Крепежное устройство для крепления контейнера к судну - RU2325300C2
Код документа: RU2325300C2
Чертежи
Описание
Предшествующий уровень техники
Настоящее изобретение относится к крепежному устройству и узлу для образования крепежного соединения между контейнером и судном, и к способу образования крепежного соединения между контейнером и судном.
Перевозка грузов является примером области, в которой закрепление и удержание предметов имеют очень важное значение. В особенности, при транспортировке судном обычно требуется более прочное крепление для удержания предметов на месте, например, во время частого изменения погодных условий. Уже были предложены различные способы и устройства для крепления предметов таких, как контейнерных грузов к палубе судна, например контейнеровоза.
На фиг.1а и 1b показан вид, соответственно, сверху и сбоку обычного примера современного контейнеровоза. Контейнеровоз содержит некоторое количество контейнеров, расположенных на палубе судна, а также под палубой (не показано на чертежах). Для способствования перевозке значительного количества контейнеров их тесно укладывают в штабели высотой в несколько контейнеров, например, с четырьмя контейнерами один поверх другого в каждом штабеле и с четырьмя штабелями поперек палубы судна, как это показано на фиг.2а.
После выхода судна в море на штабели контейнеров воздействуют килевая качка, рыскание и особенно бортовая качка контейнеровоза. В частности, если контейнеровоз попадает в шторм, он может испытывать бортовую качку с отклонением до 30 градусов по вертикали. При бортовой качке контейнеровоза требуется непрерывное регулирование крепления для того, чтобы оно оставалось туго натянутым и, таким образом, закрепляло контейнеры на палубе.
Кроме того, на фиг.2a показано, что может иметься зазор между верхней поверхностью и нижней поверхностью уложенных в штабели контейнеров, например, из-за мелких камней, грязи или местной неровности контейнеров. Под влиянием нагрузки, килевой качки, рыскания и бортовой качки судна и вибраций, мелкие камни, грязь и т.п. могут выпасть так, что через некоторое время контейнеры сдвинутся ближе друг к другу, и, таким образом, потребуется повторное регулирование крепления, чтобы оно оставалось туго натянутым.
На фиг.2b показана общеизвестная система найтовного крепления контейнеров к палубе или к крышке люка контейнеровоза. Эта система содержит стержни, расположенные перекрестным образом по торцам контейнеров, и когда контейнеры уложены в штабели высотой, например, в четыре контейнера или более, перекрестные соединения в две высоты, которые перекрывают два слоя, наложены на нижний ряд перекрестных соединений в одну высоту. Кроме того, контейнеры удерживают вместе посредством поворотных замков, которые соединены с верхними и нижними углами контейнеров, расположенных один поверх другого. Поворотные замки обеспечивают то, что верхние слои контейнеров, которые не закреплены системой, остаются на месте.
Каждый стержень снабжен талрепом для обеспечения регулируемого вручную соединения с палубой судна. Натягивание стержней производится с уровня палубы судовым рабочим или помощником, использующими гаечный ключ для талрепа или подобный ручной инструмент.
Гаечный ключ используют для соединения и поворота корпуса талрепа в левом или правом направлении, посредством чего, при вращении сдвигают или раздвигают концы стержней в талрепе, снабженные левой и правой винтовой резьбой.
Современные контейнеровозы часто перевозят тысячи контейнеров на палубе. Проблема заключается в том, что найтовное крепление контейнеров к палубе связано с использованием многочисленных талрепов, причем все талрепы необходимо затягивать во время погрузки в порту и часто в море, чтобы предотвратить падение контейнерного груза за борт, и разъединять во время разгрузки в порту. Талрепы часто имеют вес от 10 до 25 килограмм. Таким образом, при найтовном креплении рабочие переносят значительную весовую нагрузку. После выполнения найтовного крепления рабочие сталкиваются с необходимой задачей по затягиванию гаечным ключом тысяч талрепов. Затягивание талрепов нужно выполнять при любой погоде и часто при очень стесненных условиях, так как контейнеры уложены в штабели очень близко друг к другу.
Затягивание талрепов требует много рабочей силы и, как очевидно, отнимает очень много времени, что является особенно нежелательным в порту, так как владельцы контейнеровозов предпринимают многочисленные усилия с целью сведения к минимуму время пребывания судов в порту. Таким образом, найтовное крепление является очень неэффективным в отношении затрачиваемого времени и расхода денежных средств для компаний, которые эксплуатируют контейнеровозы.
Краткое описание изобретения
Целью изобретения является создание крепежного устройства, которое позволяет быстро осуществлять найтовное крепление и открепление контейнеров и которое является саморегулирующимся.
Согласно пункту 1 формулы изобретения эта цель достигается посредством создания крепежного устройства для найтовного крепления груза, в частности, контейнера к судну, содержащего корпус, имеющий по меньшей мере, одно отверстие и средство для соединения либо с судном, либо с контейнером; стержень с рифлениями, помещенный в, по меньшей мере, одно отверстие и выполненный с возможностью перемещения через него, а также содержащий средство для соединения либо с судном, либо с контейнером; фиксирующее устройство, содержащее, по меньшей мере, два фиксирующих элемента, каждый из которых имеет, по меньшей мере, одну поверхность, содержащую зубцы/канавки, частично или полностью соответствующие рифлениям, при этом, по меньшей мере, указанный корпус или фиксирующее устройство, имеют, по меньшей мере, частично сужающуюся форму; и упругое средство, поджимающее фиксирующее устройство к корпусу и тем самым фиксирующие элементы друг к другу.
