Изобретение относится большей частью к бимодальным (связанным с использованием двух различных видов транспорта в системе перевозок) буксируемым транспортным средствам, которые можно преобразовывать для использования как на рельсовом пути, так и на шоссе, и к способу использования транспортных средств. В частности, настоящее изобретение представляет собой бимодальное буксируемое транспортное средство и тесно связанный с ним способ его использования, который позволяет одному механику преобразовывать транспортное средство на пересечении двух дорог на одном уровне между конфигурациями для эксплуатации на шоссе и рельсовом пути.
Идея перемещения транспортного средства одного вида на другом транспортном средстве не является новой в Северной Америке. Между 1843 и 1854 годами судна для каналов транспортировали в гористой местности от одной речки до другой с помощью фуникулера. В пятидесятых и шестидесятых годах того же столетия судна использовали, чтобы доставлять на внутренние водные пути продовольствие, лошадей и фургоны направляющихся на запад США поселенцев. В дни праздников на канадских железных дорогах эксплуатируются специальные поезда, перевозящие пассажиров и сани, которые закрепляются на вагонах- платформах. В США первый железнодорожно-шоссейный интермодальный (связанный с использованием различных видов транспорта в системе перевозок) режим эксплуатации был назван "контрейлерным" (автожелезнодорожным). На раннем этапе контрейлерный процесс осуществлялся главным образом с помощью поездов, доставлявших фермерские фургоны. Первый контрейлерный поезд начал эксплуатироваться в 1885 г. и перевозил 16 фургонов на восьми вагонах-платформах. Расстояние поездки составляло 32 км, и экономия времени была значительной. После того, как эта служба стала хорошо известной, были построены специальные вагоны, каждый из которых мог перевозить четыре фургона. Пассажирские услуги владельцам и кучерам фургонов предоставлялись в отдельном вагоне. Перевозки продолжались всего десять лет, но положили начало железнодорожно-шоссейному интермодальному сообщению в США.
Железная дорога столкнулась с двумя трудностями при конкуренции с автомобилями. Во-первых, железнодорожная служба не предоставляла услугу приема и доставки от двери до двери, которая обеспечивалась автомобилями, и, во-вторых, партия груза меньше, чем на вагон нуждается в лучшей упаковке при отправке по железной дороге, чем при отправке автомобилем. Контрейлерное обслуживание предназначено для преодоления этих проблем.
В 1926 г. Чикагская, Северная прибрежная и Милуокская железные дороги начали перевозки принадлежащих им автомагистральных прицепов на вагонах-платформах, создав первую современную контрейлерную службу в США.
Между 1939 и 1951 годами попытки железнодорожных компаний расширить контрейлерную службу были в значительной степени импульсивными. Экономическое давление на железные дороги с целью увеличения объема перевозок было значительно ослаблено ростом грузооборота, вызванным второй мировой войной и увеличением спроса на потребительские товары, последовавшим сразу же после окончания войны. Когда число невыполненных заказов уменьшилось, объем железнодорожных перевозок опять стал падать. Однако до начала какой-либо работы, направленной на увеличение контрейлерных услуг, война в Корее привела к повышению спроса на услуги железнодорожных компаний, вследствие чего компании не ощущали необходимости поиска путей, которые могли бы дать приращение объема перевозок. Когда в 1952 г. объем железнодорожных перевозок начал падать, железнодорожные компании опять стали проявлять интерес к способам повышения объема перевозок, и исследования привели их к переоценке контрейлерной службы.
В течение пятидесятых годов этого столетия контрейлерное обслуживание быстро увеличилось в объеме, и к концу 1959 г. большая часть основных железнодорожных компаний в США предоставляла контрейлерную услугу. В течение нескольких лет был разработан ряд способов и проектов контрейлерного обслуживания. Каждый из них, однако, представлял собой видоизменение одного или двух основных способов. Один из этих способов заключается в перевозке целого прицепа. Другой способ заключается в перевозке только кузова прицепа. Система Clejan относится к способу доставки всего прицепа, тогда как служба гибких товарных вагонов Нью-Йоркской центральной железной дороги дает представление о способе доставки только кузовов прицепов. В системе Clejan использованы прицепы, снабженные специальными тележками с железнодорожными колесами, которые вкатывают по рельсам, уложенным на специально оборудованных вагонах-платформах. Тележки могут быть постоянно закреплены на прицепе или могут быть съемными, закрепляемыми с помощью штифтового механизма. Съемные тележки устанавливают на прицепе, используя гидравлический домкрат, чтобы поднять тележку к днищу прицепа. Для соединения тележки с прицепом используют штифты. Нет необходимости в приспособлениях для соединения тележки с прицепом.
В системе гибких товарных вагонов Нью-Йоркской центральной железной дороги используют прицепы, снабженные скользящими узлами задних дорожных колес. Для отделения узла дорожных колес прицеп подают задним ходом на вагон-платформу с гидравлическим поворотным кругом. Узел дорожных колес разъединяют и сдвигают вперед до того, как поворотный стол поднимают с помощью гидравлики. Затем с помощью механизма поворотного стола поднимают прицеп над дорожными колесами. После этого прицеп перевозят на вагоне-платформе.
