本發(fā)明大體上涉及航運(yùn)集裝箱。更特別地，本發(fā)明涉及用于折疊和展開航運(yùn)集裝箱壁的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在國內(nèi)和全球商業(yè)中，航運(yùn)業(yè)使用大型貨物集裝箱將貨物從一個地點(diǎn)航運(yùn)到另一個地點(diǎn)。這種集裝箱被設(shè)計(jì)為便利地從一種運(yùn)輸模式遷移到另一種運(yùn)輸模式，通過公路或者鐵路穿行過大陸，或者越洋過海。這種集裝箱有時候被稱為“聯(lián)合航運(yùn)集裝箱”或者“貨運(yùn)集裝箱”。這種集裝箱的使用已經(jīng)從本質(zhì)上消除了人為地將貨物從一艘船舶轉(zhuǎn)移到另一艘船舶、或者從一輛車輛或列車轉(zhuǎn)移到另一輛上，從而將貨物運(yùn)輸?shù)狡浣K點(diǎn)的需要。

現(xiàn)在，對于貨運(yùn)集裝箱的尺寸和結(jié)構(gòu)，通常通過國際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)以及國家標(biāo)準(zhǔn)而標(biāo)準(zhǔn)化。因此，標(biāo)準(zhǔn)集裝箱可以通過并排或者首尾相連的相互關(guān)系固定布置成豎直的堆疊，并當(dāng)從一種運(yùn)輸模式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N運(yùn)輸模式時，都可以得到最為有效的處理，而無論其發(fā)貨地或目的地。

通常，這些集裝箱必須空箱地從一個航運(yùn)點(diǎn)運(yùn)輸?shù)酱嬖诤竭\(yùn)貨物的下一地點(diǎn)?？障溥\(yùn)輸花費(fèi)承運(yùn)商的費(fèi)用并有損利益，因?yàn)槊總€這種集裝箱的運(yùn)輸招致處理成本并占據(jù)有價空間，這些空間原本可能用來運(yùn)輸裝有貨物并產(chǎn)生收益的集裝箱。此外，航運(yùn)裝貨集裝箱和空置集裝箱二者帶來諸多問題，例如，如何將更輕的空置集裝箱和更重的裝貨集裝箱布置在船上而不會影響船舶的安全性。除了安全性問題之外，空置集裝箱的航運(yùn)導(dǎo)致承運(yùn)商經(jīng)濟(jì)損失，這些損失導(dǎo)致對承運(yùn)商顯著的財(cái)務(wù)沖擊，或者增加客戶在處理或者運(yùn)輸裝貨集裝箱上的費(fèi)用。相似的成本損失在通過公路或者鐵路運(yùn)輸空置集裝箱的時候同樣存在。

很久之前，承運(yùn)商就意識到如果空置集裝箱可以“折疊”從而占據(jù)顯著減少的空間，使得在空箱運(yùn)輸中需要犧牲的空間較小，可實(shí)現(xiàn)航運(yùn)中的顯著的經(jīng)濟(jì)節(jié)約。這種努力僅針對“開放式框架”或者板架式集裝箱存在。為此目的，現(xiàn)有技術(shù)提出了很多封閉類型的可折疊或者嵌套式貨物集裝箱，旨在減少空箱時運(yùn)輸所需的空間。盡管現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)提出了這種可折疊集裝箱，但市場并不接受現(xiàn)有技術(shù)的集裝箱作為標(biāo)準(zhǔn)的、非折疊貨運(yùn)集裝箱的替代，因?yàn)檫@些現(xiàn)有技術(shù)的可折疊集裝箱由于防水問題不滿足iso標(biāo)準(zhǔn)和iso認(rèn)證。