Таким образом, можно быстрее и легче образовывать прочное крепление.
Следует подчеркнуть, что упругим средством крепежного устройства может быть любое подходящее упругое или поджимающее средство, например любая пружина, резина, гидравлические или пневматические средства, такие как амортизаторы.
В тех случаях когда, как изложено в пункте 2 формулы изобретения, крепежное устройство содержит второй стержень с амортизирующим пружинным средством, таким как пластинчатые пружины, поджатые к корпусу, можно амортизировать кратковременные ударные силы, передаваемые к крепежному устройству от скрепленных элементов.
Таким образом, значительно уменьшается напряжение, которое прилагается к крепежному устройству и остальной части крепежной системы. Кроме того, уменьшается также потребность в затягивании крепежного устройства, так как кратковременные силы не полностью передаются к крепежной системе как таковой и, таким образом, не могут вызывать ослабление натяжения в системе.
Амортизирующие пружинные средства могут быть заменены гидравлическими или пневматическими подвесками.
В тех случаях когда, как изложено в пункте 3 формулы изобретения, корпус содержит две продольные стенки корпуса, на верхнем конце соединенные поперечной стенкой, содержащей контактную поверхность для фиксирующего устройства, на нижнем конце соединенные второй поперечной стенкой, содержащей контактную поверхность для амортизирующего пружинного средства, и между ними - третьей поперечной частью, содержащей контактную поверхность для пружинного средства, поджимающего фиксирующее устройство к контактной поверхности корпуса, можно обеспечить очень жесткое крепежное устройство.
Более жесткое крепежное устройство позволяет сделать конструкцию корпуса более легкой, чем обычно. При более легкой конструкции сводится к минимуму производственный травматизм рабочих, так как они переносят меньше веса во время рабочего дня.
В тех случаях, когда, как изложено в пункте 4 формулы изобретения, фиксирующее устройство содержит разжимные пружинные средства между поверхностями, содержащими зубцы/канавки, можно отжимать фиксирующие элементы друг от друга, если эти части не удерживаются на месте корпусом.
Таким образом, достигается эффект храпового механизма, когда стержень подвергается воздействию направленной вниз силы. Этот эффект позволяет стержню передвигаться к более низкому уровню, и, таким образом, достигается автоматическое натяжение крепежного устройства.
Так как при обычном использовании крепежное устройство само натягивается, то сводится к минимуму риск производственного травматизма рабочих, так как вручную необходимо выполнять меньшее натяжение.
В тех случаях, когда, как изложено в пункте 5 формулы изобретения, корпус и/или фиксирующее устройство имеет по существу форму конуса, усеченного конуса, треугольника, пирамиды или аналогичную сужающуюся форму, может быть обеспечена прочная фиксация на стержне. Прижимая друг к другу суживающиеся формы на корпусе и/или фиксирующем устройстве, можно также прижимать фиксирующее устройство к стержню. Чем больше они прижимаются друг к другу, тем прочнее фиксация стержня.
Следует подчеркнуть, что корпус может иметь несужающуюся форму, если фиксирующее устройство имеет сужающуюся форму, и наоборот, например, продольное отверстие в корпусе. В таком случае сужающаяся форма фиксирующего устройства может быть поджата к краям продольного отверстия и, таким образом, к стержню.
В тех случаях, когда, как изложено в пункте 6 формулы изобретения, зубцы/канавки поверхности имеют форму перевернутого усеченного конуса, и/или стержень с рифлениями содержит части в форме перевернутого усеченного конуса, образующие рифления, можно обеспечить прочную фиксацию стержня фиксирующими элементами вследствие больших поперечных взаимодействующих поверхностей на стержне и зубцах/канавках.
В предпочтительном варианте воплощения, как изложено в пункте 7 формулы изобретения, стержень и/или крепежное устройство содержат контактные поверхности для рабочих инструментов.
Затягивание или ослабление вручную крепежного устройства можно выполнять, прилагая усилие рабочим инструментом, находящимся в зацеплении с контактной поверхностью крепежного устройства. Усилие, прилагаемое рабочим инструментом, направлено вверх или вниз, что, таким образом, еще больше уменьшает риск производственного травматизма рабочих, так как исключаются вращательные движения при затягивании или ослаблении крепежного устройства.
Кроме того, процесс затягивания или ослабления крепежного устройства отнимает меньше времени, так как он заключается в одном непрерывном движении вместо нескольких вращательных движений.
Это означает, что для найтовного крепления груза в порту и в море потребуется меньше рабочих.
Кроме того, непрерывное движение означает, что в противоположность системам, связанным с вращательными движениями, не требуется смазка или ее расход можно уменьшить.
В тех случаях, когда, как изложено в пункте 8 формулы изобретения, пружинным средством является винтовая пружина, к фиксирующим элементам может быть приложено равномерное давление. Таким образом, прижимать фиксирующие элементы к рифленому стержню под равномерным давлением и, таким образом, не отжимать стержень в одну сторону.
В тех случаях, когда, как изложено в пункте 2 формулы изобретения, для крепления груза, такого как найтовное крепление транспортируемых контейнеров используется крепежное устройство по любому из пунктов 1-8 формулы изобретения и способ по п.п.9 или 10 формулы изобретения образования крепежного соединения, достигается предпочтительный вариант осуществления изобретения.
