用于联运集装箱装卸的方法和设备与流程

本申请涉及用于包括从船舶上卸载集装箱并将其放置在铁路车辆上的高效中转集装箱的系统，并且涉及可用于促进这种中转的设备。

背景技术：

在货运行业，公知的是在许多情况下，集装箱从船舶到铁路的中转会涉及额外的人力并损失时间，同时集装箱首先转运至公路挂车，然后转运至铁路站场进行组织、重装和城际列车的连接。然而，将集装箱装载到公路货运挂车上，然后将货运挂车装载到铁路车辆上，或者替代地卸载挂车然后将集装箱装载到铁路车辆上，是相当劳动密集且耗时的工作。例如，公路挂车通常在船旁行驶至从船上接收集装箱的位置。然后，公路挂车可被移动至铁路站场，在那里可使用道岔引擎将铁路车辆定位于载重车的牵引车和放置有集装箱的公路挂车可出入的装载平台。因此，铁路-公路联运系统和方法的使用很大程度上局限于较长距离的货运。然而，在货运成本竞争日益激烈的环境下，对于可提供成本节约、特别是工时节约的改进仍有需求。更具体地，在例如200至400英里的“短途”或“中途”货运长度上，使用铁路系统可完全避免对于大量牵引车挂车组合的长途货运司机的需求。因此，提供和使用新型的船舶-铁路-公路联运系统将会是可取的。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，则将十分有利。

技术实现要素：

在第一方面，提供了一种用于在铁路侧线上将货运集装箱装载在公路挂车上的设备，该铁路侧线包括构造成使铁路车辆移动的一对间隔开的路轨，所述设备包括：铁路车辆，所述铁路车辆包括：车架，所述车架具有前部和后部；一对主凸缘路轨车轮，所述主凸缘路轨车轮位于或靠近所述车架的后部；悬架系统，将所述车架支承在所述一对主凸缘路轨车轮的上方；一对辅助凸缘路轨车轮，所述辅助凸缘路轨车轮位于所述主凸缘路轨车轮的前方，并且通过相反的第一和第二起落架支柱从所述车架向下设置，所述第一和第二起落架支柱通过横撑间隔开；输送机钩，所述输送机钩在所述车架的下方延伸，所述输送机钩具有臂，其近端枢转地固定至所述车架，并且其远端具有从所述臂延伸的向下伸出的钩部；从所述车架向上延伸的挂钩，所述挂钩包括钢配合板和夹爪，所述夹爪适于将从公路挂车向下延伸的锁定销锁定。

在第二方面，提供了一种经由铁路进行公路挂车的联合运输的方法，包括：设置多辆根据第一方面所述的铁路车辆；设置多辆公路挂车，所述公路挂车构造成接收并固定地运输货运集装箱；提供第一铁路侧线，所述第一铁路侧线邻近货运集装箱源定位，所述第一铁路侧线包括一对路轨；将所述多辆公路挂车中的一辆固定至选定的铁路车辆；设置输送机系统，所述输送机系统具有第一端和第二端，以及用于将铁路车辆从所述第一端移动至所述第二端的牵引链；通过使所述铁路车辆上的输送机钩接合至所述牵引链，将所述选定的铁路车辆移动至邻近所述货运集装箱源的装载位置；使所述输送机钩与所述牵引链脱离，以停止所述铁路车辆的移动；从所述货运集装箱源提升选定的货运集装箱，然后降低所述选定的货运集装箱，并将所述选定的货运集装箱安装到所述多辆铁路车辆中的一辆之上的公路挂车上；以及使所述输送机钩与所述牵引链重新接合，以便将所述铁路车辆移动至所述输送机系统的所述第二端。

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示出输送机系统和相应的铁路侧线的一部分，该铁路侧线可沿码头设置用于将集装箱从船只中转至位于l型铁路车辆(因其大致呈l形，在本文中也被称为“l型车”)上的公路挂车，挂车构造成接收并固定以便运输一个或多个货运集装箱，并且适于在联合货运系统处理方法中使用。

图2进一步详细示出在公路挂车的运输中使用的l型车的实施例，其中示出处于空载配置、准备装载公路挂车的l型车；挂车的装载可在l型车连接至输送机系统之前或之后完成。

图3示出输送机系统和相应的铁路侧线，该铁路侧线可沿码头设置用于经由起重机将集装箱从船只中转至位于铁路车辆上的公路挂车，挂车构造成接收并固定以便运输一个或多个货运集装箱，并且适于在联合货运系统处理方法中使用。在此视图中示出，当穿过铁路侧线时支承各个l型车的前端的l型车上的辅助凸缘导向车轮已通过枢转板的作用力升高至路轨上方，该作用力作用在辅助凸缘车轮的起落架支柱之间延伸的横撑上；由于输送机钩与牵引链脱离，铁路车辆的向前移动已停止，并且铁路车辆停留在原位直到移除枢转挡块使输送机钩与牵引链重新接合。

