可使焊接较容易且较经济。焊接部宽度可以为大约1/2″至1″。此宽度可以根据需要而改变。面板边都是笔直的和水平的，以取代瓦垅形。
如图3和4所示，肋54都是在面板纵向均匀隔开的，并且都在相同方向上延伸。另外，肋的延伸方向可以改变。例如，其它的每条肋可以在一个方向上延伸，而其间的肋可以在相反方向上延伸。图4A和4B示出了肋54的两种不同形状，它们可以通过改变肋的宽度和深度而变化。
因为面板50的纵向焊接带52都是直且平的，所以本发明可以经济地实现自动化焊接。具有内置式的具横摆运动能力和焊接传感器的许多焊接机械手可以被压薄滚焊或CO2激光焊接等等焊接方式的直线运动焊接机所取代。
如上所述的一块或多块面板可用于构成一货柜集装箱，例如，适合于目前所有ISO标准尺寸和国产干货柜集装箱，上开口式、通风式、冰箱(冷藏)式集装箱，和控制大气压力的、用于有机和无机食品的集装箱。本发明的面板可用作两块纵向侧板、顶板、前板、门板，甚至集装箱的底板。在冰箱集装箱上，这些面板可用于外壁、例如顶板、底板、前板和侧板。
Ⅱ．集装箱结构图5-10示出了根据本发明的集装箱实施例的装配情况。根据本发明的集装箱原理、除应用于ISO和国产货柜之外，还可用于卡车拖车和火车车厢。
此实施例示出了一包括一框架110(图5中所示更清楚)的集装箱100。集装箱100还包括一前板102、一门板106、两块纵向侧板120和通过焊接连接到框架110上的顶板122。见图6-8。
框架110可以基本上与结合图1所述的传统ISO货柜框架相同。图5示出的框架110包括一基底组件112，它包括一底架(图中未详细示出)和底板104(如传统的木地板那样)、设置成在相同水平面中相互平行的两个上侧轨114、设置成相互平行并且在四对上、下角配件118之间延伸的四条垂直角支柱116，以及设置成相互在相同水平面内平行并且在相同平面中的两对上角配件118之间延伸的两根上横梁117。基底组件包括设置成在相同水平面内相互平行的两根横梁115和在相同水平面内相互平行的两根侧横梁113。垂直角支柱116和上横梁117可以作为传统门组件和前板组件的一部分而预先装配。这种类形的框架在货柜工业中是众所周知的，因而在此不详述。标准ISO和国产货柜集装箱框架的框架结构在本文中引作参考。然而，对于认为与传统框架不同的部件或组件作了描述。
根据本发明，前板、侧板、顶板和底板中至少一种是由先前结合图3和4所述的面板50构成。最好，侧板120和顶板两者之一由本发明的面板构件50制成。前板102、底板104(下框架组件112所具有的)和门板106可用传统面板或本发明面板构件50构成。图5-10所示的实施例具有由面板构件50所构成的前板、两侧板和顶板102、120和122，当然所有的外部面板也可以是本发明的面板构件50。
参见图7和8，前板102和侧板120都焊接到框架上，最好具有伸入集装箱中的肋54。然而，顶板122焊接到框架上，最好肋54向外伸(向上)。当肋54构成时，一侧板推入相对侧以形成若干腔室(未预标号)。为了防止水或外界杂物累积在水平面板(例如顶板122)中，由肋54所构成的腔室面向下。因而，肋向外伸(向上)。类似地，如果本发明的面板构件50用作底板，肋就向上而伸入集装箱内。
根据图5-10所示的实施例，前板102、侧板120和顶板122各自具有两条平的连续焊接带52，各条带在肋54的纵向边和端部之间。各条短边也具有平的连续焊接带52，在肋54的边和纵边之间。见图4。较佳地，四条带52各自具有至少1/2″至1″的宽度。应当注意，顶板、侧板或底板的角可具有适当的切口以容纳角配件118或框架的任意部分，这样面板的端部可焊接到垂直支柱116和上、下横梁115、117上。
