CN101720300A - 运输容器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于容纳任意期望制品或产品的运输容器，其包括包围空腔的多个壁元件(10)，至少一个壁元件具有多壁板(20)，所述多壁板包括利用一个或多个彼此间隔开的壁(26)而相互连接的内置层(22)和外置层(24)，并且所述多壁板的内置层和/或外置层连接到覆盖层(30)。
Description
本发明涉及用于容纳人、任何期望制品或产品的包括包围空腔的多个壁元件的运输容器。
这样的运输容器可以用于例如在船容器、货运列车等之上的货物运输。运输容器通常具有由长方形大表面的壁元件所包围的内部容器空间，所述壁元件形成运输容器的侧壁、顶部和底部。此外还提供端壁，在一个或两个端壁上有门。
术语“运输容器”可理解为由壁元件所限定的任何期望空间，其适于人、货物和动物的运输。在该方面，例如，它们可以是船用运输容器、用于卡车或用于轨道运输的可拆卸箱体，用于篷车、拖车等的结构。
这样的运输容器可提供以及不提供隔热。在隔热运输容器中，壁元件包含热导率低的材料例如聚氨酯泡沫，以实现高的隔热。
运输容器在使用中例如用于运输、用起重机、叉车等装载时承受高负载；它们暴露于各种天气，因此它们还必须耐用。对运输容器的建造设计分为两种不同的设计原理：支撑架设计和自支撑设计。
一种支撑架设计包括根据图1的承载架，包括角柱1、侧构件2和横梁构件3。在这样的设计中，壁元件代表简单的界面元件并且通常对运输容器的结构强度和刚度的贡献较小。从图1中可以看到，承载架包括角柱1和连接角柱1的横梁构件3和侧构件2。角柱1和构件2，3为例如钢型材或铝型材。
与此相反，对于自支撑设计，除了架之外，壁元件也承载施加到运输容器上的负载的相当大一部分，结果为：例如通过使用比在支撑架设计中更薄的型材，可以将所述架制得较为薄弱，因此明显较轻。
壁元件必须具有高的弯曲刚度和弯曲强度。例如，通过如图2所示的波状壁元件，形成具有弯曲刚度和弯曲强度的壁元件。这样的壁元件用于例如不隔热的运输容器。
用于隔热的运输容器并且产生高弯曲刚度和弯曲强度的壁元件的一个变化实例是：在壁元件的内部使用轻质材料例如泡沫，且使用相对刚性而强韧的材料作为壁元件的覆盖层。这样的具有轻质芯和两个承载覆盖层的结构也称为夹层设计，如图3所示。附图标记4表示覆盖层，附图标记5表示壁芯。D表示夹层壁元件的总厚度，dK表示壁芯的厚度，dD表示覆盖层的厚度。
所谓的支撑架设计普遍用于隔热和不隔热的运输容器。例如在美国专利3,561,633中已知一种具有钢架和夹层壁元件的自支撑轻质建造设计，该夹层壁元件由胶合板芯(其为粘合木材)通过两个玻璃纤维强化的聚酯树脂覆盖层来封装所制得。
在具有夹层壁元件的隔热运输容器中，轻质而隔热的材料例如聚氨酯泡沫位于壁芯中。壁元件的隔热基本由隔热材料的厚度和热导率所决定。刚性而强韧的材料例如钢板、铝板或纤维强化的塑料用作在两面覆盖芯的覆盖层。壁元件的刚度和强度基本由其总厚度以及两个覆盖层的厚度、刚度和强度所决定。在一种已知类型的具有夹层壁元件的隔热的船用容器中，厚度为约0.6mm的不锈钢板用作侧壁，例如总壁厚为约65mm。这样的侧壁重量例如在20英尺容器中总计为约225kg，在芯中存在泡沫，密度为约45kg/m3。