Исследования путей упрощения и удешевления перевозок с увеличением грузооборота привели к усовершенствованию интермодальной транспортировки. В конце пятидесятых годов этого столетия Чесапикской и Огайской железнодорожной компанией был разработан железнодорожный товарный вагон, представляющий собой бимодальный прицеп с раздельными шоссейными и железнодорожными осями. Этот железнодорожный товарный вагон был предназначен для движения непосредственно по шоссе или по рельсовому пути. В конце семидесятых годов этого столетия был разработан новый прицеп с одной железнодорожной осью и с двумя последовательно расположенными шоссейными осями. Этот прицеп, разработанный и построенный для компании и названный дорожным райлером, имеет комплект несъемных железнодорожных колес, расположенных между двумя дорожными осями. Для движения по дороге железнодорожные колеса поднимают над дорожными колесами. И наоборот, для движения по рельсовому пути железнодорожные колеса выпускают ниже дорожных колес. Один существенный недостаток этой системы заключается в том, что железнодорожные колеса являются очень тяжелыми, а их масса должна перевозиться все время. Это увеличивает расход топлива и стоимость перевозки груза по шоссе. После этого была внедрена новая модель дорожного райлера, в котором железнодорожные колеса сделаны съемными.
Бимодальная система вагонов класса "po", Ferrosud, относится к еще одной разработке бимодального прицепа. В ней использована двухосная железнодорожная тележка, оборудованная замковым устройством для правильного соединения тележки и прицепа-вагона. По прибытии на переходный пункт шоссе-рельсовый путь пневматическую подвеску прицепа используют для того, чтобы поднять кузов прицепа-вагона над железнодорожной тележкой. Свободную тележку помещают под вагон, вагон опускают на нужное место и подключают железнодорожную тормозную систему. Дорожные колеса находятся над железнодорожным путем. Одну двухосную тележку используют между двумя прицепами с закреплением задней части одного прицепа на одной половине тележки и передней части другого прицепа на другой половине тележки.
Viens в патенте США N 5009169 раскрывает железнодорожную тележку, имеющую платформу с железнодорожными колесами под ней, опорный круг и крюковый замыкатель.
Larson в патенте США N 5220870 раскрывает двухосную тележку, шарнирно соединенную с одним концом прицепа. Тележка имеет вертикальную стойку, которая входит в гнездо внизу прицепа. В этом источнике также рассмотрено использование убираемого узла дорожных шин на прицепе для того, чтобы поднять закрепленную тележку над землей.
Wicks и другие в патенте США N 4917020 раскрывают переходное транспортное средство с шоссейными колесами и с железнодорожными колесами. Переходное транспортное средство содержит зажимное приспособление для захвата боковых стенок прицепа, который транспортируется. При использовании рельсового пути шоссейные колеса поднимают с помощью системы пневматического рессорного подвешивания. Переходное транспортное средство можно соединять с шоссейным транспортным средством, с другим железнодорожным вагоном или с поездным локомотивом. Переходное транспортное средство можно также использовать на передней части перевозимого транспортного средства, между движущимся транспортным средством и перевозимым транспортным средством.
Beatty в патенте США N 4448132 раскрывает преобразуемое железнодорожно-шоссейное транспортное средство, содержащее железнодорожные колеса и шоссейные колеса. Чтобы максимизировать загрузку, в транспортном средстве использован ряд осей для шоссейных колес. Шоссейные колеса установлены в подъемном узле осей, снабженном стопорным механизмом. Для подъема узла осей использован пневматический рессорный узел. При эксплуатации на шоссе железнодорожные колеса присоединяют дополнительную массу, что приводит к возрастанию стоимости перевозки по шоссе.
Во многих регионах, к примеру в сельских местах и в развивающихся странах, железные дороги являются более эффективным средством для транспортировки, чем шоссейные дороги. К сожалению, железнодорожно-шоссейные транспортные средства, описанные выше, являются относительно сложными в эксплуатации. По этой причине железные дороги характеризуются недоиспользованием услуг по перевозке, оказываемых небольшим организациям или частным лицам, к примеру фермерам, которые не перевозят большого количества грузов, необходимого для эффективной работы этих известных бимодальных систем.
Поэтому очевидно, что существует необходимость в усовершенствовании преобразуемых железнодорожно-шоссейных транспортных средств. В частности, существует необходимость в транспортных средствах такого типа, которые можно на пересечении дорог на одном уровне преобразовывать между конфигурациями для эксплуатации на железной дороге и шоссе. Транспортные средства этого типа будут особенно полезными, если они могут быть преобразованы между конфигурациями для эксплуатации на рельсовом пути и дороге одним человеком, если съемные прикрепляемые железнодорожные тележки могут храниться вне рельсового пути вблизи пересечения дорог на одном уровне, а тележки могут перемещаться на рельсовый путь и убираться с него с помощью тягача или прицепа. Чтобы быть коммерчески жизнеспособным, любое такое транспортное средство должно быть пригодным для эффективного производства.
Настоящее изобретение относится к тележкам и к преобразуемым шоссейно-железнодорожным прицепам, а также к способу преобразования прицепов между конфигурациями для использования на шоссе и для использования на рельсовом пути. Один человек может использовать тягач, чтобы преобразовать прицепы на любом пересечении дорог на одном уровне между конфигурациями для эксплуатации на шоссе и рельсовом пути. Для этого не нужна специальная аппарель, а съемные тележки можно хранить в любом удобном месте.
Каждый прицеп содержит кузов с передним концом и с задним концом, убираемый узел дорожных шин, прикрепленный к заднему концу, механизм жесткой сцепки на заднем конце и механизм поворотного соединения на переднем конце. Каждая тележка содержит раму, узел железнодорожных колес, механизм жесткой сцепки на переднем ее конце и механизм поворотного соединения на заднем ее конце. Механизм жесткой сцепки на заднем конце прицепа жестко сцепляется с механизмом жесткой сцепки на переднем конце тележки. Механизм поворотного соединения на переднем конце прицепа способен осуществлять разъединяемое и шарнирное соединение прицепа с другим транспортным средством. Механизм поворотного соединения на заднем конце тележки рассчитан для разъединяемого и шарнирного соединения тележки с передним концом другого транспортного средства.