图9是装配成的集装箱100的横截面，示出了侧板120和顶板122。图10A和10B示出了截面10A和10B的放大图。参见图10A，左侧板120的顶端焊接到侧轨114的外垂直侧或部分114v上，并且具有向内伸的肋54。顶板122的左边焊接到侧轨114的外水平侧114h上，并具有向外伸的肋。
传统ISO和国产货柜框架的基底组件一般采用基本上如图10C所示的U形通道(侧梁18’)。传统瓦垅侧板24的下边焊接到侧梁18’的水平顶支架部19。因为下边的通道不是直的，而是瓦垅形(波浪形的)，所以难以进行自动焊接。即，瓦垅形表面的自动焊接比平直的表面更难。
根据本发明的一个方面，参见图10B，侧板120的下端焊接到下侧梁113的垂直部113v上。以下将下侧梁113与传统侧梁18’(如图10C所示)进行比较。传统下侧梁18’不具有暴露在外的垂直侧。因而，为了提供这样的侧边，下侧梁变形成如图10B所示，图中示出了下左侧梁113。具体地，梁113的上部具有水平延伸的中间水平部113h。垂直部113v从水平部113h的最左部伸出。一上水平部113h’从垂直部113v的最上部向内伸。右侧梁是左侧梁113的镜像。实际上，整个右侧是左侧的镜像。
因为焊接部分没有波浪形表面或方向改变，所以本发明的面板可是方便而经济地焊接，甚至可以采用压薄滚焊或CO2激光焊接技术而进行自动焊接。具体地，平带52可以沿梁113、114的平梁部113v、114v和114h对齐且焊接。顶板122的短边可以是压薄滚焊或激光焊接到横梁117的上水平部上。各侧板120的短边也可以通过压薄滚焊或激光焊接到垂直支柱116的平部。
藉由金属板框架延伸部(未示)，传统集装箱具有连接到前框架和门框架或其组件上的顶板或侧板。这些框架延伸部在其制造和装配过程中，焊接到框架和门框架上。这些框架延伸部没有提供压薄滚边焊接所需的平表面，并且刚度不足以耐受焊接轮所产生的压力、例如，在每个焊接头1.5吨压力范围中的压力。本发明的面板50可避免需要这种框架延伸部，因为它可直接连接到各自的上、下横梁和侧梁117、115、114、113上，当然，如果需要的话，可以与金属框架延伸部一起使用。在此情况下，金属框架延伸段应当具有U形通道或其它强度加强件，这与图10B所示的下S形梁113类似以耐受焊接头压力。
用于构成框架110的梁可以是任何合适的传统货柜框架构成材料，如上所述。根据本发明的另一个特性，框架110的某些部分或整个部分、包括基底框架，是由管件(113’、114’、115’、116’和117’)制成的，如传统的矩形或L形焊接空心钢管。见图16-20。空心钢管的长度和刚度与目前所用的通用弯曲金属板角度和通道相比，可使为实现所需结构刚度和整体性的部件减少。较少的部件可使装配集装箱所需的劳力减少。管件也可以使自动焊接更实用而简单，并且简化焊接工艺和集装箱的装配。
图16示出了基底框架112B的横截面轴测图，在此实施例中，基底组件112包括由管件构成的基底框架112B和底板(104’，见图17和18)。本文中的基底框架112B包括两个管形下侧梁113’(仅示出一个)、两个管形下横梁115’(仅示出一个)和多个中间横梁115″。此处具有两个纵向延伸的梁GS(仅示出一个)和在其间延伸的支撑梁115S。延伸梁GS是用于适应一卡车拖车的，以提供一“S形弯”间隙。利用少量的部件，管件可提供较大的结构整体性。目前通用的多条式木底板104、与家用地板类似，可用一单块的双宽钢板底板(104’，见图17和18所示)替代，它是线焊到侧梁和横梁113和115上的，与顶板122连接到侧轨114和上横梁117上的方式类似。线焊技术可用于密封集装箱。所暴露的底板面可以在焊接之后涂覆防滑表面。如果底板是本发明的面板构件50，肋54应向上延伸(向内部)。如果需要平表面，可用另外的底板与面板50连接。然而，高出的肋可提供空间，它可提供空气或气体循环通道，这些对于存放有机货物是重要的。
