專利名稱：兩用集裝箱底盤的制作方法
兩用集裝箱底盤
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求提交于2006年12月20日的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng) No.60/871，075的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)申請(qǐng)?jiān)诖艘胱鳛閰⒖肌?br> 背景技術(shù)：
已知的兩用拖車和半拖車包括車架和附接轉(zhuǎn)向車以在公路和鐵路 運(yùn)輸期間運(yùn)送貨物。這些兩用拖車和半拖車需要面對(duì)在兩種運(yùn)輸方式 下供應(yīng)足夠貨物的后勤難題。例如，這些兩用拖車和半拖車限于閉環(huán) 操作以便在兩種操作下平衡拖車和轉(zhuǎn)向車。這種限制減少了兩用技術(shù) 的廣泛應(yīng)用。因此，人們希望將這種技術(shù)的使用擴(kuò)展到其它聯(lián)運(yùn)應(yīng)用。
在公路上進(jìn)行定期集裝箱運(yùn)輸通常需要標(biāo)準(zhǔn)集裝箱底盤。這些標(biāo) 準(zhǔn)集裝箱底盤是具有后承梁和前承梁的骨架構(gòu)架，所述前后承梁具有 鎖定裝置以固定集裝箱。這些標(biāo)準(zhǔn)集裝箱底盤的前端安裝有牽引銷， 這些標(biāo)準(zhǔn)集裝箱底盤的后端安裝有帶彈簧懸架、軸和制動(dòng)器的簡(jiǎn)單行 走裝置。這些標(biāo)準(zhǔn)底架具有永久固定的懸掛并且只具有20或53英尺 構(gòu)造。這些標(biāo)準(zhǔn)集裝箱底盤的懸架是符合橋梁法的水平滑動(dòng)設(shè)計(jì)。這 些標(biāo)準(zhǔn)集裝箱底盤重量輕，以使有效載荷最大化，但是不具備在鐵路 作業(yè)中使用的技術(shù)能力。因此，人們希望提供一種兩用集裝箱底盤， 從而擴(kuò)展集裝箱底盤和兩用技術(shù)的應(yīng)用。
對(duì)于公路運(yùn)輸來說，已知的兩用拖車通常具有用于連接到牽引車 上的前端和配備有行走裝置的后端。這些兩用拖車可以連接到牽引車 上并在其后拉動(dòng)，同時(shí)它們的行走裝置與路面接觸并在其上移動(dòng)。對(duì) 于鐵路運(yùn)輸來說，這些兩用拖車通常具有位于前端上的陰連接器和位 于后端上的陽連接器，兩個(gè)連接器用于連接到有軌轉(zhuǎn)向車的相應(yīng)連接 部分上。當(dāng)在鐵路上使用時(shí)，這些兩用拖車連接到轉(zhuǎn)向車上并懸掛于部件都不接觸鐵路軌道。這通常通過使用已安 裝的提升軸實(shí)現(xiàn)，所述提升軸由供自牽引車的氣動(dòng)致動(dòng)。這種氣動(dòng)致 動(dòng)軸明顯比彈簧懸架貴，并且還具有更大的重量。此外，抬升的懸架 必須安全固定在上部位置，以避免其偶然下落，這會(huì)在鐵路作業(yè)中造 成事故。這一固定過程需要昂貴的部件并且耗時(shí)，因?yàn)槊總€(gè)行走裝置 都必須在火車出發(fā)前進(jìn)行控制和檢查。因此，人們希望提供一種兩用 拖車和集裝箱底盤，其無需進(jìn)行空氣提升和固定。另外，人們希望提
供一種兩用拖車和集裝箱底盤，其適合于在公路和鐵路運(yùn)輸中使用， 并且符合相關(guān)的公路和鐵路法律、法規(guī)和規(guī)定。

發(fā)明內(nèi)容
兩用集裝箱底盤用于在公路和鐵路運(yùn)輸期間支撐集裝箱和其它貨 物。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的兩用集裝箱底盤包括具有第一和第二 端部以及頂部和底部邊緣的主車架。底部邊緣與水平方向成一定角度 定位。底盤還具有連接到主車架上的行走裝置，所述行走裝置沿著底 部邊緣沿第一和第二方向移動(dòng)。第一方向向上且朝向第一端部，第二 方向向下且朝向第二端部。當(dāng)在公路運(yùn)輸位置和鐵路運(yùn)輸位置之間轉(zhuǎn) 換時(shí)，行走裝置沿著主車架的錐形底部邊緣沿第一和第二方向移動(dòng)。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，行走裝置沿第一方向移動(dòng)到用于鐵路運(yùn)輸?shù)?鐵路運(yùn)輸位置，并且沿第二方向移動(dòng)到用于公路運(yùn)輸?shù)墓愤\(yùn)輸位置。 鐵路運(yùn)輸位置的特征為位于行走裝置的輪胎和鐵路之間的間隙以及位 于主車架下面第二端部處的空隙。主車架連接到位于所述空隙處的轉(zhuǎn) 向車上，以便在鐵路運(yùn)輸期間支撐底盤。公路運(yùn)輸位置的特征為輪胎 與路面接觸，行走裝置位于主車架的第二端部處以在公路運(yùn)輸期間支 撐底盤。


圖l是在公路運(yùn)輸作業(yè)中傳送集裝箱的兩用集裝箱底盤的實(shí)施例
的側(cè)^L圖。圖2是在鐵路運(yùn)輸作業(yè)中傳送集裝箱的兩用集裝箱底盤的實(shí)施例 的側(cè)視圖。
圖3是未裝載且具有鵝頸式主車架的兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的 側(cè)視圖，所述主車架具有與路面接觸的行走裝置。
圖4是具有鵝頸式主車架的兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的側(cè)視圖， 所述鵝頸式主車架未裝載并懸掛在轉(zhuǎn)向車之間。
圖5是具有樞轉(zhuǎn)連接的防鉆撞護(hù)柵的兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的 局部側(cè)視圖。
圖6是具有樞轉(zhuǎn)連接的防鉆撞護(hù)柵的兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的 局部側(cè)視圖。
圖7是具有楔形梁主車架的兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的側(cè)視圖， 所述楔形梁主車架在公路運(yùn)輸作業(yè)中運(yùn)送集裝箱。
圖8是具有楔形梁主車架的兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的側(cè)視圖， 所述楔形梁主車架在鐵路運(yùn)輸作業(yè)運(yùn)送集裝箱。
圖9是具有直梁主車架的兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的側(cè)視圖，所 述直梁主車架包括滑動(dòng)裝置。
圖10是具有直梁主車架的兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的局部側(cè)視 圖，所述直梁主車架包括搖擺滑動(dòng)器。
圖11是空氣致動(dòng)鎖定銷的局部側(cè)視圖。
圖12是圖11所示空氣致動(dòng)鎖定銷的另一局部側(cè)視圖。
圖13是兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的局部透視圖，所述兩用集裝箱 底盤包括用于防止懸架部件卸壓的裝置。
