货物转运的方法和设备 本发明涉及货物转运的方法和设备。
货物转运应理解为铁路/铁路或公路/公路或铁路/船舶的装货和卸货。
国际政治和经济的复杂性正在引起日益增长的运输需求,由于环境保护的要求,运输日益侧重于铁路交通或公路/铁路复合交通。铁路交通政治方面的要求远远超过了实际可能性,这是由于路线可用性,特别是转运设施方面存在问题。因此,除了迫切需要外,近年来由于调控转运站的冗长法律程序,几乎没有产生任何重大的新转运站。
正是在这种情况下,克鲁普研制出所谓的克鲁普快速转运系统,该系统布置在装、卸货轨道沿线。在这种布置中,在转过快速转运系统时,货运列车由转运设施自动地装卸,在卸货过程中,快速转运系统提升货运列车的各项货物并将其放置在与轨道平行的纵向输送机上。然后各项货物在纵向输送机上运至一横向输送机,横向输送机又将各项货物从轨道一侧送到一多层存取库房中,将货物在那里放置、分选并再送至装、卸列车或卸、装卡车的转运设施。
克鲁普快速转运系统的要旨是使装货和卸货确实“在运动中”完成:当列车缓慢通过转运系统时,在一个预置台位(prebay)中,货物组件的机车和标识由传感器进行电子检验,运载卡车作好准备以便转运。在主台位(main bay)中,包含在运动中的转运设施抓住待卸货的组件如集装箱、交换容器和半挂车等,将其从运输车提起并将其放在包括纵向输送机和横向输送机的转运系统上。
这种系统的优点在于,转运完成快捷,可以进行预定和直接货运列车操作,整个系统与普通的转运设施如集装箱、交换容器和半挂车等兼容。另外,分选系统是在一个较小的基础区域上形成的,这使得在接续而来地货运列车和往来的卡车之间可进行灵活的转运。
在1994年7月的《货运系统(Cargo System)》杂志中,自第55页起发表了一篇题为“在COMMUTER线上的等待”的文章,报告了法国铁路公司SNCF研制大容量、小场地转运系统的研究计划。计划中的系统包括30至36台沿铁路布置的起重机,即每节货车长度上一台起重机。起重机本身并不移动,代之以手摇车垂直于所谓的成组列车(blocktrains)移动,而在纵向上,所谓的穿梭列车(shuttle trains)用作成组列车之间的输送装置。
各项货物借助一配重和强大的电机提起以便实现快速的货物转运。
除了需要庞大的技术性开支外,计划中的COMMUTOR系统和克鲁普快速转运系统的缺点在于,货物要从货车上提起,因此需要货物移过动力悬链线(power catenary)的专门技术方案。这可以通过将各动力悬链线部分转至一侧的方式实现,但是要做到这一点成本相当大。
在1994年7月的德国期刊DVZ第78/3号,第5页上,一篇题为“Warum nicht mal horizontal-der Daimer-Benz-Kombi-Lifter”的文章描述了Daimler-Benz公司意图实现从公路向铁路及从铁路向公路的简单转运的发展。由于只要在连接轨道的公路顶部(topping)中插入一段铁路,因而在转运位置要实现的技术前提很简单。卡车将其货物在标准货物容器(一个具有铰接支腿的交换桥)中移动就位,它在铁路段中行驶,降下其伸出支腿的下部结构并将交换桥连同货物一起放在铁路上就象放在支撑物上;然后公路车辆驶离铁路段。
然后,相互连接的货车加上机车向后转入铁路部分。整个列车在放置的交换桥下穿过直至规定的停靠位置。货车的支承结构由装在货车中的提升系统提起,使支腿松开与地面的接触,从而能够被机械式缩回。然后装载好的列车在货物组件降下后就可以驶离上述铁路段。
这种系统的显著优点在于:
-不象其它转运技术那样,这种系统基本是用公知的已证明成功的构件实现的;
-不需要复杂的龙门式起重机,消除了排队等候和过度负载的终点站;
-甚至远离下一个货物终端的偏僻位置也能够由复合式货运交通包括。
与上述的由起重机进行横向搬运的快速转运系统相比较,非集中化的可能性是一显著优点,这是由于甚至小的工业区也能够容易地参加铁路运输交通。但是,这种系统的缺点是,需要引入新的搬运容器,即,带有铰接支腿的新的交换桥,不如此即不可能加入这种复合式交通。另外,铁路/铁路转运,即途中转换是不可能的,这就是说必须使另外的转运系统投入使用。似乎也可以预见到在用运载卡车的提升翼精确放置和取出输送容器中也存在问题。另外,需要建立适当的系统来控制使卡车进入适当位置的次序,即需要提供使用自己的卡车的单独的转运服务,然而这又需要另外的由卡车至卡车的转运工作。
此外,对于这种系统来说,由于不可能用机车进行在停靠的输送容器下运行,因而必须推动列车。另外,如果没有另外的转运设施,使用这种复式提升器系统不能从列车的中部装、卸货。使用这种复式提升器系统不能在单轨道上同时进行装货和卸货,这是由于在单轨道上只能要么进行放置交换容器,要么进行接纳。
