货运集装箱制造技术

本发明专利技术涉及一种货运集装箱，包括底板、顶板(D)以及多个壁，该多个壁至少包括前端壁和侧壁(A)。这些侧壁(A)和顶板(D)各自包括至少一个板，该至少一个板具有与该集装箱相关的两个表面维度。这些包括纤维增强壁材料，该纤维增强材料包括第一、第二外纤维层(1、6、7、12)，并且至少包括布置在第一外纤维层与第二外纤维层之间的第一、第二中间纤维层(2、3、4、5、8、9、10、11)。外纤维层的纤维沿外纤维方向对齐，并且中间纤维层的纤维分别沿第一、第二中间纤维层方向对齐，该第一、第二中间纤维层方向相互垂直并且相对于外纤维方向倾斜。外纤维方向沿所述板的所述表面维度的最短表面维度对齐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】货运集装箱
本专利技术涉及货运集装箱，其包括底板、顶板以及多个壁，该多个壁在使用过程中形成在该集装箱的顶板与底板之间延伸的门壁(door wall)、前端壁和多个侧壁以及可选的端壁，所述集装箱界定了该集装箱的平行于底板与侧壁延伸的长度方向，所述集装箱界定了该集装箱的、平行于角柱延伸的高度方向。
技术介绍
为了能够实现高效的供应链系统，货运集装箱优选为标准尺寸，例如符合针对集装箱的ISO标准的货运集装箱。ISO (International Standards Organization,国际标准化组织)集装箱是符合一个或者多个相关ISO集装箱标准(例如，IS01496系列)的货物或船运集装箱。货运集装箱的类型可随其应用发生变化，但是包括公称20和40英尺(foot)的ISO集装箱与10、25、30、45、48和53英尺的集装箱，以及为了通过公路、铁路和/或海路运输货物的SWAP(可拆卸)箱体。本专利技术的集装箱包括如IS01496系列中所描述的通用保温(如隔热、制冷、加热)或散货集装箱，但是也包括非ISO集装箱和SWAP箱体。ISO集装箱标准提供了与壁、顶板及底板的强度相关的最小结构性能。还设置了刚度标准与耐风雨标准。这些标准确保集装箱适合用作货运、船运或者货物集装箱。货运集装箱必须能够在各种天气条件下经受极高的力，例如，因堆积或者船舶运动所引起的力。例如，满载货运集装箱必须能够支承大量的集装箱(也被称作堆积)，而不产生会导致该集装箱不适合使用的永久性变形或异常，并且不牺牲影响处理、紧固及交换的尺寸要求。柱是与底板机构和铸件(配件)一体化的竖直框架构件，其中柱提供了用于支承、处理、堆积和紧固集装箱的设备。角柱是位于集装箱角部的立柱。前角柱是位于货运集装箱前端(即与门端相对)的角柱。后角柱是位于货运集装箱门端的角柱。迄今为止，货运或船运集装箱通常使用具有钢套板或铝套板的金属框架，其中，该钢套板或铝套板通过螺栓、铆钉或者焊接附装到该框架。使用这种货运集装箱的问题在于太重。由于受当地条例所允许的最大毛重的限制，这些集装箱较沉的重量限制了在这样的集装箱内所能够运送的最大货物重量(或者有效载荷)。包括纤维增强复合材料(例如，US7059488中所描述的)的货运集装箱能够导致较小的重量。这种更轻的重量将会增加货运集装箱内能够运载的货物量。也已表明，复合材料结构具有较强的抗腐蚀性，这使得这些集装箱更适合用在海上及其他不利环境下。因此，期望降低重量，但是不能够妥协对通常放置在货运集装箱上的巨大载荷的承受要求。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供改进的货运集装箱，其至少部分地满足上面所提到的问题。上面所提到的专利技术的目的在于实现提供一种货运集装箱，其一种货运集装箱，包括底板、顶板和多个壁，该壁在该集装箱的该顶板与该底板之间延伸并且至少包括前端壁和多个侧壁，其中，该底板、该顶板，以及该壁各自包括至少一个板，每个板具有与该集装箱相关的两个表面维度，其中，这些该板包括纤维增强壁材料，该纤维增强壁材料包括第一外纤维层和第二外纤维层至少包括布置在第一外纤维层与第二外纤维层之间的第一中间纤维层和第二中间纤维层，其中，第一外纤维层的纤维与第二外纤维层的纤维沿外纤维方向对齐，并且第一中间纤维层的纤维和第二中间纤维层的纤维分别沿第一中间纤维方向和第二中间纤维方向对齐，第一中间纤维方向和第二中间纤维方向相互垂直并且相对于该外纤维方向倾斜，并且其中，该外纤维方向与该板的该表面维度的最短表面维度对齐。