承受可變負載的連接結構和裝配有該連接結構的提升裝置的製作方法

2023-07-06 23:46:36

專利名稱：承受可變負載的連接結構和裝配有該連接結構的提升裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種承受可變負載的連接結構，包括至少一連接件和至少一支撐連接件的錨固件，每個連接件和錨固件都包括至少一個第一接觸面(primary contact surface)，所說第一接觸面在使用中彼此接合。這種連接結構是已知的，例如以所謂「扭轉鎖定機構」(twist-lock)形式。
扭轉鎖定機構是一種在提升貨櫃時與貨櫃接合的連接結構，例如，在向船上裝載貨櫃和卸下貨櫃時。標準貨櫃包括在其角部用於裝卸和與其固定的接合點，即所謂的「角鑄件(cornercastings)」。這些角鑄件形成增強型角，在角內形成橢圓形開口(oblong opening)。扭轉鎖定機構可在該開口內接合。扭轉鎖定機構由其端部帶有錘頭的銷子或軸構成，該銷子的另一端容納在軸襯或軸環中，該軸襯或軸環又與旋轉驅動機構連接。該驅動機構可使扭轉鎖定機構在錘頭插入橢圓形開口內的位置和錘頭鎖定在該開口內的位置之間轉過90°。
對已知的扭轉鎖定機構而言，緊固連接件的連接方法有兩種，即銷子和軸，在錨固件是軸環或軸襯。還能在連接件和錨固件上都設置螺紋，因而在這兩個部件之間建立起簡單的螺紋連接。還能為這些部件設置相互配合的凸輪和凹部。此時，錨固件可由多個分段形成，讓這些分段一起圍繞著連接件，然後將外軸環在這些分段上滑動，把這些分段保持在一起。外軸環通常利用螺釘或銷子固定在連接件內。
已知的連接結構具有下列缺點連接件的軸的尺寸受到角鑄件內可利用空間的限制。這意味著連接件尺寸不能加工成具有「無限的」壽命，或者至少能壽命超過提升裝置的壽命。因此，在某一時間連接件內會產生裂縫，另外的問題是不能適當地監測連接件。在提升裝置與貨櫃連接且提升或放下貨櫃過程中，當連接件受到相對較重和可變負載作用時，連接結構一部分失效、特別是由疲勞引起的危險會很大。在這種連接形式中也很重要的是這種重的承載結構通常由鋼製成，其疲勞特性難於測量或預測。當該連接結構失效且其上懸掛的貨櫃落下時，存在著人員傷害的極大危險。而且，對材料的損害通常也是相當大的。
因此，為了預防，直到現在通常在扭轉鎖定機構使用一預定時間段之後、即使沒有看得見的裂縫也將其更換掉。這顯然是昂貴的，這一浪費還因為為了進行更換操作，必需使提升裝置停止工作。
因此，本發明的目的在於提供一種上述型式的連接結構，該結構比傳統結構更容易監測到工作狀態，而且該機構具有較長的安全壽命。根據本發明，由下述連接結構實現每個連接件和錨固件還包括至少一個第二接觸面，所述第二接觸面在使用中彼此間隔開，而在連接件和/或錨固件變形時彼此接合。通過採用該第二接觸面，即使當連接件和/或錨固件由於過載已經變形時，在連接件上的負載也能被安全地傳遞到錨固件上。
為了防止出現第二接觸面在還沒有超過第一接觸面的負載承受能力時已經部分地承擔負載，第二接觸面的間距最好這樣設置只有在塑性變形例如連接件和/或錨固件產生破裂時，這些接觸面才接合。
連接結構最好包括用於監測第二接觸面接合的裝置。利用這種裝置，能及時認知連接結構失效的威脅。這些檢測裝置包括在連接件和/或錨固件上設置標記，例如可以看到導致第二接觸面接合的結構變形，從而可以容易地看得見地進行檢測。
當第一和第二接觸面沿主加載方向彼此間隔開時，所有操作可以相對簡單的方式完成。
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；以及第一和第二接觸面，它們分別在軸的外側和軸環的內側上形成，由此得到一結構簡單的實施例。
對於連接結構的最佳負載承受能力而言，最好軸包括一容納在軸環內的端部和一相對的自由端，並且第一接觸面比第二接觸面更遠離自由端。按這種方式，將第一接觸面設置為結構中最承重的部分。
當第一和第二接觸面由相互配合的凸輪和凹槽形成時得到一簡單的實施例。為了使力傳遞面最大，凸輪最好是環形的，且凹槽在軸和/或軸環的整個周邊上延伸。