Способ, которым тягач используют совместно с тележками и преобразуемыми шоссейно-железнодорожными прицепами, согласно этому изобретению включает задание конфигурации прицепа для использования либо на рельсовом пути, либо на шоссе. Задание конфигурации прицепа для использования на рельсовом пути включает работу тягача при нахождении прицепа на дороге и хранении тележки вне рельсового пути, чтобы установить прицеп возле тележки, сцепление тележки с прицепом работу тягача, чтобы установить прицеп и тележку на рельсовый путь, и уборку дорожных шин с рельсового пути. Аналогично, задание конфигурации прицепа для передвижения по дороге включает выпуск дорожных шин и зацепление их с землей, работу тягача, чтобы удалить прицеп и тележку с рельсового пути и чтобы установить прицеп на дорогу, и отцепление тележки от прицепа.
Фигура 1А - вид сбоку нескольких преобразуемых шоссейно-железнодорожных прицепов и тележек согласно настоящему изобретению, которым придана конфигурация для эксплуатации на рельсовом пути, соединенных с локомотивом и образующих поезд;
фигура 1В - вид сбоку нескольких шоссейно-железнодорожных прицепов и тележек согласно настоящему изобретению, которым придана конфигурация для эксплуатации на рельсовом пути, соединенных с локомотивом при использовании специальной тележки в качестве связующего звена и образующих поезд;
фигура 2 - вид сбоку одного из прицепов согласно фигуре 1;
фигура 3 - вид снизу одного из прицепов согласно фигуре 1;
фигура 4 - вид сбоку одной из тележек согласно фигуре 1;
фигура 5 - вид сверху одной из тележек согласно фигуре 1;
фигура 6 - вид сбоку одной из тележек и одного из прицепов согласно фигуре 1, показанных в процессе преобразования от конфигурации для эксплуатации на шоссе до эксплуатации на рельсовом пути;
фигура 7 - вид сбоку одной из тележек и одного из прицепов согласно фигуре 1, показанных в процессе преобразования от конфигурации для эксплуатации на шоссе до конфигурации для эксплуатации на рельсовом пути, с тележкой, жестко сцепленной с прицепом; дорожные шины прицепа находятся на земле, а тележка поднята над землей;
фигура 8 - вид сбоку одной из тележек и одного из прицепов согласно фигуре 1, которым придана конфигурация для эксплуатации на рельсовом пути, с тележкой, жестко сцепленной с первым прицепом и шарнирно соединенной со вторым прицепом;
железнодорожные колеса тележки находятся на рельсовом пути, а дорожные шины первого прицепа убраны;
фигуры 9A-9P иллюстрируют способ сборки в соответствии с настоящим изобретением поезда из прицепов типа показанных на фигуре 1;
фигура 10 - вид сзади одной из тележек согласно фигуре 1;
фигура 11 - сечение по линии 11-11 на фигуре 10;
фигура 12 - блок-схема тормозной системы на одной из тележек согласно фигуре 1.
На фигурах 1A и 9A-9P показан поезд 113, составленный из бимодальных (связанных с использованием двух различных видов транспорта в системе перевозок) преобразуемых шоссейно-железнодорожных прицепов 160 и тележек 120. Прицепы 160 можно использовать на шоссе, а в сочетании с тележками 120 - на рельсовом пути 102. Как лучше показано на фигурах 9A-9F, один механик может использовать тягач 114, чтобы переоборудовать прицеп 160 на любом пересечении дорог на одном уровне для эксплуатации либо на шоссе, либо на рельсовом пути. Для этого не нужна специальная аппарель, а съемные тележки 120 можно хранить в любом удобном месте, включая склады, расположенные в отдалении от рельсового пути 102.
К днищу 164 каждого прицепа 160 прикреплен убираемый узел 166 дорожных шин, управляемый узлом 171 воздушной подушки (см. фигуры 2-3). Тягач 114 используют для перемещения первого прицепа 160 и для расположения заднего конца 162 прицепа 160 поверх переднего конца 124 первой тележки 120, жестко сцепляя первый прицеп 160 с первой тележкой 120 (см. фигуры 9A-9B). Узел 171 воздушной подушки накачивают, отжимая узел 166 дорожных шин далеко от днища 164 прицепа 160 и поднимая тележку 120 от земли 105 (см. фигуру 9C). Тягач 114 используют для перемещения прицепа 160 и тележки 120, чтобы установить их над рельсовым путем 102, и после этого из узла 171 воздушной подушки выпускают воздух. В результате, узел 166 дорожных шин убирается к днищу 164 прицепа 160, а тележка 120 опускается на рельсовый путь 102. Дополнительные прицепы и тележки можно соединять друг с другом и устанавливать на рельсовый путь 102 способом, описанным выше, и сцеплять их друг с другом, чтобы сформировать поезд 113. Технологический процесс изменяют на обратный, чтобы удалить каждый прицеп 160 и тележку 120 из поезда 113 и переоборудовать каждый прицеп 160 для использования на шоссе. Все это просто делается одним механиком.
Теперь обратимся к фигурам 2-3, на которых каждый прицеп 160 имеет кузов 161, передний конец 163, задний конец 162 и днище 164. Бампер 169 прицепа закреплен на заднем конце 162 ниже днища 164 прицепа 160 и вытянут в поперечном направлении. К бамперу 169 прикреплены фонари (не показаны). Прицеп 160 снабжен трубопроводом тормозного механизма (не показан), который переносит сжатый воздух, используемый при работе обычных тормозов с пневматическим приводом (также не показан). На заднем конце 162 к днищу 164 прицепа 160 прикреплены два параллельных продольных держателя 165 осей, которые проходят под днищем 164.