图4示出在输送机系统中使用的牵引链元件的示例性实施例，该输送机系统可设置在码头用于使铁路车辆移动，以便将集装箱从船只装载至位于铁路车辆上的公路挂车。

图5是示出l型车的构造实施例的元件的局部竖直剖视图，示出了当穿过输送机系统上方的铁路侧线时支承单个l型车的前端的l型车上的导向车轮，导向车轮的起落架支柱，在导向车轮的起落架支柱之间延伸的横撑，尺寸和形状配置成与横撑滑动接合的枢转板，以及限制枢转板的运动直到移动至虚线所示的一侧而释放的枢转挡块。另外示出输送机钩以及输送机驱动轮和驱动轴(以虚线表示)。

图6详细示出用于铁路一公路联合货运的铁路行驶的l型车的实施例，其中示出第一辆l型车与第二辆l型车之间的联结，并且示出用于支承挂车的甲板，以及当单个l型车穿过输送机系统上方的铁路侧线时支承其前端的l型车上的导向车轮。

图7示出输送机系统和相应的铁路侧线的一部分，该铁路侧线可沿码头设置用于将集装箱从船只中转至位于铁路车辆上的公路挂车，其中挂车已接收货运集装箱，并且从铁路车辆伸出的输送机钩已通过移除枢转挡块而降低，使得输送机钩与牵引链输送机接合并由此向前牵拉铁路车辆及其上装载的挂车。

图8详细示出用于铁路一公路联合货运的铁路行驶的l型车系统的实施例，其中示出在由n辆l型车组成的列车t或列车部分tp中的第一辆l型车(n＝1)上的台车的使用，台车支承第一辆l型车以便连接至机车(或者替代地连接至另一列车部分tp)，并且第二辆l型车(n＝2)通过联结至第一辆l型车(n＝1)而加入。

图9进一步详细示出在铁路列车中的l型车被转向以便公路挂车由公路牵引车拾取并从铁路站场移走时的铁路侧线，并且另外详细示出新颖的轨道路段和可互换轨道盘的使用，所有这些结构便于l型车角运动至从l型车上卸载公路挂车的位置。

图10进一步详细示出在公路挂车的运输中使用的l型车的实施例，其中示出公路挂车由牵引车拾取，并且l型车处于降低的挂车拾取位置。

前述附图仅仅是示例性的，包含了在可用于实践本文所教导的方法的设备中可存在或省略的各种元件。已经尝试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绘制附图。然而，可在本文的教导以及本文所阐述的权利要求所覆盖的范围内，使用用于输送机系统和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

本文阐述了在船舶-铁路-公路联合货运系统中使用的独特设备和这种设备的使用方法。在执行本文所述的方法时有用的一些设备在之前于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中有记载，该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长途运输应用中可见的最常用的挂车设计，即半挂车。根据定义，半挂车是一种没有前车轴的挂车。在半挂车中，半挂车的大部分重量由公路牵引车支承。半挂车通常装备有起落架，即可降低的支架，用以在与公路牵引车分离时支承半挂车。在世界的许多地方，联结至半挂车的公路牵引车被称为半挂载重车，或者更普遍地简称为“半挂”。然而，应当理解的是，本文所说明的设备和方法可应用于其它类型的挂车，包括具有前车轴以及连接栓和挂钩的挂车，因此本文所说明的联运系统设计不应局限于半挂车本身，而应被理解为可用于各种公路挂车设计的快速装载和卸载。

参照图1、图2和图3，示出了用于运输公路挂车22的铁路车辆20。如图1中所示，在轮对21上运行的铁路车辆20由输送机钩23沿铁路侧线25牵拉。铁路侧线25包括相伴隔开的路轨25a和25b。设置具有牵引链29和一个或多个驱动轮35的输送机系统27，牵引链29具有链节31并且配置在路轨25a和25b之间。另如图1中所见，示出铁路车辆20运载有公路半挂车22。如图1中进一步详细示出的，铁路车辆20包括轮对21，其具有连接至一对凸缘路轨车轮28的至少一根车轴26，以及可包括常规弹簧33的悬架组件30。如图6中更好地示出的，铁路车辆20设置有车架32，其中车架32为大致l形，并具有车架前端34和车架后端36。车架还包括用于支承挂车22的甲板40。甲板40可在甲板第一端42与甲板第二端44之间延伸。在一个实施例中，甲板40可在铁路中转运作期间朝向第二端44向下倾斜。在一个实施例中，大致竖直延伸的缓冲器46可位于或邻近甲板40的第二端44。可在缓冲器46的后方设置后部基座50。在一个实施例中，后部基座50可具有(a)置于悬架组件30上并由其悬架的下侧52，以及(b)上侧54。如图8中所示，在一个实施例中，可设置常规的铁路前车钩56和后车钩58。在不同的实施例中，可设置挂钩60，以便将挂车22固定至铁路车辆20。挂车22进而支承集装箱24。