此外，建造壁元件的层不存在金属部件的隔热壁元件是已知的。这样的壁元件由美国专利5,450,977中可知。在该专利说明书公开的容器中，壁元件的每个面上均结合包含非金属的、相对强韧的、具有相对低热导率的轻质材料的层。例如，使用玻璃纤维/塑料复合材料。所述层通过优选由相同材料制得的C形支撑通道相互连接。所述C形支撑通道以及所述的层首先作为单独部件存在，然后使用容器制造中的RF焊接技术将它们相互连接。两个分别相邻的C形支撑通道和两层之间的空间填充有隔热材料。
在先前已知的具有金属覆盖层和位于它们之间的泡沫的夹层设计的壁元件中，一个缺点在于这些壁元件具有相对高的重量。在由美国专利5,450,977中已知的壁元件中，一个缺点在于外置层和内置层均由隔热材料制得，此外，该材料还必须具有高的强度和刚度，并最终经受天气影响或容器负载的影响，使得对外置层和内置层的材料选择必须具有高要求。
本发明的目的是进一步开发本文最初所述种类的运输容器，使其制得较为轻质并且具有足够强度和刚度值，其中上述要求不必全部由壁元件层来满足。
通过具有权利要求1的特征的运输容器来实现该目的。本发明的有益方面形成从属权利要求的主题。
根据本发明，至少一个壁元件具有壁板，该壁板具有利用一个或多个壁而相互连接的内置层和外置层，该壁板的内置层和/或外置层连接到单独的覆盖层。该覆盖层优选为形成表面的壁元件的层。本发明同样包含在覆盖层上布置附加层或涂层的实施方案。此外，覆盖层和壁板的内置层和/或外置层可以传力的方式连接。
因此，在其上存在覆盖层的壁元件的一侧或多侧上有两层，也就是属于壁板的层和覆盖层。覆盖层可以例如由刚性而强韧的材料制成，而壁板层或整个壁板可以由例如热导率相对低的轻质材料制成。因此，对运输容器的壁所作的要求可以任意地一方面分配到壁板上，而另一方面分配到与其连接的覆盖层上。覆盖层可以直接连接到壁板层或者可以由置于它们之间的其它层从该处分隔开。
如果壁板的内置层和外置层二者都连接到覆盖层上，则尤为有利。以这种方式形成具有壁板芯的夹层壁元件，此处也获得如下优点：以一方面通过壁板芯和另一方面通过覆盖层的合适的方式，来满足对壁元件性能的要求。例如，可以想到由非金属、具有相对低热导率的轻质材料作为壁芯来制得壁板，并将诸如钢板、铝板或纤维强化的(如用玻璃纤维或碳纤维强化的)塑料的刚性而强韧的材料用于覆盖层。这自然也因而适用于仅提供一个覆盖层的情形。
壁板是通过两个层结合的板，所述两个层通过一个壁或优选多个壁相互连接，优选将所述壁制成贯通的。
运输容器的所有壁元件，即两个侧壁、顶和底以及两个端壁，优选具有根据本发明的设计。
一个或多个覆盖层可以是非金属的或金属的材料，优选具有高刚度和强度。
壁板的壁的长度可对应于壁元件的长度。然而，覆盖层也可以伸出超过壁板，即壁板以及因此壁可比壁元件短。可以提供壁元件具有较短边和较长边，壁板的壁优选与较短边平行延伸。通常还可以提供所述壁与壁元件的长边平行延伸。通常还可以提供壁元件的边具有相同长度。
如果壁板由非金属材料制成，则尤为有利。壁板可以由例如塑料制成，尤其可由热固性塑料或热塑性塑料或可热塑加工的热固性塑料制成。合适的热固性塑料或热塑性塑料或可热塑加工的热固性塑料可任意选择。当为热塑性塑料时，可以特别有利地生产壁板；例如可以考虑聚丙烯、聚酰胺、苯乙烯共聚物、诸如聚对苯二甲酸乙二酯的聚酯或具有前述聚合物之一作为共混物组分之一的多组分聚合物共混物。还可以使用诸如生物高分子的其他塑料。在该方面，优选热导率较低的轻质材料。与最初所述的美国专利5,450,977相比，壁板无需必须包含强韧而刚度的材料作为覆盖层和C形支撑通道。相反，它们可以包含轻质的、优选热导率低的非金属材料并且因此承担相当一部分的隔热。