Обычный убираемый узел 166 дорожных шин прикреплен на заднем конце 162 к днищу 164 на всем протяжении продольных держателей 165 осей. Убираемый узел 166 дорожных шин содержит две оси 167, причем и та и другая ось имеют на каждом своем конце две дорожные шины 168, а также узел 171 воздушной подушки. Узел 171 воздушной подушки известной конструкции содержит четыре пневмоподушки 170, снабженных прикрепленными к ним пружинами (не показаны), и стабилизирующие стержни 172, прикрепленные в дополнение к пружинам. Все четыре пневмоподушки 170 совместно поддерживают задний конец 162 на осях 167. Каждая пневмоподушка 170 прикреплена одним своим концом к днищу 164 прицепа 160, а другим своим концом - к концу одной из осей 167. Стабилизирующий стержень 172 вытянут между каждым рядом пневмоподушек 170, обеспечивая устойчивое состояние осей 167. Когда превмоподушки 170 накачивают, дорожные шины 168 отжимаются далеко от днища 164, поднимая задний конец 162 прицепа 160. Когда из пневмоподушек 170 воздух выпускают, пружины (не показаны) убирают дорожные шины 168 по направлению к днищу 164. Узел дорожных шин можно выпускать или убирать до любого положения во всем диапазоне выпуска путем накачивания пневмоподушек 170 или выпускания из них воздуха до необходимой степени. Обычный штырь (не показан) можно использовать для фиксации узла 166 дорожных шин в предварительно заданном выпущенном или убранном положении применительно к случаям, когда прицеп 160 перемещается по шоссе или по рельсовому пути, как это будет рассмотрено ниже.
В середине узла 166 дорожных шин к днищу 164 прикреплен направленный книзу центральный палец 184 с шаровым наконечником. Центральный палец 184 с шаровым наконечником расположен равноудаленно от сторон прицепа 160, чтобы таким образом приближенно уравновесить массу прицепа 160 и его нагрузки по каждую сторону от центрального пальца 184 с шаровым наконечником. Местоположение центрального пальца 184 с шаровым наконечником смещено вперед от заднего конца 162 прицепа 160, что будет кратко рассмотрено. Центральный палец 184 с шаровым наконечником имеет известную конструкцию и рассчитан для вхождения в зацепление с V-образной прорезью на тележке. Позади центрального пальца 184 с шаровым наконечником вдоль заднего конца 162 к днищу 164 прикреплены два направленных книзу боковых пальца 185 с шаровыми наконечниками. Боковые пальцы 185 с шаровыми наконечниками отнесены друг от друга и центрированы между сторонами прицепа 160. Боковые пальцы 185 с шаровыми наконечниками также известной конструкции рассчитаны для вхождения в зацепление с прорезями на тележке, захватывающими пальцы с шаровыми наконечниками. Центральный палец 184 с шаровым наконечником и боковые пальцы 185 с шаровыми наконечниками расположены в вершинах треугольника, который является почти равносторонним, придавая заднему концу 162 прицепа 160 множество пространственно разнесенных соединительных механизмов. Эти три пальца с шаровыми наконечниками сконструированы и расположены в определенном порядке для жесткого сцепления прицепа 160 с тележкой, функционируя как механизм жесткой сцепки прицепа.
На переднем конце 163 прицепа 160 к днищу 164 прикреплен направленный книзу шарнирно соединяющий палец 192 с шаровым наконечником, равноудаленный от сторон прицепа 160. Шарнирно соединяющий палец 192 с шаровым наконечником имеет известную конструкцию и рассчитан для вхождения в зацепление с опорным кругом с целью шарнирного соединения прицепа 160 со второй тележкой, локомотивом или тягачом. Шарнирно соединяющий палец 192 с шаровым наконечником работает как механизм шарнирного соединения прицепа.
На переднем конце 163 прицеп 160 имеет обычную опорную стойку 174, смещенную назад от шарнирно соединяющего пальца 192 с шаровым наконечником и прикрепленную к днищу 164. В опущенном состоянии опорная стойка 174 поддерживает передний конец 163 прицепа 160.
Обратимся теперь также к фигурам 4, 5, 10 и 11, на которых каждая тележка 120 содержит металлическую раму 122, имеющую узкий передний конец 124 и задний конец 126. Передний конец находится на меньшей высоте, чем остальная часть 122 (см. фигуры 4 и 11), поскольку передний конец 124 предназначен для установки под бампером 169 на заднем конце 162 прицепа 160, тогда как задний конец 126 предназначен для установки под передним концом 163 прицепа 160, не имеющем бампера на своем днище 164.