已经惊喜地发现，由于本专利技术的货运集装箱，所以能够最大化地减少壁的重量，同时可最大化纤维增强壁材料的抗压强度以及纤维增强壁材料的挠曲强度和/或挠曲模量最大化。纤维增强壁材料的抗压强度和挠曲强度和/或挠曲模量的增加导致了包含所要求保护的纤维增强壁材料的板的硬度的提高。当应用另一堆积次序的纤维层且使用相同量的纤维层时，纤维增强壁材料的抗压强度和挠曲强度和/或挠曲模量将会减小。对于另一堆积次序，可以通过应用更高量的纤维来增加其抗压强度和挠曲强度和/或挠曲模量，但是这将导致侧壁和/或顶板重量的增加，并因此导致货运集装箱的重量增加。根据本专利技术的实施例，对于至少该前端壁的板，该纤维增强壁材料还包括多方向性增强层，该多方向性增强层至少包括第一支承纤维层和第二支承纤维层，第一支承纤维层和第二支承纤维层包括沿支承纤维方向对齐的纤维，第一支承纤维层与第一外层邻接出现，并且第二支承纤维层与第二外层邻接出现，并且其中，该支承纤维方向与该外纤维方向垂直。正如从上面所理解的，该前端壁的该板的多方向性增强层可出现在外层的任一侧上，即，作为与外纤维方向垂直的支承纤维方向上的附加增强。重量的减小(一方面)和强度及结构整体(另一方面)性均为本专利技术的集装箱的主要设计动因。专利技术人有利地发现，在不对该货运集装箱在使用过程中的处理、装载、装架以及搬运的整体性产生妥协的情况下，可以放松对集装箱侧壁和顶板的复合壁板的要求，然而这不适用于集装箱前端壁的情况，其中该集装箱的前端壁被设计为承受施加到该前端壁的多方向性力以及应力。侧壁和顶板主要要求承受弯曲载荷和应力一一即足够大的挠曲强度和挠曲模量，同时可以放松对其他应力源(如多方向性应力、剪应力)的要求。这需要前端壁的纤维增强层材料包括额外的纤维层(即多方向性增强层)的集装箱设计:然而同时这样的层不必出现在集装箱的任意其它壁中。因此，前端壁具有不仅适于承受挠曲力，而且适于承受多方向性载荷的结构，从而相对于其表面(纤维沿8个方向延伸(4种对齐)延伸)的准各向同性(quas1-1sotropic)结构。正如所理解的，这种设计一方面能够提供集装箱的总重量(一方面)与其结构整体性(另一方面)之间的优化。与传统的复合型集装箱相比，根据对每个壁进行准确载荷分析的原则来合理地设计集装箱可实现重量的减小，从而提供了重要的优势。根据本专利技术的实施例，该集装箱的壁在该集装箱的远端或者尾端还包括一个或多个侧端壁或者顶板端部，该侧端壁或者该顶板端部分别与该侧壁和该顶板相邻并平行布置，其中，每个侧端壁或者每个顶板端部包括至少一个板，该至少一个板包含该纤维增强壁材料，并且其中，对于至少该侧端壁或者该顶板端部的板，该纤维增强壁材料包括剪切应力增强层，该剪切应力增强层至少包括布置在第一外纤维层与第二外纤维层之间的第三中间纤维层和第四中间纤维层，其中，第三中间纤维层的纤维与第一中间纤维层的纤维对齐并且第二中间纤维层布置在第一中间纤维层与第三中间纤维层之间；并且其中，第四中间纤维层的纤维与第二中间纤维层的纤维对齐并且第一中间纤维层布置在第二中间纤维层与第四中间纤维层之间。侧端壁和/或顶板端部并不出现在各种类型的货运集装箱内，但是仅仅会出现在在较长的集装箱(如>40英尺)内。根据本专利技术，也已经发现，对形成侧端壁和/或顶板端部的一个或多个板相对于吸收剪应力的要求应当更严格，然而可以放松其相对于多方向性载荷的要求。已经发现，与侧壁相反，关于侧端壁整体性的主要要求为，这些壁必须能够承受货运集装箱搬运及装架期间的剪应力。这是除了施加到整个侧壁和侧端壁(以及，基本上该集装箱所有壁)的挠曲强度要求以外的另一要求。通过认识到仅仅是前端壁，以及侧端壁或顶板末端所应用的位置需要对力(如剪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种货运集装箱，包括底板、顶板和多个壁，所述壁在所述集装箱的所述顶板与所述底板之间延伸并且至少包括前端壁和多个侧壁，其中，所述底板、所述顶板，以及所述壁各自包括至少一个板，每个所述板具有与所述集装箱相关的两个表面维度，其中，所述板包括纤维增强壁材料，所述纤维增强壁材料包括第一外纤维层和第二外纤维层并且至少包括布置在所述第一、第二外纤维层之间的第一中间纤维层和第二中间纤维层，其中，所述第一、第二外纤维层的纤维沿外纤维方向对齐，并且所述第一中间纤维层的纤维和所述第二中间纤维层的纤维分别沿第一中间纤维方向和第二中间纤维方向对齐，所述第一中间纤维方向和所述第二中间纤维方向相互垂直并且相对于所述外纤维方向倾斜，并且其中，所述外纤维方向与所述板的所述表面维度中的最短表面维度对齐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.14 EP 11169837.9;2011.06.14 EP 11169833.81.