发明内容
本发明的目的是提供一种改进的联运车辆，其中上载荷支承框架是由两个可操纵的下框架焊件支承的单件式焊接组件；具有两个杠杆连接器舌簧/挂钩组件形式的连接器舌簧，其与上框架组件上的载荷支承表面成固定关系，所述挂钩组件具有前、后竖直地延伸的孔，所述孔接收从上框架组件延伸的能够竖直移动的连接器销，以便将该联运车辆紧固到前、后高速铁路拖车上。
在现有技术中，美国专利5,291,835和5,890,435示出了四个空气弹簧，每个轨道车轮上具有一个。美国专利6,050,197和6,393,996(称作“996”)示出了八个空气弹簧，两个下框架组件的每个角各有一个。在所有这些专利中，都提供有后备悬挂系统，其在初级空气弹簧故障时支承上框架。在专利835和435中，通过每个空气弹簧内的实心橡胶垫提供后备支承；专利996提供的后备系统包括在两个下框架和上框架组件之间定位的八个钢盘簧。996专利的盘簧要求：当联运车辆提升到轨道行进位置时压力板(“操纵板(paddles)”)位于盘簧上面的位置，并且将压力板移开，以便允许上框架下降。压力板的这种定位是通过杠杆系统和与控制阀箱盖相互连接的操作杆实现的。本发明的目的是：使用安装到下框架组件侧梁上的氨基甲酸乙酯缓冲器来代替盘簧，并且将可移动的压力梁安装到上提升框架上且定位在这些缓冲器上面。在优选的实施方式中，通过汽缸实现将压力梁移动到缓冲器上面的位置，并且通过手动操作杠杆将压力梁移动到远离缓冲器的位置。或者，可以完全通过机械设备或完全通过汽缸来操作压力梁。
在专利996的现有技术中，用于将拖车连接到联运车辆上的挂钩的每一端都处于轨道上相同的高度。在拖车上，前端的连接座位于与后端不同的高度；因此，如果挂钩的两个端部距离导轨具有相同的高度，那么拖车式列车在导轨上将不能水平运行。本发明的目的是提供一种挂钩，其一端高于另一端；因而拖车可以在轨道上水平运行。
在专利996的现有技术中，通过由杠杆系统作用的双作用汽缸实现连接销的启动。这样的缺点是：活塞杆暴露于砂粒和尘垢，这会缩短汽缸的寿命，并且出现潜在的安全问题。本发明的目的是通过使用例如Firestone Rubber Company制造的全橡胶空气致动器来操作连接销。这些致动器类似于在联运车辆的初级悬挂中使用的空气弹簧，尽管小，但不具有暴露于有害环境而可能损坏的金属部件。
在专利996的现有技术中，可操纵的下框架通过竖直导引杆返回中立的中心位置，该竖直导引杆穿过橡胶剪切的“夹层”弹簧的上、下板。这些弹簧在正常的轨道行进期间直接位于从轨道床抛起的泥土、尘垢和油的路径上，这种暴露对橡胶弹簧是极具破坏性的。本发明的目的是：通过使用不受上述有害物质影响的氨基甲酸乙酯元件的返回组件来代替这些橡胶弹簧，同时，导引杆还用于限制空气弹簧提供的提升高度，并且防止上框架与下框架分离。
专利996的现有技术示出了位于下框架之间的连接处的球形接头，以容纳框架之间的摇摆和其它动作。在列车沿导轨行进时，这种球形接头布置会由于球形接头中的纵向震动而磨损，并且可能过早破坏连接。因此，本发明的另一个目的是允许来自相对的下框架的连接元件接触，因而消除了纵向运动。代替球形连接的是，在中心元件中设置“沙漏”形孔，以允许摇摆和滚动运动。通过将连接元件的端部倒圆来提供框架彼此相对的旋转运动。此外，为了进一步缓和可能的纵向运动，在框架之间设置缓冲器。
在专利996的现有技术中，为了便于在联运车辆上定位拖车的后部，设置有斜坡，该斜坡用作通过接触拖车框架而用于拖车的导引和对中(centering)设备。不提供对拖车前部的对中。在构成列车的过程中，联运车辆定位在轨道上，由场地牵引车推进的拖车背靠在联运车辆上。该场地牵引车连续推动拖车，联运车辆倒退与第二拖车的前端接合。然后，牵引车从拖车脱钩，并且拉开。本发明的目的是在第二拖车起落架的脚部上提供“突耳”，从而相对于联运车辆对中拖车的端部，该起落架接触导轨头的内表面。
在现有技术以及本发明中，通过附接到联运车辆上的挂钩的端部进入拖车的连接座中，并且由穿过连接座的上、下板以及同时穿过挂钩中的孔的从车辆升起的连接销而固定在该连接座中，来实现联运车辆与拖车的连接。