Узел 127 железнодорожных колес расположен под рамой 122 примерно на полпути между передним концом 124 и задним концом 126 и к тому же закреплен для поддержания рамы 122 при движении. Узел 127 железнодорожных колес содержит пневматическую тормозную систему 129 и легкую и тем не менее прочную подвеску 132. Подвеска 132 присоединена к оси 128 с железнодорожным колесом 130 на каждом конце и поддерживает эту ось. Подвеска 132 содержит пару вертикально ориентированных винтовых пружин 133 на каждом из концов оси 128, вытянутых между осью 128 и дном рамы 122. Для дополнительной поддержки и поглощения поперечных и продольных ударов предусмотрены две группы амортизаторов, содержащие обычные поглотители ударов. Пара вертикальных амортизаторов 131 проходит кверху от противоположных концов оси 128 и прикреплена к раме 122. Пара продольных амортизаторов 134 проходит назад от противоположных концов оси 128, и каждый из них прикреплен к первой и второй группе стабилизирующих стержней 135 и 136. Первая группа стабилизирующих стержней 135 прикреплена к истинному концу заднего конца 126 рамы 122 и проходит наружу и книзу к продольным амортизаторам 134. Вторая группа стабилизирующих стержней 136 прикреплена к заднему концу 126 рамы 122, перед истинным концом рамы 122, и проходит наружу, книзу и назад к продольным амортизаторам 134. Две группы стабилизирующих стержней 135 и 136 выполняют функции жестких удлинителей рамы 122, которые позволяют ориентировать продольные амортизаторы 134 в горизонтальном положении, параллельно раме 122, чтобы обеспечить максимальное поглощение продольного удара.
Как лучше видно на фигуре 12, тормозная система 129 содержит стандартное тормозное оборудование грузового железнодорожного вагона в сочетании со стандартным тормозным воздушным цилиндром 129а полуприцепа. Воздушный цилиндр 129а представляет собой гидроцилиндр двустороннего действия, имеющий две камеры, разделенные поршнем 128m. Как это будет описано ниже, первая камера предназначена для подсистемы основного торможения, а вторая камера предназначена для подсистемы стояночного тормоза.
Внешняя воздушная тормозная магистраль, проходящая от прицепа (не показан), связана с сигнальной воздушной магистралью 129b тележки 120 через разъем 129с шлангов тормозной системы. Второй разъем 129с шлангов тормозной системы предусмотрен для того, чтобы обеспечить связь сигнальной воздушной магистрали 129b со вторым прицепом при формировании поезда. Разделительный шланг 129d направляет поток воздуха из сигнальной воздушной магистрали 129b в магистраль 129e стояночного тормоза и в магистраль 129f регулярного торможения. Магистраль 129f регулярного торможения проходит к стандартному тормозному крану 129g через пылеуловитель и разобщающий кран 129h.
Тормозной кран 129g включен в систему известным образом, имея подводы воздуха, связанные воздушными шлангами со вспомогательным резервуаром 129i и с резервуаром 129j экстренного торможения. Магистраль 129f основного торможения связывает тормозной кран 129g с первой камерой воздушного цилиндра 129а посредством шлангов, которые проходят через клапан 129k "порожняя"/"загруженная" и выравнивающую объем камеру 1291. Когда давление в сигнальной воздушной магистрали 129b падает, тормозной кран 129g позволяет воздуху протекать из вспомогательного резервуара 129i через тормозной кран 129g к первой камере воздушного цилиндра 129а. Если давление в сигнальной воздушной магистрали 129b падает существенно, свидетельствуя о необходимости резкого торможения, тормозной кран 129g дополнительно позволяет воздуху вытекать из резервуара 129j экстренного торможения, что приводит к возрастанию потока воздуха и давления воздуха, приложенных к первой камере воздушного цилиндра 129а. Клапан 129k "порожняя"/"загруженная" предназначен для регулирования давления воздуха и, следовательно, эффективной тормозной мощности, приложенной к первой камере воздушного цилиндра 129а, в зависимости от того, будет ли тележка 120 порожней или будет полностью загруженной. Поскольку воздушный цилиндр 129а представляет собой стандартный воздушный тормозной цилиндр полуприцепа, в то время как другие узлы, особенно вспомогательный резервуар 129i и резервуар 129j экстренного торможения, являются стандартными деталями грузового вагона, имеющими намного больший объем, то для снижения давления воздуха, прилагаемого к первой камере воздушного цилиндра 129а, использована выравнивающая объем камера 1291.
Воздушный цилиндр имеет поршень 129m, который соединен с механизмом 129n торможения и приводит его в действие. Когда давление в магистрали 129f основного торможения и в первой камере воздушного цилиндра 129а возрастает, воздушный цилиндр 129а включается в работу и выдвигает поршень 129m. Это приводит к зацеплению механизма 129n торможения с железнодорожными колесами 130 и к приложению тормозного усилия к тележке 120.
В дополнение к подсистеме основного торможения, описанной выше, система 129 торможения также имеет подсистему стояночного тормоза. Магистраль 129e стояночного тормоза проходит от разделительного клапана 129d к однопутевому запорному клапану 129p, который позволяет воздуху протекать только в направлении от разделительного клапана 129d. Магистраль 129e стояночного тормоза проходит от однопутевого запорного клапана 129p к тройнику 129g, который разделяет магистраль 129e стояночного тормоза на две ветви. Первая ветвь магистрали 129e стояночного тормоза связана со второй камерой воздушного цилиндра 129а. В отличие от первой камеры воздушного цилиндра 129а, из которой поршень 129m выталкивается, когда давление воздуха возрастает, уменьшение давления воздуха во второй камере воздушного цилиндра 129а приводит к выталкиванию поршня 129m и к включению механизма 129n торможения. Однопутевой запорный клапан 129p предотвращает падение давления воздуха во второй камере воздушного цилиндра 129а, когда давление в сигнальной магистрали 129d падает. Вторая ветвь магистрали 129e стояночного тормоза связывает тройник 129g со стравливающим клапаном 129r, который при открывании выпускает воздух в атмосферу. Это приводит к снижению давления в магистрали 129e стояночного тормоза, приложенного ко второй камере воздушного цилиндра 129а, посредством чего включается стояночный тормоз.