另一种复式交通的转运系统公开在DE3607307中,其中,为了在铁路车辆上接纳一个容器,要设置一个旋转框架,其一端可旋转地安装在铁路车辆的侧面,因而向外旋转这种旋转框架可以将一辆卡车驱动到位,使其尾端对着旋转框架的面侧,使一运输容器在纵向上移到卡车上或从卡车移离。这种转运系统成本相当高,并且当重负荷需要移到处于旋出位置的框架上时也会引起支承问题。
在DE3239622中描述了一种装置,它使用从带有一种装货设备的运载车辆移送和放置负载,具体来说是集装箱,上述装货设备从一支架可伸缩地连接到车辆框架上,上述支架是由若干相互接合的截面形状构成的。这种装货设备包括两个相互接合的截面形状,其中一个连接在车辆框架上,另一个可在形状的纵向上伸展。截面形状可以选择,使两个形状截面之间留有一个敞开的空间,由两个形状的截面之间的间隙向着顶部敞口,使支承集装箱的支承件可从中通过。
也试图用这种设备满意地移送重负载,这是借助铁路的一条长的被支承的导向槽来保证的。这种设备不是用于转运,而只是用于放置集装箱,使得车辆当集装箱由支腿支承留在放置地点时可独立于集装箱地使用。为了使这种装置无问题地发挥作用以便移动和放置负载,车辆框架必须由支承件保持稳定。
另外,DE4244136A1描述了一种转运装置,其用于从一运输车辆向另一并排停靠的运输车辆横向装载运输容器。这种转运装置跨接并固定装货平面之间的间距,补偿其相互之间的高度差,侧向地在其顶面上将待装的容器从一部车辆的装货平面推或拉向另一部车辆的装货平面。
DE3917470A1中提出了一种集装箱枢纽站,使集装箱从货车侧面卸下,并借助各轨道之间的滚道和地下道来回推移,在这种布置中的集装箱通路类似于普通轨道的地下人行道。由于横向搬运,因而在借助通常的集装箱起重机不可能卸下集装箱的、具有动力悬链线的铁路区域也可以进行转运。然而,从整个述文件中看不出关于如何将集装箱从铁路车辆的侧面移下的细节。
DE3313019A1中公开了一种在铁路和公路交通中进行货物转运的方法,其中,集装箱在滚柱轨道上横向移送,在集装箱下侧面上设有专门的形状部分。由于这种集装箱的专门形状,集装箱不能通用。此外,用这种方法不能装载交换桥或半挂车。
DE3136687A1中描述了另一种无需分路而在铁路和公路以及公路和铁路之间同时进行货物转运的方法。为此目的,设有可水平伸展至装置纵轴线且在下部夹紧的集装箱中可垂向升起的水平转运装置。这种方法及装置只适于ISO集装箱,这是由于这种转运装置只能接合这种集装箱。用这种方法不能搬运普通的交换容器或半挂车。
DE4301019A1中描述了一种装货和卸货系统,其用于装、卸大体积的货物。为此目的,设有所谓的装货板,在其上可装货,它可借助转运系统垂直于在铁路车辆的装货板的纵向地移入就位,然后锁定在位。每块装货板在运输期间留在铁路车辆上,借助这种装货板与前述各种系统相比,可实现更快的装货和卸货。
DE3616484描述了一种类似的装置,其用于汽车的装货和卸货,将货物装上或卸下铁路车辆,其具有多个串联的放置位置。每个放置位置配有一个由中央控制装置单独控制的输送装置,和至少一个在铁路枢纽站平台上的固定位置,一旦铁路车辆已精确地停在固定位置上游的一个预定位置上,输送装置将放在固定位置上的无货汽车移至放置位置,或者将放在放置位置的汽车移至固定位置。这里也设有装货板,在运动停止前,运货板被稍许提升,而在动作完成之后返回低位。在铁路车辆的放置位置上,设有锚定装置,每块装货板借以固定在位。
在DE-AS2440682中描述了一种集装箱和带有伺服斜面的装货板的转运系统,公路车辆的装货和卸货装置,以及集装箱列车的轨道被分配给这种转运系统,这种系统包括移送集装箱的滚道。这种转运系统构成一个带有轨道和与其平行且相邻设置的斜面的铁路枢纽站。斜面上设有滚动装置,集装箱和装货板可在其上垂直于轨道和滑动输送。另外,邻近斜面设有纵向输送系统,在其上可平行于轨道输送货物。货车也设有相应的滚动装置,其布置得相应于斜面上的滚动装置,用于横向输送集装箱。为了顺利按顺序在标准间距的滚动装置上纵向和横向地输送集装箱,设有专用容器,在其下侧面设有标准间距的V形滑槽,因而可以预定的公差可靠地导向。在斜面外侧借助提升吊钩实现卡车的装货转运,用提升吊钩将容器从斜面上吊起并放置在卡车的装货表面上。
