CN101033035A - 集装箱紧固装置及*** - Google Patents

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Abstract

一种使使用者能够将货物集装箱紧固到运载体甲板上的集装箱紧固装置。该装置包括一基部，该基部具有一被容纳在集装箱的启锁开口中的突出的剪切止动块。一轴安装的头部在解锁或负载位置和锁定位置之间旋转，其中在所述解锁或负载位置上，头部穿过锁口移动，而在所述锁定位置上，集装箱则得到紧固。通过一选定的可互换的弹簧元件，而提供了自动锁定和释放，其中所述弹簧元件位于基部之内，将头部偏置到锁定位置上，但当通过集装箱与位于头部上的凸轮面接合而施加上力矩时、能使其移动到解锁位置。按照预计的气候和/或温度条件的要求，可对弹簧元件进行互换。每一弹簧元件可由独特设置的轴元件启动，其中所述轴元件具有一能够与多类弹簧配合的容纳弹簧的端部。

Description

集装箱紧固装置及***
相关申请
本申请为部分接续专利申请，要求2006年3月10在美国专利商标局提出申请的未授权的美国专利申请第11/372,670号的优先权。
技术领域
本发明涉及集装箱紧固装置，更加具体地，涉及货物集装箱紧固装置的改进，即提供货物集装箱的自动紧固和释放功能。
背景技术
集装箱化装载已经非常通行，原因为具有节省劳动力等优点，而所述劳动力的节省又源于降低了货物的装卸操作。模型化或标准化的集装箱可使用多种不同的运载体从一处运载到另一处，所述运载体包括火车、卡车及轮船。传统上这些货物集装箱设置有角配件，包括锁口，用以将集装箱紧固到装载集装箱的各种类型的交通工具上。
过去使用的一类集装箱紧固装置为集装箱基座，所述基座包括其上安置集装箱箱角的基部以及集装箱的箱角被夹持(captured)在其内的垂直延伸壁。可绕着水平轴线枢转的闩与位于集装箱的垂直壁中的锁口接合，以使集装箱保持向下顶着基部，与此同时使集装箱能够自动锁定(entry)及释放。此类集装箱基座的一个例子在美国专利第4,382,734号中披露。
过去用在货物集装箱中的另一紧固装置为扭锁。该装置包括一其上可安置集装箱的基部以及一可与一位于集装箱角配件水平壁底部中的锁口接合的剪切止动块。手动移动锁头，从与剪切止动块处于对准状态的释放位置到锁定位置，其中在所述锁定位置上，不能从基部上提起集装箱。头部在锁定和解锁位置之间通过手动旋转，集装箱不能进行自动的锁定和释放。
集装箱基座主要用在火车上，其中在火车情形中，集装箱通常通过起重机装载及卸载，从而自动锁定及释放相当重要。另一方面，扭锁则主要用以将集装箱紧固到卡车上，其中在卡车情形中，扭锁的尺寸小及重量轻成为有利之处。
授予Hlinsky等人的美国专利号第4,626,155号(155号专利)披露了一种具有弹簧偏置式凸轮面头部的集装箱自动紧固装置。155号专利讲授了一种用于将货物集装箱自动紧固到支撑体上的装置，所述支撑体比如交通工具甲板或与第一集装箱堆叠的第二集装箱。该装置包括一基部，其具有一容纳在集装箱锁口中的突出的剪切止动块。一头部在解锁或加载位置和锁定位置之间旋转，其中在所述解锁或加载位置中头部移动穿过锁口，而在所述锁定位置中集装箱得到紧固。通过一位于基部之内的弹簧，使得能够进行自动锁定和释放，其中所述弹簧将头部偏置向锁定位置，但是能够在施加力矩时移动到解锁位置，其中所述力矩的施加通过使集装箱与一位于头部上的凸轮面接合而得以实现。可提供锁定位置以及处于锁定位置的头部的正确锁定的可视指示。对于堆叠的集装箱，设置有两个对准的剪切止动块和两个角度偏移的头部，同时可释放弹簧以手动将装置锁定到一个集装箱，接着再将其自动锁定到第二个集装箱上。
对以上提到的专利以及一般知道其存在的其他现有技术进行进一步回顾，将看到现有技术并未讲授一种包括一独特设置的轴元件的自动扭锁装置，其中所述轴元件用于容纳各类弹簧，所述各种弹簧可以根据目标位置的要求而彼此互换。此外，将看到现有技术也未讲授用于在大的温度范围下大体实现均匀一致的弹簧性能的、由回火钢材构造而成的螺旋扭簧的使用。因此，可看出现有技术需要这么一种自动扭锁装置，其包括一用于容纳和启动各类弹簧的独特设置的轴元件，所述各种弹簧可根据目标位置的要求而彼此互换。另外，还可看出现有技术需要一种结合有一螺旋扭簧的扭锁，所述螺旋扭簧由回火钢材构造而成、用于在大的温度范围下大体实现均匀一致的弹簧性能。
发明内容
因此，对本发明的目的而言，其在于：提供一种兼具基座闩和扭锁的优点的货物紧固装置；提供一种实现货物集装箱的自动锁定和释放的装置，却不具有集装箱基座的尺寸、重量和费用；提供在将集装箱直接紧固到交通工具的支撑面上有用的货物紧固装置；提供一种能够进行自动锁定和释放、不会水平突出而超出集装箱的集装箱货物紧固装置；提供一种具有可互换的、取决于温度的启动元件的货物紧固装置；以及提供一种克服过去使用的货物紧固装置缺点的货物紧固装置。简言之，通过提供一种用于将货物集装箱紧固到支撑面上的货物集装箱紧固装置，实现了本发明的上述以及其他的目的和优点。所述支撑面可以与交通工具相关，比如火车、卡车或轮船。
依据本发明的货物集装箱紧固装置包括一适于被固定到支撑面上的壳体或基部。一轴可绕着一可延伸穿过壳体的轴线旋转，另外，一凸轮外头部面(cam outer head surface)由所述轴支承(carried)并适于移动而穿过货物集装箱的锁口。头部具有这样的形状，使其能够在凸轮头处于第一旋转位置时穿过锁口移动。当头部处于角度偏移的第二位置时，其不能够穿过所述开口移动、并起到使集装箱顶着壳体或基部得到紧固的作用。将一弹簧连接在轴和壳体之间，从而使头部弹性偏置到第二位置，与此同时，使得能够对力矩的施加作出响应而旋转到第一位置。当头部穿过货物集装箱的锁口移动时，头部的上下表面可与锁口接合、从而将力矩施加到头部上。
因此，本发明提供一种用于将集装箱紧固到支撑体上的集装箱紧固组件，该集装箱具有一启锁开口，同时该启锁开口具有相对的接合头部的部分。所述集装箱紧固组件包括一基部、一轴、一头部和特选的扭转弹簧元件。基部适于被紧固到支撑体上，并且包括一容纳弹簧的空腔和弹簧端部固定装置。轴由基部支撑，从而可绕着可穿过启锁开口延伸的轴线旋转。轴包括一容纳头部的端部和一横向非圆形的容纳弹簧的端部。容纳弹簧的端部延伸而进入到容纳弹簧的空腔内，并且包括特定的可启动弹簧及容纳端部的结构，比如穿过容纳弹簧的端部横向延伸的孔口或凹槽。头部由容纳头部的端部支承，并且适于在与接合头部的部分进行强劲接触的情况下、旋转而穿过启锁开口。头部包括一上锁定面和一下锁定面，其锁定/解锁的动力原理不同。
所选定的扭转弹簧元件容纳在容纳弹簧的空腔中，并且包括一用于与容纳端部的结构件互接的中心轴界面。从而当接合头部的部分与头部接触时，通过集装箱所提供的力，所述扭转弹簧元件能够在容纳弹簧的端部和弹簧端部固定装置之间得到启动。接合头部的部分因而将力矩经由头部施加到轴上，从而当处于启动的、解锁的旋转头部位置时头部可穿过启锁开口移动，而当处于松弛的、锁定的旋转头部位置时则不能够穿过启锁开口移动。锁定的旋转头部位置用以防止头部旋转而穿过启锁开口，使得使用者能够选择性地将集装箱紧固到支撑体上。
附图说明
参照以下附图简要说明，本发明的其他特征将变得更加清楚，其中所述附图为：
图1为支撑面以及由本发明的集装箱紧固装置的所支撑的若干货物集装箱的局部立体图；
图2为配备有一启动头部的开口的集装箱的局部仰视立体图；