图17-19更详细地示出了框架110的管形结构。图17示出了集装箱(见图8的方向)的右端侧(门板)的放大图，示出了管状垂直支柱116’、后右角配件118、后管状下横梁115’、后管状下横梁117’、右管状侧梁114’和底板104’。图17还示出了顶板122边缘相对上横梁117’和侧梁114’定位的方式。再者，顶板122具有一切口(未标出)用于容纳角配件118，这样，其端部可焊接到横梁117’上，而不需要框架延伸部。应当注意，切口部分焊接到横梁117’上，较佳地焊接到角配件118上以提供气密性密封。
图18示出了集装箱的前右端的内部视图，表示了右前管状(L形)垂直支柱116’、前管件下横梁115’、右下管状侧梁113’、前上横梁117’、右侧板120和前板102。图18还示出了前板102的上、下边是如何分别并置到上、下横梁117’和115’上的，以及侧板120的上、下边是如何分别并置到上、下侧梁114’和113’上的。
图19更清楚地示出了用于一控制大气压力的集装箱的门组件106’情况中的后管状垂直支柱116’。图19示出了框架110的后部(门)的内部视图，示出了两个垂直支柱116’、后下横梁115’、两根下侧梁113’和中间横梁115″。一对管状垂直门安装支柱116″例如通过焊接方式连接到垂直支柱166上。铰链(未示)可整体地形成或安装于这些安装支柱(侧柱)116″。用于一冷藏集装箱的门组件106’应具有高度的隔热值。它可以制得与冰箱门类似，例如用可密封住金属门侧的塑料包住的磁性垫片。这种密封、加上传统的门锁定硬件，可在集装箱内保持一内部正压力。应使泄漏尽可能小。任何损失的气体可自动地由一传统的大气压力控制装置(未示)补充。见图20。
图20示意地示出了一例具有标准大气压力/湿度和氧气的冰箱(冷藏集装箱)，它可包括一控制大气压力装置(氧气或湿气或两者皆具)，适用于储运有机和无机产品。在本文中，框架构件、即两个下侧梁113’、两个上侧轨114’、两个上横梁116’、两个下横梁115’和四个垂直角支柱116’最好全部由管件构成，如以上参见图16-19所述的，以形成较大的结构整体性。前垂直角支柱116’如图20所示地都是L形的。
侧、顶和底板120、122和104’可直接线焊到如前所述的管件上。特别地，平边部分或焊带52将连接到梁的侧边，如图10A和10B所示的这是平行的。在此实施例中，前板102用或制成一个切口或其它构造所替代，以容纳冷藏装置或大气压力控制装置R、诸如从UNITED TECHNOLOGIES购得的CARRIER TRANSICOLD系统、EVERFRESH和THINLINE NT/R、从TRANSFRESH公司购得的TECTROL控制大气压力装置的至少一个排气或进气口。见所附的小册子，这些装置都附在此以作参考。在图20的实施例中，一可用相同的面板构件50制成的隔墙W可位于控制装置R和门116’之间。
集装箱内侧衬有隔热板或衬层IP。衬层较好由机械锁缝连接或压扁接入一矩形管中的金属带制成。这还便于使用油漆或未油漆的电镀钢、不锈钢或铝。为了使热发散最少，衬层最好采用塑料安装件或隔离件(未示)而安装到面板120、122、104’和W上。利用一膨胀的内部芯轴和面板，可将隔热泡沫、例如尿烷注射到外部面板和衬层之间的空间中，以避免集装箱在泡沫膨胀过程中变形。泡沫也可将衬层锁定在位。门开口和前开口各自可具有四个塑料密封带(未示)，它们可构成一绕衬层开口的窗口框架。这四个塑料带也可配合顶、侧和底板以将所注射的尿烷泡沫封闭在面板和衬层之间。