現(xiàn)有技術(shù)中可折疊集裝箱的缺陷在于缺乏結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得或者有助于利用通用易得的裝備以簡單有效的方式折疊或者展開這種集裝箱。更特別地，現(xiàn)有技術(shù)的可折疊集裝箱不提供折疊或者展開集裝箱的壁的簡單可控的方式。這類大型聯(lián)運(yùn)貨運(yùn)集裝箱的壁通常由波紋鋼制成，并且用于標(biāo)準(zhǔn)40高立方集裝箱，這些壁可以重達(dá)1500磅，因此它們的升降極其困難和危險(xiǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)的可折疊集裝箱的壁包括升降機(jī)構(gòu)以輔助抬升集裝箱壁。一種這樣的示例是提升桿，例如權(quán)利人為荷蘭集裝箱創(chuàng)新公司的美國專利no.9,022,242中公開的提升桿，大體如圖1和2所示。在這種構(gòu)造中，杠桿臂8相對于壁2以九十度延伸，并通過連接構(gòu)件10連接到壁2。杠桿臂8提供了距壁2為一定距離的點(diǎn)，可以在此手動施力以生成力矩以輔助抬升壁2，使其繞著鉸鏈4樞轉(zhuǎn)。這種機(jī)構(gòu)提供了通過杠桿類型的布置抬升壁2的方式，但這種裝置需要給抬升桿施加很大的力來克服集裝箱側(cè)壁的重量。然而，這種構(gòu)造還具有包括需要勞動和力氣來豎起集裝箱的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了折疊和豎起航運(yùn)集裝箱的系統(tǒng)和方法。更特別地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，提供了一種彈簧組件用于支撐可折疊集裝箱的側(cè)壁的折疊。該彈簧組件包括了沿著側(cè)壁長度延伸的桿，該桿與側(cè)壁繞其旋轉(zhuǎn)的軸線相平行。彈簧組件還包括繞著桿設(shè)置的多個扭力彈簧，每個彈簧具有大體上平行于桿的第一端以及大體上垂直于桿的第二端。平行于桿并通過墊圈固定連接到桿的扭力彈簧的第一端將扭力彈簧的扭矩通過桿傳遞到鉸鏈然后傳遞到側(cè)壁。扭力彈簧的第二端或者垂直端受到基梁或者外蓋的限制，從允許側(cè)壁旋轉(zhuǎn)以旋轉(zhuǎn)彈簧并存儲所生成的扭矩。

在本發(fā)明的替換實(shí)施例中，所提供的可折疊集裝箱包括底板、與底板相隔一定距離并大體上平行于底板的頂板，以及在底板和頂板之間延伸的一對側(cè)壁，側(cè)壁沿著側(cè)壁的底部邊緣可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到底板。集裝箱還具有在側(cè)壁之間延伸的門板和前板，門板和前板可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到頂板。一個或更多彈簧組件定位為靠近每個側(cè)壁的底部邊緣并接觸側(cè)壁，彈簧組件包括沿著側(cè)壁長度延伸的桿以及連接到桿的多個扭力彈簧。在集裝箱側(cè)壁折疊時，側(cè)壁旋轉(zhuǎn)到大體上平行于底板，在此情況下，側(cè)壁與多個扭力彈簧接觸，使扭力彈簧扭轉(zhuǎn)并存儲側(cè)壁旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的能量。

本發(fā)明還提供了一種基于所討論的相關(guān)系統(tǒng)折疊可折疊集裝箱的方法。相應(yīng)地，本發(fā)明也延伸到將航運(yùn)集裝箱從其折疊狀態(tài)直立起來的方法。

本發(fā)明的目的在于提供新型的、可折疊、封閉的航運(yùn)集裝箱，其中，航運(yùn)集裝箱利用扭力彈簧系統(tǒng)沿著集裝箱側(cè)壁的至少一部分折疊起來。通過增加折疊處理過程中扭力彈簧的張力，側(cè)壁的重量成為折疊和展開處理的優(yōu)勢，使得在豎立集裝箱過程中，彈簧的張力被用于輔助抬升集裝箱的側(cè)壁。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，鎖定機(jī)構(gòu)被提供為與彈簧組件使用，從而在集裝箱為折疊狀態(tài)時提供固定集裝箱側(cè)壁的方法。鎖定機(jī)構(gòu)包括可調(diào)節(jié)條帶，其附接到集裝箱側(cè)壁的頂部邊緣，且也可以在不使用的時候縮回到存儲位置中。

本發(fā)明其他的優(yōu)勢和特征在一定程度上會在以下的說明中被詳細(xì)說明，并且在一定程度上基于對下文的理解可使本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中學(xué)習(xí)?，F(xiàn)在具體參考附圖說明本發(fā)明。

附圖說明

下文參考附圖詳細(xì)面描述本發(fā)明，其中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的集裝箱的部分的橫截面圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)的集裝箱的橫截面圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可折疊集裝箱的透視圖。