一种货运集装箱，包括底板、顶板和多个壁，所述壁在所述集装箱的所述顶板与所述底板之间延伸并且至少包括前端壁和多个侧壁， 其中，所述底板、所述顶板，以及所述壁各自包括至少一个板，每个所述板具有与所述集装箱相关的两个表面维度， 其中，所述板包括纤维增强壁材料，所述纤维增强壁材料包括第一外纤维层和第二外纤维层并且至少包括布置在所述第一、第二外纤维层之间的第一中间纤维层和第二中间纤维层，其中，所述第一、第二外纤维层的纤维沿外纤维方向对齐，并且所述第一中间纤维层的纤维和所述第二中间纤维层的纤维分别沿第一中间纤维方向和第二中间纤维方向对齐，所述第一中间纤维方向和所述第二中间纤维方向相互垂直并且相对于所述外纤维方向倾斜，并且其中，所述外纤维方向与所述板的所述表面维度中的最短表面维度对齐。2.根据权利要求1所述的货运集装箱，其中，对于至少所述前端壁的板，所述纤维增强壁材料还包括多方向性增强层，所述多方向性增强层至少包括第一支承纤维层和第二支承纤维层，所述第一支承纤维层和所述第二支承纤维层包括沿支承纤维方向对齐的纤维，所述第一支承纤维层与所述第一外层邻接出现，并且所述第二支承纤维层与所述第二外层邻接出现，并且其中，所述支承纤维方向与所述外纤维方向垂直。3.根据权利要求1或2所述的货运集装箱，所述壁在所述集装箱的远端或者尾端还包括一个或多个侧端壁或者顶板端部，所述侧端壁和所述顶板端部分别与所述侧壁和所述顶板相邻并平行布置，其中，每个所述侧端壁或者每个所述顶板端部包括至少一个板，所述至少一个板包含所述纤维增强壁材料，并且 其中，对于至少所述侧端壁或者所述顶板端部的板，所述纤维增强壁材料包括剪切应力增强层，所述剪切应力增强层至少包括布置在所述第一外纤维层与所述第二外纤维层之间的第三中间纤维层和第四中间纤维层，其中，所述第三中间纤维层的纤维与所述第一中间纤维层的纤维对齐并且所述第二中间纤维层布置在所述第一中间纤维层与所述第三中间纤维层之间；并且其中，所述第四中间纤维层的纤维与所述第二中间纤维层的纤维对齐并且所述第一中间纤维层布置在所述第二中间纤维层与所述第四中间纤维层之间。4.根据权利要求3所述的货运集装箱，其中，除了所述侧端壁的所述板外，所述侧壁或者所述前端壁中的至少一者的所述板的所述纤维增强壁材料包括剪切应力纤维增强层。5.根据前面至少一项权利要求所述的货运集装箱，其中所述壁的所述板中的一者或多者由层压结构形成，所述层压结构包括外层压层和内层压层，其中所述外层压层和所述内层压层两者均至少部分地由所述纤维增强壁材料形成，其中所述内层压层位于所述集装箱的内侧(在所述内侧放置有货物)，并且所述外层压层位于所述集装箱的外侧。6.根据权利要求5所述的货运集装箱，其中，所述层压结构还包括布置在用于支承所述层压层的两个层压层之间、并且与这两个层压层机械接触的芯层。7.根据权利要求6以及权利要求3或4的至少一项所述的货运集装箱，其中，至少在所述外层压层中，所述剪切应力增强层还包括布置在所述第一外纤维层与所述第二外纤维层之间的第五中间纤维层和第六中间纤维层，其中，所述第五中间纤维层的纤维与所述第二中间纤维层的纤维对齐并且所述第二中间纤维层布置在所述第六中间纤维层与所述第三中间纤维层之间；并且其中，所述第六中间纤维层的纤维与所述第一中间纤维层的纤维对齐且所述第一中间纤维层布置在所述第四中间纤维层与所述第五中间纤维层之间。8.根据前面至少一项权利要求所述的货运集装箱，其中，所述侧壁的所述板的、与所述集装箱相关的所述表面维度包括长度和高度，其中，高度方向被界定为平行于所述前端壁和所述侧壁并且垂直于所述底板和...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁卡·阿玛托，圭劳麦·拉托特，鲁道夫·马希尔·维塞尔，鲁多·施普戴尔·范，赛欧菲鲁斯·乔纳斯·马特修斯·琼灵，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
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