DE-OS2231442中描述了一种用于铁路货运交通的铁路枢纽系统,货物借助集装箱装卸以避免在广阔的轨道系统上分流各个货车。为此目的,如需要为容器设置由驱动装置驱动的运行底部支承件,只要它们在枢纽站中,这些支承件就支承容器。当列车在枢纽站中停下来后,集装箱被装载在底部支承件上,因此集装箱可被抬起,底部支承件移入其下就位。底部支承件可以带着集装箱横向及纵向移至轨道。
DE3644411中描述了另一种将公路车辆卸载在铁路货车上的装置。在这种装置中设有平台,在平台下装有滚轮,滚轮在槽形截面的钢轨上垂直于货车纵轴线滚动。货车具有可向下铰动的延伸部以便接触与货车并排设置的斜面。平台被滚向斜面。一旦卡车移动到位,平台即缩入货车中。平台可划分成若干平台段以便更好地利用货车上的空间。其目的是加快搬运,使用卡车的目的是装、卸货而不必越过曲线。
另外,DE-OS1756373中描述了一种集装箱转运的方法和设备,其中,集装箱从货车横移被卸在与轨道并排的、高度可调的斜面上,并通过相应反向横移从斜面移向货车。集装箱可通过滑轨或类似装置移动,斜面可借助高度控制器调至货车的高度。
综上所述可以看出,已有的和计划中的转运系统为了从货车提起货物需要很高的技术复杂性,因而需要专门的技术方案以便在动悬链线下通过。此外,上述转运系统构成不允许分散转运操作的大型转运中心。
人们还知道其它转运系统,可以进行水平转运。为此目的,已有人提出多种不同的系统,其中一部分需要专门的运输容器,或者包括技术很复杂的旋转框架,以便使集装箱从铁路车辆侧面转离。例如,这种运输容器的特征是,其下侧面设有专门的滑槽,其与转运站上的相应滚道配合工作(DE-AS2440682),以便能够水平横移,然后在转运站中进一步输送。
另外,DE4301019A1、DE3616484或DE3644411A1公开了装货板或平台,在其上横向移动在一般汽车或集装箱中的货物,以便装、卸货车,其目的是加快装货和卸货的速度。上述装货板或平台的设置特别是为了运输汽车,汽车在从货车卸货后可在其自己的动力下驶离装货板或平台。如果集装箱或类似物由上述装货板或平台运输,那么,在从货车卸载后,货物需要由吊钩提升。
本发明的目的是提供一种铁路/铁路以及铁路/公路或铁路/船舶或反向的货物转运方法和设备,其具有简单的结构,工作与容器和动力悬链线状态无关,并且转运十分迅速。
上述目的是通过权利要求1所述的方法和权利要求6所述的设备实现的。本发明的各种有利的实施例是在从属权利要求中描述。
按照本发明的基本方面,采用可横向移动地安装在铁路车辆上的交换底部作为搬运的中间装置。按照本发明,使用这种用作中间搬运装置的交换底部不仅是为了装、卸货运列车,而且也是为了在转运系统中输送货物,交换底部可平行和垂直于轨道运行,因而在各交换底部上托运的货物可被分选。由于采用了交换底部,因而铁路/铁路以及铁路/公路或铁路/船舶的货物转运能够与容器无关,这是因为交换底部可以接纳任意类型的运输容器,装货板等。
通过将铁路运载工具分成运载底部和交换底部,铁路车辆可以永久地停在轨道上,而用于接纳或放置货物的交换底部则处于准备状态停在转运站。通过简单的移动,交换底部可随时接近各批托运货物,因而在小的转运站就可以进行装货和卸货。特别是在铁路交通中,通过横移进行的横向搬运的优点是,没有与动力悬链线有关的问题。另外,按照本发明的方法,与目前计划中的快速转运站相比较,只要求很小的投资,按照本发明的转运系统可以逐步地引入和在长时期中分阶段投资而扩建。交换底部也可以制成例如散装货、气体或液体的专用容器,因而不必再制造完全专用的车辆。
按照本发明提供的交换底部这种中间搬运装置可以加快转运,这是因为为了铁路车辆或运输车辆卸货,只要使交换底部连同货物一起简单地垂直于运行方向侧向移动,而为了装货,只要将另一交换底部从另一侧移动到位。
由于这种快速的横向搬运,按照本发明的转运系统具有特别高的转运能力,这是由于多个交换底部可同时移动并与运输车辆无关地被分选。在铁路交通中,这就意味着列车较少的停留时间,此外,可以灵活地,即,在任意货车进行装货和卸货,因而借助交换底部的中间搬运可以引入计划中的货运列车。由于快速转运,货运列车也可以经济地在短距离上投入运营,因而可以减轻公路交通的紧张状态,从而有利于环境。
现在以下述附图为基础,以举例的方式详述本发明。
图1a是按照本发明具有交换底部的铁路车辆的立体图;
图1b是图1a所示铁路车辆的立体图,图中交换底部已被移出;
图2是图1a所示铁路车辆的分解立体图,表示中间搬运装置和运载底部,以及铁路行走机构;
图3是连接的各具有交换底部的铁路车辆的顶视图;
图4是图3所示中间行走机构区域的顶视图;
图5是铁路车辆就位的转运站的立体示意图;
图6是转运系统中用于纵向移动交换底部的装置的立体示意图;