Как видно, главным образом из фигур 4 и 11, опорная стойка 140 тележки прикреплена ко дну рамы 122 для поддержания рамы 122 тележки 120 в горизонтальном положении. Опорная стойка 140 тележки содержит две направленные вниз и наружу трубки 145 опорной стойки, расположенные по диагонали, одна трубка прикреплена к раме 122 перед одним железнодорожным колесом 130, а другая прикреплена позади противоположного железнодорожного колеса 130. Телескопический наконечник 139 опорной стойки скользит в каждой трубке 145 опорной стойки и выходит из нее, а также может фиксироваться на нужном месте при использовании обычного расцепляющего рычага (не показан). К нижнему концу каждого телескопического наконечника 139 опорной стойки прикреплена подкладка 141 под стойку, приспособленная для опоры на землю. Опорную стойку 140 опускают при хранении тележки 120 и поднимают, когда тележку 120 необходимо переместить или присоединить к прицепу 160.
Как видно, главным образом из фигуры 5, передний конец 124 тележки 120 имеет продольную V-образную прорезь 138, расположенную на его оси симметрии, с широким передним раскрывом и узким каналом, имеющим параллельные стенки. V-образная прорезь 138 предназначена для приема и удержания на месте направленного книзу центрального пальца 184 с шаровым наконечником, имеющегося на прицепе 160. Широкий раскрыв в V-образной прорези 138 облегчает совмещение центрального пальца 184 с шаровым наконечником и V-образной прорези 138 и введение пальца в прорезь.
Кроме этого, на переднем конце 124 имеются две обращенные вперед прорези 153, зацепляющие боковые пальцы с шаровыми наконечниками, которые смещены назад от V-образной прорези. Зацепляющие боковые пальцы с шаровыми наконечниками прорези 153 отнесены друг от друга в поперечном направлении и предназначены для приема и фиксации на месте боковых пальцев 185 с шаровыми наконечниками, имеющихся на прицепе 160. Относительные положения V-образной прорези 138 и зацепляющих боковые пальцы с шаровыми наконечниками прорезей 153 соответствуют относительным положениям центрального пальца 184 с шаровым наконечником и боковых пальцев 185 с шаровыми наконечниками на днище 164 прицепа 160. V-образная прорезь 138 и зацепляющие боковые пальцы с шаровыми наконечниками прорези 153 расположены в вершинах треугольника, который является примерно равносторонним, и обеспечивают передний конец 124 тележки 120 множеством пространственно разнесенных соединительных механизмов. Эти три прорези сконструированы и расположены в определенном порядке для жесткого сцепления тележки 120 с прицепом 160, функционируя как тележечный механизм жесткой сцепки.
Зацепляющие боковые пальцы с шаровыми наконечниками прорези 153 снабжены стопорным механизмом 149, предназначенным для фиксации боковых пальцев 185 с шаровыми наконечниками в зацепляющих боковые пальцы с шаровыми наконечниками прорезях 153. Каждая зацепляющая боковой палец с шаровым наконечником прорезь 153 имеет обращенный вперед полуовальный проход, приспособленный по размеру для приема бокового пальца 185 с шаровым наконечником, и U-образный фиксатор 152, который скользит в поперечном направлении наружу от оси симметрии рамы 122 и удерживает палец с шаровым наконечником в середине своей U-образной части. U-образный фиксатор 152 окружает боковой палец 185 с шаровым наконечником с передней, внутренней и задней сторон, а рама 122 закрывает внешнюю сторону и, кроме того, удерживает U-образный фиксатор 152 от вытягивания вперед. Когда U-образный фиксатор 152 скользит в поперечном направлении наружу, посадка боковых пальцев 185 с шаровыми наконечниками в зацепляющих боковые пальцы с шаровыми наконечниками прорезях 153 фиксируется в нужном месте.
Стопорная рукоятка 151 шарнирно соединена с рамой 122 с возможностью поворота вокруг точки 155 опоры на полпути между зацепляющими боковые пальцы с шаровыми наконечниками прорезями 153. По каждую сторону от точки 155 опоры стержень 158 введения в зацепление шарнирно соединяет стопорную рукоятку 151 с одним из U-образных фиксаторов 152. Рама 122 имеет криволинейный вырез 157, через который проходит выступ 156 на нижней части стопорной рукоятки 151, ограничивающий диапазон хода стопорной рукоятки 151. Пружина 150, прикрепленная к раме 122 и к стопорной рукоятке 151, отклоняет стопорную рукоятку 151 таким образом, что U-образные фиксаторы 152 удерживаются в положении захвата. При перемещении стопорной рукоятки 151 стержни 158 введения в зацепление заставляют U-образные фиксаторы 152 скользить в поперечном направлении, чтобы разблокировать или блокировать зацепляющие боковые пальцы с шаровыми наконечниками прорези 153. Обычный штифт (не показан) можно использовать, чтобы удерживать стопорную рукоятку 151 в положении отключения (разблокировки) или включения (блокировки). Положение разблокировки показано на фигуре 5 пунктирными линиями.