可以向壁板的塑料中加入填料以提高抗变形性，降低塑料壁的热导率和/或通过与塑料相比成本更低的填料来降低材料价格。例如，木粉、纤维素纤维、玻璃纤维、碳纤维、微孔或纳米孔的玻璃粉以及其他材料可用作填料。如果使用填料，则填料应当具有尽可能低的密度，优选小于3000kg/m3，甚至更优选小于2000kg/m3，以保持壁板的重量尽可能地小。
在本发明的另一个实施方案中，可将一个或多个壁以及壁板的层利用一个生产步骤进行制造并制成为一片。一个或多个壁以及壁板层优选借助于挤出来连续制造。例如，可以想到借助于作为塑料加工的惯用加工方法的型材挤出，以使用该方法可能的宽度(普通挤出宽度最大为1m以内；但是宽度最大为3m的壁板也可以挤出)，来制造壁板，所述壁板能够通过一种且相同的材料在连续加工方法中以贯通工艺步骤来低成本地制造。然而，通过例如使用所谓的共挤出，壁还可以包含与内置层和/或外置层不同的塑料。采用本发明这样的实施方案可以省略壁与两个层的后续连接，这是因为此连接已经在共挤出材料的熔体流一起流动的共挤出工具中进行。为保持壁板中的热流并且因而使通过壁的传热尽可能低，通常有利的是在整个设计的机械方面将壁制得尽可能窄而间隔尽可能大。
可以布置多个壁并且在位于所述壁之间的空腔中填充隔热材料。可以有效地随后将隔热材料引入空腔，例如将2K的聚氨酯泡沫或膨胀型聚苯乙烯(EPS)或膨胀型聚丙烯(EPP)的泡沫化颗粒、泡沫球引入空腔，或者在壁板挤出的工艺步骤中同时作为泡沫的借助于所谓的共挤出作为挤出泡沫，例如聚丙烯泡沫或聚苯乙烯泡沫。同样自然可以想到可以不填充空腔。
在本发明另一个有利的实施方案中，提供多个壁，在壁之间的空腔内存在真空或者向空腔内引入预制抽空的真空板。由此实现超过相同厚度的泡沫芯夹层板隔热的多倍的非常好的隔热。通常可以将壁之间的所有空腔或者仅一部分空腔抽空或配备预制抽空的真空板。
自然应以适合的方式密封抽空的空腔以防空气流入。在引入市售的预制真空板的情形中，因为真空板自身已经是真空密封的，所以无需密封空腔以防空气流入。
在不能保持真空的情形中，例如由于损害或者有缺陷的密封，可在抽空区域中容纳填料体例如聚苯乙烯球。由此可以防止之后位于空腔内的空气循环，该循环结果会进一步降低隔热。对于填充体的类型、尺寸或布置完全没有限制。
在本发明另一个实施方案中，壁板的内置层和/或外置层粘合到覆盖层。粘合剂的选择取决于制成属于壁板的内置层和外置层的材料的组合。如果壁板以及由此属于该壁板的内置层由例如填充有木粉的聚丙烯制成，并且如果覆盖层由例如铝板制成，则可以使用例如2K聚氨酯粘合剂。
覆盖层和壁板还可以通过任何期望的其他技术互相连接。还可以想到覆盖层和壁板是在一个生产步骤例如共挤出中制造的，或者是在挤出过程期间在工具中或在校准中相互连接，其中至少壁板的表面仍然是熔融的并且以这种方式粘合到覆盖层。
在本发明另一个有利实施方案中，壁元件包括壁板元件优选壁板条的单独的段，所述段相互连接。单独的壁板元件的内置层和/或外置层可以具有覆盖层。在本发明一个优选实施方案中，壁板元件或壁板条可拆分地互相连接。这样的设计不仅有利于壁板的制造，而且使得可以在受损的情形下，不必替换全部壁板，而仅需替换受影响的的壁板条。该程序使得根据本发明的运输容器的修理更便宜和更简单。
壁板元件或壁板条的该可拆分连接的实例为榫槽体系，其中榫提供于壁板条的边缘区域并且与相邻壁板条的边缘区域中的槽啮合。