图3为集装箱紧固装置的第一侧视平面图，其中所述集装箱紧固装置被显示成处于松弛的、锁定的、偏移的头部位置的完全组装状态；
图4为如图3所示的集装箱紧固装置的侧视分解图，其中所述集装箱紧固装置被显示成处于松弛的、锁定的、偏移的头部位置；
图5为如图3所示的集装箱紧固装置的侧视图，其中对某些部分进行剖切以显示出其他隐藏的内部结构件；
图6为集装箱紧固装置的第一俯视平面图，其中显示出头部处于松弛的、锁定的、偏移的头部位置；
图7为集装箱紧固装置的仰视平面图，其中拆下环形扭簧、以更加清楚地显示出现有技术的轴中的刻槽式的容纳弹簧的端部；
图8为集装箱紧固装置的仰视平面图，图中安装有环形扭簧、以显示出环形扭簧与现有技术的轴中的容纳弹簧的端部的配合连接情形；
图9为集装箱紧固装置的仰视平面图，其中拆下扭簧、以更加清楚地显示出本发明改进型轴中的刻有凹槽的容纳弹簧的端部；
图10为集装箱紧固装置的仰视平面图，图中安装有环形扭簧、以显示出环形扭簧与本发明改进型轴中的容纳弹簧的端部的配合连接情形；
图11为集装箱紧固装置的仰视平面图，图中安装有螺旋扭簧、以显示出螺旋扭簧与本发明改进型轴中的容纳弹簧的端部的配合连接情形；
图12为从本发明改进型轴中的容纳弹簧的端部上拆下的螺旋扭簧的仰视平面图，图中还绘出了其与以虚线所示的基部中容纳弹簧的凹腔大体上呈同心的结构关系；
图13为从本发明改进型轴中的容纳弹簧的端部上拆下的环形扭簧的仰视平面图；
图14为本发明的钢材扭转弹簧元件的进入力(以磅为度量单位)的图表显示，其中所述进入力为温度(以华氏度为度量单位)的函数；
图15为本发明的橡胶扭转弹簧元件的进入力(以磅为度量单位)的图表显示，其中所述进入力为温度(以华氏度为度量单位)的函数；
图16为本发明的钢材扭转弹簧元件的退出力(以磅为度量单位)的图表显示，其中所述退出力为温度(以华氏度为度量单位)的函数；
图17为本发明的橡胶扭转弹簧元件的退出力(以磅为度量单位)的图表显示，其中所述退出力为温度(以华氏度为度量单位)的函数；
图18为集装箱紧固装置的第一俯视平面图，显示出头部处于一可供选择的偏移的头部位置，其中纵向头部轴线从纵向基部轴线上偏移60度；
图19为如图18所示的集装箱紧固装置的侧视平面图，其中特别标注出头部和上基部表面之间的一个可供选择的总间隙尺寸；
图20为集装箱紧固装置的俯视平面图，显示出头部处于一优选的偏移的头部位置，其中纵向头部轴线从纵向基部轴线上偏移54度；
图21为如图20所示的集装箱紧固装置的侧视图，其中特别标注出头部和上基部表面之间的一个优选的总间隙尺寸；
图22为如图20所示的、容纳在集装箱所带有的启锁角配件中的集装箱紧固装置的局部俯视图，其中对若干部分进行剖切、以显示出集装箱紧固装置的松弛的、锁定的、偏移的头部位置；
图23为如图21所示的、容纳在集装箱所带有的启锁结构件中的集装箱紧固装置的侧视图，图中特别标注出一优选的头部与启锁角配件的下水平壁部分之间的净间隙尺寸，其中对若干部分进行剖切、以显示出集装箱紧固装置的松弛的、锁定的、偏移的头部位置；
图24为如图21所示的、容纳在局部显示的、集装箱所带有的启锁角配件中的集装箱紧固装置的第一侧视图，图中特别标注出启锁角配件的下水平壁部分与上基部表面之间的净间隙尺寸；
图25为如图24所示的、容纳在局部显示的、集装箱所带有的启锁角配件中的集装箱紧固装置的放大侧视图，图中绘出了位于净间隙尺寸内的集装箱所带来的碎屑，其中所述净间隙尺寸位于启锁角配件的下部分和上基部表面之间。
具体实施方式
现参看附图，本发明的优选实施方式涉及一种用于将ISO集装箱22紧固到支撑结构体20上的集装箱紧固组件或***24，其中所述支撑结构体20比如运载体甲板，其中该运载体甲板被设计成拖运IS0集装箱、使其经过所有类型的环境条件，包括经常大幅变化的温度条件。图1所标示的是以并列的端对端方式、邻接在支撑结构体20上方的两个ISO集装箱22。应注意，国际标准化组织(ISO)为设立国际标准的组织，由来自各国标准组织的代表组成。该组织订立全球工业和商业标准，即所谓的ISO标准。标准化的ISO集装箱(也称作isotainer)可装载在集装箱轮船、火车和卡车的支撑结构体20上。
ISO集装箱具有5种常规标准长度，亦即20英尺(6.1米)、40英尺(12.2米)、45英尺(13.7米)、48英尺(14.6米)和53英尺(16.2米)。美国国内的标准集装箱一般为48英尺和53英尺。(轮船、港口等的)集装箱容量按二十英尺当量单位(TEU或有时叫teu)进行度量。二十英尺当量单位的集装箱化货物容量的大小等于一个标准的20英尺(长度)×8英尺(宽度)×8.5英尺(高度)集装箱。按公制单位则为6.10米(长度)×2.44米(宽度)×2.59米(高度)，或大概为39m3。现今多数集装箱为40英尺系列，因此为2TEU。四十五英尺集装箱也被视为2TEU。两个TEU归为一个四十英尺当量单位(FEU)。这两个测量术语可互换使用。称为“高箱”的集装箱的高度为9.5英尺(2.9米)，而用于重件的半高集装箱的高度则为4.25英尺(1.3米)。
本发明关键的结构要点在于这样的事实，即标准IS0集装箱包括一启锁开口，在图2中总体标示为32。查看图1，可看到每一集装箱22的八个箱角中的每一个箱角均包括一集装箱所带有的启锁结构件或角配件28，其具有面朝上或朝下的启锁角配件28的下部分，可通过大体水平的壁30界定形成，其中在所述水平壁30中，形成了非圆形的启锁开口32。启锁开口32可由紧固装置24接合，从而使集装箱22能够得到紧固以及自动锁定和释放。在图23-25中进一步示出和标注出水平壁30和启锁开口32。
通过查看图2可看出，优选地，启锁开口32大体为细长形或矩形，具有大体平行于集装箱22的最长尺寸方向的主轴线。每一启锁开口32由周边所界定，其中所述周边包括两个相对较长的侧壁或接合头部的部分34，该接合头部的部分34由两个稍微有些滚圆的、相对较短的端壁36所联接。启锁开口32接合头部的部分34和端壁36在角配件28的水平壁30的内外表面之间延伸。为了使集装箱22得到紧固，优选地，启锁开口32应当包括大体上平行的、相对的接合头部的部分34。
在图1中可看到以稍微简略的方式示出了其上通过紧固装置24而紧固上货物集装箱22的支撑结构体20，其中所述紧固装置24依据本发明的原理构造而成。支撑结构体20例如可以是火车或其他运输工具的甲板或平板。当将每一集装箱22放到支撑结构体20上时，紧固装置24自动将集装箱22紧固在位。本发明的原理适用于将各类集装箱紧固到各类支撑体上的装置。在本发明所示出的实施方式中，集装箱22为标准及模型化集装箱。
在图3-11中更加详细地示出了本发明的紧固装置24。优选地，紧固装置24包括：一基部或壳体42，如图3-11和18-25所标示；一头部44，如图1、3-6和18-25所标示。头部44可在锁定和解锁的头部位置之间旋转，以实现对集装箱22进行选择性的紧固或释放，以下将进行更加详细地描述。图3-6绘出的头部44为处于松弛的、锁定的、旋转偏移的头部位置。在所示出的配置方式中，通过将基部42焊接或固定到支撑结构体20上，使每一紧固装置适于被接附或紧固到支撑结构体20上。优选地，将一个紧固装置24定位成与集装箱22的四个下角配件28中的每一个处于对准状态，如图1所大体绘出。