圖14是兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的局部側(cè)視圖，所述兩用集裝箱 底盤包括用于防止圖13所示的懸架部件卸壓的裝置。
圖15是兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的側(cè)視圖，所述兩用集裝箱底盤 在鐵路運(yùn)輸作業(yè)中運(yùn)送集裝箱并且牽引銷的高度為42英寸。
圖16是兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的側(cè)視圖，所述兩用集裝箱底盤 在鐵路運(yùn)輸作業(yè)中運(yùn)送集裝箱并且牽引銷的高度為48英寸。
圖17是具有可調(diào)節(jié)半拖車連接輪的牽引車的側(cè)視圖，所述半拖車連接輪與兩用集裝箱底盤的實(shí)施例一起使用。
圖18是兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的局部透視圖，所述兩用集裝箱
底盤包括結(jié)合在內(nèi)部的接收箱。
圖19是與兩用集裝箱底盤的實(shí)施例一起使用的接收箱的透視圖。 圖20是與兩用集裝箱底盤的實(shí)施例一起使用的部分裝配的接收
箱的透視圖。
圖21是具有接收箱的兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的透視圖，所述接 收箱配備有滑動(dòng)襯墊。
圖22是利用帶槽螺釘固定到接收箱上的圖21所示滑動(dòng)襯墊的局 部側(cè)視圖。
圖23是與兩用集裝箱底盤實(shí)施例的接收箱分離的轉(zhuǎn)向車舌片的 頂視圖。
圖24是與圖23的接收箱部分接合的轉(zhuǎn)向車舌片的頂視圖。
圖25是與圖23的接收箱部分接合的轉(zhuǎn)向車舌片的頂視圖。
圖26是兩用集裝箱底盤實(shí)施例的主車架的透視圖，顯示了在作業(yè) 期間作用于主車架上的作用力。
圖27是兩用集裝箱底盤實(shí)施例的主車架的局部透視圖，顯示了在 作業(yè)期間作用于主車架上的壓力。
圖28是圖27所示主車架的局部透視圖，顯示了在作業(yè)期間作用 于主車架上的拉力。
圖29是兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的頂視圖，所述兩用集裝箱底盤 具有鵝頸式主車架并顯示了壓曲(buckling)方式。
圖30是兩用集裝箱底盤的實(shí)施例的側(cè)視圖，所述兩用集裝箱底盤 具有鵝頸式主車架并顯示了壓曲方式。
圖31是I形梁的橫截面視圖，所述I形梁在兩用集裝箱底盤實(shí)施 例的主車架中使用。
圖32是顯示出I形梁中的凸緣壓曲的橫截面視圖和局部側(cè)視圖， 所述I形梁在兩用集裝箱底盤實(shí)施例的主車架中使用。
圖33顯示出I形梁中的腹板壓曲的橫截面視圖和局部側(cè)視圖，所述I形梁在兩用集裝箱底盤實(shí)施例的主車架中使用。
圖34是顯示出I形梁中的尖端壓曲的橫截面視圖和局部透視圖， 所述I形梁在兩用集裝箱底盤實(shí)施例的主車架中使用。
圖35是非對(duì)稱I形梁的剖視圖，所述非對(duì)稱I形梁在兩用集裝箱 底盤實(shí)施例的主車架中使用。
圖36是空心梁的剖視圖，所述空心梁在兩用集裝箱底盤實(shí)施例的 主車架中使用。
圖37是具有豎直加強(qiáng)肋的I形梁的局部透視圖，所述I形梁在兩 用集裝箱底盤實(shí)施例的主車架中使用。
圖38是具有陰陽聯(lián)接器的兩用集裝箱底盤實(shí)施例的局部側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參見附圖，圖1顯示了兩用集裝箱底盤10連接到牽引車12 上以在公路52上運(yùn)送集裝箱14。圖2顯示出底盤IO連接到有軌轉(zhuǎn)向 車16上并懸掛于其間以便在軌道53上運(yùn)送集裝箱14。如圖l和2所 示，底盤10包括具有第一端部20和第二端部22的主車架18。主車 架18可以由本領(lǐng)域已知的任何適用材料制成，所述材料包括但不限于 屈服應(yīng)力為100ksi或690mpa的高強(qiáng)度鋼，例如Tl、StE690或Weldox 700。
如圖3所示，行走裝置24布置在靠近主車架18的第二端部22 處，所述主車架具有鵝頸部17。鵝頸部17是通用提升的主梁延伸部。 鵝頸延伸部給底盤提供第一端部20，所述第一端部高到足以連接到牽 引車的標(biāo)準(zhǔn)半拖車連接輪上。底盤其余部分與地面的高度低到足以運(yùn) 送高度為9.5英尺的集裝箱("大體積集裝箱")，并且不會(huì)違反將底盤 加集裝箱的最大高度限制為13.5英尺的公路法。大體積集裝箱配備有 凹入集裝箱底板中的鵝頸部通道。
行走裝置24包括但不限于制動(dòng)部件、懸架部件26、軸28、車輪 30和輪胎32。當(dāng)主車架18的第一端部20連接到用于公路運(yùn)輸作業(yè)的 牽引車12上時(shí)，行走裝置24的輪胎32與路面52形成接觸。如圖4所示，當(dāng)主車架18的第一和第二端部20、 22連接到用于鐵路運(yùn)輸作 業(yè)的有軌轉(zhuǎn)向車16上時(shí)，行走裝置24懸掛在軌道53上方。圖3和4 的底盤不會(huì)沿直線傳遞拉力和壓力。同樣，當(dāng)?shù)妆P連接在轉(zhuǎn)向車16 之間時(shí)，如圖4所示，主車架18以不希望的角度定位。由于該角度， 集裝箱中的貨物在運(yùn)輸期間不會(huì)移動(dòng)。
滑動(dòng)行走裝置24可以沿方向34和36沿著主車架18的水平長(zhǎng)度 移動(dòng)，從而提供使底盤IO與用于鐵路運(yùn)輸作業(yè)的轉(zhuǎn)向車16相連的空 隙38。在一個(gè)實(shí)施例中，空隙38可以是50英寸或以上的規(guī)定空隙38。 如圖3所示，行走裝置24可以緊靠主車架18的第二端部22定位以進(jìn) 行公路運(yùn)輸作業(yè)。如圖4所示，行走裝置24可以沿遠(yuǎn)離主車架的第二 端部22的方向34移動(dòng)，從而產(chǎn)生使底盤IO與用于鐵路運(yùn)輸作業(yè)的轉(zhuǎn) 向車16相連的空隙38。
如圖3和4所示，本發(fā)明的另一方面是可復(fù)位的防鉆撞護(hù)柵33。 隸屬于美國(guó)運(yùn)輸部的國(guó)家公路交通安全局("NHTSA")制定的規(guī)章制 度要求在公路運(yùn)輸中使用的重型拖車(例如，底盤10)具有后部防鉆
撞護(hù)柵33。法律規(guī)定，后部防鉆撞護(hù)柵33必須緊靠底盤10的后端22 定位，以便防止汽車在發(fā)生碰撞時(shí)在底盤10下面的滑動(dòng)。
防鉆撞護(hù)柵33可以沿著主車架18的水平長(zhǎng)度在圖3所示的公路 運(yùn)輸位置和圖4所示的鐵路運(yùn)輸位置之間移動(dòng)。當(dāng)處于公路運(yùn)輸位置 時(shí)，根據(jù)法律，防鉆撞護(hù)柵33緊靠底盤10的主車架18的后端22。 當(dāng)從公路位置移動(dòng)到鐵路位置時(shí)，防鉆撞護(hù)柵33沿朝向主車架18中 點(diǎn)的方向34移動(dòng)，從而產(chǎn)生與底盤10的后端22緊鄰的空隙38?？?隙38為將底盤10連接到轉(zhuǎn)向車16上所必需。