然后，作为替换的方案，在一些情况下可利用自动连接设备；例如，在短的、“短道(sprint)”列车中，其中列车构成速度可能是一个因素。因此，自动连接设备示出作为现有技术的专利所示的连接设备的一个替换方案，并且在本文中进行描述。
专利6,393,996中示出了过渡车辆，该过渡车辆用于利用标准“接头”连接器连接拖车式列车，该标准“接头”连接器用于将本发明的拖车连接到标准轨道车辆或机车上，因此对过渡车辆不再进一步描述。
在考虑了下面的参考附图的详细描述之后，本发明的前述设计特征将被更好地理解，附图中示出了实施本发明的最佳方式。
具体实施方式
概述
在下面的描述中，左、右侧的基准是通过站立在一个拖车的后面并且面向行进的方向而确定的。最初参照图1和图2，本发明的联运车辆可以连同其它的联运设计以及任何样式的高速铁路拖车一起使用，以便形成高速铁路拖车式列车。由此形成的列车的前端由例如专利6,393,996中所示的过渡车辆支承，该专利在此合并作为参考，该过渡车辆在一端具有标准的“接头”连接器，用于连接到标准轨道车辆或机车上，在另一端具有连接器舌簧，用于连接到本发明的拖车连接座上。类似地，拖车式列车的后端由另一个所述过渡车辆支承。
现在参照图1和图2，联运车辆一般由10表示，高速铁路拖车一般由12表示，另一个高速铁路拖车一般由14表示。高速铁路拖车12和14类似于专利6,393,996中所示和描述的拖车。首先应当观察到，与本发明一起使用的所有高速铁路拖车都具有相同的构造。因而，拖车12与拖车14相同。
每个高速铁路拖车都设有主框架16，该主框架16包括一对纵向延伸间隔的、中心定位的轨道，该轨道通过接触联运车辆上的中心导引件而将引导拖车的后端部导引到本发明的联运车辆上。此外，每个拖车都设置有向前的起落架18以及包括车轮20的高速铁路车轮组件。
如前所述，每个高速铁路拖车都设置有相同的前、后连接座22。后拖车连接座比前拖车连接座距离地面更高。在专利6,393,996中示出和描述了连接座的详细情况。在任何情况下，每个连接座都可以接收连接器舌簧或挂钩的一端，应当注意到，对于固定到联运车辆的顶部上的挂钩而言，用于拖车前面的挂钩较高，用于拖车后面的挂钩较低。因此，当在轨道上运行时，拖车基本上是水平的。每个连接座组件还设置有竖直地间隔开的对准的孔，以便于借助由联运车辆的上框架承载的竖直连接器销而将挂钩组件的一个端部紧固在连接座组件内。
联运车辆
参照图3至图8A，本发明的联运车辆包括在图4和图4A的平面图以及图5和图5A的正视图中一般由26表示的上框架焊件；在图3的平面图以及图5和图5A的正视图中一般由28表示的引导下框架焊件；以及在图3的平面图以及图5和图5A的正视图中一般由30表示的牵引下框架焊件。下框架焊件的主要部件是(两个)侧框架焊件31、(两个)横向交叉通道32、(两个)纵向弹簧支承梁33、(两个)横向弹簧支承杆34以及一个弹簧支承板35。这两个下框架焊件除了连接器组件之外基本上相同，该连接器组件用于将下框架焊件彼此连接，并且用于连接下框架焊件上的拖车对中和导引焊件36，以便在列车构成过程期间将拖车在联运车辆上进行对中。因而，下框架焊件28设置有接收轴衬39的单个连接器板38。轴衬39的中心部分设计成使得在其中心区域处接收连接销40，如图3A所示。该轴衬从上到下分为三个部分而逐渐递减大约5度，使得在过渡期间两个下框架焊件自身摆动时，连接销能够前、后、左、右摆动。“A”下框架焊件与“B”下框架焊件的不同之处在于：“A”下框架焊件具有上、下间隔的连接板37以及前述导引焊件36。当两个下框架焊件彼此连接时，连接销插入连接板37和轴衬39上对准的孔中，并且通过销40.1保持就位。应当注意到：连接板37接触下框架焊件30的交叉通道上的防磨板，连接板38接触下框架焊件28的交叉通道上的防磨板。此外，以及作为上述两个下框架焊件的连接部分，将两个例如S.W.Miner Co.制造的且如图3最佳地示出的氨基甲酸乙酯“Tekspak”缓冲器41安装在下框架焊件28的交叉通道的各个外端部附近。