图7是具有装货部分和卸货部分的转运系统的示意图,其中铁路车辆已进入系统,轨桥部分闭合;
图8是在装货部分和分选部分的区域中在垂直于通过图7所示转运系统运行的方向的剖视图;
图9a至90示意地表示垂直于运行方向的转运系统的剖视图,图中表示在铁路车辆进入和离开时的装货部分和卸货部分;
图10a和10b分别是交换底部升高和降低时转运系统的立体图;
图11是图10a所示转运系统的分解立体图;
图12是图10a所示转运系统的前视图,其中有一交换容器或趋近分选部分的交换容器;
图13a至13g示意地表示将交换底部分选入转运系统中;
图14a至14y示意地表示交换底部在转运系统的卸货、分选和装货动作。
本发明主要涉及将铁路车辆1的货物运载工具分成运载底部2和交换底部3,交换底部3设置在运载底部2上,用作可横向移动的中间搬运装置(图1a,1b和2)。
交换底部3是一块基本呈矩形的板,其具有两长侧缘4和两短端缘5。其上侧面构成一平的装卸甲板6,适于装卸不同的容器或货品,在交换底部的滚轮8(图8)的下侧7布置成垂直于侧缘4的若干排,滚轮轴平行于侧缘4,即平行于铁路车辆1的运行方向。运载底部2是一个由三根纵撑11和若干横撑12构成的牢固钢结构。在运载底部2的上侧面10上的横撑12上设有垂直于运载底部3的纵向,即,垂直于铁路车辆1的运行方向的槽形导向槽9。在交换底部3上的滚轮8接合导向槽9,使交换底部3可沿横向在运载底部2上移动。
在运载底部2的上侧面10上还设有小齿轮13,它们稍许突出布置成两个或更多横排,最好运载底部2的每个纵撑11包括每横排一个小齿轮13。小齿轮13啮合交换底部3的下侧面上设置的齿条14,上述齿条垂直于交换底部3,即,垂直于铁路车辆1的运行方向设置。小齿轮13的轴平行于铁路车辆1的运行方向,由驱动装置(未画出)驱动以便使交换底部横向移动。
在交换底部3的端缘5上分别伸出三个锁定销15,它们牢固地由运载底部2上的相应的夹紧和定位装置16固定,因而在铁路车辆1的运行期间,交换底部3固定地连接于运载底部2,并能够例如在通过曲线中承受稍大的横向力。为横向移动交换底部3,锁定销15由夹紧和固定件松释,使交换底部3只是借助小齿轮13在横向上固定地定位,因而能够侧向移动。
在运载底部2的端部设有托架17,运载底部2借以悬挂在铁路行走机构18上。
托架或托架装置17各包括三个作为纵撑11的直线延伸部的支承臂19。位于侧面之外的支承臂19a是三角形的,具有位于运载底部上侧面10的平面内的上缘20。位于内部的支承臂19b包括一个固定在中央纵撑撑11上的短输气管21,以及一块在其上延伸的、大致与上缘20齐平的运载板22。支承臂19在与撑杆11,12相对的端部连接于横梁23,横梁23位于支承臂19顶部上并伸出运载底部2上侧面10的平面。夹紧和固定件16连接于横梁23,用于接纳交换底部3的锁定销15。
运载板22在运载底部2的横向中心设有一个孔24,运载底部2可借助该孔悬挂在铁路行走机构18的枢轴25上。三轴铁路行走机构18包括在铁路车轮27之间延伸的底座26,在底座26上两枢轴25分别横向地在运行方向的中间相互隔开地布置。包围铁路车轮27的侧带28设置在铁路行走机构18上,稍许超越底座26的上侧面29,因而它们从下面支承横梁23以防止其倾斜。枢轴25在铁路行走机构18上的孔24即接收装置位于一个液压弹簧滑板上,该液压弹簧滑板在运行和最后趋近时承担缓冲器的作用。在铁路终端或转运端中停驶时,液压悬挂被卸荷,从而使温度变化引起的长度差由一个接一个地接合着的掣爪所补偿。
两个运载底部2和三个铁路行走机构18构成两节“货车”,为每一增加的运载底部2只需增设一个铁路行走机构18(图3,4)。为此目的,两个运载底部2分别通过孔24悬挂在枢轴25上,因而使横梁23的位置相对于两个运载底部2。从运载底部2向外背离的横梁23上的侧面区域20从上看出侧向倾斜,使运载底部2在通过曲线时不相互干涉,运载底部2之间的间距可保持尽可能地短。
向着或从铁路车辆的转运可在转运站31或借助下文将详述的转运设施32完成。
转运站31(图5至9)包括带有钢轨34的轨道33(铁路车辆1可在上面行驶通过)和与轨道33平行布置的卸货和装货部分35。卸货和装货部分35具有垂直于铁路车辆1运行方向的导向槽36,其设置和形状相应于运载底部2上的导向槽9,因此,在铁路车辆1已进入转运站31的情形中,交换底部3可垂直于铁路车辆1运行方向侧向地移向或移离卸货和装货部分35(图5,图9b至9c)。在这种布置中,交换底部3上的滚轮8从运载底部2的导向槽9滚入转运站31的导向槽36。也可从转运站31的导向槽36横移至运载底部2的导向槽9。由于这种横移,货运列车的货物可在数秒内卸货而无需任何复杂的龙门式起重机,也不会发生动力链(power catenary)引起的问题。