Другой целью настоящего изобретения является создание узла, который позволяет быстро осуществлять найтовное крепление и открепление и который, кроме того, является саморегулирующимся.
Согласно пункту 12 формулы изобретения эта цель достигается посредством создания узла для крепления контейнера к судну, содержащего: найтовный стержень, соединенный одним концом с контейнером, а другим концом с первой частью крепежного устройства; причем крепежное устройство содержит вторую часть, соединенную с судном; а первая часть и вторая часть являются подвижными относительно друг друга в продольном направлении найтовного стержня; при этом крепежное устройство содержит фиксирующие средства, которые позволяют первой и вторым частям по существу беспрепятственно двигаться друг к другу, при этом не допуская движение первой и второй частей друг от друга.
Используя крепежные устройства для крепления груза на судах можно свести к минимуму время, которое тратится на закрепление на палубе и последующее открепление устройств, которые являются саморегулирующимися. Это обеспечивает ряд экономических преимуществ для судоходной компании.
Кроме того, благодаря сокращению времени, затрачиваемого на работы на палубе, можно также уменьшить число несчастных случаев.
Другие цели, отличительные признаки, преимущества и характеристики крепежного устройства и используемого с ним узла, а также способа согласно изобретению станут очевидными из подробного описания.
Краткое описание чертежей
Далее будет описано изобретение со ссылкой на чертежи, на которых:
фиг.1а и 1b показывают соответственно вид сверху и сбоку, современного контейнеровоза;
фиг.2а показывает секцию из контейнеров, уложенных в штабель до найтовного крепления;
фиг.2b показывает общеизвестную систему найтовного крепления секции из контейнеров к палубе или крышке люка контейнеровоза;
фиг.3a-3c показывают вид спереди, вид сбоку и вид сверху, первого предпочтительного варианта выполнения крепежного устройства согласно изобретению;
фиг.4а показывает вид спереди части крепежного устройства согласно изобретению;
фиг.4b показывает разрез крепежного устройства с фиг.4а;
фиг.5а показывает разрез первого и второго фиксирующих элементов согласно изобретению;
фиг.5b показывает вид сверху первого и второго фиксирующих элементов согласно изобретению;
фиг.6 показывает предпочтительный вариант выполнения крепежного устройства согласно изобретению на обычном месте его использования;
фиг.7 схематически показывает функционирование крепежного устройства согласно изобретению в порту и на море;
фиг.8а и 8b показывают вариант выполнения рабочего инструмента и его использование в связи с крепежным устройством согласно изобретению;
фиг.9а и 9b показывают изменения в крепежном устройстве согласно первому варианту его выполнения;
фиг.10 показывает другое изменение в крепежном устройстве согласно первому варианту его выполнения;
фиг.11 и 11А показывают второй предпочтительный вариант выполнения крепежного устройства согласно изобретению;
фиг.12-13А показывают третий предпочтительный вариант выполнения крепежного устройства согласно изобретению; и
фиг.14 показывает четвертый предпочтительный вариант выполнения крепежного устройства согласно изобретению.
Подробное описание изобретения
На фиг.1а и 1b показан пример современного многоцелевого контейнеровоза 1 с некоторым количеством транспортировочных контейнеров 2, расположенных на палубе судна, а также под палубой судна 4 (не показано на чертежах). Кроме того, судно показано с ходовым мостиком 6 и некоторым количеством корабельных кранов, используемых для погрузки и выгрузки контейнеров 2.
Транспортируемые контейнеры - это металлические ящики для перевозки груза почти любого типа. Их обычные размеры - 20×8×8,5 футов или 40×8×7,5 футов. Контейнеры, хранящиеся под палубой в корпусе 8 контейнеровоза, могут полностью удерживаться на месте посредством встроенных «ячеистых конструкций». Для контейнеров, расположенных на палубе, требуются найтовные крепежные системы, которые прикрепляют контейнеры 2 к палубе 4 судна или к крышкам 5 люков судна.
Если контейнеры укладывают в штабели высотой только в два контейнера, то в качестве единственного крепежного устройства могут быть использованы фиксирующие конусы. Фиксирующие конусы входят в гнезда в углах контейнеров, прикрепляя каждый контейнер к палубе или к непосредственно нижележащему контейнеру. Конусы обычно имеют поворотный замок для сопротивления вышеупомянутым направленным вверх и боковым усилиям.
На фиг.2а показана секция из контейнеров, в которой контейнеры уложены в четыре штабеля по четыре контейнера один поверх другого в каждом штабеле. Для крепления секции из контейнеров к палубе судна необходимо добавить систему найтовного крепления.
Кроме того, на фиг.2а показано, что между верхней поверхностью и нижней поверхностью уложенных в штабели контейнеров 2, может иметься зазор, например, из-за мелких камней, грязи или местной неровности контейнеров.
На фиг.2b показана секция из контейнеров с фиг.2а с добавленной системой найтовного крепления.
Эта система перекрестным образом расположена по торцам контейнеров и, когда контейнеры уложены в штабели высотой, например, в четыре контейнера или более, перекрестные соединения в две высоты, которые перекрывают два слоя контейнеров, наложены на нижний ряд перекрестных соединений в одну высоту.