优选地，基部42包括：上下壳体部分54和56，如图4所标示；特定的弹簧端部固定装置。优选地，弹簧端部固定装置由一定位销55和一容纳定位销的通道形成，所述容纳通道形成在下壳体部分56中，如图5所大体绘出。优选地，通过合适的固定件，比如栓件机构和/或组件，将上下壳体部分54和56紧固在一起。例如，在图4和6中标示出特定的栓10，而在图4和7-11中则标示出特定的锁定栓件的配合螺母11。优选地，上下壳体部分54和56界定了一内腔室或内空腔58，如图5所大体标示，并且进一步在图12中通过断线以虚幻形式绘出。
显然，优选地，上壳体部分54包括一突出的剪切止动块或凸块60，如图3-5所标示。可想象得到，优选地，剪切止动块60的形状类似于，但是稍微小于，启锁开口32。当集装箱22紧固在锁定位置时，剪切止动块60被容纳在启锁开口32中，以防止集装箱22沿着任何水平方向进行移动。换言之，基部42包括一其形状可与启锁开口32配合的剪切止动块60。由此，当紧固集装箱22时，剪切止动块60可被容纳在启锁开口32中，以防止集装箱相对于基部42进行侧向移动。因而，可想象得到，剪切止动块60有效地起到增强集装箱紧固性能的作用。
对轴62进行轴颈滑动安装(journalled)，从而使其能在一界定在剪切止动块60中心的开口中旋转，如图5所示及所提。轴62包括：一容纳头部的端部53，如图5所标示；一容纳弹簧的端部65，如图4、5和9-12所标示。对图4、5进行对比查看，将看出容纳弹簧的端部65延伸而进入到容纳弹簧的空腔58内。头部44由容纳头部的端部53所容纳，并且优选地，通过槽销或槽键64而被接附到所述端部53上，从而使得轴62和头部44能够一体旋转，如图5所大体绘出。在腔室58内，轴62包括一加大的毂盘部分66，如图4、5和9所标示。对图4和5进行对比查看，将看到一选定的弹簧元件46连接在毂盘66和基部42之间，以将轴62和头部44弹性保持在锁定的旋转头部位置上。
应注意到，容纳弹簧的端部65包括一刻槽的、启动弹簧的横向断面件63以及一启动弹簧的凹槽61，如图9-11所大体标示。查看所述之图示，将看出启动弹簧的凹槽61穿过启动弹簧的横向断面件63延伸。与现有技术所见到或所讲授的一些特定的容纳弹簧的端部比较，该端部通常包括隔离的启动弹簧的横向断面件(如图7和8所大体绘出)，本发明的轴62包括一容纳弹簧的端部65，其包括至少两类弹簧端部启动结构件，亦即一独特设置的横向断面件和一穿过横向断面件延伸的容纳端部的凹槽。
依据本发明的特征，优选地，紧固装置24包括：一用于将头部44偏置或启动到锁定的旋转头部位置的选定弹簧元件46；以及一用于在放下或提起集装箱22时、使头部44旋转的凸轮面。选定的弹簧元件46可选自至少两种可互换的弹簧元件，一选定的可互换的弹簧元件被容纳在容纳弹簧的空腔58中、并且可在容纳弹簧的端部65和弹簧端部固定装置之间得到启动。优选地，支撑结构体20可由运载体甲板形成，基部42则可按可拆除的方式被紧固到运载体甲板上。可拆除紧固的基部42使得使用者能够根据某些特定的环境使用因素，基于使用者所考虑的选择，而选择性地互换可互换的弹簧元件。
对于后一点，可想象得到选定的可互换的弹簧元件46可根据其对于特定场所的温度范围的特定适合性而进行选择。换言之，应注意到，集装箱22从一个场所转移到另一场所，从而暴露在与起点、终点和路程条件相关的不同的气候条件下。最好根据环境温度和用于构造弹簧元件的材料的固有特性，装配上一些特定的弹簧元件、以对启动力作出响应。例如，可想象得到，对于用于暴露在温度范围宽的、相对而言更加极端的天气条件下的地区而言，优选为使用更加坚固的材料，比如钢材，这么做主要是将其作为一种方式，从而降低元件故障的可能性，以及为在不同环境条件下对集装箱22进行装载或卸载的现场操作人员提供增强的锁定性能的可预测性。
相反地，在暴露在温度范围窄的、相对较为温和的天气条件下的地区，可优选使用较不坚固的材料，比如橡胶。在任何情况下，可想象得到，特定场所的温度范围可被定义或分成两个范围，亦即温和(窄)范围和极端(宽)范围，温和与极端范围为相对于彼此进行定义。也就是说，不温和的即为极端，而不极端的即为温和。例如，一些特定的极端型温度范围可包括：起点暴露在超过+110华氏度(或上限为+130华氏度(约等于+55摄氏度))，而终点则暴露在低于0华氏度(或下限为-50华氏度(约为-45摄氏度))的温度(应注意，对于后一点，美国铁路协会(AAR)要求集装箱的紧固装置，比如紧固装置24，满足温度范围为+130华氏度到-50华氏度下的特定性能载荷范围)。
如果上述情形可界定为极端温度范围，则很有理由将40华氏度到80华氏的温度范围界定为温和温度范围(即落入极端温度范围之内的范围)。所提出的核心概念在于不同的弹簧元件可用于不同的温度范围，不同的弹簧元件可经由单一的、独特设计的轴元件启动，比如轴62。因而，尽管优选为钢材的金属扭簧可专门用于通常温度波动大的目标位置(比如北美或亚洲)，但是弹性体的或橡胶的扭簧可很好地用于通常温度波动更温和或更小的目标位置(比如爱尔兰)。
根据经验，非应变弹性体的膨胀系数通常为钢材的十倍，这是一个在对用于本发明的可选定的弹簧元件以及容纳弹簧的空腔58的构造材料进行选择时，已经加以考虑的一个事实。例如，一些特定的橡胶材料的平均线性膨胀系数的级数可为80×10-6(℃)-1，而钢的平均线性膨胀系数的级数可为10-13×10-6(℃)-1.然而，橡胶相对于温度变化的性能则比以上所述的更加复杂。尽管多数材料具有正线性膨胀系数，但是随着应变的增大，弹性体的线性膨胀系数从正数变化到负数。膨胀系数的符号产生变化的过程学术上称为“热弹性逆转”。
应进一步注意到，弹性体扭簧在相对较低的温度(-30华氏度到-40华氏度)下倾向于变得更加易碎和/或抵抗变形，因而经常对启动头部44的旋转运动所需的进入力和退出力的大小造成不利影响。在这一点上，对图14-17进行对比查看，将看出当温度下降到40华氏度以下时，为了实现头部的旋转运动，橡胶弹簧需要明显增大的进入力和/或退出力。确实，在温度接近AAR规定的下限时，对于橡胶弹簧元件，所需要的退出力可达4000磅。即便橡胶和弹性体弹簧在该温度下保持起作用，但是在这样的情况下提起集装箱22并不理想，原因为也将要求结构体20抵抗更大的释放负载，从而需要对结构体20进行加固。
考虑到适用于经受温度波动的弹性体扭簧的热弹性逆转原理的复杂性，以及弹性体扭簧在温度波动时变得更加难以预测的事实，因此认为当适用时，优选为将金属(或优选为钢材)螺旋弹簧加装到紧固装置上。使用一些特定的退火或回火钢带，比如1090退火钢带，已经获得优越的效果，但是应注意到，一些特定的合金钢也相当有效。此外，可想象得到，当希望改进抗腐蚀性时，则可使用一些特定的不锈钢。当然，使优选的钢材回火以在温度范围为+130华氏度到-50华氏度下获得大体上均匀一致的启动弹簧的性能。在所有情形下，容纳弹簧的空腔58被制成在体积上可接受所选定的弹簧元件46的、取决于温度的动态性能，并且容许组成所选定的弹簧元件46的材料进行热膨胀和热收缩(不论线性还是体积)。
因此，选定的弹簧元件46可选择性地由弹性体或回弹性材料的环形扭簧68形成，比如橡胶，如图8、10和13所大体标示。可在内外周边处将环形扭簧68分别粘合或固定到内外环形刚性环件70、72上，如图13所标示。优选地，内环70(或环形弹簧的内径向端部)可包括一具有特定的非圆形几何构形的中心轴界面，以与容纳弹簧的端部65匹配。优选地，外环72(或环形弹簧的外径向端部)可包括可与弹簧端部固定装置配合的结构件71，以防止外环72进行旋转运动。弹性体材料在内环70和外环72之间延伸，从而可在接合头部的部分34和头部44之间旋转接触期间得到启动，并且进一步地，可在头部44与接合头部的部分34脱开期间得到释放。