因为面板102、104’、120和122都是线焊到框架100上的，所以集装箱至少在焊接处是密封的，从而避免了对单独密封集装箱的要求。
根据本发明，所有冰箱集装箱都具有一与加热和冷却装置成一体的控制大气压力装置。氧和湿度量可得以控制到一所需的水平并受到监视。水果和蔬菜的熟化和鲜花的开放可得以控制，这样它们可保持新鲜。
另外，可设想一种可受控的大气压力货柜集装箱，而以前这是难以置信的。根据本发明的集装箱可以在集装箱中设置湿度和/或氧气指示器。这种集装箱可用于储运不受温度变化影响、而受湿度或氧气影响的、如原钢的产品。可以运输原钢不会生锈。电子元件或设备也可船运而不必使用干燥剂。这种集装箱需要气密密封并且需要一除氧设备。一种从货柜集装箱中去除氧的方法是通过将氮气或其它惰性气体(不发生反应的)在一受控压力下进入集装箱，该压力大于1atm以产生一正压力。正压力将防止氧气引入集装箱。氮气是一种可从市场上购得的气体，并且可以装在3000psi和4500psi的压力罐中。可采用压力调节装置来调节集装箱中的压力。可设置传统的湿度去除设备以控制湿度量。
为安全起见，此类集装箱应具有当人在箱中而外门关闭时，防止氮气引入集装箱的方法。可以设置另一个安全内门，这样氮气就只有当外门和内门都关闭时才能引入集装箱。可以由集装箱内的人启动的辅助断路开关可位于集装箱内部。这种开关可以在内门或外门之一关闭时发光以便于辨认。
图21示出了一集装箱辊轮轨道组件130的分解图，它可设置在集装箱中。该集装箱辊轮轨道组件130包括一基底140、一凸轮杆150和一货盘轨道160。该基底可以(如图所示的)是一具有水平细长件142的细长通道和一对连接水平件142侧边的垂直细长件144，以形成一U形横截面通道。基底可容纳凸轮杆150，该凸轮杆构成一具有适当宽度的基本上平的细长件，这样它可以相对基底140滑动或纵向移动。为便于凸轮杆纵向移动，基底具有一从其一端纵向延伸的螺纹杆146，如图21所示。螺纹杆146是旋接到基底上的并且可转动地连接到凸轮杆150的一端上。转动螺纹杆146可使之在基底140上纵向移入、移出。螺纹杆146具有一螺母148(相对杆固定)以使螺纹杆146与螺母一起转动。螺纹杆146可以由一电磁或液压执行机构所代替。
凸轮杆150具有可配合货盘轨道160底部的多个凸轮152，它们具有互补的凸轮槽162，当货盘轨道下降时，它们可与凸轮150配合。即，凸轮152可以使货盘轨道160相对基底140上升或下降。这可以通过如前所述的利用螺纹杆使凸轮杆150相对基底140纵向移动而实现。例如，使螺纹杆150朝箭头A移动可使货盘轨道160下降，直至凸轮152落座于互补凸轮槽162中，使之向箭头B移动(这样凸轮152可以从凸轮槽162中移出)，可使货盘轨道162上升。
货盘轨道160结构与基底140类似，只是开口端面向侧面而非面向上面-呈C型横截面。货盘轨道160具有多个从其底部向下伸出的凸柱164。
凸柱164伸过纵向延伸的槽(在凸轮152间延伸)并且伸入基底140的水平件142。这些凸柱164伸过集装箱的底板104、104’。货盘轨道组件130是通过作为固定件的凸柱164和螺母170，以及垫圈172、0型环174和弹簧176而固定连接到集装箱上。垫圈172先从底板外部放在凸柱176上，接着是O型圈174、弹簧176和螺母170。弹簧176可将货盘轨道160向下偏置，当辊轮轨道上升时它们受到挤压。
货盘(未示)可用于支撑和固定货柜以便运输。货盘的一侧可配货盘轨道160。为便于货盘移动，货盘可跨坐在置于其底部的辊轮166上。两个沿集装箱纵向延伸的平行货盘辊轮轨道组件130可简化装货和卸货操作。两个货盘轨道组件130可配合货盘两个平行面并且将其夹固在位，因而可将运输的货柜固定到集装箱上。采用这些货盘辊轮轨道组件130也可使装货和卸货自动化。