设置两个空气弹簧90。该弹簧是Firestone no.148-1，其在80p.s.i的空气压力下具有大约56000lbs的负载能力。在本发明中，该弹簧通过钢丝圈固定到上框架的上安装板57上，并且通过中心向下突出的螺栓固定到下板上，该螺栓由下框架的安装板35支承，并且相对于该安装板转动。当空气引入空气弹簧时，上框架组件将上升，并且提升叠置的拖车。当空气从空气弹簧抽出时，上框架将下降，使得可以移除叠置的拖车，并且在该上框架上定位不同的拖车。
“A”端和“B”端下框架焊件中每个都接收轨道车轮组件42，所有的轨道车轮组件都是相同的，每个轨道车轮组件都具有间隔的、由驱动轴44承载的轨道车轮43。在传统设计的适当的轴承组件45内接收轴44的端部。轴承组件安装在每个下框架焊件内。可以看到：两个下框架焊件和车轮组件形成可操纵的轨道货车的一部分。因此，每个下框架焊件都可以绕连接销40的竖直中心线彼此相对地转动。此外，下框架焊件可以扭转或摆动，与轴衬39允许这种运动一样。每个侧框架焊件31都包括三个氨基甲酸乙酯“Tekspak”缓冲器41，此后将描述该缓冲器41的功能。参照图7，其示出了联运车辆在“A”端的后视图，其中导引组件36清晰可见。如前所述，导引件通过在拖车“攀(climbs)”到上框架的倾斜端部时对拖车进行对中而帮助拖车背靠在联运车辆上。当联运车辆提升时，拖车框架部件不再接触导引件。
参照图4和图4A，其以平面图示出了上框架焊件26，此外，在图6和图6A中以剖面图示出了上框架焊件26。上框架焊件的主要部件是两个纵向“I剖面”梁50、四个为结构管的横向构件51以及十六个导引板52，该导引板附接到横向构件顶部和底部处的外端部上。在梁50的外端部处设置有端部通道53和54。四个用于安装工作汽缸的托架55附接到梁50上。在纵向梁之间设置有用于安装连接销操作器(operator)以及支承空气弹簧安装板57的内部横向构件。设置有用于引导导引杆59的管58。支承板60固定到用于支承拖车前端部的上框架的“B”端，而在上框架的“A”端处，纵向梁50倾斜以导引和支承拖车的后面。用于安装连接器组件的板61跨过纵向梁，如图6最佳地示出。连接器组件26.1是包括两个连接器舌簧62、两个垫片63和角撑板64的焊件。在组件焊件的顶部，角托架65通过安装螺栓66相对于上连接器舌簧转动。在角托架的外端部处安装有“Tekspak”缓冲器41。这种布置在轨道运行期间对拖车的端部提供压力，以便缓和连接中出现的任何松动。在各个横向管的中心处设置有螺纹块67，竖直操纵返回杆通过螺纹连接到该螺纹块中。该布置如图11、图12和图13最佳地示出。如图4和图4A的平面图和图5和图5A的正视图所示，四个压力杆68在导引板52之间滑入和滑出。当压力杆处于向外的位置，即在轨道上运转的运行位置时，压力杆防止上框架组件下降。当压力杆处于向内的位置，即列车接通和分离的位置时，压力杆允许上框架下降。如前所述，在图8中，压力杆68位于氨基甲酸乙酯缓冲器41的正上方，从而防止联运车辆的上框架下降，在图8A中，示出了压力杆68处于向内的位置，从而允许联运车辆的上框架如图所示地下降。压力杆向外的操作由例如Firestone Industrial Products制造的空气致动器69执行，而向内的操作由70表示的缆线布置执行，其中空气致动器69对托架68.1进行操作，该托架68.1附接到压力杆上。附接到压力杆托架68.1上的导引杆59在前述导引管58内操作。可选地，可以使用双动作汽缸来代替空气致动器和缆线布置。参照图8和图8A，示出了压力杆68处于内、外位置。
参照图11、图12和图13，其表示操纵返回机构。螺纹块67固定到上框架中心处的横向构件51上。在下框架的横向通道32中设置有摆动停止杆72。具有竖直孔的松动块74放置在两个固定到该松动块上的管状氨基甲酸乙酯弹簧部件73之间。竖直操纵杆71向上穿过通道32和松动块74，并且通过螺纹连接到螺纹块67中。竖直操纵杆71在其下端部上具有凸缘71.1，该凸缘用作限制件，以便防止上框架提升的过高而与下框架分离。当竖直操纵杆由此附接到上框架上时，摆动停止杆72摆动到其正确的位置上，并且对管状弹簧部件73施加压力。