Эта система содержит талрепы 9, при этом каждый талреп представляет собой соединительную часть или втулку с внутренней винтовой резьбой на каждом конце: с правой резьбой на одном конце и левой резьбой на другом конце. Талреп действует как средство объединения или соединения и стягивания двух частей на концах двух стержней. Один стержень соединен с натяжным стержнем, цепью или проволочным найтовым 11, а другой стержень соединен с точкой крепления 10 на палубе или крышке люка судна. Натяжной стержень на своем противоположном конце соединен с крепежной планкой 12, которая входит в гнезда в углах контейнеров.
Судовой рабочий или помощник 7, имеющий гаечный ключ для талрепа или подобный рабочий инструмент, может осуществлять затягивание талрепов с уровня палубы. Гаечный ключ используют для захвата и вращения соединительной части или втулки талрепа в левом или правом направлении, посредством чего стержни с левой и правой винтовыми резьбами в талрепе сближаются или отдаляются друг от друга.
На фиг.3а на вертикальном виде спереди показан предпочтительный вариант выполнения крепежного устройства 14 согласно изобретению. Крепежное устройство содержит рамку или корпус 15 с двумя продольными щелевыми отверстиями, разделяющими корпус на две стенки или части 15а, 15b. Кроме того, корпус на каждом конце содержит внутренние отверстия. Первое внутреннее отверстие расположено во внутренней сужающейся части 19 на первом конце корпуса 15. Стержень с рифлениями 18 входит в это отверстие, которое на данном виде позволяет стержню перемещаться вверх и вниз внутри корпуса. Внутренняя сужающаяся часть 19 на первом конце 15 предпочтительно имеет форму конуса или усеченного конуса, заостренного к первому внутреннему отверстию.
На конце стержня 18 расположен крюк 16 с фиксирующей планкой 17, что позволяет посредством крюка соединять крепежное устройство 14 с кольцом найтовного стержня 11. После надевания кольца на крюк фиксирующая планка 17 может быть сдвинута в положение фиксации, например, пружинным средством, что обеспечивает, таким образом, сохранение кольца на месте и образование по существу жесткого соединения между найтовным стержнем 11 и стержнем 18.
Стержень 18 на большей части своей продольной протяженности содержит ряд рифлений. Каждое из рифлений представляет собой проходящий от стержня ободок с треугольным поперечным сечением, верхняя сторона которого образует по существу поперечную поверхность или площадку. Каждое из рифлений может быть также описано как имеющее форму перевернутого усеченного конуса.
Кроме того, стержень 18 на своем противоположном конце содержит концевой упор 24, обеспечивающий то, что стержень не может выдвигаться за стенку 22а. Стенка 22а представляет собой поперечную пластину с центральным отверстием, позволяющим стержню 18 передвигаться, пока концевой упор не достигнет снизу стенки 22а. Кроме того, эта стенка соединяет две части 15а, 15b корпуса и действует как контактная поверхность или стенка противодавления для винтовой пружины 21. Пружина поджимает нижнюю сторону фиксирующего устройства 20, содержащего два фиксирующих элемента 20а, 20b.
Верхние части фиксирующих элементов вместе образуют форму конуса, обращенного вершиной вверх и соответствующего внутренней сужающейся части 19 на первом конце корпуса 15. Две поверхности фиксирующих элементов, обращенные друг к другу, содержат зубцы/канавки, соответствующие рифлениям стержня (дополнительно показаны и описаны со ссылкой на фиг.4b и 5b).
Как объяснялось выше, винтовая пружина 21 поджимает нижнюю сторону фиксирующего устройства 20, содержащего два фиксирующих элемента 20а, 20b и, таким образом, коническая верхняя часть фиксирующих элементов вталкивается в сужающуюся часть 19 на первом конце корпуса 15. Кроме того, при соприкосновении конического верха с сужающейся частью, две поверхности фиксирующих элементов, обращенные друг к другу, поджимаются друг к другу.
На противоположном конце корпуса 15 расположено второе внутреннее отверстие, которое позволяет вставлять в корпус и удерживать в нем болт 27 с головкой болта или концевой гайкой 25 на одном конце. На другом конце может быть выполнен крюк или кольцо, позволяющие прикреплять крепежное устройство к другому элементу или части, такой как палуба судна или крышка люка. Между головкой болта или концевой гайкой 25 и корпусом расположен ряд амортизирующих пластинчатых пружин 26, например три пластинчатые пружины. Пластинчатые пружины предпочтительно поджимают контактную поверхность на верхней стороне поперечной пластины 22b с центральным отверстием, соединяющей части 15а, 15b корпуса. Это отверстие обеспечивает передвижение болта 27, которое ограничивается, главным образом, пластинчатыми пружинами и головкой болта или концевой гайкой 25.
На фиг.3b показан предпочтительный вариант выполнения крепежного устройства 14 согласно изобретению. Часть 15b корпуса показана как одна продольная пластина, которая соединена с другой частью 15а корпуса посредством сужающейся части 19 и поперечных пластин 22а, 22b, образующих жесткую конструкцию корпуса для крепежного устройства 14.
На фиг.3c показан предпочтительный вариант выполнения крепежного устройства 14 согласно изобретению. Как видно на этом чертеже, крепежное устройство имеет трубчатую форму со стержнем 18, расположенным в центре крепежного устройства. Как упоминалось выше, корпус 15 и фиксирующее устройство 20 могут иметь по существу форму конуса или форму усеченного конуса. Однако они могут иметь также форму треугольника, пирамиды или аналогичную сужающейся форму в виде усеченного конуса.