圖4為圖3中集裝箱在折疊的或折合的狀態(tài)下的透視圖。

圖5為圖3中可折疊集裝箱的透視圖，其包括根據(jù)本發(fā)明的彈簧組件。

圖6為圖5的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可折疊集裝箱的部分的局部透視圖。

圖7為圖5的可折疊集裝箱的透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的向內(nèi)折疊的側(cè)壁。

圖8為圖5的可折疊集裝箱的部分的局部透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的向內(nèi)折疊的側(cè)壁。

圖9為本發(fā)明替換實(shí)施例的透視圖。

圖10為圖9的可折疊集裝箱的透視圖，示出了向內(nèi)折疊的側(cè)壁。

圖11為圖9的可折疊集裝箱的部分的詳細(xì)透視圖。

圖12為圖10的可折疊集裝箱的部分的詳細(xì)透視圖，示出了向內(nèi)折疊的側(cè)壁。

圖13為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的彈簧組件的俯視圖。

圖14為圖13中彈簧組件和齒輪機(jī)構(gòu)的透視圖。

圖15為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的彈簧組件的替換俯視圖。

圖16為穿過根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可折疊集裝箱的齒輪機(jī)構(gòu)的橫截面圖。

圖17為折疊的集裝箱和未使用的鎖定機(jī)構(gòu)的局部橫截面圖。

圖18為折疊的集裝箱的局部橫截面圖，顯示了用于將側(cè)壁固定在折疊構(gòu)造的鎖定機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明公開了改進(jìn)航運(yùn)集裝箱可折疊性能的系統(tǒng)和方法。更具體地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及改進(jìn)集裝箱壁折疊和豎立方式的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的討論參考并有關(guān)圖3-16。

現(xiàn)在參考圖3，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可折疊集裝箱100以其直立、豎起構(gòu)造被示出，而圖4顯示處于其折疊狀態(tài)的集裝箱100。集裝箱100包括底板102、與底板102隔開一距離的頂板104，頂板104基本上平行于底板102。一對相對且平行的側(cè)壁106在底板102和頂板104之間延伸，其中，側(cè)壁106沿著側(cè)壁106的底部邊緣108可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到底板102。集裝箱100還包括在側(cè)壁106之間延伸的門板110和前板112。然而，門板110和前板112可旋轉(zhuǎn)地連接到頂板104。

可折疊集裝箱100還包括彈簧組件120，如圖5-18所示。彈簧組件120繼而可以包括如圖5-8所示的沿單一軸線設(shè)置的主彈簧組件，或者如圖9-15所示的主、副彈簧組件布置，這取決于集裝箱構(gòu)造。彈簧組件120靠近側(cè)壁106的底部邊緣108設(shè)置。彈簧組件120結(jié)合圖6、8和11-15所示的多個鉸鏈122操作。鉸鏈122將側(cè)壁106連接到底板102。如本文所述，彈簧組件120可以定位在鉸鏈122繞其旋轉(zhuǎn)的同一軸線上?？商鎿Q地，彈簧組件120(主和/或副)可以具有使一個或兩個組件沿著平行于鉸鏈122的軸線定位。

一個或多個桿124沿著側(cè)壁106的至少一部分延伸，且多個扭力彈簧126聯(lián)接到如圖12、13和15中所示的一個或多個桿124。在圖5和9所示的構(gòu)造中，桿124延伸為側(cè)壁106的長度，并剛性固定到鉸鏈122。在替換實(shí)施例中，桿124包括多個桿，其首位相連地定位并且一起延伸大約側(cè)壁106的長度。更具體地，并參考圖11-15，扭力彈簧126通過墊圈128(見圖15)連接到桿124，其中，墊圈128剛性地通過比如焊接固定到桿124。參考圖15，扭力彈簧126具有平行于桿124取向的第一端126a，并當(dāng)?shù)谝欢?26a滑入墊圈128中的接收孔(未示出)中時被桿124捕獲。扭力彈簧126還具有大體上垂直于桿124的第二端126b。對于第二端126b，這一端部面向兩種方式之一，從桿124向上或者向下。如圖15所示，這種取向是交替的，從而抵消彈簧126施加到桿124上的反作用力。