如上所述，选定的弹簧元件46也可由螺旋扭簧69形成，其中所述螺旋扭簧69由相对更加能够预测的金属材料，比如钢材制成，该弹簧69大体标示在图11和12中。螺旋扭簧69的内周边为一中心轴界面或第一弹簧端部67，如图11和12所标示。对所述附图进行查看后可看出，第一弹簧端部67被设计成与凹槽61匹配。与螺旋扭簧29的第一弹簧端部相对的是第二弹簧端部57，所述第二弹簧端部57包括用于与弹簧端部固定装置配合的特定结构件59，以防止第二弹簧端部57进行旋转运动，如图12所大体标示。
不管是环形扭簧或是螺旋扭簧，选定弹簧元件46的内周边均相对于轴62得到固定、而外周边则相对于基部42的壳部分56得到固定。因而，选定的弹簧元件46起到扭转弹簧的作用，持续使头部44偏置到其锁定位置。对弹簧力或弹簧常数进行选择，使其能与头部44的凸轮外表面配合，从而在将集装箱22放到支撑体20上或将集装箱22从支撑体20上提起时、使所产生的进入力和退出力符合要求。可通过对弹簧体的材料特征及其构形进行选择，而改变弹簧力或弹簧常数。
查看图6，可看到头部44和凸轮外表面大体上绕着其旋转轴线及轴62的轴线对称。在弹簧松弛的、锁定的、旋转偏移的头部位置上，头部44并未与启锁开口32对准，从而集装箱22得到紧固，原因为头部44叠置在角配件水平壁30的一部分上。通过外凸轮面和启锁开口32的周边的相互作用，可在动作期间、即头部44穿过启锁开口32而相对于集装箱22进行移动的期间，使头部44旋转(经由弹簧的启动)到解锁或负载旋转的头部位置。
优选地，外凸轮面包括：一上部锁定或负载表面48A，如图3-5和18-25、19、21和23-25所标示；一下部未锁定或未负载表面48B，如图3、4、19、21和23-25所标注。上部锁定或负载表面48A的朝向大体上偏离基部42，而下部未锁定或未负载表面48B则大体上朝着基部42。上部和下部表面48A和48B的形状被构造成可在头部44移入角配件28内或从角配件28中移出时，与启锁开口32的周边互动。此外，将上部和下部表面48A和48B的形状构造成彼此微略不同，使得头部44进入到启锁开口32中所需的力小于头部44从启锁开口32中退出时所需的力。在这一点上应当注意的是，锁定表面48A的形状相对于未锁定表面48B较为凸圆、以实现动态(或连续变化)施力的锁定接合，而未锁定表面则包括一大体为平面的接触部分、以实现大体为静态(或没有变化)施力的解锁接合。
当处于松弛的未启动状态时，选定的弹簧元件46通常使头部44保持在锁定的旋转头部位置上，如已示出。在该位置上，头部44相对于剪切止动块60发生角度偏移，并且不能穿过启锁开口32自由移动。当朝着支撑结构体20放下集装箱22时，启锁开口32的周边，具体为接合头部的部分34，与上部锁定表面48A接合。随着集装箱22继续下降，上部锁定表面48A和启锁开口32之间的作用导致力矩施加在头部44和轴62的轴线的周围。在头部44从松弛的、锁定的旋转头部位置朝着启动的、解锁的旋转头部位置旋转时，该力矩导致选定的弹簧元件46的变形。当头部44到达负载位置时，则能够穿过启锁开口32移动、并且超过壁30而进入到角配件28内。当头部44越过壁30时，选定的弹簧元件46使头部44回返到松弛的、锁定的旋转头部位置，从而在此之后使集装箱22紧固在位。查看图14和15可看出，在将集装箱22装载在支撑面20上期间，旋转头部44所需的可变化的进入力的范围可从100到大约800磅。
进一步查看图16和17，将看到当集装箱22从支撑结构体20上移出时，则由于下部未锁定表面48B的构形的原因而需要实质上较大的力。更加具体地，当提起集装箱22时，启锁开口32的周边与下部未锁定表面48B接合。合力将力矩施加在轴62的轴线的周围，从而使选定的弹簧元件46变形，以及使头部44从松弛的、锁定的、旋转偏移的头部位置旋转到启动的、解锁的旋转对准的头部位置。由此，头部44穿过启锁开口32从角配件28中移出、并越过壁30。随后，选定的弹簧元件46使头部回返到其锁定的偏移的头部位置。例如，优选为在将集装箱22从支撑结构体20上提起时所需的退出力可达大约2200磅。因此可看出，锁定表面48A在将头部44***到启锁开口32内时可使进入力发生变化，而未锁定表面48B在将头部44从启锁开口32中移出时可使退出力大体上均匀一致，其中所需的退出力与所需的进入力的比率范围大约从1到22。
本发明另一关键特征在于：松弛的、锁定的、偏移的头部位置(如图18-25所大体绘出)和下部未锁定的倾斜表面48B之间的一些特定的结构配合。查看所述附图将看到，假设基部或壳体42优选为包括：一纵向基部轴线100，如图18和20所标注；以及一上基部表面49，如图18-25所标注。优选地，纵向基部轴线100平行于集装箱所带的、启锁结构件或角配件28的接合头部的部分34。壁部分30具有特定的结构壁厚或开口厚度，如图25中的101所标注。
可假设头部44优选为包括一纵向头部轴线102，如图18和20所标注。查看所述图示将看出，当处于松弛的、锁定的、偏移的头部位置时，纵向头部轴线102优选为与纵向基部轴线100呈角度偏移。偏移程度或中间轴角度(intermediate-axis angle)的大小(在图18和19绘出为60度；而在图20和21中则绘出为54度)被视为对应用起到关键作用、或在一些特定的应用场合下至关重要。在后一点上，注意下部未锁定表面48B呈倾斜。因而，偏移程度使得在表面48B和上基部表面49之间形成一特定的总间隙尺寸，如图19和21所大体标注的110。例如，假定中间轴角度为60度，则优选为将其制成使所形成的总间隙尺寸110的大小为1.625英寸，如图19所标注的104。该尺寸在一些特定的应用场合有用，例如，碎屑不可能积聚在水平壁部分30的附近的应用场合。假定中间轴角度为54度，则优选为将其制成使所形成的总间隙尺寸110的大小为1.6875英寸，在图23中以105标注。因而，应可理解，当中间轴角度小于54度时，所形成的间隙尺寸110的大小将逐渐增大，其中1.6875英寸的间隙尺寸代表范围的下端。当然，当头部44穿过启锁开口32移动时，中间轴角度倾向于零旋转角度，形成如上所述的启动的、解锁的、对准的头部位置。
因而，更大的间隙尺寸110在这样的应用场合下有用，即在水平壁部分30之处所积存的集装箱所带来的碎屑和/或物质(matter)会导致非均匀的结构厚度、进而会导致锁定失败。例如，锁定头部44有可能不能返回到锁定的偏移的头部位置并保持与接合头部的部分34保持接触，从而导致无效的锁定接合。当碎屑积聚时，在实践中上述情形变得更加显而易见。为了制止该可能性的发生，优选为在碎屑有可能积聚的应用场合中采用54度的偏移。
显然，间隙尺寸104和105的大小均大于水平壁30的结构厚度，将其之间的差值表示为净间隙尺寸106，如在图23-25中所大体标注(所标注的该净间隙尺寸106表示总间隙尺寸105和结构壁厚101的差值，如查看图25可看出)。图23大体上绘出了间隙尺寸106，其中在启锁开口或角配件28平齐地安置到装置的上基部表面49上时则将产生所述间隙尺寸106。在实际操作中，这样的情形并不总是真实的，原因为集装箱所带的碎屑107，比如沙或污垢，会粘到启锁结构件的底部上(如在图25中所大体标注)，并且被夹在上基部表面49和水平壁30的下表面之间。图24大体上绘出了当位于接合头部的部分34的水平壁30的内边缘或上表面与下部未锁定表面48B接触时的间隙尺寸106。在一些特定的应用场合中，需要较大的总间隙尺寸110和净间隙尺寸106，原因为集装箱所带的碎屑或物质发生积存的可能性大，如图25所绘出。优选地，总间隙尺寸110应当不小于大约1.6875英寸，此为用于容纳集装箱所带的物质的优选的基部间隙尺寸，其中所述物质位于下面、邻近启锁结构件、并导致非均匀的结构厚度101的产生。