В другом варианте осуществления изобретения только одно из корпуса 15 и фиксирующего устройства 20 имеет сужающуюся форму, например, фиксирующее устройство, в то время как корпус имеет внутри продольные стенки, в которые вдавливается сужающееся фиксирующее устройство. Края продольных стенок будут прижимать друг к другу фиксирующие элементы фиксирующего устройства.
На фиг.4а показан вид спереди части крепежного устройства согласно изобретению. Она содержит внутреннюю сужающуюся часть 19, фиксирующее устройство 20 с двумя фиксирующими элементами 20а, 20b, отрезок стержня 18, а также винтовую пружину 21 и поперечную стенку 22а. Как видно на чертеже, каждый из фиксирующих элементов 20а, 20b по существу окружает - с одной стороны - половину отрезка стержня 18.
На фиг.4b показан в разрезе вид спереди с фиг.4а. Оба фиксирующих элемента 20а, 20b, показаны с верхней частью 32, имеющей коническую форму, соответствующую форме внутренней сужающейся части 19 корпуса 15. Верхние части фиксирующих элементов представляют собой половины конуса, которые вместе по существу образуют полный конус. Винтовой пружиной 21 половины конуса поджимаются к внутренней сужающейся части 19, в результате чего фиксирующие элементы также поджимаются друг к другу по направлению внутрь и к стержню, расположенному в центре между ними.
Поверхности, обращенные к стержню, имеют ряд зубцов/канавок с треугольным поперечным сечением, противоположно соответствующим рифлениям стержня. Треугольные зубцы снизу имеют по существу поперечную поверхность или площадку, так что зубцы могут тесно и плотно входить в зацепление с рифлениями стержня, как это показано на чертеже.
Под коническим верхом фиксирующих элементов расположена часть с продольной контактной поверхностью 33. Продольная контактная поверхность с обоих концов ограничена краями, которые позволяют освобождать и затягивать рабочий инструмент для зацепления с этой поверхностью и одновременно для проталкивания к одному или обоим ограничительным краям.
Ниже со ссылкой на фиг.8а и 8b подробно описан пример освобождения и затягивания инструмента и его функционирование.
Как показано на фиг.4а и 4b, винтовая пружина 21 поджата к стенке 22а и к фиксирующим элементам 20a, 20b. На фиг.4b также показано, что пружина удерживается на месте выемками 34 на нижней стороне фиксирующих элементов. Выемки образуют кольцевое пространство для верхней части пружины и в направлении наружу ограничены только вертикальной стенкой.
На фиг.5а показаны в разрезе первый и второй фиксирующие элементы согласно изобретению. На этом чертеже также показано, что фиксирующие элементы образуют получасти, окружающие стержень с рифлениями. Кроме того, треугольные зубцы фиксирующих элементов изображены таким образом, чтобы ясно показать, как они противоположно соответствуют рифлениям стержня. Для того, чтобы облегчить разделение фиксирующих элементов, когда они отжаты от внутренней сужающейся части 19 корпуса, две разжимные пружины 36 расположены в охватывающих пружины частях 37а, 37b нижней части фиксирующих элементов. Отверстия этих охватывающих частей 37а, 37b расположены в поверхностях фиксирующих элементов, обращенных друг к другу, и вблизи края фиксирующих элементов - предпочтительно в или вблизи стенки, охватывающей выемки 34 для винтовой пружины 21.
Как показано на фиг.5b, каждая из разжимных пружин 36 проходит из первой охватывающей части 37а через отверстие между фиксирующими элементами 20а, 20b во вторую охватывающую часть 37b.
Кроме того, на этих двух чертежах показано, что фиксирующие элементы 20а, 20b отжимаются друг от друга на нижних концах. Это разделение обеспечивает возможность рифлениям стержня выходить из зацепления с зубцами фиксирующих элементов и, таким образом, свободно перемещаться вверх и вниз. После снятия усилия винтовая пружина будет снова поджимать фиксирующие элементы к внутренней суживающейся части и к стержню, сдавливая обе разжимные пружины.
На фиг.6 показан предпочтительный вариант выполнения крепежного устройства согласно изобретению на обычном месте его использования. Его использование связано с палубой или крышкой люка 10 контейнеровоза, на которой друг над другом расположены два контейнера 2.
Изобретение является частью найтовной системы, которую перекрестным образом размещают по торцам контейнеров от палубы или крышки люка по гнезд в нижних углах верхнего контейнера. Кроме того, найтовная система содержит найтовные стержни, крепежные планки и т.п., как это было описано выше в связи с общеизвестными найтовными системами.
В том случае, если контейнер будет стремиться отодвинуться от палубы или крышки люка, найтовная система будет прочно удерживать контейнер в его положении, так как крепежное устройство будет допускать только небольшое перемещение вверх вследствие сжатия пластинчатых пружин. Стержень с рифлениями удерживается на месте благодаря фиксирующим элементам. Они поджимаются к внутренней сужающейся части 19 корпуса вследствие этого перемещения и, таким образом, удерживаются на месте.
Когда контейнер возвратится в свое нормальное положение, пластинчатые пружины возвратятся в нерабочее положение. Однако, если контейнер будет сдвигаться ближе к палубе или крышке люка, например, вследствие сдавливания мелких камней и грязи или из-за выравнивания местной неровности контейнеров, найтовный стержень будет передавать это движение к стержню с рифлениями. Стержень будет двигаться вниз и толкать вниз фиксирующие элементы 20а, 20b. Фиксирующие элементы вместе будут сдавливать винтовую пружину, что позволит фиксирующим элементам движением друг от друга легче освободиться от их фиксации на рифлениях стержня. Когда фиксирующие элементы раздвинутся на существенное расстояние, рифления стержня смогут подобно храповику передвинуться вниз по зубцам фиксирующих устройств.