如参照图6可进一步理解的，并如本文别处所述，在一个实施例中，挂钩60可包括具有弹簧加载夹爪64的第五轮滑板62，夹爪64作用于位于半挂车22上的上配合板68之上的主销66，所有这些部件用于锁定主销66以固定半挂车22。如图10中所示，用于牵拉挂车22的牵引车69可类似地装备以常规方式设置的第五轮型滑板62和夹爪64。

如图6中所示，在不同的实施例中，铁路车辆20可设置有一个或多个支承部件70。这种支承部件70可延伸至车架32的前方，其具有足够的长度ls，足以到达一组n辆铁路车辆中相邻的前一铁路车辆20的后部基座50的上侧54，其中n是大于一的正整数。如图8中所示，在第一辆铁路车辆20上，支承部件70可置于连接台车71上，该连接台车设置用于与引擎18连接。在一个实施例中，可设置两个支承部件70。

另如图6中所示，甲板40可包括左轨道部40l和右轨道部40r。左轨道部40l和右轨道部40r的尺寸和形状设置用于支承具有常规的双左车轮(未示出)和双右车轮73的挂车20。双右车轮73在不同附图中示出。例如，参见图1中的双右车轮73；双左车轮的外观基本相似。如本文所使用的，双车轮是指在车轴的一侧使用两个车轮，并且在同一车轴的相反侧使用两个车轮，因此在一根车轴上使用总共四个车轮。然而，应当理解的是关于车架上的轮宽要求，在车轴的一侧取代双轮使用单个外嵌车轮或单个内嵌车轮，应被考虑为在功能上等同于和属于本文中所记载的术语双轮的范围内。此外，本文所例示的双联车轴挂车具有多组双轮，并且在两根车轴的每一根的每一侧上有一组双轮。

如还可从图6中所见，左轨道部40l具有第一内缘72，且右轨道部40r具有第二内缘74。第一内缘72和第二内缘74限定出左轨道部40l与右轨道部40r之间的间隙。在一些实施例中，铁路车辆20还可配置用于运输具有起落架的半挂车。在这种情况下，第一内缘72还包括位于缓冲器46的前方距离d1处、限定出左轨道部40l的一段狭窄长度l1的第一外伸切口76。同样，第二内缘74还包括位于缓冲器46的前方距离d2处、限定出右轨道部40r的一段狭窄长度l2的第二外伸切口78。第一外伸切口76和第二外伸切口78的尺寸和形状可配置成为选定的半挂车的起落架80通过所述甲板提供足够的宽度w。在一个实施例中，铁路车辆20还可设置有对应于第一外伸切口76的尺寸和形状的第一甲板插件82，以及对应于第二外伸切口78的尺寸和形状的第二甲板插件84。在一个实施例中，第一甲板插件82可铰接至左轨道部(未示出，但与以下相似)，并且第二甲板插件84可在铰链86处铰接至右轨道部40r。

现在参照图1、图2、图3、图5和图7，示出了一体式船舶-铁路-公路联运集装箱装载设备的各个方面的部件，以及执行其使用方法的各个步骤。示出了用于运载公路挂车22的铁路车辆20通过被输送机系统27的牵引链29牵拉的输送机钩23沿铁路25被牵拉。公路挂车22已准备好接收集装箱24，如图3中所示，通过起重机152将集装箱24a从船只150上移走，然后移动至由集装箱24b所示的位置，继而移动至由集装箱24c所示的位置。如图1中进一步详细所示，铁路车辆20包括轮对21，其具有位于或靠近车架32的后部、连接至一对主凸缘路轨车轮28的至少一根车轴26，以及可包括常规弹簧33、通常在各路轨25a和25b上方使用一对弹簧33的悬架组件30。如图5中更好地示出的，一对凸缘路轨车轮28构造成在一对常规的第一路轨25a和第二路轨25b上运输。一对辅助凸缘路轨车轮156和158设置在主凸缘路轨车轮28前方的位置。一对辅助凸缘路轨车轮156和158分别通过相反的第一起落架支柱160和第二起落架支柱162从车架32向下配置。相反的第一起落架支柱160和第二起落架支柱162通过横撑164隔开。铁路车辆20设置有输送机钩23。输送机钩23在车架32下方延伸。输送机钩23包括臂170，其近端172在枢轴174处枢转固定至车架32。输送机钩23的臂具有向下延伸的钩178，向下延伸至其远端176。