在底盤10的一個(gè)實(shí)施例中，防鉆撞護(hù)柵33連接到行走裝置24 上并與其串聯(lián)移動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，防鉆撞護(hù)柵33不連接到行走 裝置24上，并且獨(dú)立于行走裝置運(yùn)動(dòng)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖5所示，防鉆撞護(hù)柵33樞轉(zhuǎn)連接到底盤 10上。主車架18的后端22包括連接銷31和第一和第二重力操作掛 鉤25、 27。防鉆撞護(hù)柵33具有固定端29、自由端35和銷23，所述銷構(gòu)造為與第一和第二重力操作掛鉤25、 27相互作用。防鉆撞護(hù)柵 33的固定端29通過銷31樞轉(zhuǎn)連接到主車架18的后端22上。當(dāng)在公 路運(yùn)輸位置和鐵路運(yùn)輸位置之間轉(zhuǎn)換時(shí)，防鉆撞護(hù)柵33圍繞銷31轉(zhuǎn) 動(dòng)。當(dāng)處于鐵路運(yùn)輸位置，即位于主車架上面的位置時(shí)，防鉆撞護(hù)柵 33定位成與主車架18大體上垂直，并且自由端35定位在固定端29 上面。當(dāng)處于公路運(yùn)輸位置，即位于主車架下面的位置時(shí)，防鉆撞護(hù) 柵33定位成與主車架18大體上垂直，并且自由端35定位在固定端 29下面。
當(dāng)防鉆撞護(hù)柵33在從公路運(yùn)輸位置轉(zhuǎn)換為接近鐵路運(yùn)輸位置時(shí)， 銷23接觸掛鉤25的彎曲部分，從而導(dǎo)致掛鉤25沿第一方向旋轉(zhuǎn)。銷 23繼續(xù)移動(dòng)，直到防鉆撞護(hù)柵33到達(dá)鐵路運(yùn)輸位置為止。當(dāng)防鉆撞 護(hù)柵33到達(dá)鐵路位置時(shí)，重力使掛鉤25沿第二 (相反的)方向旋轉(zhuǎn)， 使得掛鉤25連接到防鉆撞護(hù)柵33的銷23上。掛鉤25和銷23將防鉆 撞護(hù)柵33固定在鐵路位置，掛鉤25必須在防鉆撞護(hù)柵33可以轉(zhuǎn)換到 公路位置之前與銷23手動(dòng)脫離。掛鉤27以與掛鉤25相同的方式操作。
桂鉤25、 27可以由鎖固定，當(dāng)桂鉤25被鎖定時(shí)，防鉆撞護(hù)柵33 保持固定在與集裝箱14的門鄰近的鐵路運(yùn)輸位置，從而防止盜竊和損 壞集裝箱14內(nèi)的貨物?？梢栽O(shè)置板簧以確保掛鉤25、 27保持鎖定。 可以設(shè)置加強(qiáng)桿21以在位于主車架下面的位置中支撐防鉆撞護(hù)柵。加 強(qiáng)桿21為可移動(dòng)的，并且從主車架18延伸到防鉆撞護(hù)柵33。
在另一實(shí)施例中，如圖6所示，行走裝置24連接在底盤10的后 端22以外。在本實(shí)施例中，代替圍繞銷31旋轉(zhuǎn)，防鉆撞護(hù)柵33沿與 集裝箱14的后部邊緣15平行的方向滑動(dòng)，使得它可以在公路運(yùn)輸位 置35a和鐵路運(yùn)輸位置35b之間移動(dòng)，從而為轉(zhuǎn)向車16與底盤10相 連作準(zhǔn)備。防鉆撞護(hù)柵33由嵌入固定裝置37中的一組滾子39引導(dǎo)。 防鉆撞護(hù)柵35a的下部由桿43連接到底盤車架上。所述桿的一端47 利用銷固定到防鉆撞護(hù)柵33上，另一端利用滾子49固定到底盤10 上。滾子定位在主車架18的導(dǎo)向裝置51中并在其中移動(dòng)，同時(shí)防鉆 撞護(hù)柵被抬起并且不礙事。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，滾子可以定位在桿43上，導(dǎo)
ii向裝置51可以定位在防鉆撞護(hù)柵33上。在這種情況下，桿固定到主 車架18上并且相對(duì)于防鉆撞護(hù)柵33滑動(dòng)。當(dāng)處于公路位置時(shí)，桿43 固定在由杠桿55鎖定的導(dǎo)向裝置51中，從而增強(qiáng)防鉆撞護(hù)柵33抵抗 汽車沖擊的強(qiáng)度和剛度。當(dāng)移動(dòng)到鐵路位置時(shí)，杠桿55手動(dòng)松開，從 而允許防鉆撞護(hù)柵滑動(dòng)到上部位置35b。
圖7-15和15-16顯示了 20英尺的底盤10,而上述圖3和4顯示 了具有鵝頸部的40英尺的底盤10。 20英尺的集裝箱14可以承載與 40英尺集裝箱14相同的載荷，例如，由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織作為標(biāo)準(zhǔn)的 67,200磅。20英尺底盤10明顯短于40英尺底盤10,因此為了符合橋 梁法，在連接到轉(zhuǎn)向車16上以及與行走裝置24相連時(shí)，導(dǎo)致底盤車 架就路面和鐵路軌道而言具有不同結(jié)構(gòu)和高度。在這種情況下，滑動(dòng) 行走裝置24必須延伸到車架18的后端22和集裝箱14的后面，從而 產(chǎn)生與牽引銷相距較遠(yuǎn)的距離。因此，滑動(dòng)行走裝置24必須沿方向
34水平移動(dòng)到前部20以及沿方向36移動(dòng)到后部22來給轉(zhuǎn)向車掃清 道路。在第三位置處，滑動(dòng)行走裝置24與后端22齊平，使得集裝箱 14背靠用于裝卸的裝卸碼頭。
圖7-10顯示了沿水平方向34、 36和豎直方向40、 42移動(dòng)的行走 裝置24。例如，行走裝置24與水平方向成一定角度地沿著主車架18 移動(dòng)，因此，行走裝置24沿豎直和水平方向移動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)描述如下。
美國(guó)鐵路協(xié)會(huì)制定的規(guī)則("AAR規(guī)則")要求輪胎32和鐵路軌 道53之間具有3英寸的間隙。當(dāng)進(jìn)行鐵路運(yùn)輸作業(yè)時(shí)，轉(zhuǎn)向車16(而 不是行走裝置24 )支撐底盤10及其載荷的重量。這導(dǎo)致行走裝置24 的軸和輪胎32由于自重沿向下方向42下降大約2.5英寸。為了補(bǔ)償 2.5英寸下降量，行走裝置24(獨(dú)立于主車架18 )沿向上方向40移動(dòng)。 這在不使主車架18和整個(gè)底盤10沿向上方向40移動(dòng)與輪胎沿方向 42的移動(dòng)相對(duì)應(yīng)的距離的情況下，在輪胎32和鐵路軌道53之間提供 了3英寸間隙。因此，底盤IO在鐵路運(yùn)輸作業(yè)中保持穩(wěn)定，因?yàn)樗?重心不會(huì)沿向上方向40移動(dòng)來補(bǔ)償輪胎32沿向下方向42的移動(dòng)。
現(xiàn)在參見圖7和8所示實(shí)施例，主車架18包括具有頂部邊緣45和底部邊緣46的楔形梁44。楔形梁能夠使行走裝置沿第一方向(向 上并朝向第一端部20)和第二方向(向下并朝向第二端部22)滑動(dòng)。 底部邊緣46與水平方向具有至少1度的傾斜角度，使得傾斜邊緣46 的第一端部48高于第二端部50。圖7顯示了位于公路運(yùn)輸位置的行 走裝置24，圖8顯示了位于鐵路運(yùn)輸位置的行走裝置24。底盤10包 括位于主車架18的第一和第二端部20、22上以連接到轉(zhuǎn)向車16上的 接收箱130,底盤10包括用于連接到牽引車12的半拖車連接輪上的 牽引銷58。