还应当进一步注意，不同的偏移将必然导致不同的进入/退出负载要求。在这一点上，通过查看图16和17将可想到，当集装箱22从支撑结构体20上移出时，由于下部未锁定表面48B的构形而需要实质上较大的力。更加具体地，当提起集装箱22时，启锁开口32的周围与下部未锁定表面48B接合。合力将力矩施加在轴62的轴线的周围，使选定的弹簧元件46变形，并使头部44从松弛的、锁定的旋转偏移的头部位置旋转到启动的、解锁的、旋转对准的头部位置。借此，头部44穿过启锁开口32从角配件28中移出，并越过壁30。随后，选定的弹簧元件46使头部44返回到其锁定的偏移的头部位置。例如，在将集装箱22从支撑架构体20上提起时所需要的退出力优选为可达到大约2200磅。因而可看出，锁定表面48A在将头部44***到启锁开口32内时可使进入力发生变化，而未锁定表面48B在将头部44从启锁开口32中移出时可使退出力大体上均匀一致，其中在指定的偏移度下，所需的退出力与所需的进入力的比率范围大约从1到22。
因而应可理解，优选地，本发明的集装箱紧固***包括：一基部42；一轴62；一头部44；以及多类可互换的弹簧元件，但在任何情形下，包括至少两类可互换的弹簧元件，如优选为通过包括有环形扭簧68和螺旋扭簧69而构成的可互换弹簧元件。基部42适于被紧固到集装箱支撑体20上，并包括一容纳弹簧的空腔58以及特定的弹簧端部固定装置。轴62由基部42支撑，并可绕着旋转轴线旋转，其中所述旋转轴线可延伸而穿过形成在要进行紧固的集装箱中的启锁开口32。所述轴包括一容纳头部的端部53和一容纳弹簧的端部65。容纳弹簧的端部65延伸而进入到容纳弹簧的空腔58内。头部44由容纳头部的端部53支承，并适于在与开口32中特定的接合头部的部分34的强有力接触下，旋转而穿过启锁开口32。头部包括一上部锁定表面48A和一下部未锁定表面48B。
两个可互换的弹簧元件使使用者可选择弹簧元件46，所述选定的弹簧元件46被容纳在容纳弹簧的空腔58中，并且在接合头部的部分34与头部44接触时，可通过集装箱所提供的力而在容纳弹簧的端部65和弹簧端部固定装置之间得到启动。接合头部的部分34经由头部44将力矩施加到轴62上。因此，当处于启动的、解锁的旋转头部位置时，头部44可穿过启锁开口32移动，而当处于松弛的、锁定的旋转头部位置时则不能够穿过启锁开口32移动。锁定的旋转头部位置因而起到防止头部穿过启锁开口32移动的作用，以选择性地将集装箱22紧固到支撑体20上。
优选地，选定的可互换弹簧元件46为扭转类型弹簧，选自由环形扭簧和螺旋扭簧组成的弹簧组。扭簧包括选定的材料，所选定的材料选自由弹性体材料和金属材料组成的材料组，以确保集装箱紧固组件能够有效地用在不同的环境温度下。
尽管上面的描述部分包含有独特性，但是该独特性不应当理解为限制本发明的范围，而是作为本发明的示例而已。例如，如上所述，应可想象得到，本发明实质上披露了一种用于将集装箱紧固到支撑体上的集装箱紧固装置，其中所述集装箱具有一启锁开口，该启锁开口包括相对的接合头部的部分。集装箱紧固装置包括一基部、一轴、一头部和一弹簧元件。基部适于被紧固到支撑体上。所述轴由基部支撑，并且可绕着旋转轴线旋转，其中所述旋转轴线可延伸穿过启锁开口。轴包括一接合头部的端部和一容纳弹簧的端部，该容纳弹簧的端部包括可启动弹簧的容纳端部的结构件。
头部由容纳头部的端部支承，并且适于在与接合头部的部分强劲接触的情况下，旋转而穿过启锁开口。头部包括一上部锁定表面和一下部未锁定表面，相对于未锁定表面，锁定表面的形状被构造成凸圆、以实现动态施力的锁定接合，而未锁定表面则包括一大体为平面的接触部分、以实现大体为静态施力的解锁接合。
弹簧元件包括一中心轴界面，用于与容纳端部的结构件互接，从而在接合头部的部分与头部接触时，可经由容纳弹簧的端部、通过集装箱所提供的力而得到启动。因此，当处于启动的、解锁的旋转头部位置时，头部可穿过启锁开口移动，而当处于松弛的、锁定的旋状头部位置时，则不能穿过启锁开口移动，锁定的旋转头部位置用以防止头部穿过启锁开口移动，以选择性地将集装箱紧固到支撑体上。
因此，尽管本发明已经参照优选实施方式进行了描述，但是，其意并不是使具新颖性的装置部件组由此而受到限制，相反，其旨在包括落入上述公开部分、权利要求和附图的宽泛范围和精神之内的修改。

Claims (50)

1、一集装箱紧固***，该集装箱紧固***用于在温度变化的条件下，将集装箱紧固到集装箱支撑体上，该集装箱紧固***以结合方式包括：
一集装箱所带的启锁结构件，该启锁结构件包括一启锁开口和一大体水平的下壁部分，该启锁开口穿过壁部分延伸，所述壁部分具有一结构厚度，所述启锁开口具有大体平行的接合头部的部分；
一基部，适于被紧固到集装箱支撑体上，该基部包括一容纳弹簧的空腔、弹簧端部固定装置、一纵向基部轴线、以及一上基部表面，其中纵向基部轴线以平行于接合头部的部分的方式延伸；
一由基部支撑的轴，该轴可绕着旋转轴线旋转，其中所述旋转轴线可延伸穿过启锁开口以及纵向基部轴线，该轴包括一容纳头部的端部和一容纳弹簧的端部，容纳弹簧的端部延伸而进入到容纳弹簧的空腔内；
一头部，该头部包括一纵向头部轴线和一倾斜的外头部表面，该纵向头部轴线与纵向基部轴线呈角度偏移、从而形成一中间轴角度，该中间轴角度不大于54度旋转角度，由此形成一松弛的、锁定的、偏移的角度位置，将头部安装到接合头部的端部上而使其处于偏移的头部位置，在与接合头部的部分强劲接触的情况下、所述倾斜的外头部表面适于旋转而穿过启锁开口，倾斜的外头部表面包括一上部锁定倾斜表面和一下部未锁定倾斜表面；
至少两个可互换的弹簧元件，选定的可互换的弹簧元件被容纳在容纳弹簧的空腔中，并且在接合头部的部分与头部接触时、通过集装箱所提供的力、而可在容纳弹簧的端部和弹簧端部固定装置之间得到启动，接合头部的部分用于将力矩经由头部而施加到轴上，当处于启动的、解锁的、对准的头部位置时，所述头部可穿过启锁开口移动，当头部穿过启锁开口移动时，中间轴角度倾向于零旋转角度，而当处于偏移的头部位置时，所述头部不能穿过启锁开口移动，中间轴角度和下部倾斜未锁定表面可配合而在头部和上基部表面之间产生一间隙尺寸，间隙尺寸不小于大约1.6875英寸，该间隙尺寸用于容纳集装箱所带来的物质，所述集装箱所带来的物质位于下面、邻近启锁结构件，从而产生了非均匀的结构厚度，因此，偏移的头部位置用于防止头部穿过启锁开口移动、以选择性地将集装箱紧固到集装箱支撑体上。
2、根据权利要求1所述的集装箱紧固***，其特征在于，所述选定的可互换的弹簧元件为扭簧，该扭簧选自由环形扭簧和螺旋扭簧组成的弹簧组，环形扭簧和螺旋扭簧限定了可互换的弹簧元件，扭簧包括选定的材料，所选定的材料选自由弹性体材料和金属材料组成的材料组。
3、根据权利要求2所述的集装箱紧固***，其特征在于，根据特定场所的温度范围，对所述所选定的可互换的弹簧元件进行选择，可将特定场所的温度范围定义为温和范围和极端范围，温和与极端范围为相对于彼此进行定义，弹性体环形扭簧被选择用在温和范围，而金属螺旋扭簧则被选择用在极端范围。