现在参照图9和图10，其示出了图6和图6A中示出的连接销操作机构的放大图。因此，连接销80通过间隔的双臂曲柄杠杆81支承、提升和下降，该双臂曲柄杠杆81由例如Firestone Industrial ProductsCompany制造的橡胶致动器82和83启动，该橡胶致动器固定到与联运车辆的上框架部件横向的横向构件56上，使得当将空气引入一个致动器，而从另一个致动器抽空时，双臂曲柄杠杆会使连接销80提升或下降。空气通过中空安装螺栓87引入致动器，该中空安装螺栓在其外表面上具有用于将橡胶致动器拧入框架横向构件56的螺纹，并且该中空安装螺栓还具有内螺纹，以便提供用于附接适当配件的构件，该配件用于空气进入。杠杆81通过转动销89相对于托架88和汽缸连接器块87转动。安全闩84附接到手柄85上并且通过弹簧86保持就位，安全闩84与一个杠杆81接合，以便防止连接销下降，直到手动释放安全闩为止。
现在参照图14和图15，其示出了用于运输ISO集装箱的典型拖车。图14中的拖车包括由多个横向构件(未示出)加固的(两个)纵向梁16，在纵向梁的前端部16.1处具有鹅颈形部件(gooseneck)，在用于连接到联运轨道车辆上的各个端部处具有连接座22。在拖车的后端附近，串列轮轴与车轮20附接，在拖车的前端附近固定有起落架组件。图15示出了固定到拖车框架部件16上的起落架组件。腿部15通过齿轮布置(未示出)缩进到管18中。如图15A所示，腿部15在其底端具有底板17，在该底板的下端部处是突耳19。这些突耳以这样的方式定位，即这些突耳在其内边缘附近跨在轨道上，从而将拖车对中到联运车辆上。
列车构成过程
现在参照图1和图2，本发明的联运列车如下构成。最初，拖车定位在铁路导轨上，其前端面向操作；拖车可以通过起落架腿部15上的突耳19对准轨道。联运车辆放置在导轨上，“B”端面向拖车的前面。然后，设定拖车上的制动器，起落架腿部根据需要提升或下降，使得联运车辆可以在其前端下方推动，并且联运车辆上的连接舌簧62进入拖车上的连接座22。将第二拖车的后端推向联运车辆的“A”端；拖车的连接座的底部攀到联运车辆的上框架的纵向梁50的倾斜端部上，并且通过接触拖车框架轨道16的内凸缘表面而对中到联运车辆的下框架上的导引件36上，直到联运车辆的连接器舌簧62进入拖车的后端上的连接座22。当拖车位于联运车辆顶部上的位置时，可以将空气引入连接器销致动器，以便提升该连接器销，以及将空气引入空气弹簧，以便提升用于铁路操作的拖车。上述步骤可以通过其它联运轨道车辆和高速铁路拖车完成，直到形成合适的列车。
自动连接器
作为上述连接方法的替换方案，优选提供特别是与短的、所谓的“短道电车(sprint trams)”一起使用的自动连接系统。现在参照图16、图16A、图16B和图17，其示出了自动连接器。图17示出了位于拖车后面的独特的阴连接座201以及相应的附接到联运车辆的顶部上的阳端部200。图16示出了阳连接器端部的细节，其包括具有上下盖板203.1的外轮廓元件203，该上下盖板的组合通过销204在连接器舌簧202上转动。舌簧202上装配有销的孔是“沙漏形”的。也就是说，开口的上、下三分之一是锥形的，使得舌簧可以左右“摆动”；此外，连接器舌簧在其侧面具有类似的锥形，并且在其接触元件203的内表面的地方具有圆形边缘。阳连接器端部装配到拖车连接座201中，并且具体是抵靠内表面211。连接座具有两个突耳205，通过弹簧206向阴连接座组件内推压这两个突耳205。两个突耳通过由销215钉在一起的杠杆209和210系统互相连接，并且杠杆209和210系统通过连接到吊环螺栓207的手柄208进行向外操作。所有上面列出的元件都封闭在“箱子(box)”中，该箱子包括侧面部件213.1、端部部件213、压力块215以及顶部和底部板214，这些部件制成一个安装在拖车前面和后面的框架元件16之间的、4英寸厚、35.5英寸宽的箱子。
在列车的构成操作中，将联运车辆的“B”端推入拖车前端的连接座中，并且推入第二拖车的后端，如上面拖车构成过程所述。当阳端进入阴连接座时，该阳端使突耳205移动，该突耳卡扣装配到阳端组件的轮廓元件203上的凹部中，从而实现联运轨道车辆到拖车的连接。为了使连接器从拖车脱离，需要通过拉动释放杠杆208来释放突耳，该释放杠杆通过互连杠杆释放两个突耳。