После прекращения нисходящего движения стержня винтовая пружина 21 снова подожмет фиксирующие элементы 20а, 20b к внутренней сужающейся части 19 и к стержню. Стержень снова будет удерживаться на месте фиксирующими устройствами, но в более низком положении, чем ранее, и найтовная система будет отрегулирована. Контейнер будет снова закреплен, но в положении ближе к палубе или крышке люка.
На фиг.7 схематически показано функционирование крепежного устройства согласно изобретению в порту и на море. Крепежное устройство может быть частью системы крепления контейнеров на контейнеровозе.
Функционирование в порту 44:
A) Крепежное устройство 14 подпружиненным болтом 41 соединено с точкой крепления на палубе судна, крышке люка или подобном опорном основании. Подпружиненный болт показан в виде схематического изображения балансира 41, движущегося относительно предпочтительного положения 42 равновесия. Как можно видеть, предпочтительное положение - это положение, в котором найтовная система натянута без повреждения пружины болта.
В данном положении болт отжат вверх пружиной, так как крепежная система соединена с палубой или крышкой люка, но еще не соединена с остальной частью найтовной системы (показана стержнем 11). Балансир 41 расположен выше предпочтительного положения 42 равновесия.
B) Крепежное устройство 14 соединено с остальной частью найтовной системы 11, но еще не натянуто. Стержень с рифлениями 18 находится в его наиболее извлеченном положении, в то время как головка 41 болта начинает сжимать пружину 26. Балансир 41 перемещается ближе к предпочтительному положению 42 равновесия.
C) Найтовную систему натягивают рабочим инструментом, поджимающим стержень вниз, пока не будет достигнуто предпочтительное положение. Балансир 41 находится в предпочтительном положении 42 равновесия.
Функционирование на море 45:
D) Контейнер закреплен и неподвижен. Крепежное устройство находится в нерабочем положении. Балансир 41 остается в предпочтительном положении 42 равновесия.
E) Контейнер сближается с плоским основанием 43, а стержень 18 отжимается вниз. Фиксирующие элементы отжимаются друг от друга, позволяя частям освобождать стержень, а стержню таким образом, опускаться к более низкому положению. Балансир 41 перемещается несколько выше предпочтительного положения 42 равновесия, поглощая небольшую часть ослабления в крепежной системе.
F) Контейнер стремится передвинуться вверх относительно плоского основания 43, и усилие передается к стержню. Стержень стремится передвинуться, но удерживается на месте удерживающими устройствами, которые поджаты к корпусу крепежного устройства. Балансир 41 перемещается немного ниже предпочтительного положения 42 равновесия, воспринимая ударную нагрузку.
G) Контейнер прекратил движение. Крепежное устройство находится в нерабочем положении. Балансир 41 возвращается к предпочтительному положению 42 равновесия, но стержень находится в более низком положении.
Характер продольного движения крепежного устройства схематически показан кривой 40, на которой видно, что на море крепежное устройство движется от устойчивого уровня «c» до устойчивого уровня «b» через временные уровни «a» и «e», когда контейнер движется вверх и вниз или наоборот.
На фиг.8а показан вариант выполнения рабочего инструмента, используемого в связи с крепежным устройством согласно изобретению. Рабочий инструмент 46 представляет собой гаечный ключ со стержнем инструмента, имеющим разнесенные зажимы 47, 49 ключа на каждом конце. Как показано, два зажима имеют разные размеры для того, чтобы их можно было соединять как с ослабляющей частью, так и с затягивающей частью крепежного устройства, если эти части имеют разные размеры. Как показано, зажим 47 ослабления имеет больший размер по сравнению с размером зажима 49 для затягивания.
На фиг.8b показано использование рабочего инструмента 46 с фиг.8 в связи с крепежным устройством 14 согласно изобретению. Рабочий инструмент показан в первом и втором положениях его использования. В первом положении зажим 47 для ослабления соединен с контактной поверхностью 33 одного фиксирующего элемента 20а или обоих фиксирующих элементов 20а, 20b. Другой конец рабочего инструмента опускается, например, судовым рабочим, тем самым отжимая вниз фиксирующие элементы 20а, 20b. По мере того, как фиксирующие элементы отжимаются вниз, уменьшается их способность находиться в зацеплении с рифлениями стержня до тех пор, пока стержень не освободится для движения, например, вверх. В предпочтительном варианте осуществления изобретения фиксирующие элементы отжаты друг от друга пружиной, например, так, как показано на фиг.5а и 5b.
Во втором положении зажим 49 для затягивания находится в зацеплении с каким-нибудь из рифлений предпочтительно немного ниже стенки 22а в форме гайки. Нажимая вниз на рабочий инструмент, можно опустить вниз стержень и удерживающие устройства. К тому же ручку инструмента можно использовать как рычаг, а край поперечной стенки 22а - как точку поворота для рычага.
Рифления стержня опускаются мимо зубцов фиксирующих элементов подобно храповику. После снятия усилия с рабочего инструмента стержень снова удерживается фиксирующими элементами, тем самым обеспечивая то, что стержень не сможет передвинуться вверх в предыдущее положение.
