用于铁路至公路货运的方法和设备与流程

本申请涉及包括局部铁路运输接着中转至公路进行局部货车运输的用于提供半挂车和挂车的运输的系统，并且涉及可用于促进这种运输和中转的设备。

背景技术：

在货运行业，公知的是在许多情况下，由于可能需要特别通过铁路将少量货物运输至远程地点，因此最后的几英里成为延迟和额外成本的来源。然而，由于运输通常涉及将能够公路运输的挂车铁路中转至接近最终目的地的地点，随后与卡车的连接是相当劳动密集且耗时的工作。

结果，铁路-公路联运系统和方法的使用很大程度上局限于长途货运。然而，在货运成本竞争日益激烈的环境下，尤其对于货物运输要求的最后几英里，仍然需要可提供成本节约、特别是工时节约的改进。因此，如果新颖的、成本有效的方法以及用于实施这种方法的新颖的设备可用于提高船舶-铁路-公路货运中转的经济性，则会十分有利。

技术实现要素：

在第一方面，提供了一种用于对铁路上的短列提供动力的设备，所述设备包括：(a)铁路车辆，所述铁路车辆包括车架，所述车架具有前部、后部和甲板，所述车架由第一转向架和第二转向架支承，所述第一转向架具有第一路轨轮轴和位于所述第一路轨轮轴的两侧的第一对主凸缘路轨车轮，所述第一转向架位于或靠近所述车架的前部，所述第二转向架具有第二路轨轮轴和位于所述第二路轨轮轴的两侧的第二对主凸缘路轨车轮，所述第二转向架位于或靠近所述车架的后部；第一齿轮传动系统，所述第一齿轮传动系统包括多个齿轮，被构造成接收从一个或多个外部路轨主动齿轮供给的动力，并且其中所述一个或多个外部路轨主动齿轮位于所述第一对主凸缘路轨车轮的上方；(b)第一公路牵引车，所述第一公路牵引车包括发动机、变速器、第一驱动轴，所述第一驱动轴还包括位于所述第一驱动轴的两侧的第一和第二组双轮；以及第一和第二外部路轨主动齿轮，所述第一外部路轨主动齿轮设置在所述第一组双轮之间，并充分凹进使得所述第一外部路轨主动齿轮避免公路运行期间的地面接触，并且所述第二外部路轨主动齿轮设置在所述第二组双轮之间，并充分凹进使得所述第二外部路轨主动齿轮避免公路运行期间的地面接触，(c)其中所述甲板包括有孔，所述孔的尺寸和形状配置成容纳穿过其中的所述第一和第二组双轮，使得当所述第一公路牵引车放置在所述甲板上时，所述第一和第二外部路轨主动齿轮定位成与所述第一齿轮传动系统啮合，以便将动力从所述第一公路牵引车的发动机供给至所述第一齿轮传动系统。

在第二方面，提供了一种用于驱动铁路车辆的设备，包括：车架，所述车架具有前部、后部和甲板，所述车架由第一转向架和第二转向架支承，所述第一转向架具有第一路轨轮轴和位于所述第一路轨轮轴的两侧的第一对主凸缘路轨车轮，所述第一转向架位于或靠近所述车架的前部，所述第二转向架具有第二路轨轮轴和位于所述第二路轨轮轴的两侧的第二对主凸缘路轨车轮，所述第二转向架位于或靠近所述车架的后部；第一齿轮传动系统，用于接收来自外部路轨驱动力源的动力，并将来自动力源的动力传递至安装在所述第一转向架上的所述第一路轨轮轴，所述第一齿轮传动系统包括安装在所述第一路轨轮轴上的第一齿轮组，以及安装有第二齿轮组和第三齿轮组的第一浮动轴，所述第一浮动轴枢转地安装至所述第一转向架；所述第二齿轮组设置成与所述第一齿轮组啮合，并响应于由所述第三齿轮组接收的施加至所述第一浮动轴的动力而驱动所述第一齿轮组，使得所述第一路轨轮轴响应于施加至所述第三齿轮组的动力而驱动所述铁路车辆。