4、根据权利要求3所述的集装箱紧固***，其特征在于，所述金属螺旋扭簧由回火钢材制成，所述回火钢材用于确保在变化的环境温度中，能获得大体均匀一致的启动弹簧的性能，其中所述变化的环境温度的范围从大约55摄氏度到大约-45摄氏度。
5、根据权利要求4所述的集装箱紧固***，其特征在于，所述容纳弹簧的端部包括一启动弹簧的横向断面件和一启动弹簧的凹槽，启动弹簧的凹槽穿过启动弹簧的横向断面件延伸，所选定的可互换的弹簧元件包括一中心轴界面，其中环形扭簧的中心轴界面与横向断面件互接，而螺旋扭簧的中心轴界面则与凹槽互接。
6、根据权利要求5所述的集装箱紧固***，其特征在于，所述支撑体由运载体甲板组成，同时所述基部适于被可拆除地紧固到运载体甲板上，可拆除紧固的基部使使用者能够选择性地对环形扭簧和螺旋扭簧进行互换。
7、根据权利要求6所述的集装箱紧固***，其特征在于，所述基部包括一剪切止动块，其形状可与启锁开口配合，当集装箱得到紧固时，该剪切止动块被容纳在启锁开口中，以防止集装箱相对于基部进行侧向移动，因此，剪切止动块用于加强集装箱的紧固。
8、根据权利要求1所述的集装箱紧固***，其特征在于，相对于所述倾斜未锁定表面，所述倾斜锁定表面的形状较为凸圆、以实现动态施力的锁定接合，而所述倾斜未锁定表面则包括一大体为平面的接触部分、以实现大体为静态施力的解锁接合。
9、根据权利要求8所述的集装箱紧固组件，其特征在于，所述倾斜锁定表面在将头部***到启锁开口内时可使进入力发生变化，而所述倾斜未锁定表面则在将头部从启锁开口中移出时可使退出力大体上均匀一致，其中退出力与进入力的比率范围从1到22。
10、一种集装箱紧固组件，该集装箱紧固组件用于将集装箱紧固到支撑体上，所述集装箱具有一启锁开口，该启锁开口具有相对的接合头部的部分以及具有一开口厚度，所述集装箱紧固组件包括：
一适于被紧固到支撑体上的基部，该基部包括一容纳弹簧的空腔、弹簧端部固定装置、一纵向基部轴线、以及一上基部表面，其中纵向基部轴线以平行于接合头部的部分的方式延伸；
一由基部支撑的轴，该轴可绕着旋转轴线旋转，其中所述旋转轴线可延伸穿过启锁开口，该轴包括一容纳头部的端部和一横向非圆形的容纳弹簧的端部，所述容纳弹簧的端部延伸而进入到容纳弹簧的空腔内，并包括可启动弹簧的容纳端部的结构件，该容纳端部的结构件穿过容纳弹簧的端部横向延伸；
一头部，该头部包括一纵向头部轴线和一倾斜的外头部表面，该纵向头部轴线与纵向基部轴线呈角度偏移、从而形成一中间轴角度，该中间轴角度不大于54度旋转角度，由此形成一松弛的、锁定的、偏移的头部位置，将头部安装到容纳头部的端部上而使其处于偏移的头部位置，在与接合头部的部分强劲接触的情况下、所述倾斜的外头部表面适于旋转而穿过启锁开口，倾斜的外头部表面包括一上部锁定倾斜表面和一下部未锁定倾斜表面；
一扭转弹簧元件，该扭转弹簧元件被容纳在容纳弹簧的空腔中，并包括一中心轴界面，该中心轴界面与容纳端部的结构件互接，从而所述扭转弹簧元件在接合头部的部分与头部接触时、通过集装箱所提供的力、可在容纳弹簧的端部和弹簧端部固定装置之间得到启动，接合头部的部分用于将力矩经由头部而施加到轴上，当处于启动的、解锁的、对准的头部位置时，所述头部可穿过启锁开口移动，当头部穿过启锁开口移动时，中间轴角度倾向于零旋转角度，而当处于偏移的头部位置时，所述头部不能穿过启锁开口移动，中间轴角度和下部未锁定表面可配合而在头部和上基部表面之间产生一间隙尺寸，间隙尺寸不小于大约1.6875英寸，该间隙尺寸用于容纳集装箱所带来的物质，所述集装箱所带来的物质的位置邻近启锁开口，从而产生了非均匀的开口厚度，偏移的头部位置用于防止头部穿过启锁开口移动、以选择性地将集装箱紧固到支撑体上。
11、根据权利要求10所述的集装箱紧固组件，其特征在于，所述扭转弹簧元件为金属螺旋扭簧，该金属螺旋扭簧用于确保集装箱紧固组件能够用在变化的环境温度下。
12、根据权利要求11所述的集装箱紧固组件，其特征在于，所述扭簧由回火钢材制成，该回火钢材用于确保在变化的环境温度中，能获得大体均匀一致的启动弹簧的性能，其中所述变化的环境温度的范围从大约55摄氏度到大约-45摄氏度。
13、根据权利要求11所述的集装箱紧固组件，其特征在于，所述支撑体由运载体甲板组成，同时所述基部适于被可拆除地紧固到运载体甲板上，可拆除紧固的基部使使用者能够选择性地对金属螺旋扭簧和弹性体环形扭簧进行互换，所述弹性体环形扭簧包括一非圆形的中心轴界面，该中心轴界面用于与容纳弹簧的端部进行可启动的互接式接合。
14、根据权利要求10所述的集装箱紧固组件，其特征在于，所述基部包括一剪切止动块，其形状可与启锁开口配合，当集装箱得到紧固时，该剪切止动块被容纳在启锁开口中，以防止集装箱相对于基部进行侧向移动，因此，剪切止动块用于加强集装箱的紧固。
15、根据权利要求10所述的集装箱紧固组件，其特征在于，相对于所述倾斜未锁定表面，所述倾斜锁定表面的形状较为凸圆、以实现动态施力的锁定接合，而所述倾斜未锁定表面则包括一大体为平面的接触部分、以实现大体为静态施力的解锁接合。
16、根据权利要求10所述的集装箱紧固组件，其特征在于，所述倾斜锁定表面在将头部***到启锁开口内时可使进入力发生变化，而所述倾斜未锁定表面则在将头部从启锁开口中移出时可使退出力大体上均匀一致，其中退出力与进入力的比率范围从1到22。
17、一种集装箱紧固装置，该集装箱紧固装置用于将集装箱紧固到支撑体上，所述集装箱具有一启锁开口，该启锁开口具有相对的接合头部的部分以及具有一开口厚度，所述集装箱紧固装置包括：
一适于被紧固到支撑体上的基部，该基部包括一纵向基部轴线以及一上基部表面；
一由基部支撑的轴，该轴可绕着旋转轴线旋转，其中所述旋转轴线可延伸穿过启锁开口，该轴包括一容纳头部的端部和一容纳弹簧的端部，所述容纳弹簧的端部包括可启动弹簧的容纳端部的结构件；
一头部，该头部包括一纵向头部轴线和一倾斜的外头部表面，该纵向头部轴线与纵向基部轴线呈角度偏移、从而形成一中间轴角度，该中间轴角度不大于54度旋转角度，由此形成一松弛的、锁定的、偏移的头部位置，将头部安装到容纳头部的端部上而使其处于偏移的头部位置，在与接合头部的部分强劲接触的情况下、所述倾斜的外头部表面适于旋转而穿过启锁开口，倾斜的外头部表面包括一上部锁定倾斜表面和一下部未锁定倾斜表面，相对于所述倾斜未锁定表面，所述倾斜锁定表面的形状较为凸圆、以实现动态施力的锁定接合，而所述倾斜未锁定表面则包括一大体为平面的接触部分、以实现大体为静态施力的解锁接合；
一弹簧元件，该弹簧元件包括一中心轴界面，该中心轴界面与容纳端部的结构件互接，从而所述弹簧元件在接合头部的部分与头部接触时、通过集装箱所提供的力、可经由容纳弹簧的端部而得到启动，从而当处于启动的、解锁的、对准的头部位置时，所述头部可穿过启锁开口移动，当头部穿过启锁开口移动时，中间轴角度倾向于零旋转角度，而当处于偏移的头部位置时，所述头部不能穿过启锁开口移动，中间轴角度和下部未锁定表面可配合而在头部和上基部表面之间产生一间隙尺寸，间隙尺寸不小于大约1.6875英寸，该间隙尺寸用于容纳集装箱所带来的物质，所述集装箱所带来的物质的位置邻近启锁开口，从而产生了非均匀的开口厚度，偏移的头部位置用于防止头部穿过启锁开口移动、以选择性地将集装箱紧固到支撑体上。