На фиг.9а подробно показаны дополнительные изменения в крепежном устройстве согласно изобретению. Крюк 50 стержня содержит пружину, поджимающую фиксирующую планку, которая шарнирно подвешена на оси 58. Фиксирующая планка показана в положении фиксации, в котором удерживается кольцо 54 найтовного стержня или проволоки. На чертеже показан стержень, имеющий, по меньшей мере, одну нерифленую часть 51, продольно проходящую от концевого упора до крюка. Эта часть может быть пазом, вдавленным в стержень, или гладкой полоской, проходящей наружу и, например, находящейся на одной линии с рифлениями или после них.
На фиг.9b показана часть с дополнительными изменениями. Фиксирующая планка 56, 57 содержит первую часть, показанную в положении высвобождения, в котором она надавливанием на другую часть фиксирующей планки отжата назад и от конца 55 крюка. Фиксирующая планка 56, 57 поворачивается вокруг оси 58 в отверстии 59 крюка 50. Конец 55 крюка имеет прорезь, в которую входит фиксирующая планка, когда она находится в положении фиксации (показано пунктирными линиями), удерживая кольцо найтовного стержня или проволоки 54. Кроме того, на чертеже показано, что крюк содержит внутреннюю резьбу, которая может быть навинчена на резьбу (не показана на чертежах) на стержне с рифлениями, закрепляя, таким образом, крюк на этом стержне.
При другом изменении соединение между стержнем с рифлениями и найтовным стержнем может быть выполнено в виде муфтового соединения или подобного неподвижного соединения между этими двумя стержнями.
Как показано на фиг.9а и 9b фиксирующая планка имеет поднимающий профиль по направлению к концу 55 крюка. Когда фиксирующая планка находится в положении фиксации, кольцо 54 в некоторых случаях может быть отжато вниз к фиксирующей планке. Это будет приводить к отжатию фиксирующей планки к концу 55 крюка вследствие ее формы и, таким образом, к удержанию фиксирующей планки в положении фиксации, а не к ее отжатию к положению освобождения.
На фиг.10 показан еще один вариант крепежного устройства согласно изобретению. Стержень с рифлениями представляет собой первый отрезок, который продолжается вторым отрезком в виде дополнительного стержня 61 с гладкой поверхностью, в результате чего создается сочетание из стержня с рифлениями и найтовного стержня, оканчивающегося крюком 62 для отверстия в углах контейнера. Этот комбинированный стержень предпочтительно изготавливают из одного металлического стержня, который затем снабжают рифлениями.
На фиг.11 показан вид сбоку, а на фиг.11А - вид в разрезе второго предпочтительного варианта осуществления изобретения. Стержень 118 с рифлениями помещен в по существу цилиндрическую выемку 131 в корпусе 115. Стержень 118 предпочтительно жестко соединен с найтовным стержнем 11 (не показан). Корпус 115 содержит кольцо 133, которое прикреплено к палубе судна. Корпус снабжен выступом 135, ограничивающим полость, в которую помещен фиксирующий элемент 120. Фиксирующий элемент шарнирно подвешен на оси 139 поворота. Фиксирующий элемент на одной стороне снабжен рифлениями или зубьями, которые сопрягаются с рифлениями на стержне 118. Винтовая пружина 137 поджимает фиксирующий элемент к стержню 118 его зазубренной стороной.
Место расположения оси 139 поворота и угол контакта зубьев, которые входят в зацепление с рифлениями, выбирают таким образом, чтобы фиксирующий элемент поджимался к стержню при приложении силы, вытягивающей стержень из корпуса. Таким образом, фиксирующий элемент удерживается в положении фиксации посредством механизма самоусиления. Поэтому стержень 118 не может быть вытянут из корпуса под действием нагрузки.
С другой стороны, место расположения точки поворота и угол контакта зубьев, которые находятся в зацеплении с рифлениями на стержне, кроме того, выбирают таким образом, чтобы фиксирующий элемент отжимался от стержня для преодоления усилия пружины 137, когда прилагается сила, вталкивающая стержень в корпус. Таким образом, стержень 18 можно по существу свободно вталкивать в корпус, например, для регулирования контейнеров, когда они движутся вниз, т.е. опускаются на место во время транспортировки.
Фиксирующий элемент, кроме того, снабжен качающимся рычагом 118, который обеспечивает выведение фиксирующего элемента из зацепления нажатием на кнопку 140, которая воздействует на свободный конец качающегося рычага. Таким образом, когда нажата кнопка 140, можно свободно вытянуть стержень для быстрого снятия найтовного крепления во время выгрузки контейнеров в порту.
На фиг.12 показан вид сбоку, а на фиг.12А - вид в разрезе третьего предпочтительного варианта осуществления изобретения. Цилиндрический стержень 218, предпочтительно снабженный винтовой канавкой 222, помещен в по существу цилиндрическую выемку (не показана) корпуса (не показан). Стержень 218 предпочтительно жестко соединен с найтовным стержнем 11 (не показан). Корпус прикреплен к палубе судна.
Винтовая пружина находится в зацеплении с цилиндрическим стержнем 218, когда стержень движется наружу, т.е. когда прилагается сила, оттягивающая найтовный стержень 11 от палубы. Когда цилиндрический стержень толкают к палубе, винтовая пружина 220 не находится в зацеплении с цилиндрическим стержнем 218 и этот цилиндрический стержень может свободно двигаться к палубе. На фиг.12 и 12А винтовая пружина показана в положении зацепления и фиксации, в то время как на фиг.13 и 13А винтовая пружина показана в положении расцепления.