如图1中所示，输送机系统27如上所述设置，包括具有多个链节31的牵引链29。图4中也示出细节。回到图1，至少一个驱动轮35设置用于驱动牵引链29。如图5中详细示出的，牵引链具有与由路轨25a和25b表示的铁路侧线基本上共线设置、并且位于铁路侧线中的一对路轨中的路轨25a和25b之间的上部。

如图3中所示并如上所述，设置公路挂车22。公路挂车22的尺寸和形状配置成且构造用于固定安装接合在车架32上，并接合至挂钩60。在一个实施例中，由路轨25a和25b表示的铁路侧线可位于或邻近码头170，码头配置用于接纳承载货运集装箱24(例如图3中的集装箱24a)的船只150。由路轨25a和25b表示的铁路侧线构造用于使铁路车辆20在其上移动。

起重机152可以可调整地定位在码头170上，用于当公路挂车22安装在铁路车辆20上时，将货运集装箱24从船只150上移走并放置在公路挂车22上。

如图1和图5中更清楚示出的，在一个实施例中，本文所述的创新的系统还可包括枢轴块200和枢转安装于其上的枢转板202。枢转板202可优选地与一对路轨25a和25b共线、沿两者设置且位于两者之间。枢转板202可具有适于与横撑164滑动接合的上表面204。

此外，在一个实施例中，可设置可移动枢转挡块210。可移动枢转挡块210可在枢转板接合位置212(参见图5中的实线)与枢转板避让位置214(参见图5中的虚线)之间移动。可移动枢转挡块210包括当枢转挡块210位于枢转板接合位置212时，适于接纳枢转板202的下侧218从而停止枢转板202的枢转运动的上端216。

可移动枢转挡块210还可包括枢转挡块定位元件220，其设置成例如通过使用液压或电驱动提供使枢转挡块210移动的力。如图5中所示，枢转挡块定位元件220适于使枢转挡块210从枢转板202接合位置212移动至枢转板202避让位置214。

如图1中可见，枢转板202可位于一对路轨25a和25b上方高度h1处，其中高度h1足以使枢转板202随着铁路车辆20通过输送机系统27朝向枢轴块200前移，而接合并向上推压铁路车辆20的横撑164。需注意可移动枢转挡块210定位成接纳并停止枢转板202的枢转运动，由此使输送机钩23充分升高，从而使输送机钩23与输送机系统27的牵引链29脱离，以便停止通过输送机系统27使铁路车辆20进一步移动。而且，需注意辅助凸缘路轨车轮156和158在车架32下方间隔距离w(即，从车架至滚动接触点)，使得当横撑164由枢转板202接合并向上移动时，辅助凸缘路轨车轮156和158升高至一对路轨25a和25b的上方，直到输送机钩23与牵引链脱离。此时，枢转板202的下游端203向下移动距离h2，直到其靠在可移动枢转挡块210上。此时，货运集装箱24可容易地装载到挂车22上。

当挂车22的装载完成时，如从图5和图7中可见，可移动枢转挡块210可由枢转挡块定位元件220移动。枢转挡块定位元件220适于使枢转挡块210从枢转板接合位置212移动至枢转板避让位置214。此移动释放输送机钩23以便重新接合牵引链29，因此铁路车辆20离开输送机系统27的第一端221朝向第二端222移动。

上述设备期望在减少将货运集装箱24装载到船舶-铁路-公路联合运输中使用的挂车22上所需的时间和劳力方面特别有用。首先，设置多辆铁路车辆20。然后，设置多辆公路挂车22。公路挂车构造成接收并牢固地运输货运集装箱24。第一铁路侧线设置成邻近货运集装箱24的源头定位。在一个实施例中，第一铁路侧线可定位于码头170，并且在这种情况下，货运集装箱24的源头可以是船只150。第一铁路侧线包括一对路轨25a和25b。将公路挂车22固定至选定的铁路车辆20。设置输送机系统27。这种输送机系统27包括第一端221和第二端222，以及用于将铁路车辆20从第一端221移动至第二端222的牵引链29。通过使铁路车辆20上的输送机钩23接合至牵引链29，将选定的铁路车辆20移动至邻近货运集装箱源的装载位置。在适当定位后，使输送机钩23与牵引链29脱离，以停止铁路车辆20的移动。通过起重机152将来自货运集装箱源的选定货运集装箱24a固定并提升，然后降低并安装到多个铁路车辆20之一上的公路挂车22上。随后，使输送机钩23与牵引链29重新接合，以使铁路车辆20移动至所述输送机系统27的第二端222。