在第三方面，提供了一种通过铁路进行联合货物运输的方法，包括以下步骤：设置如第二方面所述的铁路车辆；设置一辆或多辆公路牵引车，所述一辆或多辆公路牵引车构造成对支承所述铁路车辆的转向架上的路轨轮轴提供动力；设置一辆或多辆货运车辆；将所述一辆或多辆货运车辆连接至所述铁路车辆；以及使用由所述一辆或多辆公路牵引车提供至所述铁路车辆的动力牵拉所述一辆或多辆货运车辆。

附图说明

将通过附图中示出的示例性实施例说明本发明，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1示出被开发用于支承一辆或多辆公路牵引车(适于牵拉半挂车的类型)的平板铁路车辆的局部剖视侧视图，其中牵引车附加地设置有主动齿轮，适于与支承铁路车辆的转向架上设置的从动齿轮啮合。

图2进一步详细示出适于在列车车辆推进中使用的公路牵引车的实施例，其中示出在一个实施例中，主动齿轮可位于第一车轴两侧的一组双轮之间，并且示出可使用双联车轴的布置。

图3示出具有位于各组双轮之间的主动齿轮的单后轴牵引车的俯视图；牵引车和齿轮(参见图1和图4)适于驱动用于局部货物运输的列车。

图4提供示出可用于铁路车辆的实施例的第一齿轮传动系统的示意图，该铁路车辆具有的传动装置适于从具有双轮间的主动齿轮的公路牵引车接收动力。

前述附图仅仅是示例性的，包含了在本文所教导的设备的特定实施例中可存在或省略的各种元件。已经以至少示出对于理解本文所教导的设备和方法以及对于替代性构造而言重要的元件的方式来提供附图。然而，可在本文的教导以及本文所记载的权利要求所覆盖的范围内，使用可用于驱动铁路车辆的齿轮传动系统以及联合货运系统部件及其使用方法的各种其它元件。

具体实施方式

本文提出了在船舶-铁路-公路联合货运系统中使用的独特设备及方法。可用于执行本文所述方法的一些设备之前在2014年8月12日颁授予大卫·昆的名称为“铁路货车的装载或卸载”的美国专利us8800452b2中，以及在2016年5月2日提交的名称为“用于联运集装箱装卸的方法和设备”的美国专利申请15/144517中有记载，各文献的公开内容全文通过引用结合在本文中。在本公开内容中提供的说明所涉及的实施例使用了在北美的公路运输应用中最常用的牵引车、即用于牵拉半挂车的牵引车的设计方案。根据定义，半挂车是一种不具有前轴的挂车。在半挂车中，半挂车的大部分重量由公路牵引车支承。公路牵引车通常装备有大型柴油机，并且通过传动改进可用于为短列的铁路运行提供充足的动力。

参照图1，其中示出用于为路轨上的短列提供动力的设备。在一个实施例中，该设备包括铁路车辆10，其具有由第一转向架14和第二转向架16支承的车架12。车架12具有前部18、后部20和甲板22。第一转向架14可包括两个轮组24a和24b，两者之一包括第一路轨轮轴26以及位于第一路轨轮轴26两侧的第一对主凸缘路轨车轮28a和28b。如图1中所示，第一转向架14位于或靠近车架12的前部18。第二转向架16也可包括两个轮组30a和30b，两者之一包括第二路轨轮轴32以及位于第二路轨轮轴32两侧的第二对主凸缘路轨车轮34(与图4中所示的第一对主凸缘路轨车轮28a和28b相似)。如图1中所示，第二转向架16位于或靠近车架12的后部20。

另如图1中所示，设置有第一齿轮传动系统40。第一齿轮传动系统40包括多个齿轮(参见图4且如下面进一步说明的)，构造成接收从一个或多个外部路轨主动齿轮供给的动力，例如分别位于第一公路牵引车50的右双轮46r1和46r2之间以及左双轮48l1和48l2之间的外部路轨主动齿轮42r和42l。在一个实施例中，一个或多个外部路轨主动齿轮42r和42l位于第一对主凸缘路轨车轮28a和28b上方的升高位置(例如，竖直上方但可纵向向后移位)。

如图2中所示，在一个实施例中，第一公路牵引车50可包括发动机52和变速器54，以常规方式经由传动系56和差速器58连接至第一驱动轴60。在第一驱动轴60上安装有位于第一驱动轴60两侧的第一和第二组双轮(右侧是46r1和46r2，左侧是48l1和48l2)。如上所述，第一外部路轨主动齿轮42r可设置在第一组双轮46r1和46r2之间，并可充分凹进使得第一外部路轨主动齿轮42r显著避免公路运行期间的地面接触。第二外部路轨主动齿轮42l可设置在第二组双轮48l1和48l2之间，并可充分凹进(即，具有足够小的外径)使得第二外部路轨主动齿轮42l显著避免公路运行期间的地面接触。