货盘轨道组件130的另一个新颖特点是货盘可在货柜下提供一空气通道，以用于冷藏或受控制的大气压力集装箱或两者皆可用。集装箱货盘都由货盘轨道160、例如在底板上方50毫米处支撑。此50毫米的间隔可起到用于冷藏和加热装置输出通道的作用。它们可代替传统冰箱集装箱中所用的T形梁底板。该货盘具有多个开口或通气口以将进入的空气向上送到货柜。货柜上方和衬层内顶上方的空间可起到返回通道的作用。
Ⅲ．面板和货柜装配机图11A和11B示意地示出了用于构成本发明面板构件50的装配机200，它可制成任一种所需尺寸。该装配机200采用已知的金属板加工机械。根据本发明，例如一种40’x8’宽x8’6″高的集装箱可用两块各自为4英尺宽的连续板装配而成(上、下侧轨或梁可构成高度差)。
如图11A所示，装配机200包括一开卷机工位210、一位于开卷机工位210下游的线焊工位230、位于线焊工位230下游的长度剪切工位250、位于长度剪切工位250下游的加压工位270、位于加压工位270下游的结瘤和焊边剪切工位280，以及位于结瘤和焊边剪切工位280下游的堆垛工位290。
开卷工位210包括第一和第二个薄板卷运载机212、214，它们可将金属板卷运输到第一和第二个开卷机216、218上。各开卷机具有一辅助的校直机220、一修边机222和一清洗机224，它们都可从市场上购得，例如从俄亥俄州的SESCO公司购得。这一工位可以打开两块金属板，使其整平，修边并且预先清洗以备将内侧相邻边压薄滚焊或激光焊接在一起。开卷机可边对边地保持4英尺宽的第一和第二卷商品级钢。校直机可精确地将钢板送入一传送机或工作台上以将两条相邻边基本上边对边地对齐和定位。修边机222可修整所要焊接的两条相邻边。如图11A所示的，第二摆动开卷机位于第一摆动开卷机的上游或下游。当钢板被展开和向下游传送到传送机上时对两条相邻边进行修整。
具有不限长度边对边设置的双排钢板从开卷机工位210传送到线焊工位230，其最好具有传统的斜辊道(侧沟渠扫污机)232和“Z”形杆卷曲控制器234，以将重叠钢板精确地引过线焊或激光焊接机236。重叠可以根据需要而改变。线焊机236可对线焊钢板重叠部分施加高压和高热以形成近似 英寸宽面板-对于8英尺高的面板而言。焊接工位例如可采用市场上可购得的电阻或激光型加热元件。根据所使用的尺寸，上、下侧梁114、113可另增加6英寸以形成8’6″高的集装箱。
焊接之后，传统的热抛光辊或轮238可弄平(抛光)和/或弄光滑焊缝。抛光轮238可将重叠厚度减小到单层钢板厚度的110％至120％(即，将整体厚度减少55％至60％)。
抛光后的连续钢板(一定长度)传送到一长度剪切工位250上，它可包括一隆起工作台或累积器252和一夹紧辊252’、自动的后部标准剪切机254和一外送运输机256。在本文中，采用自动后部标准剪切机将抛光钢板预先切割成预定长度、例如225″至625″。隆起工作台252和夹紧辊252’最好位于剪切机的上游以在剪切机将一定长度钢板夹紧和剪切成面板块时用于容纳连续移动的面板。外送运输机256可将面板块传送到加压工位270。见图11B。
加压工位270包括一夹持进给机272和加压、模压组件274和第一标准运输机276。预切割面板块送到夹持进给机274上，它可将之引过加压、模压回路以形成间隔的肋54。加压和模压各冲程可在一段面板上拉伸出4个或更多条肋，并且修整该段面板的外边以制备与相邻基底112或框架构件110、例如梁113、114、115、117的焊接点。因而，修边或卷边或两者以及拉伸工艺可以同时进行。当夹持进给机274将面板引过加压组件时，面板的修整边可夹在形成于第一标准运输机276上的边引导件之间以将下一段面板精确地定位，这样修整边可连续地校直和平行。第一标准运输机276可将完全加肋的面板运输到结瘤和焊边剪切工位280上，如图11B所示。