如圖7所示，當(dāng)處于公路模式時(shí)，行走裝置24位于最后面的位置 以滿足所有適用的橋梁法規(guī)要求。在準(zhǔn)備將底盤10的第二端部22連 接到轉(zhuǎn)向車上時(shí)，行走裝置24沿著底部邊緣46朝向主車架18的第一 端部20滑動(dòng)。這使行走裝置24相對(duì)于主車架18沿向上方向40移動(dòng)， 并且將行走裝置24抬起以更靠近接收箱130。這還使行走裝置24沿 方向34水平移動(dòng)，從而在主車架18的第二端部22處產(chǎn)生用于連接到 轉(zhuǎn)向車上的空隙38 (參見圖4)。第二端部22隨后沿斜面138向上推 動(dòng)，接收箱130連接到轉(zhuǎn)向車上。因?yàn)樾凶哐b置已經(jīng)提升到靠近主車 架的位置，如圖8所示，當(dāng)?shù)妆P連接到轉(zhuǎn)向車上時(shí)，在輪胎32和軌道 之間存在間隙54。需要這一間隙54,使得車輪不會(huì)與位于和安裝在軌 道之間的鐵路所需對(duì)象發(fā)生干涉。對(duì)于楔形梁44而言，不必具有使行 走裝置24的軸和車輪機(jī)械提升以提供足夠空隙的裝置。為了使底盤與 轉(zhuǎn)向車脫離，第二端部22沿斜面138向下拉動(dòng)，行走裝置24隨后沿 方向36和42、沿著底部邊緣46朝向第二端部22滑動(dòng)，如圖7所示。
現(xiàn)在參見圖9所示實(shí)施例，主車架18包括具有第一和第二端部 62、 64的滑動(dòng)裝置60?；瑒?dòng)裝置60包括導(dǎo)向裝置，行走裝置可以在 所述導(dǎo)向裝置內(nèi)沿第一方向(向上并朝向第一端部20)和第二方向(向 下并朝向第二端部22)滑動(dòng)。滑動(dòng)裝置60以與水平方向成至少1度 的角度連接到主車架18上，使得第一端部62高于第二端部64。虛線 表示處于鐵路運(yùn)輸位置的行走裝置24。另外，圖9顯示了處于公路運(yùn) 輸位置的行走裝置24。當(dāng)處于公路位置時(shí)，第一端部62靠近主車架18的第二端部22， 并且輪胎32接觸路面52。當(dāng)處于鐵路運(yùn)輸位置時(shí)，第一端部62靠近 第二端部22，并且在輪胎32和鐵軌之間存在間隙54。
為了將底盤IO連接到轉(zhuǎn)向車16上(如圖9所示)，行走裝置24 沿著滑動(dòng)裝置60中的導(dǎo)向裝置朝向主車架18的第一端部20滑動(dòng)。與 行走裝置沿著楔形梁44的底部邊緣46的滑動(dòng)類似，這使行走裝置24 沿向上方向40移動(dòng)以更靠近主車架18。這還使行走裝置24沿方向34 水平移動(dòng)，以便形成空隙38。因?yàn)樾凶哐b置已經(jīng)抬起，與圖8中的底 盤類似，當(dāng)?shù)妆P懸掛在轉(zhuǎn)向車之間時(shí)，在輪胎32和路面52之間存在 間隙54。為了使底盤10脫離，第二端部22沿斜面138向下拉動(dòng)，行 走裝置24隨后在滑動(dòng)裝置60的導(dǎo)向裝置中朝向第二端部22滑動(dòng)。
現(xiàn)在參見圖IO所示實(shí)施例，提供了可移動(dòng)的搖擺滑動(dòng)裝置70。 虛線表示處于鐵路運(yùn)輸位置的行走裝置24和搖擺滑動(dòng)裝置70。另外， 圖IO顯示了處于公路運(yùn)輸位置的行走裝置24和搖擺滑動(dòng)裝置70。搖 擺滑動(dòng)裝置70包括第一和第二連桿臂72、 78。連桿臂72具有第一和 第二端部74、 76，第二連桿臂78具有第一和第二端部80、 82。連桿 臂72在樞軸位置84處樞轉(zhuǎn)連接到主車架18上，第二連桿臂78在樞 軸位置86處樞轉(zhuǎn)連接到主車架18上。第一臂72可在第一和第二緊固 位置88、 90之間移動(dòng)，第二臂78可在第一和第二緊固位置92、 94 之間移動(dòng)。
當(dāng)搖擺滑動(dòng)裝置70從公路位置轉(zhuǎn)換到鐵路位置時(shí)，液壓系統(tǒng)(未 顯示)使第一臂72圍繞位置84從第一位置88移動(dòng)到第二位置卯， 液壓系統(tǒng)使第二臂78圍繞位置86從第 一位置92移動(dòng)到第二位置99。 行走裝置24以與搖擺滑動(dòng)裝置70相對(duì)應(yīng)的方式轉(zhuǎn)換。因此，當(dāng)搖擺 滑動(dòng)裝置70從公路位置轉(zhuǎn)換到鐵路位置時(shí)，行走裝置24 (獨(dú)立于主 車架18)沿兩個(gè)方向34和40轉(zhuǎn)換，從而在行走裝置24和主車架18 的第二端部22之間形成空隙38，以便連接到轉(zhuǎn)向車16上和提供輪胎 32和鐵路軌道之間所需的間隙54。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，參照?qǐng)D7-10描述的所有結(jié)構(gòu)和實(shí)施例可用于各種底盤，例如，重載或輕載型，20英尺、40英尺、45英尺以及53英尺型。 在一個(gè)實(shí)施例中，如圖11和12所示，底盤10包括連接到按鈕 63上的氣動(dòng)鎖定銷裝置61。當(dāng)?shù)妆PIO處于鐵路模式時(shí)，鎖定裝置61 將制動(dòng)器保持在接合位置。然而，鎖定裝置61在公路模式下保持解鎖， 包括當(dāng)?shù)妆P從公路模式向鐵路模式轉(zhuǎn)換時(shí)。因此，在轉(zhuǎn)換期間，駕駛 員從牽引車車廂鎖定后制動(dòng)器。駕駛員還松開緊固螺栓，所述緊固螺
栓將可復(fù)位的行走裝置24保持在公路位置。在松開緊固螺栓并鎖定后 制動(dòng)器之后，駕駛員回到牽引車。這將底盤10沿方向36朝向轉(zhuǎn)向車 16推動(dòng)。
當(dāng)?shù)妆P10移動(dòng)時(shí)，由底盤10的重量產(chǎn)生的法向力與鎖定輪胎32 和地面之間的摩擦系數(shù)結(jié)合，從而得到大小足以使行走裝置24在底盤 繼續(xù)朝向轉(zhuǎn)向車16移動(dòng)時(shí)保持靜止不動(dòng)的合力。因此，行走裝置相對(duì) 于底盤10沿方向34滑動(dòng)。第二端部22沿轉(zhuǎn)向車的斜面138向上移動(dòng)， 舌片132伸入接收箱130的開口并與按鈕63接觸，如圖11所示。按 鈕63可以是柱塞裝置，所述柱塞裝置在致動(dòng)時(shí)與鎖定制動(dòng)器的雙通氣 動(dòng)閥65接觸并使其接通。制動(dòng)器目前鎖定，直到行走裝置24返回公 路模式為止。