Обратимся теперь главным образом к фигурам 5-7. Когда механик использует тягач, чтобы жестко сцепить прицеп 160 с тележкой 120, он прежде всего отключает стопорную рукоятку 151 и использует обычный штифт (не показан) для поддержания стопорной рукоятки 151 в положении отключения (или осуществляет проверку, чтобы увидеть, что стопорная рукоятка 151 уже находится в положении отключения). Механик использует тягач, чтобы задним ходом подавать прицеп 160 к переднему концу тележки 120, вводя центральный палец 184 с шаровым наконечником на прицепе 160 в V-образную прорезь 138 на тележке 120 и боковые пальцы 185 с шаровыми наконечниками в зацепляющие боковые пальцы с шаровыми наконечниками прорези 153. Затем механик переводит стопорную рукоятку 151 в положение включения (захвата) и фиксирует ее штифтом, при этом U-образные фиксаторы 152 перемещаются в поперечном направлении наружу, и осуществляется фиксируемое зацепление боковых пальцев 185 с шаровыми наконечниками в зацепляющих боковые пальцы с шаровыми наконечниками прорезях 153. Эти разнесенные соединительные механизмы жестко сцепляют прицеп 160 с тележкой 120, удерживая прицеп 160 и тележку 120 в фиксированных положениях относительно друг друга. Более того, это жесткое сцепление дает возможность с помощью прицепа 160 поднять тележку 120, когда узел 171 воздушной подушки накачивают, и при этом дорожные шины 168 отжимаются от днища 164, как это показано на фигуре 7. Альтернативно, как показано на фигуре 8, когда дорожные шины 168 убирают по направлению к днищу 164, железнодорожные колеса 130 поддерживают одновременно тележку 120 и задний конец 162 прицепа 160.
Теперь обратимся главным образом к фигурам 4, 5 и 8, на которых показан опорный круг 148 известной конструкции, шарнирно закрепленный на верхней поверхности 123 рамы 122, на заднем конце 126 тележки 120. Опорный круг 148 предназначен для приема и фиксируемого зацепления шарнирно соединяющего пальца 192' с шаровым наконечником на втором прицепе 160'. Когда это соединение осуществлено, тележка 120 оказывается соединенной с возможностью поворота со вторым прицепом 160'. Поскольку имеется только одна точка соединения между тележкой 120 и вторым прицепом 160', то второй прицеп 160' свободно поворачивается относительно тележки 120, что позволяет поезду, составленному из прицепов и тележек, изгибаться при движении по кривым.
Теперь обратимся к фигурам 9А-9Р. Используя тягач 114, один механик может преобразовать прицеп 160 и тележку 120 в интермодальный (связанный с использованием различных видов транспорта в системе перевозок) железнодорожный вагон и соединить несколько интермодальных железнодорожных вагонов друг с другом, чтобы сформировать поезд 113. Как показано на фигуре 9А, тягач 114 соединяют с первым прицепом 160 и передвигают прицеп к первой тележке 120. Тележки хранят вне рельсового пути, вблизи пересечения дорог, что минимизирует затраты и объем работы, необходимые для оборудования переходного пункта. Опорные стойки 140 на тележках находятся в выпущенном положении, удерживая тележки от опрокидывания. Захватывающие боковые пальцы с шаровыми наконечниками прорези 153 открыты.
Как видно на фигуре 9В, механик использует тягач 114, чтобы подать задним ходом первый прицеп 160 к переднему концу 124 первой тележки 120. Поскольку тележки малы по сравнению с тягачами, то полезно тележки помещать в середине между двумя указателями, чтобы помочь механику тягача в выравнивании прицепа 160 относительно тележки 120. Возможно, что придется частично убрать или выпустить убираемый узел 166 дорожных шин, чтобы днище 164 первого прицепа 160 и передний конец 124 первой тележки 120 находились на одной и той же высоте. По мере того, как прицеп 160 подается задним ходом, центральный палец 184 с шаровым наконечником входит в V-образную прорезь 138, а боковые пальцы 185 с шаровыми наконечниками входят в зацепляющие боковые пальцы с шаровыми наконечниками прорези 153. Механик использует стопорную рукоятку 151, чтобы переместить U-образные фиксаторы 152 в поперечном направлении наружу и ввести с последующей фиксацией боковые пальцы 185 с шаровыми наконечниками в зацепляющие боковые пальцы с шаровыми наконечниками прорези 153 (см. фигуру 5). Шланги тормозной системы на первой тележке 120 соединяют с тормозным трубопроводом (не показан) первого прицепа 160.
Как показано на фигуре 9С, опорную стойку 140 на первой тележке поднимают, а узел 171 воздушной подушки приводят в действие, чтобы выпустить дорожные шины 168 и поднять первую тележку 120 над землей 105. Как показано на фигуре 9D, тягачом 114 манипулируют так, чтобы переместить первый прицеп 160 и первую тележку 120 и расположить их над рельсовым путем 102.
Из узла 171 воздушной подушки выпускают воздух, как это показано на фигуре 9Е, опуская задний конец 162 первого прицепа 160 и первую тележку 120 и вводя в соприкосновение железнодорожные колеса 130 на первой тележке 120 с рельсовым путем 102. Как показано на фигуре 9F, из узла 171 воздушной подушки дополнительно выпускают воздух, убирая дорожные шины 168. В этот момент времени узел 171 воздушной подушки запирают в соответствующем месте, используя обычный стопорный штифт (не показан).
Как показано на фигурах 9G-9H, опорную стойку 174 на переднем конце 163 первого прицепа 160 опускают, а тягач 114 отцепляют от первого прицепа 160 и отводят.
Этот процесс повторяют, чтобы поместить последующие прицепы и тележки на рельсовый путь 102. Как показано на фигурах 91-9J, тягач 114', тот же, что и раньше, или другой, используют, чтобы переместить второй прицеп 160' и вторую тележку 120' на рельсовый путь 102. Узел 171' воздушной подушки на второй тележке 120' приводят в действие, вводя в соприкосновение железнодорожные колеса 130' с рельсовым путем 102 и убирая дорожные шины 168'. Тягач 114' подает задним ходом второй прицеп 160' и вторую тележку 120' к переднему концу 163 первого прицепа 160. Шарнирно соединяющий палец 192 с шаровым наконечником на переднем конце 163 первого прицепа 160 зацепляется с опорным кругом 148' второй тележки 120' и фиксируется в нем, шарнирно соединяя вторую тележку 120' с первым прицепом 160. Шланги тормозной системы на второй тележке 120' (не показаны) соединяют с тормозным трубопроводом (не показан) первого прицепа 160.