虽然本发明示出了在形成肋之前预切割一定长度的钢板，然而，在钢板切割成所需长度之前，不限长度的钢板也可先进给到加压、模压组件以形成肋。
结瘤和焊边剪切工位280具有一剪切机282以紧接着修整1)相对加压肋并垂直修整边的前边，以及2)相对肋并与修整边垂直的后边。至此可精确地确定面板的尺寸并且以备最后装配。第二标准运输机284可将抛光的面板传送到堆垛工位290。
堆垛工位290包括一传统的磁性架空堆垛机(总的由标号292表示)用于将面板提离运输机并且在一货盘或类似装置上堆成所需数量的面板，以传送到图12-15所示的集装箱框架装配机300上或者传送到一存储处。最好，堆垛面板50并使肋向上，这样外界杂质就不会累积在肋54所形成的腔室中了。
在图示的结构中，所有肋54都在相同方向延伸。加强肋可具有不同深度和宽度和轮廓。为了改变或替换肋延伸方向或其形状，可以采用不同的加压、模压结构。图4A和4际出了两种不同的肋实施例。例如对于8’6″高集装箱(8’面板)而言，肋可以为94英寸高(长度)、5-7英寸宽(宽度)和1.5英寸深(深度)，并且中心与中心隔开9英寸。图4A示出了一光滑的弧形轮廓，而图4B示出了平头锥形或梯形轮廓。当然，根据需要可以形成不同轮廓、长度、宽度和深度的肋。例如，取代单个长肋，可采用多个隔开的短肋。
图12-15示出了根据本发明的集装箱装配机300的实施例，它包括工位1-3。图13-15示出了图12的工位1-3的放大图。工位1具有一集装箱装配线，具有用于位于集装箱装配线各侧的特殊货柜型号的侧板120垛S。侧板垛S可由一运输机、一卡车或一起重机传送。两个架空升降机310可安装在两侧板垛S和集装箱框架110上方，它最好与基底组件112、前板103和门板6(或组件)预装在一起并位于一转位运输机320上。两个操作人员可操作架空升降机以提升垛S的上面板并且将之移到集装箱框架一侧的位置上。人握标尺可用于精确地将侧板120的顶角定位到集装箱框架110上。对齐之后，操作人员可将侧板120定位焊接到集装箱框架上，并且使肋向内伸入集装箱以大体上将侧板120保持在位。架空升降机然后脱离配合并且移动到集装箱框架的相反侧，并且重复此过程。相同的过程可用于将顶板装配到集装箱框架上，只是肋向上延伸。
另外，一架空升降机可位于集装箱装配线的各侧上，并且一个操作人员就可完成装侧板以及将侧板定位焊接在集装箱框架各侧上。
另外，多种型号的侧板垛可跨坐在集装箱装配线各侧的转位运输机上，并且操作人员可将所需的垛转位以容纳不同型号的产品。
工位2是一用于完成焊接的自动压薄滚焊或激光焊接工位。在侧板120定位焊接之后，集装箱移到或转位到工位2。定位焊接的侧板120都是在其四个焊接带52处自动压薄滚焊或激光焊接到集装箱框架的上、下侧梁114、114’和113、113’以及垂直支柱116、116’上以完成侧板的装配。通过一个或两个安装到垂直的用动力推动的滑动件340上的双轮焊接头330而进行焊接的，滑动件再安装到一水平的动力推动滑动件350上。
集装箱框架传送到位并且夹紧。然后，双轮焊接头330从一静止位置伸出以接触侧板120和上、下侧梁114、114’和113、113’，并且开始进行压薄滚焊或激光焊接工艺。压薄滚焊技术可从密执根州的Bay市NEWCOR公司和瑞士的SONDRONIC公司获得，本文参考了这些内容。当施加焊接电流时，水平或垂直滑动件可将双轮焊接头在所选焊缝上移动。当第一焊缝完成时，焊接头缩回并且转动90度，然后再伸出产生相邻的焊缝、例如垂直或水平焊缝。如果每块侧板只用一个焊接头330时，此工艺可重复四次，如果每块侧板采用两个焊接头时330时，重复两次，如图14所示。