相反，當(dāng)從鐵路轉(zhuǎn)換到公路模式時(shí)，牽引車沿方向34沿著斜面 138向下并遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)向車16拉動(dòng)底盤10。這使舌片132與按鈕63脫離， 但是雙通氣動(dòng)閥65和制動(dòng)器保持接合。當(dāng)牽引車?yán)瓌?dòng)底盤IO遠(yuǎn)離轉(zhuǎn) 向車16時(shí)，摩擦導(dǎo)致行走裝置24沿方向36滑向底盤后端部22。行 走裝置的復(fù)位防止底盤10在其由于在后端部22處缺少支撐而與轉(zhuǎn)向 車16脫離時(shí)發(fā)生傾倒。當(dāng)行走裝置24到達(dá)公路位置時(shí)，連接到行走 裝置上的手柄69沿相反方向推動(dòng)柱塞裝置63，如圖12所示。這使雙 通氣動(dòng)閥65去激勵(lì)并且松開制動(dòng)器。
現(xiàn)在參見圖13所示實(shí)施例，使用固定裝置100以在底盤10處于 鐵路運(yùn)輸作業(yè)中時(shí)，同樣，當(dāng)轉(zhuǎn)向車16(而不是行走裝置24)支撐底 盤10的重量時(shí)，防止懸架部件26由于其自重而卸壓或垂下。固定裝 置100包括U形環(huán)102和相應(yīng)夾鉗104以將軸28固定到主車架18上，從而防止軸28及其它懸架部件26沿方向42移動(dòng)超過預(yù)定距離。
圖14顯示了固定裝置100在底盤IO處于鐵路運(yùn)輸作業(yè)時(shí)提供的 優(yōu)點(diǎn)。顯示不使用固定裝置100時(shí)的輪胎32位置的虛線位于顯示使用 固定裝置100時(shí)的輪胎32位置的實(shí)線上方，以防止懸架部件26卸壓 和垂下。
如圖14所示，固定裝置100防止輪胎32沿方向42向下移動(dòng)大約 2.5英寸。因此，裝置100有助于在不使主車架18沿方向40移動(dòng)的情 況下提供輪胎32和鐵路53之間所需的3英寸間隙54。在沒有固定裝 置100的情況下，如虛線所示，輪胎32將沿方向40下降，從而平衡 輪胎32和鐵路軌道53之間所需的3英寸間隙54。在沒有固定裝置100 補(bǔ)償輪胎32沿方向42的運(yùn)動(dòng)的情況下，主車架必須沿方向40向上提 升得更高，從而減少底盤10的穩(wěn)定性。由于固定裝置100，底盤10 在鐵路運(yùn)輸作業(yè)中更為穩(wěn)定，因?yàn)樗闹匦牟粫?huì)沿方向40移動(dòng)以補(bǔ)償 輪胎32沿方向42的移動(dòng)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在圖7-10所示實(shí)施例中，在 不使用裝置100的情況下存在間隙54。
在一個(gè)實(shí)施例中，固定裝置IOO可以由高抗拉強(qiáng)度帶材制造而成， 以允許軸在公路運(yùn)輸作業(yè)和極端交通條件下自由移動(dòng)，并且不會(huì)喪失 在懸架卸壓時(shí)對(duì)懸架下垂的限制能力。在這個(gè)實(shí)施例中，在鐵路和公 路模式下提供裝置100并且無需調(diào)節(jié)。
現(xiàn)在參見圖15所示實(shí)施例，例如，20英尺底盤10具有42英寸 的較低牽引銷高度110。這是有利的，因?yàn)樗谘剞D(zhuǎn)向車16的斜面138 向上推動(dòng)時(shí)提供輪胎32和鐵路軌道53之間所需的3英寸間隙54,而 不需要主車架18沿方向40進(jìn)行附加的移動(dòng)，從而在鐵路運(yùn)輸作業(yè)時(shí) 保持底盤10的總體穩(wěn)定性。因此，轉(zhuǎn)向車16可以如此設(shè)計(jì)，使得拉 桿高度41可以下降，重心降低。
通過與具有牽引銷高度110為48英寸的底盤10 (如圖16所示) 進(jìn)行比較，可以理解具有牽引銷高度110為42英寸的底盤10 (如圖 15所示)的優(yōu)點(diǎn)。兩個(gè)底盤10在主車架18和鐵路軌道53之間具有 相等的距離112，因此，兩者同樣穩(wěn)定。然而，具有牽引銷高度110為48英寸的底盤10 (如圖16所示)不提供所需間隙54。因此，具有 牽引銷高度110為42英寸的底盤10在不進(jìn)行額外改型的情況下適合 于鐵路運(yùn)輸，但是具有牽引銷高度110為48英寸的底盤10必須沿方 向40提升以提供所需的3英寸間隙54，導(dǎo)致其在鐵路運(yùn)輸中不那么 穩(wěn)定。同樣，沿方向40升高底盤需要昂貴的設(shè)備。例如，轉(zhuǎn)向車16 必須配備有能夠使底盤10沿方向40抬起的空氣減震器，但提高了成 本。因此，圖15所示底盤10不需要使轉(zhuǎn)向車16配備有昂貴的空氣減 震器。
通過與具有48英寸的牽引銷高度IIO和鵝頸部17的底盤(如圖 4所示)相比，可以理解具有42英寸的牽引銷高度110和水平主車架 18的底盤10(如圖15所示)的其它優(yōu)點(diǎn)。48英寸的牽引銷高度決定 了接收箱130的位置，因?yàn)榻邮障浔仨毎惭b在主梁180之間，承梁以 下和承載集裝箱的鵝頸部?jī)?nèi)。圖4所示底盤在連接于轉(zhuǎn)向車16之間時(shí) 相對(duì)于水平方向(為人們所不希望的)傾斜1.1度。然而，圖15所示 底盤10在連接于轉(zhuǎn)向車16之間時(shí)相對(duì)于水平方向傾斜0-0.4度。為 了在鐵路運(yùn)輸期間保持水平，圖4所示底盤必須連接在具有兩個(gè)不同 高度的連接舌片的轉(zhuǎn)向車之間，從而補(bǔ)償?shù)妆P接收箱的前后中心線之 間的高度差。這些轉(zhuǎn)向車價(jià)格昂貴。然而，圖15所示底盤不需要連接 到這種轉(zhuǎn)向車上。另外，當(dāng)前后接收箱之間的中心線的高度差達(dá)到零， 或者不超過2英寸時(shí)，如圖15所示，作用在主車架18上的軸向力和 彎矩明顯減小。這導(dǎo)致主車架18的主梁180的高度、凸緣厚度和腹板 厚度減小。
圖17顯示了牽引車12，其具有與底盤IO—起使用的可調(diào)節(jié)半拖 車連接輪116。牽引車12包括具有頂部120的底盤118，所述頂部位 于路面52上方大約42英寸。牽引車16包括支撐框架和輪胎126，所 述支撐框架低于一般牽引車，所述輪胎的直徑小于通常在牽引車上所 用輪胎的直徑?？烧{(diào)節(jié)半拖車連接輪116可在位于路面52上方大約 42英寸的位置122和位于路面52上方大約48英寸的位置124之間移 動(dòng)，所述位置124是目前用于使集裝箱底盤移動(dòng)的牽引車的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)當(dāng)理解，可調(diào)節(jié)半拖車連接輪116可以移動(dòng)到除位置122和124以外 的位置。圖17所示牽引車12用于運(yùn)送圖15所示底盤10，所述底盤 具有42英寸的牽引銷高度110。此外，牽引銷高度110為42英寸的 底盤10能夠具有直梁設(shè)計(jì)，從而代替當(dāng)運(yùn)輸在路面上方具有9.5英尺 高度的集裝箱14時(shí)所采用的鵝頸設(shè)計(jì)。