在連接結構用作扭轉鎖定機構的情況下，連接件最好包括一錘頭形端部，和錨固件與驅動裝置連接用以使錨固件和連接件旋轉。
本發明還涉及一種用於提升物體特別是貨櫃的裝置，其包括至少一個包含上述一個或多個連接結構的可移動提升框架。
下面，參照附圖、藉助示例說明本發明，其中

圖1表示包括多個本發明中連接結構的提升裝置的透視圖；圖2表示該連接結構處於未受擾動狀態的局部橫斷面側視圖；圖3表示沿圖2中箭頭III方向的詳圖；圖4表示對應圖2的連接結構處於局部失效狀態的視圖；圖5表示沿圖4中箭頭V方向的詳圖。
用於拾起貨櫃2的提升裝置1(見圖1)由框架3形成，該框架從導引在滑輪4上的多根鋼絲繩5懸掛下來。在所示實施例中，框架3是一個可伸縮框架，具有一主體6和兩對內和外可伸縮臂7、8。在每個可伸縮臂8的端部設置一橫梁9，在每個橫梁的角部具有本發明中的連接結構或「扭轉鎖定機構」11。而且，定位在這些角上的是能圍繞各軸線12樞軸轉動的固定元件或「懸掛式導衛板」(flippers)13。
每個連接結構11都由被容納在錨固件15內的連接件14形成。該錨固件15與驅動臂16連接，驅動臂又與驅動機構(未示出)連接。該驅動機構使連接件14和錨固件15的組件圍繞軸線17旋轉。
在所示實施例中，錨固件15設有球形部分26，該球形部分樞軸連接在橫梁9內對應形狀的凹部27中，以使連接結構11能相對提升框架3進行較小的樞軸運動。
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定錘頭可以插入貨櫃2的角部件或「角鑄件」21內的橢圓形開口，並且通過圍繞軸線17轉過90°以上可鉤在該開口內。
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連接結構11懸掛起來的貨櫃2的重量引起的負載。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內的錨固件15內側的凸輪24形成。錨固件15具體為分段軸環28，各分段利用在這些分段上滑動的外部軸環29保持在一起。
軸環28的凸輪24和連接件14的軸18的凹槽25兩者都是環形的，並且在連接件14和軸環28的整個周邊上延伸，由此形成相對大的力傳遞面，其結果是儘可能對材料內所得到的應力進行限制。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。連接結構11失效導致的結果對本領域來講是很嚴重的，考慮到人員傷害和材料損失的危險，連接件14和錨固件15還分別包括第二接觸面30和31，它們在正常使用中不接合，只是在連接結構11的負載承受能力由於連接件14和/或錨固件15的變形甚至部分失效而可能嚴重下降時，才開始承擔部分負載。
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，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的所述部分和遠離錘頭19的軸環28上形成。在正常的未擾動的狀態下，將負載有效地從連接件14傳遞到錨固件15，並且從那裡通過支撐盤27傳遞到提升框架3的結構中。
如上說述，在連接件14和錨固件15幾乎或根本沒有變形、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分別只是當連接件14在第一接觸面22和23失效時，開始幫助承擔負載。該距離d可以在幾十微米與一個或更多毫米之間變化。
在所示實施例中，第二接觸面30和31還分別由軸環28內側的凸輪33和連接件14的軸18內的凹槽34形成。