工位2可包括一垛或多垛顶板122。一个自动卸垛机350可安装在轨道上而从一个可得到的垛上提起一块顶板以放在上侧梁114、114’的顶部。当它到达所需的高度时，卸垛机可水平移到集装箱框架上方的一“吸墨”位置。当侧板焊接完成时，卸垛机350使顶板下降到集装箱框架顶部。操作人员可使卸垛机从顶板122上脱离，将其送回到下一块顶板上，并且释放集装箱装配线运输机以将集装箱转位到下一个工位。
现在与所装顶板122一起的集装箱移到工位3以自动地将顶板压薄滚焊或激光焊接到集装箱框架上。采用安装于一个动力推动的横滑动件380上的一个或两个双轮焊接头360可进行焊接，滑动件再安装到动力推动的水平滑动件上。集装箱运输到位并且夹紧。然后，双轮焊接头从静止位置向下伸出以接触顶板和集装箱框架，并且开始进行压薄滚焊或激光焊接工艺。当施加焊接电流时，水平或横向滑动件380、370可将双轮焊接头在所选焊缝上移动。当第一条焊缝完成时，焊接头回缩并转动90度，然后再伸出以形成相邻的焊缝。如果采用单个焊接头，此工艺要重复四次，如果采用两个焊接头，此工艺重复两次，如图15所示。
双轮焊接头在滑动件上的程控运动、对于不同型号集装箱框架的可变范围以及90度的转位能力可便于装配所有ISO、国产货柜、上开口、通风式和冰箱式集装箱。
用于集装箱装配线运输机的转位和夹紧时间最好近似60秒。每块板一个焊接头的本发明集装箱装配线的潜在小时产量范围为十个最大型号的集装箱到二十个最小型号的集装箱。每块板采用第二个焊接头可减少焊接周期50％，潜在小时产量可明显增加。
根据本发明、采用压薄滚焊或激光焊接技术可以使货柜集装箱制造显著地自动化。可用自动的压薄滚焊或激光焊接代替用于安装集装箱侧板和顶板的人工埋线弧焊。自动的压薄滚焊或激光焊接速度较快，焊接质量高，并且可保护操作人员不受腐蚀和有毒烟雾的伤害。自动的压薄滚焊或激光焊接可以用连续的钢板卷代替侧板和顶板所用的多块波浪形钢板，而降低材料成本和减少对材料的加工。也可采用其它合适的焊接工艺，例如离子弧焊和机械手埋线弧焊。结合电阻的压薄滚焊或激光焊接技术相对其它焊接技术是较佳的，因为其焊接速度快并且没有腐蚀性烟雾产生。
压薄滚焊和激光焊接技术可产生无孔焊接缝，它可气密地密封焊缝。也可以在钢板上提供涂层以减少氧化和生锈现象的发生。压薄滚焊采用通过重叠点的电流。例如，两个铜轮可用于将焊接电流(电阻)传递过重叠点。
本发明的集装箱适用于目前所有的标准尺寸ISO和国内用干货柜集装箱、上开口、通风式和冰箱式集装箱，或其它通用尺寸的集装箱。根据本发明通过密封底板和门可形成气密性密封的集装箱。压力平衡设备可用于减轻变形和应力。集装箱内部也可填充氩气、氮气或某些惰性气体以保护运输的产品。
通过上述描述，本技术领域中的熟练人员可以理解，在本发明的实质和精神范围内，还可以有其它多种实施例、变型和作用。因此，由本技术领域中熟练人员根据本发明的实质和精神所作的所有实施例和作用都将包含在本发明内。
权利要求
1．一种货柜集装箱，包括一货柜框架组件，具有安装于其上的底板；以及用来便于装卸货柜的第一货盘轨道组件，其中，所述货盘轨道组件包括一安装到所述底板上的基底，一可活动地安装到所述基底上的凸轮杆和可活动地安装到所述基底上的货盘轨道。
2．如权利要求1所述的货柜集装箱，其特征在于，所述凸轮杆为一细长件，所述基底具有可容纳所述细长件并使之可纵向滑动的U形通道，所述货盘轨道安装成相对所述基底可垂直移动。
3．如权利要求2所述的货柜集装箱，其特征在于，还包括用于使所述凸轮杆纵向往复运动的执行机构。