在该方法的实施例中，如图8中所示，在输送机系统27的末端设置列车组装区域，在那里选定的多辆铁路车辆20中的第一辆连接至台车71。在该方法的变型和改进例中，货运集装箱源可按目的地进行组织，并且在这种情况下，货运集装箱24可按目的地成组装载到铁路车辆20上。在一个实施例中，选定的多辆铁路车辆20中的一组铁路车辆20可设置有用于各目的地的单独的台车71，以便于在主铁路线上的转运完成后在分散场站的分离。

在一个实施例中，该方法可包括通过充分提升铁路车辆20上的横撑164以便使输送机钩23与牵引链29脱离而使输送机钩23与所述牵引链29脱离的步骤。在这种实施例中，在将选定的货运集装箱24安装至多个铁路车辆20之一上的公路挂车22的步骤中，将横撑164支承在一对路轨25a和25b上方足够的高度，使牵引链29能够在不与输送机钩23接合的情况下移动。在这种情况下，横撑164的向上运动由枢转板202提供，并且在将选定的货运集装箱24安装至多个铁路车辆20之一上的公路挂车22的步骤中，如图5中所示，横撑164由枢转挡块210支承在一对路轨25a和25b上方一定的高度。

在将货运集装箱24装载至公路挂车22上之后，使枢转挡块210移动以便解除对横撑164的支承，由此使输送机钩23重新接合牵引链29。

如至少部分地在美国专利us8800452b2中公开的，参照图9，进一步详细示出在铁路列车中的铁路车辆20被转向以便公路挂车22由公路牵引车69拾取并从铁路场站移走时的铁路侧线的实施例。还另外详细示出新颖的轨道路段和可互换轨道盘的使用，所有这些结构便于具有两个路轨车轮的l型车角运动至从l型车上卸载公路挂车的位置。

在一个实施例中，为了使铁路车辆20在到达目的地铁路场站130时能够转向，铁路系统还可包括多个轨道形成柱120，其具有圆盘形的上表面121。轨道形成柱120中可包括用于接受销110的孔122。轨道形成柱120的尺寸和形状设置用于通过在基板112上布置多个轨道形成柱120而滚动支承凸缘路轨车轮28，其中多个销接受孔122用于接受插入其中的销110，以便将轨道形成柱120固定在基板112中的适当的销定位孔124中。在一个实施例中，轨道形成柱120可设置成管柱状，并且在这样的实施例中，轨道形成柱120的尺寸和形状可设置为轨道形成管柱的形式。如图8、图9和图10中所示，在一个实施例中，可互换轨道柱120为铁路车辆上的凸缘车轮提供结构支承。

本文所述的l型铁路车辆20以及弯轨段104和轨道形成柱120使得能够使用在铁路车辆20上快速装载或卸载挂车22的方法。首先，可设置如本文所述的多辆铁路车辆20。然后，设置多辆公路挂车，例如挂车22。然后，在铁路场站130中必须设置供到来的铁路车辆和与各个挂车22挂钩连接的公路牵引车进出用的适当的铁路侧线。如参照图9可见，在铁路场站130中必须具有当多辆铁路车辆20转向角度阿尔法(α)，成为各铁路车辆20与相邻铁路车辆20间隔开的间隔开的倾斜配置时，用于存放多辆铁路车辆20的空间。重要的是，铁路场站130中的存放空间应作为道路可供牵引车69通行。升降机140可具有用于升降集装箱的常规方式，然而，在大多数情况下升降需求可谓相当少，所以通过使用更接近地匹配实际载荷的例如轮式升降装置的升降机构，可实现节能。在任何情况下，升降机140用于一辆接一辆地升降各铁路车辆20的至少一端。首先，将第一辆(n＝1)铁路车辆20在或靠近前端142提起，使铁路车辆20转向并以离开轨道100和102的选定角度阿尔法(α)放置铁路车辆20。然后，将铁路车辆20的前端142降低至地面，使得铁路车辆20的甲板40可被牵引车69进入。然后使用牵引车69将挂车22从铁路车辆20上移走。

在前述说明中，已阐述了众多细节，以提供对用于移动货运集装箱的设备和方法、及其在船舶-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。