通過添加當第一接觸面不能再傳遞力時開始承擔負載的第二接觸面，在結構11的對應結構11(通常是連接件14)局部失效時，防止因連接件11的部件失效帶來損失慘重的後果。同時如圖所示的實施例中顯示的變形，在連接件14相對錨固件15向下的位移超過距離d時，也可以警告使用者連接結構局部失效，之後，可進一步監控該結構和將其最終換掉。變形可以通過在例如通常安裝在錨固件15內的連接件14的所述部分上做標記而顯示出來，這些標記只是在導致第二接觸面30和31分別開始承擔負載的變形時可以看到。利用這種方式，實際上延長了連接結構11的壽命，而且可以避免不必要和過早的更換部件，因而降低結構的成本和使用成本。
應該注意到，不必使分別通過第二接觸面30和31的連接與分別通過第一接觸面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構檢查或者檢測變形。相當於分別通過第一接觸面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。
儘管參照實施例對本發明作了說明，但是本發明顯然並不局限於此。除第二接觸面外，還可設置第三、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處設置，並且可以對第一和第二接觸面的相互位置進行不同地選擇。而且，不必將這些表面具體限定為凸輪和凹槽，而還可以想像使用兩個或更多個帶螺紋的分割部分。對第二接觸面接合的檢測，還可以利用與目視不同的方式完成。例如可以想像利用在接合時閉合的接觸，對第二接觸面之間的距離測量或者其它技術。最後，本發明中的連接結構還可以用在除提升貨櫃外的其它技術領域中。
因此，本發明的範圍僅由所附的權利要求確定。
權利要求
1.一種承受可變負載的連接結構，包括至少一個連接件和至少一個支撐所述連接件的錨固件，每個連接件和錨固件包括至少一個第一接觸面，所述第一接觸面在使用中彼此接合，其特徵是每個連接件和錨固件還包括至少一個第二接觸面，所述第二接觸面在使用中間隔開，而在連接件和/或錨固件變形時相互接合。
2.根據權利要求1所述的連接結構，其特徵是第二接觸面的間距這樣設置接觸面僅在連接件和/或錨固件產生塑性變形時彼此接合。
3.根據權利要求2所述的連接結構，其特徵是第二接觸面的間距這樣設置接觸面僅在連接件和/或錨固件內產生破裂變形時彼此接合。
4.根據上述權利要求中任一項所述的連接結構，其特徵是用於檢測第二接觸面的接合的裝置。
5.根據權利要求4所述的連接結構，其特徵是檢測裝置包括在連接件和/或錨固件上設置的標記。
6.根據上述權利要求中任一項所述的連接結構，其特徵是第一和第二接觸面在主要加負載方向被分隔開。
7.根據上述權利要求中任一項所述的連接結構，其特徵是連接件包括一沿主要加負載方向延伸的軸，錨固件包括至少局部包圍著軸的軸環，以及第一和第二接觸面分別在軸的外側和軸環的內側上形成。
8.根據權利要求6或7所述的連接結構，其特徵是軸包括一容納在軸環內的端部和一相對的自由端，且第一接觸面比第二接觸面更遠離自由端移動。
9.根據上述權利要求中任一項所述的連接結構，其特徵是第一和第二接觸面由協同操作的凸輪和凹槽形成。
10.根據權利要求7或8所述的連接結構，其特徵是凸輪是環形的且凹槽在軸和/或軸環的整個周邊上延伸。
11.根據上述權利要求中任一項所述的連接結構，其特徵是連接件包括一錘頭狀端部，且錨固件與用於轉動錨固件和連接件的驅動裝置連接。
12.一種用於提升物體特別是貨櫃的裝置，包括至少一個包含上述任一權利要求中所述的多個連接結構的可移動提升框架。
全文摘要
本發明涉及一種承受可變負載的連接結構(10)，象用在貨櫃吊車上的扭轉鎖定機構，該機構包括一連接件(14)和支撐連接件(14)的錨固件(15)，每個連接件(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，但是在連接件(14)和/或錨固件(15)產生變形時彼此接合。採用這種方式，能保證緊固連接具有很長的壽命且能及時預見到連接結構的失效狀態。
文檔編號B66C1/62GK1507411SQ02809726
公開日2004年6月23日 申請日期2002年5月8日 優先權日2001年5月11日
發明者科內利斯·斯蒂尼斯, 科內利斯 斯蒂尼斯 申請人:斯蒂尼斯貝赫爾有限公司