接收箱130 (如圖4所示)可以結(jié)合在底盤10的兩端20、 22,相 應(yīng)地，轉(zhuǎn)向車16的兩個(gè)半部134、 136可以配備有舌片132。舌片132 聯(lián)接到接收箱130上，從而使轉(zhuǎn)向車16和底盤10相連以進(jìn)行鐵路運(yùn) 輸作業(yè)。在兩個(gè)端部20、 22上具有接收箱130不必使舌片從底盤10 的至少一個(gè)端部20、 22伸出，從而減少了底盤10的總長(zhǎng)度。另外， 具有布置在底盤10的兩個(gè)端部20、 22上的接收箱130和布置在轉(zhuǎn)向 車16的兩個(gè)半部134、 136上的舌片132提供了對(duì)稱的聯(lián)接系統(tǒng)。因 此，在火車聯(lián)接操作期間，底盤10的任一端部20、 22可以聯(lián)接到轉(zhuǎn) 向車16的任一半部134、 136上。
火車聯(lián)接操作可以下列方式完成。首先，接合轉(zhuǎn)向車16上的手動(dòng) 制動(dòng)器，底盤10的端部20或22推動(dòng)到轉(zhuǎn)向車16的半部134或136 上。在這個(gè)操作期間，中心定位在主車架18的每個(gè)相應(yīng)端部20、 22 上的接收箱130與擴(kuò)口裝載斜面138(位于轉(zhuǎn)向車16的任一半部134、 136上)接觸并沿其向上滑動(dòng)，并且與舌片132相聯(lián)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到， 轉(zhuǎn)向車16可以配備有附接在其主橫梁的后部和前部上的橡膠或塑料 緩沖器71(參見圖8)。當(dāng)?shù)妆P10沿斜面138向上推動(dòng)時(shí)，緩沖器將 行走裝置24推動(dòng)到鐵路位置。當(dāng)處于鐵路位置時(shí)，行走裝置24由橫 向固定銷自動(dòng)固定，所述固定銷為彈簧支撐以將所述銷推入預(yù)定孔內(nèi)。
如圖18所示，位于底盤10的第二端部22處的接收箱130可以包 括滾子144，所述滾子用于減少在其沿轉(zhuǎn)向車16的斜面138向上滑動(dòng) 時(shí)的摩擦。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，位于底盤10的第一端部20上的接收箱130 可以包括滾子。圖19是接收箱130的實(shí)施例的透視圖。接收箱包括頂 板和底板129、 131。頂板129包括開口 127，底板131包括開口 128。 板129、 131隔開布置，使得轉(zhuǎn)向車16的舌片132可以安裝在它們之
18間。接收箱130例如可以由屈服應(yīng)力為100ksi或690mpa的高強(qiáng)度鋼 制造而成，所述高強(qiáng)度鋼例如為T1、 StE6卯或Weldox 700。
如圖20所示，接收箱130可以包括支撐構(gòu)件160、 162、 163、 164、 166。支撐構(gòu)件160、 162、 163、 164、 166具有相同的高度168,以便 在頂板和底板129、 131之間保持均勻隔開的關(guān)系。另外，支撐構(gòu)件 164和166以導(dǎo)向角e布置，如圖20所示，所述導(dǎo)向角大體上等于角 ①，如圖23所示，舌片132的部分170、 172以所述角e布置。因此， 如圖24所示，支撐構(gòu)件164和166共同引導(dǎo)舌片132進(jìn)入接收箱130 中。 一旦舌片132位于接收箱130中時(shí)，如圖25所示，連接銷(未顯 示)布置成穿過頂板129上的開口 127、舌片132上的開口 159以及 底板131上的開口 128，從而將底盤IO固定到轉(zhuǎn)向車16上。
在一些火車聯(lián)接情況下，滾子可能存在缺陷。例如，如果滾子定 位在接收箱130的每個(gè)側(cè)面上，則需要更寬的轉(zhuǎn)向車斜面138以適應(yīng) 滾子之間的距離。較寬的斜面138會(huì)與火車操作發(fā)生干涉。因此，如 圖21所示，接收箱130包括滑動(dòng)襯墊143以代替滾子，從而減少接收 箱130和斜面138之間的摩擦。襯墊143可以由與斜面138的材料不 同的耐磨材料制成，襯墊143可以通過螺釘145可拆卸地連接，所述 螺釘凹入襯墊143中以便不與斜面138接觸。例如，滑動(dòng)襯墊可以由 Tl鋼、不銹鋼AISI 316或低鉛錫青銅CuSn7ZPb制造而成。襯墊還 可以由給定硬度為170HB、屈服應(yīng)力為32Ksi的鋁青銅或者 CuA110Fe3 (83%Cu; 7%Pb; 6.7%Sn; 3%Zni)的材料化合物制造 而成。
除了降低噪音之外，襯墊143減少了高達(dá)29%的摩擦力并且無需 使用潤(rùn)滑脂，從而減少了時(shí)間和勞動(dòng)力，以及防止?jié)櫥谲壍乐g 滴落和污染環(huán)境。由于襯墊143的小幾何結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向車16可以配備有 相對(duì)狹窄的斜面138,從而減少了轉(zhuǎn)向車16的重量和成本。例如，襯 墊143的小幾何結(jié)構(gòu)適合與三角形斜面138—起使用，以便通過主車 架18給底盤10提供導(dǎo)向。襯墊143代替接收箱在火車聯(lián)接操作期間 消耗了大部分磨損。這是有利的，因?yàn)橐r墊成本低于接收箱的成本，并且襯墊可以容易地更換。
另外，襯墊143解決了安全問題，因?yàn)榧词巩?dāng)斜面138充分潤(rùn)滑 時(shí)，在沒有襯墊143的情況下，接收箱130和斜面138之間的摩擦力 難以克服，在底盤10的第二端部22沿斜面138向上推動(dòng)時(shí)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向 車16 (雖然接合了手動(dòng)制動(dòng)器)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向車的運(yùn)動(dòng)會(huì)防止底盤10 沿斜面138向上滑動(dòng)并且會(huì)導(dǎo)致底盤10落到軌道上，從而給附近工人 造成損害和傷害。
圖26顯示了在鐵路運(yùn)輸作業(yè)期間產(chǎn)生的作用力以及所述作用力 如何作用在主車架18上。為了適合鐵路運(yùn)輸作業(yè)，主車架18設(shè)計(jì)成 能承受由火車作用力引起的縱向載荷150，由包括有效載荷的集裝箱 14的重量引起的豎向載荷152，橫向力154和翻滾力156。主車架18 是適合于鐵路運(yùn)輸作業(yè)和公路運(yùn)輸作業(yè)的獨(dú)特設(shè)計(jì)。在公路運(yùn)輸作業(yè) 中，主車架18的重量足夠輕，以便符合公路法規(guī)和燃料效率問題。也 就是說，如果主車架18過重的話，則必須減少有效載荷，從而使所述 設(shè)計(jì)不如普通集裝箱底盤有竟?fàn)幜ΑＴ阼F路運(yùn)輸作業(yè)中，除了承受高 達(dá)400,000磅的火車作用力之外，主車架18具有足夠的強(qiáng)度以承受其 本身的有效載荷。因此，所公開的主車架18的重量輕到足以進(jìn)行公路 運(yùn)輸作業(yè)，強(qiáng)度足以承受鐵路運(yùn)輸作業(yè)中的火車作用力。