扭力彈簧的第二端126b接觸側(cè)壁106的部分，使得在朝向底板102下降、或折疊側(cè)壁106時，側(cè)壁106旋轉(zhuǎn)到基本上平行于底板102。結(jié)果，側(cè)壁106給扭力彈簧的第二端126b施加力，使得扭力彈簧126扭轉(zhuǎn)并給桿124施力。隨著側(cè)壁106朝向底板102折疊，扭力彈簧126和桿124吸收了施加在其上的力。彈簧126和桿124中所給予的能量隨后被用于輔助將側(cè)壁106從折疊位置抬升。通常，在側(cè)壁106所需扭矩大于主扭力彈簧扭矩可以產(chǎn)生的扭矩時，使用副彈簧組件。當(dāng)使用副彈簧組件時，如圖9-15所示，第二桿130和多個扭力彈簧132平行于桿124和扭力彈簧126布置。第二桿130和扭力彈簧132的操作方式與桿124和扭力彈簧126相同。在此構(gòu)造中，平行成排的彈簧組件通過圖11-16所示的齒輪組件140而連接起來。副彈簧組件經(jīng)由一組三個齒輪140a，140b及140c連接，該齒輪組將側(cè)壁106的旋轉(zhuǎn)從主彈簧組件傳輸?shù)礁睆椈山M件，如圖14和16所示。齒輪機(jī)構(gòu)140將負(fù)載從一個組件轉(zhuǎn)換到另一個組件，由此它們可以平行地動作。這種系統(tǒng)提供了在較低的45度角旋轉(zhuǎn)所需的額外扭矩，在這個角度上第一彈簧組件會有所困難。本發(fā)明不限于通過單一齒輪機(jī)構(gòu)連接的兩個彈簧組件?？梢允褂枚嗯诺膹椈山M件，從而需要多個齒輪機(jī)構(gòu)。

如圖11-15所示，副彈簧組件的第二桿130和扭力彈簧132不延伸側(cè)壁106的整個長度，且朝向側(cè)壁106的端部定位。這種布置是副彈簧組件可接受的布置之一。替換的布置包括延伸側(cè)壁106整個長度或者另一長度的副彈簧組件。在這個實(shí)施例中，副彈簧組件位于主彈簧組件下方，并通過圖11-16所示的齒輪機(jī)構(gòu)140聯(lián)接到主彈簧組件(桿124和扭力彈簧126)。作為副彈簧組件的部件的所需的彈簧132的確切尺寸、長度和數(shù)量將取決于如下因素，例如集裝箱尺寸、側(cè)壁質(zhì)量等?，F(xiàn)在，第二桿130和彈簧132定位在側(cè)壁106的每一端處，主要是因?yàn)閭?cè)壁106的端部比側(cè)壁106的中部稍重。本發(fā)明不限于本文所示的構(gòu)造，并取決于多種設(shè)計(jì)因素還可包括額外的彈簧組件。

本發(fā)明的實(shí)施例中，為扭力彈簧126和132提供了可調(diào)整功能。即，彈簧可以預(yù)扭轉(zhuǎn)一到三十度，其允許可折疊集裝箱的操作者獲得從折疊位置將側(cè)壁106打開所需要的扭矩。所需扭矩大小取決于側(cè)壁的最終質(zhì)量而有所不同。由于制造公差，側(cè)壁的整體重量可以變化達(dá)75磅，這改變了板的力矩，這繼而與所需扭矩相互關(guān)聯(lián)。通過在起初啟用折疊過程時通過輔助防止側(cè)壁106在其不再連接到頂板104或者門板110或前板112時過早地掉落，預(yù)扭轉(zhuǎn)彈簧126和132也提供了安全措施。扭力彈簧126和132通過這種預(yù)扭轉(zhuǎn)可被調(diào)節(jié)，這在可折疊集裝箱的初始組裝中進(jìn)行。可替換地，在初始組裝集裝箱之后，還可以通過外部設(shè)置螺釘調(diào)節(jié)扭力彈簧126和132，所述外部設(shè)置螺釘穿過基梁作用在彈簧的豎直腿上，從而改變預(yù)扭轉(zhuǎn)角度。同樣，扭力彈簧126和132可以在所期望的角度位置處對齊以獲得所需大小的扭矩，以便在側(cè)壁106位于豎直位置時預(yù)扭轉(zhuǎn)或者松弛。

參考圖11-15，扭力彈簧126和132基本上沿著各自的桿124和130均勻間隔，并在鉸鏈122之間等距設(shè)置。這種間隔允許側(cè)壁106施加到扭力彈簧上的力的均勻分布。