在一个实施例中，如从图1或图2中可见，甲板22中包括有孔(例如，由右侧的侧壁62和左侧的侧壁64限定)，其尺寸和形状设置成容纳穿过其中的第一和第二组双轮(右侧是46r1和46r2，左侧是48l1和48l2)，使得当第一公路牵引车50放置在甲板22上时，第一和第二外部路轨主动齿轮42r和42l定位成与第一齿轮传动系统40啮合，以便将动力从第一公路牵引车50的发动机52供给至第一齿轮传动系统40。

如图1中所示，在一个实施例中，可设置第二公路牵引车70。第二公路牵引车70可包括与第一公路牵引车50基本相同的部件。这些部件可包括发动机52和变速器54，以常规方式经由传动系56和差速器58连接至第二驱动轴80(一些刚刚提到的第二公路牵引车70的部件在附图中未示出，但可设置成与关于第一公路牵引车50由相同附图标记标示的先前的构造基本相同的构造)。

在第二公路牵引车70的第二驱动轴80上安装有位于第二驱动轴80两侧的第三和第四组双轮(与在图2和图4中对于第一和第二组双轮所示基本相同，其中右侧是46r1和46r2，左侧是48l1和48l2)。与刚才对于第一公路牵引车50所述的构造相似，在第二公路牵引车70的情况下，第三外部路轨主动齿轮43r可设置在第三组双轮47r1和47r2之间，并可充分凹进使得第三外部路轨主动齿轮43r显著避免公路运行期间的地面接触。第四外部路轨主动齿轮43l(未示出，但与图2中所示对于外部路轨主动齿轮42r的设置基本相似)可设置在第四组双轮49l1和49l2之间(同样未示出，但与图2中所示对于双轮48l1和48l2的设置基本相似)，并可充分凹进(即，具有足够小的外径)使得第四外部路轨主动齿轮43l显著避免公路运行期间的地面接触。

在一个实施例中，如从图1或图2中可见，甲板22中包括有孔(例如，由右侧的侧壁78和左侧未示出的侧壁84限定)，其尺寸和形状设置成容纳穿过其中的第三和第四组双轮(右侧是47r1和47r2，左侧是49l1和49l2)，使得当第二公路牵引车70放置在铁路车辆10的甲板22上时，第三和第四外部路轨主动齿轮43r和43l定位成与第二齿轮传动系统72啮合，以便将动力从第二公路牵引车70的发动机52供给至第二齿轮传动系统72。

参照图4，其中示意性并按功能示出第一齿轮传动系统40(为了易于理解，与图1中所示的实施例中示出的布置相比，这些部件纵向展开显示)。第一齿轮传动系统40设置用于接收来自例如公路牵引车50的外部路轨驱动力源的动力。第一齿轮传动系统40构造成经由外部路轨主动齿轮42r和42l接收动力，并将来自动力源(牵引车50)的动力传递至安装在第一转向架14上的第一路轨轮轴26。第一齿轮传动系统40包括安装在第一路轨轮轴26上的第一齿轮组80(在一个实施例中可包括至少两个齿轮80a和80b)。设置第一浮动轴82，其上安装有第二齿轮组84(在一个实施例中可包括至少两个齿轮84a和84b)和第三齿轮组86(在一个实施例中可包括至少两个齿轮86a和86b)。如图1中所示，第一浮动轴82可通过臂88可枢转地安装至第一转向架14。第一浮动轴82提供了与第一转向架14的可枢转连接，使第一齿轮组80能够在相对于第二齿轮组84相对运动的同时与第二齿轮组84连接，并且使铁路车辆的甲板22能够相对于第一路轨轮轴26竖直运动。第二齿轮组84a和84b设置成与第一齿轮组80a和80b啮合，并且响应于由第三齿轮组86a和86b接收的施加至第一浮动轴82的动力而驱动第一齿轮组80a和80b。在本实施例中，第一路轨轮轴26响应于由牵引车50施加至第三齿轮组86a和86b的动力而驱动铁路车辆10。