На фиг.14 показан вид в разрезе четвертого предпочтительного варианта осуществления изобретения, в котором крепежное устройство содержит гидроцилиндр 314. Корпус 315 цилиндра посредством кольца 333 прикреплен к палубе судна. Шток 317 поршня жестко соединен с найтовным стержнем (не показан). Через поршень 320 проходит канал 321 с одноходовым клапаном 324. Одноходовой клапан позволяет гидравлической текучей среде в камере 323 свободно проходить в камеру 322, но не допускает, чтобы текучая среда в камере 322 проходила в камеру 323. Второй шток 319 обеспечивает то, что при движении поршня его перемещение не приводит к изменению суммарного объема гидравлической текучей среды в камерах 322 и 323.
Когда к штоку поршня приложена сила, вдавливающая поршень в цилиндр, текучая среда в камере 323 без большого сопротивления проходит к камере 322. Таким образом, шток поршня может по существу свободно передвигаться в корпус 315 цилиндра, когда, например, контейнер, соединенный с найтовным стержнем 11, движется вниз при транспортировке.
Когда к штоку поршня приложена сила, тянущая шток поршня из цилиндра, текучая среда в камере 322 сжимается, но не может покинуть эту камеру, так как одноходовой клапан 324 препятствует проходу текучей среды к камере 323. Таким образом, шток поршня не может выдвигаться наружу, и крепежное устройство 314 прочно удерживает найтовный стержень 11 на месте, когда прилагается нагрузка, например, вследствие бортовой качки судна.
Канал 326 с запорным клапаном 328, предпочтительно управляемым вручную, соединяет камеру 322 с камерой 323. Когда клапан 328 открыт, поршень 320 может свободно перемещаться в обоих направлениях, и, таким образом, шток 317 поршня может быть свободно вытянут для быстрого снятия найтовного крепления при выгрузке контейнеров в порту.
Большинство деталей крепежного устройства предпочтительно изготавливают из металла, например стали, чугуна или алюминия. Однако, в некоторых вариантах осуществления изобретения крепежное устройство может быть также частично или полностью изготовлено из пластмассы или подобных материалов. Если требуется более высокая степень прочности, чем это возможно с пластмассой, то могут применяться стекловолокниты или другой материал с волокнистым усилением, такой как материал, усиленный углеродными волокнами.
Пружины крепежного устройства могут быть заменены другими упругими или амортизирующими средствами, например, резиновыми частями вместо винтовой пружины 21 или гидравлическим или пневматическим амортизатором вместо дисковых пружин 26, 52.
Корпус крепежного устройства может быть образован двумя, выполненными с возможностью отсоединения соединяемыми частями, которые могут быть соединены друг с другом в разных местах для регулирования длины корпуса. Например, это может быть осуществлено посредством двух пар перекрывающих друг друга продольных элементов корпуса, при этом одна из пар снабжена предпочтительно четырьмя или более и предпочтительно равноудаленными отверстиями, а вторая пара - двумя отверстиями. Крепежные болты проходят через два отверстия каждого из удлиненных элементов корпуса одной из пар и через два из множества отверстий в каждом из удлиненных элементов корпуса в другой паре.
Возможен выбор других аналогичных материалов для изготовления крепежного устройства; однако этот выбор будет очевиден для специалиста в данной области.
Изобретение может быть также использовано для крепления любого другого груза, который не перевозят в контейнерах, например, груза, упакованного на поддонах, в мешках, тюках, пачках, решетчатую тару и т.д. Кроме того, изобретение может быть использовано для удержания якоря в туго натянутом состоянии, оттяжки мачты или в других случаях применения в морском деле, когда требуется скрепление и стягивание двух частей.
Более того, изобретение может быть использовано в других случаях, когда требуется скрепление и стягивание двух частей, например, в случаях применения опор ЛЭП, передвижных антенн связи или подобных высоких конструкций, когда требуется крепление к земле.
Кроме того, очевидно, что изобретение не ограничивается вышеописанными конкретными примерами, а может быть осуществлено во множестве вариантов в объеме изобретения, определенного в формуле изобретения.
Реферат
Изобретение относится к крепежному устройству (14) для образования саморегулирующегося крепежного соединения контейнеров с судном. Крепежное устройство содержит корпус (15), имеющий по меньшей мере, одно отверстие и средство (27) присоединения к судну или контейнеру. Кроме того, оно содержит стержень (18) с рифлениями, выполненный с возможностью передвижения через указанное отверстие и содержащий средство присоединения к контейнеру или судну, и фиксирующее устройство (20), содержащее, по меньшей мере, два фиксирующих элемента (20а, 20b), каждый из которых имеет, по меньшей мере, одну поверхность, содержащую зубцы/канавки, частично или полностью соответствующие указанным рифлениям. Корпус (15) или указанное фиксирующее устройство (20) имеют, по меньшей мере, частично сужающуюся форму, а упругое средство, такое как пружинное средство (21), поджимает фиксирующее устройство (20) к корпусу (15) и тем самым указанные фиксирующие элементы (20а, 20b) друг к другу. Кроме того, изобретение относится к способу образования крепежного соединения между контейнером и судном посредством крепежного устройства и к его использованию. Обеспечивается непрерывное саморегулирование крепления контейнеров при бортовой качке для того, чтобы оно оставалось туго натянутым. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 25 ил.