18、根据权利要求17所述的集装箱紧固装置，其特征在于，所述弹簧元件为扭簧，该扭簧选自一弹簧组，所述弹簧组则由环形扭簧和螺旋扭簧组成，环形和螺旋扭簧限定了可互换的弹簧元件，扭簧包括选定的材料，所选定的材料选自由弹性体材料和金属材料组成的材料组。
19、根据权利要求18所述的集装箱紧固装置，其特征在于，根据特定场所的温度范围，对所述扭簧进行选择，可将特定场所的温度范围定义为温和范围和极端范围，温和与极端范围为相对于彼此进行定义，弹性体扭簧可被选择用在温和范围，而金属扭簧则可被选择用在极端范围。
20、根据权利要求19所述的集装箱紧固装置，其特征在于，所述扭簧由回火钢材制成，所述回火钢材用于确保在变化的环境温度中，能获得大体均匀一致的启动弹簧的性能，其中所述变化的环境温度的范围从大约55摄氏度到大约-45摄氏度。
21、根据权利要求18所述的集装箱紧固装置，其特征在于，所述支撑体由运载体甲板组成，同时所述基部适于被可拆除地紧固到运载体甲板上，可拆除紧固的基部使使用者能够选择性地对环形扭簧和螺旋扭簧进行互换，所述环形扭簧包括一非圆形的中心轴界面，该非圆形的中心轴界面用于与容纳弹簧的端部进行可启动的互接式接合。
22、根据权利要求15所述的集装箱紧固装置，其特征在于，所述倾斜锁定表面在将头部***到启锁开口内时可使进入力发生变化，而所述倾斜未锁定表面则在将头部从启锁开口中移出时可使退出力大体上均匀一致，其中退出力与进入力的比率范围从1到22。
23、根据权利要求22所述的集装箱紧固装置，其特征在于，所述基部包括一剪切止动块，其形状可与启锁开口配合，当集装箱得到紧固时，该剪切止动块被容纳在启锁开口中，以防止集装箱相对于基部进行侧向移动，因此，剪切止动块用于加强集装箱的紧固。
24、一种集装箱紧固装置，该集装箱紧固装置用于将集装箱紧固到支撑体上，所述集装箱具有一启锁开口，该启锁开口具有相对的接合头部的部分以及具有一开口厚度，所述集装箱紧固装置包括：
一适于被紧固到支撑体上的基部，该基部包括一纵向基部轴线以及一上基部表面；
一由基部支撑的轴，该轴可绕着旋转轴线旋转，其中所述旋转轴线可延伸穿过启锁开口，该轴包括一容纳头部的端部和一容纳弹簧的端部，所述容纳弹簧的端部包括可启动弹簧的容纳端部的结构件；
一头部，该头部包括一纵向头部轴线和一倾斜的外头部表面，该纵向头部轴线与纵向基部轴线呈角度偏移、从而形成一中间轴角度，该中间轴角度不大于54度旋转角度，由此形成一松弛的、锁定的、偏移的角度位置，将头部安装到接合头部的端部上而使其处于偏移的头部位置，在与接合头部的部分强劲接触的情况下、所述倾斜的外头部表面适于旋转而穿过启锁开口，倾斜的外头部表面包括一上部锁定倾斜表面和一下部未锁定倾斜表面；
一弹簧元件，该弹簧元件包括一中心轴界面并由回火钢材制成，该中心轴界面与容纳端部的结构件互接，所述弹簧元件在接合头部的部分与头部接触时、通过集装箱所提供的力、可经由容纳弹簧的端部而得到启动，所述回火钢材用于确保在变化的环境温度中，能获得大体均匀一致的启动弹簧的性能，其中所述变化的环境温度的范围从大约55摄氏度到大约-45摄氏度，当处于启动的、解锁的、对准的头部位置时，所述头部可穿过启锁开口移动，当头部穿过启锁开口移动时，中间轴角度倾向于零旋转角度，而当处于偏移的头部位置时，所述头部不能穿过启锁开口移动，中间轴角度和下部未锁定表面可配合而在头部和上基部表面之间产生一间隙尺寸，间隙尺寸大于开口厚度，该间隙尺寸用于容纳集装箱所带来的物质，所述集装箱所带来的物质的位置邻近启锁开口，从而产生了非均匀的开口厚度，偏移的头部位置用于防止头部穿过启锁开口移动、以选择性地将集装箱紧固到支撑体上。
25、根据权利要求24所述的集装箱紧固装置，其特征在于，所述中间轴角度不大于54度旋转角度，而所述间隙尺寸则不小于1.6875英寸，所述中间轴角度和所述间隙尺寸旨在容纳一小于1.6875英寸的、非均匀一致的开口厚度。
26、一集装箱紧固***，该集装箱紧固***用于在温度变化的条件下，将集装箱紧固到支撑体上，所述集装箱具有一启锁开口，该启锁开口具有大体平行的接合头部的部分，该集装箱紧固***包括：
一基部，适于被紧固到集装箱支撑体上，该基部包括一容纳弹簧的空腔和弹簧端部固定装置；
一由基部支撑的轴，该轴可绕着旋转轴线旋转，其中所述旋转轴线可延伸穿过启锁开口，该轴包括一容纳头部的端部和一容纳弹簧的端部，容纳弹簧的端部延伸而进入到容纳弹簧的空腔内；
一头部，该头部由容纳头部的端部支承，并适于在与接合头部的部分强劲接触的情况下、旋转而穿过启锁开口，所述头部包括一上部锁定表面和一下部未锁定表面；
至少两个可互换的弹簧元件，选定的可互换的弹簧元件被容纳在容纳弹簧的空腔中，并且在接合头部的部分与头部接触时、通过集装箱所提供的力、而可在容纳弹簧的端部和弹簧端部固定装置之间得到启动，接合头部的部分用于将力矩经由头部而施加到轴上，所述头部当处于启动的、解锁的旋转头部位置时，可穿过启锁开口移动，而当处于松弛的、锁定的旋转头部位置时，则不能穿过启锁开口移动，锁定的旋转头部位置用于防止头部穿过启锁开口移动、以选择性地将集装箱紧固到支撑体上。
27、根据权利要求26所述的集装箱紧固***，其特征在于，所述选定的可互换的弹簧元件为扭簧，该扭簧选自由环形扭簧和螺旋扭簧组成的弹簧组，环形扭簧和螺旋扭簧限定了可互换的弹簧元件，扭簧包括选定的材料，所选定的材料选自由弹性体材料和金属材料组成的材料组。
28、根据权利要求27所述的集装箱紧固***，其特征在于，根据特定场所的温度范围，对所述所选定的可互换的弹簧元件进行选择，可将特定场所的温度范围定义为温和范围和极端范围，温和与极端范围为相对于彼此进行定义，弹性体环形扭簧被选择用在温和范围，而金属螺旋扭簧则被选择用在极端范围。
29、根据权利要求28所述的集装箱紧固***，其特征在于，所述金属螺旋扭簧由回火钢材制成，所述回火钢材用于确保在变化的环境温度中，能获得大体均匀一致的启动弹簧的性能，其中所述变化的环境温度的范围从大约55摄氏度到大约-45摄氏度。
30、根据权利要求29所述的集装箱紧固***，其特征在于，所述容纳弹簧的端部包括一启动弹簧的横向断面件和一启动弹簧的凹槽，启动弹簧的凹槽穿过启动弹簧的横向断面件延伸，所选定的可互换的弹簧元件包括一中心轴界面，其中环形扭簧的中心轴界面与横向断面件互接，而螺旋扭簧的中心轴界面则与凹槽互接。
31、根据权利要求30所述的集装箱紧固***，其特征在于，所述支撑体由运载体甲板组成，同时所述基部适于被可拆除地紧固到运载体甲板上，可拆除紧固的基部使使用者能够选择性地对环形扭簧和螺旋扭簧进行互换。
32、根据权利要求31所述的集装箱紧固***，其特征在于，所述基部包括一剪切止动块，其形状可与启锁开口配合，当集装箱得到紧固时，该剪切止动块被容纳在启锁开口中，以防止集装箱相对于基部进行侧向移动，因此，剪切止动块用于加强集装箱的紧固。
33、根据权利要求26所述的集装箱紧固***，其特征在于，相对于所述未锁定表面，所述锁定表面的形状较为凸圆、以实现动态施力的锁定接合，而所述未锁定表面则包括一大体为平面的接触部分、以实现大体为静态施力的解锁接合。
34、根据权利要求33所述的集装箱紧固组件，其特征在于，所述锁定表面在将头部***到启锁开口内时可使进入力发生变化，而所述未锁定表面则在将头部从启锁开口中移出时可使退出力大体上均匀一致，其中退出力与进入力的比率范围从1到22。
35、一种集装箱紧固组件，该集装箱紧固组件用于将集装箱紧固到支撑体上，所述集装箱具有一启锁开口，该启锁开口具有相对的接合头部的部分，所述集装箱紧固组件包括：