在转运站31上的导向槽36之间设置小齿轮37,其用于横向移动交换底部3,小齿轮37能够啮合交换底部3下侧面7上的齿条14。小齿轮37的轴平行于铁路车辆1的运行方面,小齿轮37由驱动装置(未画出)转动,使交换底部3沿导向槽36移动。
为了使轨道33上的铁路车辆1正确地相对于卸货和装货部分35或其导向槽36定位和停靠,在转运站31设有一个带有推动器38的停止装置,其横向与运载底部2对齐,从装货和卸货系统25伸入铁路车辆1并使其在轨道33上停靠就位。铁路车辆1的必要动力源最好通过推动器38借助电力、液压或气动线路获得,以便驱动带有夹紧和固定件16的锁定装置和在运载底部2上的小齿轮13的驱动装置。
除了卸货和装货部分35以外,转运站31最好包括若干与卸货和装货部分35平行的分选部分39。分选部分39的特点是具有与卸货和装货部分35相同的导向槽36和小齿轮37的结构,以便垂直于铁路车辆1的运行方向地移动交换底部31。
另外,转运站31上的导向槽36设有平行于铁路车辆1的运行方向的缝隙或间隙40,在其中运载梁41垂直于导向槽36或平行于铁路车辆1的运行方向被移动,以便在运动中包括放在上方的交换底部3。因而交换底部3可被移在由导向槽36纵向和横向地拉紧在位的表面区域上,从而可被分选,因此上述表面区域构成分选区。分选区在横向上被分成各个部分35,38(卸货和装货部分或分选部分),在纵向上被分成若干横移区50,每个横移区在纵向上限定一个区域,在该区域中可接纳一个交换底部3。
运载梁41可以是封闭矩形截面的中空形状部分,也可以具有顶部敞开的槽形横截面。其长度大致相当于交换底部3的长度。运载梁41由导向滚轮42引导,导向滚轮42可转动地设置在固定就位的那一侧,运载梁41在位于其下面的小齿轮43及齿条44上运行,因而依靠小齿轮43的转动,运载梁41可沿纵向被输送(图6,8)。运载梁41在其上侧面45上包括一个提升装置,该提升装置包括挺杆46,其用于迫使设置在运载梁41上方的交换底部3向上升起,以便将其抬离相应的导向槽36(图8,9k),并使其可在纵向上移动。挺杆46最好由电力或液压操纵,在上述每种情形中所需要的动力通过主进给器47提供,副进给器48将动力传入在两边下垂的进给器49。进给器49限定了运载梁41可移动的运行长度。最大的运行长度可被限制于交换底部3的长度。
对于纵向移动来说,交换底部3从平行布置的两运载梁41抬起,使交换底部3的滚轮8不与转运站31的导向槽36接触。由于移动两运载梁41,因而位于其上的交换底部3沿着卸货和装货部分35或分选部分39被移动。两运载梁41之间的间距大致相当于轨道33的钢轨34之间的间距。
被共同移动的两运载梁41中的每一根被放置在小齿轮43上,小齿轮43成对地设置在轴51上(图8)。轴51设有轴承52,轴承52固定在大致呈C形的钢梁53上。C形钢梁具有主壁54及窄于主壁54的副壁55a,55b,其分别在底部和顶部连接于主壁54,且与主壁54垂直。C形钢梁立在副壁55a上,两C形钢梁53形成平行于运行方向的通道,在通道中为一条运载梁设置一排小齿轮43。C形钢梁的副壁55a,55b背离小齿轮43。主壁54由轴51在通孔中穿透,安装轴承52的安装板稍许在通孔之下固定,沿小齿轮43的方向上垂直突出。每个小齿轮43借助两个邻近小齿轮43的轴承52安装,因而两个小齿轮43的轴51穿过四个轴承52和四个C形钢梁53。在轴51一端固定主动齿轮56,其由电机(未画出)通过链条或皮带驱动。在这种布置中,每个横向移动区50的轴,在交换底部3的长度上延伸,成组地设置并由一个电机驱动。
在C形钢梁53的顶部副壁55b上装有一根平行于运行方向的I形梁,导向滚轮42的轴59的座58固定在其上。轴59竖向延伸,每对导向滚轮42侧向邻近于运载梁41。每条导向槽36设在两条I形梁57上,跨接在中间的区域上。
导向滚轮42和/或小齿轮43在转运站31最好在每条导向槽之下,沿着一条运载梁41需要设置至少六对导向滚轮42。
装在I形梁57上的导向槽36包括在相对的I形梁57之间的延伸的缝隙或间隙40。因此,在导向槽36上的交换底部3覆盖两个间隙40,这就是宜于在交换底部3的下侧面7上设置每横排四个滚轮8的原因,因而两个滚轮8总是与在导向槽36上的一个接触。
纵向移动交换底部3是通过一对运载梁41完成的,由挺杆46将交换底部3从横移区50的导向槽36提起,借助小齿轮43通过其自身的纵向移动送入另一个横移区50,降下挺杆46,将其放置在相应的导向槽36中。当挺杆46下降时,横梁可在交换底部3下面自由地被移送。