同样通常可以想到通过不可拆分技术例如通过粘接或焊接使得单独的壁板元件或壁板条连接。在该方面，单独的壁板元件对整个壁元件的连接可以例如仅仅是将覆盖层相互连接。相邻壁板壁元件的壁板芯之间存在的任何空腔在此可以随后填充有泡沫例如2K PUR泡沫。
在本发明的另一个实施方案中，运输容器具有自支撑设计。
运输容器自然还可以具有支撑架设计，如目前使用的大部分船用容器。在该情形中，不是在侧壁夹层元件，底部夹层元件、顶部夹层元件和端壁夹层元件具有对应于现有技术的泡沫芯，而是可以在这些元件的至少之一处倚靠本发明中所述的内部具有壁板且其上有覆盖层的壁板夹层元件。例如，如果使用具有金属覆盖层的壁板壁元件，则金属覆盖层可以沿着它们的外部轮廓以传力的方式焊接到例如支撑架设计的构件或者相邻壁元件的金属覆盖层。
根据本发明的壁元件是重型的，特别是具有弯曲刚度和弯曲强度并且具有较轻的重量。具有壁板的壁元件的确切尺寸如总厚度、外层厚度、内层厚度、壁厚、壁的数目或者壁与两层之间的角度均可根据要求在广泛范围内进行设定。
通过参考附图中所示的实施方案，可更加详细地解释本发明的其他细节和优点。示出了：
图1-3：根据现有技术的运输容器和壁元件的不同视图；
图4a，4b：根据本发明的壁元件的透视截面图(图4a)和倾斜布置的壁的示意图(图4b)；
图5：具有自支撑设计的运输容器的示意性透视图；和
图6：运输容器的角区域的截面示意图，该运输容器具有连接壁元件的角型材。
图4a示出了根据本发明的具有壁板芯20的壁元件10的一个实施方案的截面示意图。壁板芯20具有内置层22和外置层24。这些层22、24借助于多个贯通壁26相互连接。空腔27位于壁26之间。在图4a中壁厚标记为ds；壁间隔用附图标记b来表示。附图标记dDI表示内置层22的厚度。壁板20的外置层24具有相应厚度。壁板20被制成一片并且由一种且相同的材料以连续加工工艺来制造。它包含热塑性塑料。
在图4a中壁板20的厚度由附图标记Ds来表示，壁元件10的总壁厚由D来表示。
壁板20在其内侧和外侧粘合到覆盖层30上。所述覆盖层包括非金属或金属材料，如铝、钢或纤维强化塑料。覆盖层30均都具有相同的厚度dDA。图4b表示壁板20具有倾斜延伸的壁26。
图5显示在自支撑设计中根据本发明的运输容器的透视示意图。在没有侧面构件的运输容器的两端区域提供架40。架40包括例如钢、铝或纤维/塑料复合材料型材。侧面元件、盖和底形成封套50并且包含根据本发明的具有壁板芯的夹层壁元件10。或者壁元件具有仅有一个覆盖层的壁板。由图6可知，相互邻近且形成封套50的壁元件10在它们的内侧和外侧连接到成角度的金属或非金属型材60。
以下将阐述技术实施方案的一个实施例：
壁板：
壁厚度0.5～5mm；壁板厚度10～150mm；与条垂直或呈最大为45°的角度(格子)布置的壁；壁间隔为壁板厚度的0.1～10倍。
泡沫：
在型材挤出中利用共挤出一步地或者后续地将泡沫加入到壁板的空腔中。
覆盖层：
钢0.1～1.0mm；铝0.3～1.8mm；纤维强化的塑料0.1～2mm。
设计：
根据图5的具有架而没有侧面构件的自支撑设计例如由钢/铝或者纤维塑料复合材料型材和封套所制成，所述封套包括具有壁板芯的夹层壁元件，壁元件在边缘处向内和向外地连接到矩形的金属或非金属的角型材(图6)。
具有端架和侧面构件的支撑架设计例如由钢/铝或纤维塑料复合材料型材和封套所制成，所述封套包括具有壁板芯的夹层壁元件。