一适于被紧固到支撑体上的基部，该基部包括一容纳弹簧的空腔和弹簧端部固定装置；
一由基部支撑的轴，该轴可绕着旋转轴线旋转，其中所述旋转轴线可延伸穿过启锁开口，该轴包括一容纳头部的端部和一横向非圆形的容纳弹簧的端部，所述容纳弹簧的端部延伸而进入到容纳弹簧的空腔内，并包括可启动弹簧的容纳端部的结构件，该容纳端部的结构件穿过容纳弹簧的端部横向延伸；
一头部，该头部由容纳头部的端部支承，并适于在与接合头部的部分强劲接触的情况下、旋转而穿过启锁开口，所述头部包括一上部锁定表面和一下部未锁定表面；
一扭转弹簧元件，该扭转弹簧元件被容纳在容纳弹簧的空腔中，并包括一中心轴界面，该中心轴界面与容纳端部的结构件互接，从而所述扭转弹簧元件在接合头部的部分与头部接触时、通过集装箱所提供的力、可在容纳弹簧的端部和弹簧端部固定装置之间得到启动，接合头部的部分用于将力矩经由头部而施加到轴上，所述头部当处于启动的、解锁的旋转头部位置时，可穿过启锁开口移动，而当处于松弛的、锁定的旋转头部位置时，则不能穿过启锁开口移动，锁定的旋转头部位置用于防止头部穿过启锁开口移动、以选择性地将集装箱紧固到支撑体上。
36、根据权利要求34所述的集装箱紧固组件，其特征在于，所述扭转弹簧元件为金属螺旋扭簧，该金属螺旋扭簧用于确保集装箱紧固组件能够用在变化的环境温度下。
37、根据权利要求35所述的集装箱紧固组件，其特征在于，所述扭簧由回火钢材制成，该回火钢材用于确保在变化的环境温度中，能获得大体均匀一致的启动弹簧的性能，其中所述变化的环境温度的范围从大约55摄氏度到大约-45摄氏度。
38、根据权利要求35所述的集装箱紧固组件，其特征在于，所述支撑体由运载体甲板组成，同时所述基部适于被可拆除地紧固到运载体甲板上，可拆除紧固的基部使使用者能够选择性地对金属螺旋扭簧和弹性体环形扭簧进行互换，所述弹性体环形扭簧包括一非圆形的中心轴界面，该中心轴界面用于与容纳弹簧的端部进行可启动的互接式接合。
39、根据权利要求34所述的集装箱紧固组件，其特征在于，所述基部包括一剪切止动块，其形状可与启锁开口配合，当集装箱得到紧固时，该剪切止动块被容纳在启锁开口中，以防止集装箱相对于基部进行侧向移动，因此，剪切止动块用于加强集装箱的紧固。
40、根据权利要求34所述的集装箱紧固组件，其特征在于，相对于所述倾斜未锁定表面，所述倾斜锁定表面的形状较为凸圆、以实现动态施力的锁定接合，而所述倾斜未锁定表面则包括一大体为平面的接触部分、以实现大体为静态施力的解锁接合。
41、根据权利要求40所述的集装箱紧固组件，其特征在于，所述倾斜锁定表面在将头部***到启锁开口内时可使进入力发生变化，而所述倾斜未锁定表面则在将头部从启锁开口中移出时可使退出力大体上均匀一致，其中退出力与进入力的比率范围从1到22。
42、一种集装箱紧固装置，该集装箱紧固装置用于将集装箱紧固到支撑体上，所述集装箱具有一启锁开口，该启锁开口具有相对的接合头部的部分，所述集装箱紧固装置包括：
一适于被紧固到支撑体上的基部；
一由基部支撑的轴，该轴可绕着旋转轴线旋转，其中所述旋转轴线可延伸穿过启锁开口，该轴包括一容纳头部的端部和一容纳弹簧的端部，所述容纳弹簧的端部包括可启动弹簧的容纳端部的结构件；
一头部，该头部由容纳头部的端部支承，并适于在与接合头部的部分强劲接触的情况下、旋转而穿过启锁开口，所述头部包括一上部锁定表面和一下部未锁定表面，相对于所述未锁定表面，所述锁定表面的形状较为凸圆、以实现动态施力的锁定接合，而所述未锁定表面则包括一大体为平面的接触部分、以实现大体为静态施力的解锁接合；
一弹簧元件，该弹簧元件包括一中心轴界面，该中心轴界面与容纳端部的结构件互接，从而所述弹簧元件在接合头部的部分与头部接触时、通过集装箱所提供的力、可经由容纳弹簧的端部而得到启动，从而所述头部当处于启动的、解锁的旋转头部位置时，可穿过启锁开口移动，而当处于松弛的、锁定的旋转头部位置时，则不能穿过启锁开口移动，所述锁定的旋转头部位置用于防止头部穿过启锁开口移动、以选择性地将集装箱紧固到支撑体上。
43、根据权利要求42所述的集装箱紧固装置，其特征在于，所述弹簧元件为扭簧，该扭簧选自一弹簧组，所述弹簧组则由环形扭簧和螺旋扭簧组成，环形和螺旋扭簧限定了可互换的弹簧元件，扭簧包括选定的材料，所选定的材料选自由弹性体材料和金属材料组成的材料组。
44、根据权利要求43所述的集装箱紧固装置，其特征在于，根据特定场所的温度范围，对所述扭簧进行选择，可将特定场所的温度范围定义为温和范围和极端范围，温和与极端范围为相对于彼此进行定义，弹性体扭簧可被选择用在温和范围，而金属扭簧则可被选择用在极端范围。
45、根据权利要求44所述的集装箱紧固装置，其特征在于，所述扭簧由回火钢材制成，所述回火钢材用于确保在变化的环境温度中，能获得大体均匀一致的启动弹簧的性能，其中所述变化的环境温度的范围从大约55摄氏度到大约-45摄氏度。
46、根据权利要求43所述的集装箱紧固装置，其特征在于，所述支撑体由运载体甲板组成，同时所述基部适于被可拆除地紧固到运载体甲板上，可拆除紧固的基部使使用者能够选择性地对环形扭簧和螺旋扭簧进行互换，所述环形扭簧包括一非圆形的中心轴界面，该非圆形的中心轴界面用于与容纳弹簧的端部进行可启动的互接式接合。
47、根据权利要求40所述的集装箱紧固装置，其特征在于，所述倾斜锁定表面在将头部***到启锁开口内时可使进入力发生变化，而所述倾斜未锁定表面则在将头部从启锁开口中移出时可使退出力大体上均匀一致，其中退出力与进入力的比率范围从1到22。
48、根据权利要求47所述的集装箱紧固装置，其特征在于，所述基部包括一剪切止动块，其形状可与启锁开口配合，当集装箱得到紧固时，该剪切止动块被容纳在启锁开口中，以防止集装箱相对于基部进行侧向移动，因此，剪切止动块用于加强集装箱的紧固。
49、一种集装箱紧固装置，该集装箱紧固装置用于将集装箱紧固到支撑体上，所述集装箱具有一启锁开口，该启锁开口具有相对的接合头部的部分，所述集装箱紧固装置包括：
一适于被紧固到支撑体上的基部；
一由基部支撑的轴，该轴可绕着旋转轴线旋转，其中所述旋转轴线可延伸穿过启锁开口，该轴包括一容纳头部的端部和一容纳弹簧的端部，所述容纳弹簧的端部包括可启动弹簧的容纳端部的结构件；
一头部，该头部由容纳头部的端部支承，并适于在与接合头部的部分强劲接触的情况下、旋转而穿过启锁开口，所述头部包括一上部锁定表面和一下部未锁定表面；
一弹簧元件，该弹簧元件包括一中心轴界面并由回火钢材制成，该中心轴界面与容纳端部的结构件互接，所述弹簧元件在接合头部的部分与头部接触时、通过集装箱所提供的力、可经由容纳弹簧的端部而得到启动，所述回火钢材用于确保在变化的环境温度中，能获得大体均匀一致的启动弹簧的性能，其中所述变化的环境温度的范围从大约55摄氏度到大约-45摄氏度，所述头部当处于启动的、解锁的旋转头部位置时，可穿过启锁开口移动，而当处于松弛的、锁定的旋转头部位置时，则不能穿过启锁开口移动，所述锁定的旋转头部位置用于防止头部穿过启锁开口移动、以选择性地将集装箱紧固到支撑体上。
50、根据权利要求49所述的集装箱紧固装置，其特征在于，所述锁定表面在将头部***到启锁开口内时可使进入力发生变化，而所述未锁定表面则在将头部从启锁开口中移出时可使退出力大体上均匀一致，其中退出力与进入力的比率范围从1到22。
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