卸货和装货部分35最好包括一个卸货部分35a和一个装货部分35b,其中每个都在侧面邻近轨道33,因此,一个进入的铁路车辆1向着卸货部分35a卸货,使交换底部3横移至一侧,而从另一侧,一个准备好的在交换底部3上的货物移向铁路车辆1(图7,图9b,9c-d)。此外,一货运列车的若干铁路车辆1在同时的转运也是可能的,由于这种移送动作是在几秒内完成的,因而货运列车在转运站31中的停留时间很短。
为了使放置在卸货部分35a上的交换底部3能够移至装货部分35b或分选部分39,在卸货部分35a上设有轨桥60(图7,9a-90)。这些轨桥是具有槽形截面的轨条,其当铁路车辆1一离开转运站31就侧向延伸(图9f-9g),使其跨在轨道33上并坐靠在装货部分35的侧面上。这些轨桥60设有驱动齿轮60a和向上突出的滑轮60b,驱动轮60a由驱动装置(未画出)驱动以便将卸货部分35a的交换底部3送至装货部分35b(图9g-9h-9i)。当交换底部已从卸货部分35a移至装货部分35b后,轨桥缩入卸货部分35a以便使轨道33可自由通过铁路车辆1。与装货部分35b并排设置分选部分39,其与装货部分35b构成分选区,交换底部可在纵向和横向上移动、分选(图9j-9n)。
卸货部分35a没有纵向移动交换底部3的装置,它只是用于卸载并短暂地接纳交换底部以减少已进入转运站的铁路车辆的停留时间。
在转运站31设置任意数目的横移区50在原则上是可以的,从而为任意长度的货运列车,四十个横移区50,大约800米长可使通常的列车长度的装、卸货成为可能。也可以在两个较短的部分(例如400米长)中,为长列车转运。为此目的,最好与轨道33并排相互平行地设置两个卸货部分35a和两个装货部分35b,因而使列车的转运分两段一段接一段地进行。在第一次转运动作之后,货物可以送上卸货部分和装货部分,从而为第二个半段得到可用的卸货部分,货物处于准备好状态,以便移向邻近轨道的装货部分上的运载底部2上。因此,这种转运动作只是由于铁路车辆在转运站的脱开和连接而延长时间。
在分选部分39的端部,设有运载梁41运行的缓冲区61(图5,7)。一分选部分39的一对运载梁41可移入缓冲区61,因而未被运载梁41占据的一或两个空部62构成分选部分39中形成的、用于移送同一分选部分39的其它运载梁41的空间。作为缓冲区61的替代,也可沿分选部分39设置一个空部,或在长分选部分39的情形中设置多个空部,以便使运载梁能被适当地移动。
对于从和向着铁路车辆的转运,也可以使用图10至12所示的转运设施32。
运载设施32主要是一个自动运行的运载底部,它具有一个为交换底部3而设的高度可调节的安装表面区域。转运设施32具有一个粗糙的底架63,其中装纳驱动装置如发动机和燃油箱等。其放置在若干运行装置64上,每个运行装置具有两个轮子。运行装置64可转过360°,使转运设施可在任何时刻定位在任何方向上。运行装置64容纳在底架63的槽形切口中,使其不从装在转运设施32上的交换底部3的下面侧向伸出。为了接纳交换底部3,转运设施32具有一个安装表面区域,是由垂直于转运设施32的纵向的高度可调节的导向槽65构成的。另外,象运载底部2那样,转运设施32具有一驱动装置,它包括小齿轮66,其用于横移与导向槽65一起可高度可调节的交换底部3。
转运设施可以运行至带有运载底部2的铁路车辆1的一侧,借助其导向槽65的高度调节设施适应于运载底部2的导向槽9的高度,并可被移动以接受交换底部3或将其放在铁路车辆上或放在某些其它具有相应的接纳交换底部3的安装表面区域的运输容器上。
由于上面装有交换底部3的转运设置32也可被降至较低水平,因而它也可以在支承件67上的所谓交换容器68下而运行,并相对于交换底部3装载/提升交换容器。由于转运设施32,从而保证了与普通种类的运输容器的兼容性,当普通运输容器装载在交换底部3上时,只要通过横移就可以结合在按照本发明的转运系统中。借助转运设施32,也可以使用卡车,借助转运设施32在不同水平上设置交换底部3的安装表面区域。从卡车接纳货物,通过升、降交换底部3补偿高度,并通过横移将交换底部放置在另一卡车上,或放置在其它运输车辆如铁路车辆上。