扭力彈簧126和132的尺寸設(shè)置為與桿124和130同軸，如圖7和8所示。每個扭力彈簧126和132具有在六個到十二個之間的有效線圈，并且彈簧比率的范圍為6lbf.-in./deg.至11.75lbf.-in./deg.。

本發(fā)明還結(jié)合了降摩擦技術(shù)，以利于側(cè)壁106折疊中的扭力彈簧效用。比如，特氟龍套管可以放置在桿124/140和基梁的接收位置之間，在此，桿124/130旋轉(zhuǎn)以減少這個旋轉(zhuǎn)點(diǎn)上的摩擦界面。

本發(fā)明的另一特征在于鎖定機(jī)構(gòu)150，當(dāng)集裝箱處于折疊位置時該鎖定機(jī)構(gòu)150用于將側(cè)壁106固定就位。參考圖17和18，集裝箱100包括一個或多個鎖定機(jī)構(gòu)150，每個具有捕獲剛性銷釘154的條帶152，該銷釘沿著側(cè)壁106的頂部定位。條帶152在不使用的時候陷入底板102中，如圖17所示。一旦側(cè)壁106被折疊，條帶152從其凹部被拉出，并連接到側(cè)壁106頂部的銷釘154。當(dāng)條帶延伸以固定側(cè)壁的時候，側(cè)壁106的抗力使條帶152保持張緊。條帶152優(yōu)選地由尼龍或者其他耐久并柔性的材料制成，以承受環(huán)境和操作條件。

如本文中所使用，術(shù)語“板”可以包括單個部分，或者替換地，可以包括通過可接受的處理固定在一起的多個部分，比如焊接在一起以形成焊接件。

本發(fā)明的可折疊集裝箱100被折疊，使其能夠在不使用時豎直堆疊為多個單元高。本文所記載的集裝箱幾何形狀允許如共同未決的美國專利申請no.14/829,275所記載的集裝箱的堆疊。

本發(fā)明的可折疊集裝箱100由能夠承受各種氣候條件和操作條件的材料制成。至少頂板104、底板102、前板112、門板110以及側(cè)壁106的外表面由波紋鋼(如考頓(corten)鋼)制成。比如，考頓鋼a，也被稱為a588，是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可接受的材料，因?yàn)檫@種材料提供了良好的耐腐蝕性。基于可折疊集裝箱要經(jīng)受的惡劣氣候條件，包括但不限于鹽水、海洋空氣、雨、雪以及極熱和極冷氣候，這種材料性能是必要的?？烧郫B集裝箱100的內(nèi)壁可以是波紋鋼或者可以利用可折疊集裝箱100的所有者/操作者所期望的其他材料作為襯墊。這種集裝箱材料為內(nèi)部的彈簧組件提供了必要的保護(hù)，不管集裝箱是在直立或者折疊狀態(tài)下。

彈簧組件的材料通常是更高強(qiáng)度的鋼。比如，桿可以由型號1144制造，而墊圈可以由更高強(qiáng)度的鋼(如型號astma514)制成。

本發(fā)明可以應(yīng)用于各種標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)運(yùn)貨運(yùn)集裝箱。比如，折疊集裝箱及相關(guān)的彈簧組件技術(shù)可以構(gòu)造為兼容聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸業(yè)中使用的各種集裝箱的長度，包括但不限于長度為10英尺、20英尺、24英尺、40英尺48英尺及53英尺的集裝箱。

雖然本發(fā)明已經(jīng)在所知的優(yōu)選實(shí)施例中進(jìn)行了說明，但可以理解，本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例，而是，相反，本發(fā)明旨在覆蓋了落入權(quán)利要求范圍之中的各種修改及等同布置。本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合特殊實(shí)施例進(jìn)行說明，這些實(shí)施例無論從哪個方面都旨在詮釋而非限制。

從前述內(nèi)容中，將理解本發(fā)明十分適于獲得上述的所有目的和目標(biāo)，以及對該系統(tǒng)和方法顯而易見且固有的其他優(yōu)勢?？衫斫?，某些特征和變形是實(shí)用的，并可在不參考其他特征和變形的情況下采用。這都被視為并落入權(quán)利要求的范圍。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求在2016年1月22日提交的序列號為no.62/281,823的美國臨時專利申請的先權(quán)。