在鐵路作業(yè)期間，由火車作用力引起的縱向載荷150作用在位于 主車架18的每個(gè)端部20、 22處的接收箱130上。在一個(gè)實(shí)施例中， 縱向載荷150通過連接銷(未顯示)傳送，所述連接銷布置成穿過頂 板129上的開口 127，舌片132上的開口 159以及底板131上的開口 128。如圖27所示，接收箱130將縱向載荷150分配給主車架18的主 梁180，從而產(chǎn)生反作用力181。當(dāng)只有縱向載荷150作用在接收箱 130上時(shí)，反作用力181之和在大小上與縱向負(fù)載150大體上相同。 然而，當(dāng)其它作用力(除了縱向力150之外)作用在接收箱130上時(shí)， 反作用力181之和可以超過縱向載荷150的大小。
作用力150和181 (如圖27所示)使主車架18處于壓縮狀態(tài)。 如圖28所示，應(yīng)當(dāng)理解，作用力150和181可以才艮據(jù)在火車上變化的
20作用力進(jìn)行反向，從而使主車架18處于拉伸狀態(tài)。因此，縱向力150 和相應(yīng)的反作用力181可以兩種方式考慮壓縮和拉伸。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到， 壓縮和拉伸可以稱作緩沖和牽引。主車架18如此設(shè)計(jì)，使得當(dāng)其處于 拉伸狀態(tài)時(shí)，拉伸應(yīng)力不會(huì)超過材料屈服應(yīng)力的安全范圍。另外，主 車架18如此設(shè)計(jì)，使得當(dāng)其處于壓縮狀態(tài)時(shí)，壓縮應(yīng)力不會(huì)超過材料 屈服應(yīng)力的安全范圍。
此外，當(dāng)處于壓縮狀態(tài)時(shí)，必須考慮壓曲應(yīng)力的安全范圍，因?yàn)?在壓縮狀態(tài)下承載的梁狀構(gòu)件會(huì)彎曲。當(dāng)主車架18在壓縮狀態(tài)下承載 時(shí)，會(huì)發(fā)生整個(gè)主車架18的整體壓曲，以及在主車架18中會(huì)發(fā)生局 部壓曲。整個(gè)主車架18的整體壓曲可以分成至少三個(gè)模式水平、豎 直和局部壓曲。圖29顯示了水平整體壓曲方式186，圖30顯示了豎 向整體壓曲方式187和188。
水平整體壓曲方式186是主車架18處于壓縮狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的剪切力 的結(jié)果。沿多個(gè)方向作用的剪切力產(chǎn)生彎矩。彎矩大小是作用在主車 架18上的作用力與主車架18的無支撐長(zhǎng)度的乘積。因此，為了防止 水平整體壓曲186,本實(shí)施例包括對(duì)角支柱190，其沿著主車架18的 水平長(zhǎng)度連接處于不同位置上的主梁180。對(duì)角支柱190通過以防止 主車架18發(fā)生水平整體壓曲186的方式將剪切力分布在主梁180之 間，而減少作用在主車架18上的彎矩大小。
豎向整體壓曲模式187和188在主梁180的質(zhì)量慣性或者鵝頸梁 179的質(zhì)量慣性不足以承受壓縮應(yīng)力時(shí)發(fā)生。因此，為了避免豎向整 體壓曲模式187和188,主梁180的質(zhì)量慣性以及鵝頸梁179 (如果主 車架18具有鵝頸設(shè)計(jì)的話)的質(zhì)量慣性必須具有足夠大的質(zhì)量慣性。 現(xiàn)在參見圖31，顯示了主梁180的橫截面視圖。主梁180的質(zhì)量慣性 與凸緣191、 192的厚度193、 194以及主梁180的總高度198成正比。 同樣，質(zhì)量慣性隨著凸緣191、 192的厚度193、 194和總高度198相 應(yīng)增加。然而，增加凸緣191、 192的厚度193、 194以及增加主梁180 的總高度198給底盤10添加了額外的重量，使其不太適合進(jìn)行公路運(yùn) 輸。局部壓曲可以分成至少五種模式。圖26顯示了凸緣壓曲模式202， 圖27顯示了腹板壓曲模式203，圖28顯示了尖端壓曲模式210，圖 23顯示了局部主梁壓曲模式206和支柱壓曲模式208。如圖32所示， 凸緣壓曲模式202出現(xiàn)在上部凸緣和下部凸緣191、 192中，并且導(dǎo)致 整個(gè)主梁180喪失強(qiáng)度。凸緣191、 192易于產(chǎn)生凸緣壓曲模式202， 因?yàn)橥咕?91、 192的非常小的表面面積分別連接到腹板196的邊緣 200上。凸緣191、192的容許壓曲應(yīng)力可以通過正確調(diào)節(jié)凸緣厚度193、 194和凸緣寬度195、 197分別進(jìn)行優(yōu)化，如圖所示。
如圖33所示，腹板壓曲模式203出現(xiàn)在腹板196中，所述腹板與 上部凸緣和下部凸緣191、 192相互連接以形成I形梁型主梁180。當(dāng) 主梁180處于壓縮狀態(tài)時(shí)，產(chǎn)生彎矩，并且切應(yīng)力作用在位于上部凸 緣和下部凸緣191、 192之間的腹板196上。因?yàn)槭┘訌澗?，拉伸?yīng)力 和壓縮應(yīng)力同時(shí)作用在腹板196上，導(dǎo)致應(yīng)力排列分布在腹板196中 這些應(yīng)力會(huì)引起腹板壓曲模式203。腹板196的容許壓曲應(yīng)力通過正 確調(diào)節(jié)腹板厚度199、腹板高度201、腹板的無支撐長(zhǎng)度以及應(yīng)力比進(jìn) 行優(yōu)化，如圖所示。
尖端壓曲模式210 (如圖34所示)出現(xiàn)在腹板196和凸緣191、 192之一中。尖端壓曲模式導(dǎo)致腹板196和受影響的凸緣191或192 (通常為上部凸緣191)響應(yīng)于扭轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。例如，如圖34所示，處 于壓縮狀態(tài)的上部凸緣191壓曲并旋轉(zhuǎn)，而處于拉伸狀態(tài)的下部凸緣 192保持直線形。為了避免尖端壓曲模式210，主梁180的剛度必須具 有足夠大小。例如，形狀為管狀或非對(duì)稱I形梁的主梁將具有足夠大 小的抗扭剛度以避免尖端壓曲。
如圖29所示，局部主梁壓曲模式206出現(xiàn)在主梁180的一部分中。 還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，局部主梁壓曲模式206可以出現(xiàn)在鵝頸梁的 一部分中。 例如，如圖29所示，局部主梁壓曲模式206出現(xiàn)在位于兩個(gè)支柱l卯 之間的主梁180的一部分中。與水平整體壓曲模式186類似，局部主 梁壓曲模式206是主車架18處于壓縮狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的剪切力的結(jié)果。沿 多個(gè)方向作用的剪切力產(chǎn)生彎矩。彎矩大小是作用在主車架18上的作用力與主車架18的無支撐長(zhǎng)度的乘積。因此，為了避免局部主梁壓曲 模式206，本實(shí)施例包括對(duì)角支柱190,其沿著主車架18的水平長(zhǎng)度 連接處于不同位置上的主梁180。對(duì)角支柱190以限制位于兩個(gè)支柱 190之間的主梁180的未支撐部分長(zhǎng)度的方式沿著主車架18的水平長(zhǎng) 度隔開。局部主梁壓曲模式206不太可能出現(xiàn)在主梁180的未支撐部 分長(zhǎng)度很短的主車架18中。