Как показано на фигуре 9К, опорную стойку 174 на первом прицепе 160 поднимают. Чтобы обеспечить пространство на рельсовом пути 102 для большего числа прицепов, добавляемых вблизи пересечения двух дорог на одном уровне, как показано на фигуре 9L, тягач 114' используют для продвижения назад по рельсовому пути 102 всех тележек и прицепов.
Как показано на фигурах 9M-9N, опорную стойку 174' на втором прицепе 160' опускают, а тягач 114' отцепляют от второго прицепа 160' и отводят. Этот процесс повторяют для всех прицепов, которые должны быть соединены друг с другом при формировании поезда 113.
Как показано на фигуре 90, локомотив 112 с опорным кругом 111 на заднем конце сцепляют с шарнирно соединяющим пальцем 192'' с шаровым наконечником на переднем конце 163'' последнего прицепа 160'' в голове поезда 113. Локомотивом 112 может быть обычный поездной локомотив, модифицированный с целью снабжения его опорным кругом 111, локомотив Brandt Road Power Unit, изготовляемый фирмой Brandt Industries Ltd., тягач, как, например, описанный в находящейся в общей собственности заявке N 08/054906 на патент США, или локомотив любого другого типа, прицепляемый непосредственно или при помощи специальной тележки 120х, имеющей опорный круг на одном конце и стандартный механизм железнодорожной сцепки на другом конце, как это показано на фигуре 1В. Как показано на фигуре 9Р, опорную стойку 174'' на последнем прицепе 160'' поднимают, и поезд 113 готов к движению по рельсовому пути.
Процесс демонтажа поезда 113, составленного из прицепов и тележек, аналогичен рассмотренному. Опорную стойку 174' на переднем конце 163' первого прицепа 160' (расположенного в голове поезда 113) опускают, а локомотив 112 отцепляют. Тягач 114' подают задним ходом к переднему концу 163' первого прицепа 160', а опорный круг 117' на тягаче 114' вводят в фиксируемое зацепление с шарнирно соединяющим пальцем 192' с шаровым наконечником на переднем конце 163' первого прицепа 160'. Опорную стойку 174' на первом прицепе 160' поднимают, после чего поезд 113 можно протягивать вперед. Опорную стойку 174 на втором прицепе 160, расположенном позади первого прицепа 160', опускают. Первую тележку 120' отцепляют от второго прицепа 160, и тягач 114' оттаскивает первый прицеп 160' и первую тележку 120' от второго прицепа 160 и оставшейся части поезда 113. Дорожные шины 168' на первом прицепе 160' выпускают, поднимая первую тележку 120' над рельсовым путем 102. Тягач 114' вытягивает первый прицеп 160' и первую тележку 120' в зону хранения, расположенную вне рельсового пути 102 и вблизи пересечения двух дорог на одном уровне. Дорожные шины 168' на первом прицепе 160' убирают, опуская первую тележку 120' на землю 105. Опорную стойку 140' на первой тележке 120' вытягивают, и первую тележку 120' отцепляют от первого прицепа 160'. Тягач 114' отводит первый прицеп 160' от первой тележки 120', оставляя ее в зоне хранения. Этот процесс повторяют, чтобы удалить все прицепы с рельсового пути 102 и оставить все тележки в зоне хранения.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения был описан как пример заявленного изобретения. Однако настоящее изобретение не должно быть ограничено в поданной заявке подробностями, поясненными в описании предпочтительного варианта осуществления изобретения и в сопровождающих чертежах, поскольку изобретение может быть осуществлено на практике или разработано в виде различных воплощений. Также должно быть понятно, что терминология и описание, употребленные в этом документе, использованы исключительно с целью описания общего принципа действия предпочтительного варианта осуществления изобретения и не должны интерпретироваться как ограничения действия изобретения.
Изобретение относится к конструкциям бимодальных транспортных средств. Тележка (120) для сцепления первого и второго преобразуемых шоссейно-дорожных прицепов (160) и для поддержания прицепов в течение транспортировки по рельсовому пути содержит раму, на которой закреплен одноосный узел железнодорожных колес, тележечный механизм жесткой сцепки, расположенный на переднем конце рамы, для разъединяемого и жесткого сцепления тележки с первым прицепом, и тележечный механизм поворотного соединения, расположенный на заднем конце рамы для разъединяемого и шарнирного соединения тележки с вторым прицепом. Прицеп имеет убираемый узел дорожных шин и механизм жесткой сцепки для обеспечения фиксированного положения прицепа относительно первой тележки, когда она поднята над землей при выпуске узла дорожных шин на прицепе, и поддержания прицепа при уборке узла дорожных шин. Прицеп и тележка образуют интермодальный железнодорожный вагон. Изобретение расширяет функциональные возможности. 3 с. и 18 з.п.ф-лы, 28 ил.
| Домовый номерной фонарь, служащий одновременно для указания названия улицы и номера дома и для освещения прилежащего участка улицы | 1917 |
|
SU93A1 |
| Железнодорожный состав из автомобильных полуприцепов | 1987 |
|
SU1612993A3 |
| US 2963986 A, 13.12.1960 | |||
| Устройство для отключения генераторов электростанции на заданную суммарную мощность | 1979 |
|
SU936216A1 |