4．如权利要求3所述的货柜集装箱，其特征在于，所述执行机构包括螺合到所述基底一端上以及可相对转动地安装到所述凸轮杆一端的马达驱动螺纹轴，当所述轴转动时，可使所述凸轮杆相对所述基底纵向位移。
5．如权利要求4所述的货柜集装箱，其特征在于，所述凸轮杆具有多个凸轮，所述货盘轨道具有用于容纳多个凸轮的多个互补凸轮槽，其中，当所述凸轮离开所述凸轮槽进可使所述货盘轨道上升，当所述凸轮位于所述凸轮槽中时可使所述货盘轨道下降。
6．如权利要求5所述的货柜集装箱，其特征在于，所述货盘轨道支撑货柜支撑用的至少一个货盘，当所述凸轮杆处于使货盘轨道下降的位置时可使所述货盘相对所述基底静止不动，当所述凸轮杆处于使所述货盘轨道上升的位置时可使所述货盘纵向移动所述货盘轨道。
7．如权利要求6所述的货柜集装箱，其特征在于，所述凸轮杆具有至少一个纵向槽，所述货盘轨道具有多个伸过所述槽并伸过所述基底和底板的凸柱。
8．如权利要求7所述的货柜集装箱，其特征在于，所述货盘轨道具有多个辊轮以利于货柜的纵向运动。
9．如权利要求8所述的货柜集装箱，其特征在于，所述货盘轨道横截面大致为C形，并且具有由一垂直部分连接在一起的上水平部和下水平部，所述辊轮可转动地支靠于其下水平部，所述货盘可位于其上、下水平部之间。
10．如权利要求9所述的货柜集装箱，其特征在于，还包括平行且基本上与所述第一货盘轨道组件相同的第二货盘轨道组件。
11．如权利要求10所述的货柜集装箱，其特征在于，还包括一制冷或空气控制装置，其中，所述第一和第二货盘轨道组件将所述货盘支撑在所述底板上方，所述货盘和底板可起到一通道的作用并且使来自制冷或空气控制装置的控温空气分散。
12．一种便于装卸货柜的货盘轨道组件，包括用于安装到所述货柜集装箱底板上的一基底；可活动地安装到所述基底上的一凸轮杆；以及可活动地安装到所述基底上的货盘轨道。
13．如权利要求12所述的货盘轨道组件，其特征在于，所述凸轮杆为一细长件，所述基底具有可容纳所述细长件并使之可纵向滑动的U形通道，所述货盘轨道安装成可相对所述基底可垂直移动。
14．如权利要求13所述的货柜集装箱，其特征在于，还包括用于使所述凸轮杆纵向往复运动的执行机构。
15．如权利要求14所述的货柜集装箱，其特征在于，所述执行机构包括螺合到所述基底一端上以及可相对转动地安装到所述凸轮杆一端的马达驱动的螺纹轴，当所述轴转动时，可使所述凸轮杆相对所述基底纵向位移。
16．如权利要求15所述的货柜集装箱，其特征在于，所述凸轮杆具有多个凸轮，所述货盘轨道具有用于容纳多个凸轮的多个互补凸轮槽，其中，当所述凸轮离开所述凸轮槽中时使所述货盘轨道上升，当所述凸轮位于所述凸轮槽中时可使所述货盘轨道下降。
17．如权利要求16所述的货柜集装箱，其特征在于，所述货盘轨道用于支撑货柜支撑用的至少一个货盘，当所述凸轮杆处于使货盘轨道下降的位置时可使所述货盘相对所述基底静止不动，当所述凸轮杆处于使所述货盘轨道上升的位置时可使所述货盘纵向移动所述货盘轨道。
18．如权利要求17所述的货柜集装箱，其特征在于，所述凸轮杆具有至少一个纵向槽，所述货盘轨道具有多个伸过所述槽并伸过所述基底和底板的凸柱。
19．如权利要求18所述的货柜集装箱，其特征在于，所述货盘轨道具有多个辊轮以利于货柜的纵向运动。
20．如权利要求19所述的货柜集装箱，其特征在于，所述货盘轨道横截面大致为C形，并且具有由一垂直部分连接在一起的上水平部和下水平部，所述辊轮可转动地支靠于其下水平部，所述货盘可位于其上、下水平部之间。
全文摘要
一种采用压薄滚焊或CO
文档编号B65D90/08GK1325816SQ0111245
公开日2001年12月12日 申请日期2001年4月2日 优先权日1998年4月14日
发明者艾伯特A·奥斯汀 申请人:艾伯特A·奥斯汀