另外,转运设施32也可以使具有用作货物接纳装置的交换底部3的运输车辆,在小型偏远的铁路车站,加入按照本发明的转运系统,这是因为铁路车辆1可以在与转运设施32的平接近区70并排的轨道69上卸载和装载,因而在转运点(图12)不必为此设置大型系统。这就突出了本发明的转运方法的一个显著特点,容量和规模显著不同的转运站可以加入到公共交通运输,特别是加入到铁路交通中来,因而车站可以包括如为卡车设置的若干装、卸货运输通路,带有多个分选部分,或者在小型系统中只有单通过轨道和一条带有一个装、卸货部分的卡车通路,或者在外部配置一个或多个进行装、卸货工作的小型站点。另外,使用按照本发明的、采用交换底部的转运系统的滚上/滚离搬运只要借助一条斜面即可实现,卡车或半挂车通过斜道驶上交换底部,再从那里横移至设有运载底部的铁路车辆。
当铁路车辆的运载底部和卡车上为交换底部的相应安装表面区域具有相同的高度时,交换底部可以直接在两者之间移送而无需转运设施或转运站。
另外,按照本发明的交换底部可以有利地应用于例如WO94/11599所述的多层储存和取出库房中,在该文献中公开的多层存取架设有若干移动单元,它们象脚手架系统那样在相互的所有侧面上限定单独的矩形体小室。在移动单元的底部区域嵌入纵、横移动运载板的驱动装置,因而使准备存入多层存取库房的货物被装载在运载板上并通过相应移动运载板而存入多层存取库房的空单元中。另外还设有升降构件,以便在多层存取库房的各层之间移送运载板。
按照本发明的交换底部可以有利地用于上述多层存取库房中,这是由于交换底部的结构使其可直接用作多层存取库房中的运载板。为此目的,宜于在交换底部下侧面上设置纵向齿条,其与矩形体移动单元的驱动装置上的小齿轮配合工作。按照本发明的交换底部也可以借助所谓的分布器(spreader)用在上述的公知的多层存取库房中,分布器可运行进入移动单元,并从纵侧面4上方抓住交换底部3及其货物并平移地将其提升以便运送。此外,借助提升构件也可形成一个转运系统,在各层设有分选部分。
现参阅图13a至13f以及14a至14f详述平的转运站31的操作,在上述图中移送交换底部3是示意地表示的。
转运站31例如包括货运列车通过的轨道33,一卸货部分35a和一装货部分35b,每个部分与轨道33并排设置,另有四个分选部分39与其相连。图示实例的这种转运站共有十四个横移区50,其用于分别接纳一个交换底部3。在分选部分39两端设有缓冲区61,其中可放置交换底部,对每个分选部分39和每个装货部分35指定一个方向标识A,B,C,D和X,由X标识的所述分选部分39也用作收集部分,其用于接纳由卡车供送的交换底部,或者在有关时间仍待处理,因而在该位置暂时被缓冲。
等待分配给其预期的分选部分39的交换底部3被标识以相应的有关方向的字母A至D或X,或者为向卡车卸载的字母Z。
由卡车供送的带有为方向A至D的各交换底部3通过分选部分X移入分选区,然后通过相应的纵、横移动分配至其预定的分选部分39。交换底部3的横移是通过上述驱动装置完成的,驱动装置使交换底部沿导向槽36移动,因而在移动动作中,交换底部3可以横过若干分选部分39。由于纵移,可在分选部分中得空位71,然后,其它交换底部3可通过空位71横移。由于纵移装置带有运载梁41的结构,最大纵移长度是由两端挂住中间下垂的电缆41限定的,若干交换底部3借助横移区最好同时在一个工作行程中移动,因而在分选部分27中空位可在任意位置迅速产生。如果要求在若干分选部分39上横移交换底部3,顺序在分选部分39上的若干空位71形成一条通路72,使横移动作一次进行。形成通路72只需要在转运站中的单一工作行程,这是由于交换底部3可同时在纵向移动。在图14m-14n中图示了一条这样的通路72,在通路中,交换底部Z从装货部分35b移至分选部分X。
为预期移至A的货物,分选部分39或装货部分35b在图13a中已完全填入交换底部,因此,为A输送货物的其它交换底部被缓冲进入标为X的分选区。其余为方向B至D的交换底部3通过移动动作被分配至相应的分选部分39,因而已分配入正确的分选部分的交换底部(未标出)最好只在纵向上移动以便为待分配的交换底部扫清通路。带有为方向B,C,D或Z(图13e)的货物的已进入系统的货运列车通过向着卸载部分35a侧向向外移动交换底部而被卸货,同时,为方向A准备好的货物从装货部分35b向货运列车移动相应的交换底部。装有为方向A的货物的货运列车现在就可以驶出转运站,为方向B至D的分选过程重新进行(图15a至15u)。位于卸货部分35a上的货物借助轨桥60移向装货部分35b(图14a,b)。然后分选动作使相应的交换底部从装货部分35b选入分选部分39,在装货部分35b上的交换底部一个接一个地从转运站的端部沿着中间的方向移动。但是,在这种布置中,也可以使用另一种分选方法,更具体来说,由于分选过程是由计算机监控的,因而各交换底部3可按照任意次序分选到位,并按照已知的任何次序放置在远离轨道33的分选部分39中,例如,在多层存取库房中,各批货物也可以按任意次序放置。一旦交换底部已被分配入为方向B-D的分选部分,它们即被在轨道33的方向上平行移动,从而再次为方向A(图14μ)得到一个分选部分。然后重复装货和卸货过程(图14V至14Y),即,横移并借助轨桥60将卸载的交换底部从卸货部分35a移向装货部分35b。进一步的分选过程按照与上面所述图14a至14μ所示相同的顺序进行。