在根据图4a的一个实施方案中，壁厚ds和内置层22以及外置层24的厚度dDI可以为1.5mm。壁元件的总厚度D为65mm。壁26在内置层22和外置层24上垂直放置。壁间隔b为65mm。在两侧提供厚度为0.3mm的不锈钢板作为覆盖层30。位于壁之间的空腔用30kg/m3的聚氨酯泡沫进行泡沫填充。
对于这样的壁元件，20英尺的容器的这样的侧壁的重量为约140kg。与所述基于具有65mm的厚度、泡沫芯和0.6mm不锈钢板的夹层壁元件的侧壁相比，具有壁板芯的夹层壁元件在约85kg的重量优势下具有5倍的弯曲刚度，隔热大致相同。如果向壁板的空芯室中插入预制真空板，则在大致相同的重量下可获得更好约30％的隔热。
Claims (20)
1.一种用于容纳人、任何期望制品或产品的包括包围空腔的多个壁元件的运输容器，其中至少一个所述壁元件具有壁板，其中所述壁板具有利用一个或多个彼此间隔开的壁而相互连接的内置层和外置层，并且其中所述壁板的内置层和/或外置层连接到覆盖层。
2.根据权利要求1的运输容器，其特征在于所述壁板的内置层和外置层二者均连接到覆盖层。
3.根据权利要求1或2的运输容器，其特征在于所述覆盖层以及所述壁板的内置层和/或外置层具有相等的面积并且相互齐平放置。
4.根据权利要求1或2的运输容器，其特征在于所述覆盖层在面积上大于所述壁板的内置层和/或外置层并且部分地或全部地突出超过所述壁板的内置层和/或外置层。
5.根据前述权利要求之一的运输容器，其特征在于如果所述壁元件具有较短边和较长边，则所述壁板的壁与所述短边和/或长边平行延伸。
6.根据前述权利要求之一的运输容器，其特征在于所述壁板包含非金属材料。
7.根据权利要求6的运输容器，其特征在于所述壁板包含塑料，尤其是热固性塑料或热塑性塑料或可热塑加工的热固性塑料。
8.根据权利要求7的运输容器，其特征在于所述塑料为聚丙烯、聚酰胺、苯乙烯共聚物、诸如聚对苯二甲酸乙二酯的聚酯或者生物技术制造的聚合物或者具有前述聚合物之一作为共混物组分之一的多组分聚合物共混物。
9.根据权利要求7或8的运输容器，其特征在于所述塑料包含填料。
10.根据前述权利要求之一的运输容器，其特征在于所述壁或者所述多个壁以及所述壁板的层利用挤出在一个生产步骤中连续地制造并制成一片。
11.根据前述权利要求之一的运输容器，其特征在于提供多个壁；并且所述壁之间的空腔中填充有隔热材料。
12.根据前述权利要求之一的运输容器，其特征在于所述壁板的内置层和/或外置层粘合到所述覆盖层。
13.根据权利要求1-12之一的运输容器，其特征在于所述壁板的内置层和/或外置层与所述覆盖层共同挤出。
14.根据前述权利要求之一的运输容器，其特征在于所述壁元件包括相互连接的壁板元件特别是壁板条的单独的段。
15.根据权利要求14的运输容器，其特征在于所述壁元件的所述段之间的连接被制成为可从所述壁板元件或所述壁板条拆卸的。
16.根据前述权利要求之一的运输容器，其特征在于在壁板元件或壁板条中提供多个壁；并且在所述壁之间的空腔中为真空。
17.根据权利要求16的运输容器，其特征在于在抽空的空腔中存在填料体。
18.根据前述权利要求之一的运输容器，其特征在于在壁板元件或壁板条中提供多个壁；并且在所述壁之间的空腔中存在预制真空板。
19.根据前述权利要求之一的运输容器，其特征在于所述运输容器具有自支撑设计。
20.根据前述权利要求之一的运输容器，其特征在于所述运输容器具有采用端架和侧面构件的支撑架设计。
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