现在返回至图1，可设置第二公路牵引车70将动力从发动机52经由第二齿轮传动系统72供给至铁路车辆10。第二齿轮传动系统72构造成经由外部路轨主动齿轮43r和43l接收动力，并将来自动力源(牵引车70)的动力传递至安装在第二转向架16上的第二路轨轮轴32。第二齿轮传动系统72包括安装在第二路轨轮轴32上的第四齿轮组81(在一个实施例中可包括至少两个齿轮80a和80b)。设置第二浮动轴83，其上安装有第五齿轮组85(在一个实施例中可包括至少两个齿轮85a和85b)和第六齿轮组87(在一个实施例中可包括至少两个齿轮87a和87b)。如图1中所示，第二浮动轴83可通过臂88可枢转地安装至第二转向架16。第五齿轮组85(可包括至少两个齿轮85a和85b)设置成与第四齿轮组81(可包括至少两个齿轮81a和81b)啮合，并且响应于由第六齿轮组87(可包括至少两个齿轮87a和87b)接收的施加至第二浮动轴83的动力而驱动第四齿轮组81a和81b。本领域技术人员和本说明书所涉及的人士将会理解，尽管在图1的正视图中仅示出了工作原理图，然而在本段中提及的各种齿轮组(81、85、87)可以与对于图4中所示的伴随的第一齿轮传动系统40示出的相同的方式设置成至少两个齿轮。在任何情况下，在本实施例中，第二路轨轮轴32响应于由第二牵引车70施加至第六齿轮组87a和87b的动力而驱动铁路车辆10。

在实践中，本文所说明的设备可在使用公路挂车的、通过铁路进行联合货物运输的方法中使用。在这种方法中，铁路车辆10可用于经由连接器90牵拉一辆或多辆货运车辆fc(未示出，但例如可以是在上述专利或专利申请中记载的车辆)。货运车辆fc适于运载半挂车或挂车，例如，可构造成当货运集装箱安装在常规的公路运输底盘上时，用于货运集装箱的公路运输。因此在该方法中，可通过常规方式将公路牵引车50或70从铁路车辆10上卸载，然后用于在规定的铁路终点目的地将公路挂车运载至货物运输的最终目的地。在该方法的进一步改进中，货运车辆fc可构造成运载公路挂车，并且公路挂车可按规定的最终目的地进行组织并放置在所述一辆或多辆货运车辆fc上。然后，可在规定的目的地铁路终点站场将公路挂车从货运车辆fc上移走。随后，公路牵引车50或70将公路挂车输送至规定的最终目的地。

在前述说明中，已阐述了众多细节，以提供对使用公路牵引车驱动短列的设备和方法、及其在铁路-公路联合货运系统中的使用方法的公开的示例性实施例的透彻理解。然而，为了提供有用的实施例或者实施选定的或其它公开的实施例，一些所述的细节可能是不需要的。此外，出于说明的目的，说明书可能包括各种相关的术语，例如，表面、位于、邻近、靠近、附近、在…上、到…上，等等。这种用法不应被理解为是限制性的。仅与参考点相关的术语并非意味着被理解为绝对限制，而是包括在前述说明中用于帮助理解所公开的实施例的各个方面。所述的各种部件可替换性地使用，或者包括在用于特定情况的一些设计或部件中。因此，本文所述的方法可以在特定情况下最有用的方式，全部或部分地用于各种离散的操作中。然而，说明的顺序不应被理解为暗示这种替换方案必须依赖顺序，或者在该替换方案中必须使用各种部件。而且，读者将注意到短语“在一个实施例中”已被重复使用。该短语通常不指代同一实施例，然而其也可指代同一实施例。最后，词语“包含”、“具有”和“包括”应被认为是同义的，除非上下文另外指明。

本文所说明和要求保护的各个方面和实施例可在实质上不偏离本发明所提供的新颖教导和优点的情况下进行修改，且可在不偏离本发明的构思或本质特征的情况下实施为其它特定形式。本文所呈现的实施例无论在哪方面均应被认为是说明性的而非限制性或限定性的。本公开内容旨在涵盖本文所述的方法和设备，且不仅涵盖其结构等同形式，而且涵盖其等同结构。按照上述教导的改型和变形是可能的。因此，对本发明给予的保护应仅由本文所述的权利要求及其法律等同形式限定。