为了在卡车之间转运,不仅应该关于部分35b,39进行交换底部3的分选,而且也应该关于各卡车正在等待的横移部分50进行。在这种布置中,沿部分35b,39形成接续的空位71的通路,交换底部可平行于轨道33在运行方向上移入通路。
作为一个实例,在下面的表格中,对于三个不同的列车长度800、600和400米,列出了装货和卸货过程及分选货物的定时。对于上述三种列车长度来说,包括分选的卸货和装货时间在8至15分钟之间,这表明用这种结构较简单的转运站可以进行多么迅速和有效的工作,因而应该考虑到可以增加各种移动速度以便进一步缩短整个所需要的时间。此外,转运时间大致与列车长度成正比,因此,在较小的转运站,长列车的转运可以低成本高效率地在若干子部分中完成,例如,具有60节车的列车每个20节车的子部分中转运。
程序表列车长度(大约) 800米 600米 400米车的节数 40 30 20(列车到达)* (60秒) (45秒) (30秒)(车锁定)* (10秒) (10秒) (10秒)装货: 30秒 30秒 30秒卸货: 10秒 10秒 10秒列车驶离 60秒 45秒 10秒将卸货的交换底部移至分选系统: 40秒 40秒 40秒(打开轨桥)* (10秒) (10秒) (10秒)分选过程(移动) 10×19.5秒 15×10.5秒 10×19.5秒纵移交换底部(移动速度:1米/秒) 390秒 290秒 190秒横移:计算:每个交换底部在全宽(3个分选部分+1个装货部分)按次序移动移动速度:大约0.5米/秒 310秒 230秒 150秒准备好货物为下一列车分选: 20秒 20秒 20秒直至装载下一列车的时间: 900秒 705秒 500秒
15分 11分45秒 8分20秒最大转运/日(铁路侧)(TEU) 11,520 11,029 10,3681个交换底部=3TEU(20′集装箱)
按照本发明的转运站的一个显著优点在于,尽管转运容量大,但它却设置在空间要求较低的一个平面上,因而可以容易地架设房顶,所以甚至在高度集中操作的区域,也可以使这种转运站不因噪音而打扰环境。
显然,按照本发明的交换底部3并不局限于平面装货甲板5的那种设计,而是可以带有用于装载散装货、气体或液体的容器的结构。装货甲板5最好装有扭锁紧固件,其与标准ISO集装箱上的角部铸件形成牢固的连接。交换底部3或其装货甲板5也可设置各种眼环和带,以便锚固半挂车、卡车、单独的运输件如板条箱等,或者用于侧面插入运输长货物的横挡。
按照本发明的交换底部可用于各种运输车辆如铁路车辆、卡车或船舶,转运的性质与车辆的类型无关,而且是通过横向搬运完成的,因此可以统一及加速铁路/铁路,公路/铁路,铁路/船舶或与其反向的转运。使用按照本发明的交换底部的转运也与铁路车辆的轨道宽度无关,因此,也可在轨道宽度不同的铁路系统之间转运,例如也可与前苏联(UDSSR)1.52米宽轨道转运。交换底部3具有预定的长度,因此,在设有交换底部的适当安装表面区域的各种车辆之间可保证兼容性。交换底部最好分成若干交换底部单元,使18米长的交换底部可分成每个6米和12米长的两部分。交换底部单元例如可单独由卡车运输,而在铁路车辆上运输时则组成具有18米全长的交换底部。适当的长度尺寸为通常的ISO单位,每个6米、12米和18米。
显然,本发明并不局限于在下侧面具有滚轮的交换底部的实施例,在交换底部3的下侧面7上也可设置滑板作为接合在导向槽9中的滑动件以替代滚轮。也可以用突起的轨条替代导向槽9,轨条有预定的形状以接合在交换底座3的下侧面7上的相应的槽中。
小齿轮13,37和43也可以用摩擦轮替代,不是与齿条而是与摩擦面配合工作,以便横移交换底部3。
与目前公知的运输和转运系统不同,按照本发明的转运方法的要旨在于,铁路车辆或运输车辆本身作变化,可移动的交换底部3安装在运载底部2上,因而使卸货和装货过程简化到只是侧向移动货物,而且按照本发明的交换底部可与任何种类的货物兼容,因此无需对作为一个单元装在交换底部上的集装箱、交换容器或半挂车作重大的改变。
此外,还可以使用普通的转运设施将货物放置在交换底部上,向转运站横移,因此可以和普通的转运方法兼容,同时又利用了本发明转运方法的优点,以便在货运列车上快速转运。