支柱壓曲模式208 (同樣如圖29所示)出現(xiàn)在支柱190中并且是 支柱l卯處于壓縮狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的剪切力的結(jié)果。沿多個(gè)方向作用的剪 切力產(chǎn)生彎矩，從而導(dǎo)致支柱壓曲模式208出現(xiàn)在支柱190中。作用 在任一支柱190上的彎矩大小與連接在沿著主車架18的水平長(zhǎng)度位置 處的支柱190的數(shù)目成比例。為了避免支柱壓曲模式208,本實(shí)施例 包括足夠數(shù)量的支柱190,從而減小了作用在任一支柱190上的彎矩 大小。此外，主車架18包括支柱190，所述支柱具有足夠大的屈服應(yīng) 力以避免發(fā)生支柱壓曲模式208。
現(xiàn)在參見圖35，顯示了主梁180的實(shí)施例。主梁180設(shè)計(jì)成能在 鐵路運(yùn)輸作業(yè)期間避免所有整體壓曲模式和所有局部壓曲模式，然而， 主梁180的重量足夠輕以適合公路運(yùn)輸作業(yè)。主梁180具有包括凸緣 191、 192的非對(duì)稱設(shè)計(jì)，所述凸緣與另一凸緣相比具有較厚的厚度 193、 194。在所示實(shí)施例中，與下部凸緣192的厚度194相比，上部 凸緣191具有較厚的厚度193。因此，圖35的主梁180具有較大質(zhì)量 慣性并且與圖31所示的傳統(tǒng)主梁相比不易產(chǎn)生整體豎向壓曲模式 186、 187。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，圖35所示實(shí)施例的總高度198可以大于圖 31所示實(shí)施例的總高度198，因此，圖35所示實(shí)施例具有較大的質(zhì)量 慣性并且不易產(chǎn)生整體豎向壓曲模式186、 187。盡管圖29所示主梁 180具有大到足以避免整體壓曲模式186、 187的質(zhì)量慣性，主梁重量 仍然適合于公路運(yùn)輸，因?yàn)橄虏客咕?92的厚度194相對(duì)較薄。不對(duì) 稱凸緣191、 192減小了彎曲和偏轉(zhuǎn)，增加了梁剛度。
非對(duì)稱設(shè)計(jì)還減小了主梁在鐵路運(yùn)輸期間沿豎直方向擺動(dòng)的固有 頻率。當(dāng)在第一端部20和第二端部22處進(jìn)行支撐時(shí)，底盤10具有根據(jù)其固有組合頻率上下擺動(dòng)的趨勢(shì)。當(dāng)?shù)妆P10進(jìn)行鐵路運(yùn)輸作業(yè)并且
經(jīng)過軌道連接部分或者經(jīng)過正弦曲線形式的軌道時(shí)，該頻率可以通過 規(guī)則脈沖進(jìn)行激勵(lì)。如果行駛頻率和固有頻率彼此重疊的話，豎向移
動(dòng)會(huì)變得非常大，使得底盤IO、集裝箱14和轉(zhuǎn)向車16脫軌。因此， 上部凸緣191和下部凸緣192的尺寸如此設(shè)置，使得主梁180頻率從 不等于火車行駛頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，主梁180具有至少14英寸的 高度201， 0.5-1英寸的凸緣厚度193、 194， 4-6英寸的凸緣寬度195、 197。凸緣191、 192可以具有給定比例。20英尺底盤10的主梁180 可以具有最低14英寸的高度，40英尺和45英尺底盤10的主梁180 可以具有最低16英寸的高度，53英尺底盤10的主梁180可以具有最 低17英寸的高度。
現(xiàn)在參見圖36，顯示了主梁180的一個(gè)實(shí)施例。與圖35的非對(duì) 稱I形梁類似，圖36的主梁180設(shè)計(jì)成能在鐵路運(yùn)輸作業(yè)期間避免產(chǎn) 生所有整體壓曲模式和所有局部壓曲模式，然而，主梁180的重量足 夠輕以適合公路運(yùn)輸作業(yè)。如圖36所示，主梁180是具有四個(gè)側(cè)面 214、 216、 218、 220的空心梁。在所示實(shí)施例中，側(cè)面214、 216、 218、 220具有大體上相同的厚度和高度，并且以大體上直角彼此連接。應(yīng) 當(dāng)理解，側(cè)面214、 216、 218、 220可以具有變化的厚度并且以斜角彼 此連接。
現(xiàn)在參見圖37，顯示了主梁180的一個(gè)實(shí)施例。圖37的主梁180 也設(shè)計(jì)成能在鐵路運(yùn)輸作業(yè)期間避免所有整體壓曲模式和所有局部壓 曲模式，然而，主梁180的重量足夠輕，使得在公路運(yùn)輸作業(yè)中，它 的有效載荷具有竟?fàn)幜?。如圖31所示，主梁180包括豎直加強(qiáng)肋204 以提高腹板196的局部壓曲強(qiáng)度。豎直加強(qiáng)肋204沿腹板196的水平 長(zhǎng)度設(shè)置在間斷或連續(xù)的位置處。豎直加強(qiáng)肋204可以沿著上部凸緣 191和下部凸緣192之間的整個(gè)距離延伸，并且可以定位在梁的高度 或者腹板和梁凸緣的材料厚度每次改變的位置處。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，主梁 180可以由拉伸強(qiáng)度為80,000磅到150,000磅的超高強(qiáng)度鋼制造而成。 還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，主梁180可以具有倒角端部，從而減輕重量和增大與轉(zhuǎn)向車16的斜面138之間的空隙。
參見圖38，底盤IO包括形成在第一和第二端部20、 22中的陰聯(lián) 接插口 230，轉(zhuǎn)向車16包括設(shè)置在兩個(gè)半部134、 136上的陽聯(lián)接件。 當(dāng)?shù)妆PIO連接到轉(zhuǎn)向車16上時(shí)，陰插口和陽聯(lián)接件自動(dòng)相連，從而 連接位于底盤IO和轉(zhuǎn)向車16之間的空氣管線232和電纜234。應(yīng)當(dāng) 認(rèn)識(shí)到，陰聯(lián)接插口 230和陽聯(lián)接件可以同時(shí)聯(lián)接多個(gè)空氣管線232 和多個(gè)電纜234。多個(gè)陰聯(lián)接插口 230和陽聯(lián)接件(每個(gè)位于每個(gè)底 盤轉(zhuǎn)向車連接處)相配合以在火車(例如長(zhǎng)度高達(dá)8,475英尺的火車) 的整個(gè)長(zhǎng)度范圍內(nèi)無縫傳送空氣壓力和電力。電纜234構(gòu)造為輸送變 化范圍的電壓。例如，電纜234可以構(gòu)造為輸送12V或以上的電壓， 應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，電纜234可以構(gòu)造為輸送小于12V的電壓。類似地，空 氣管線232構(gòu)造為輸送變化范圍的空氣壓力。例如，空氣管線232可 以構(gòu)造為輸送110磅/平方英寸或以上的壓力，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，空氣管線 232可以構(gòu)造為輸送小于110磅/平方英寸的壓力。
因?yàn)榭諝夤芫€232和電纜234經(jīng)過火車內(nèi)每個(gè)底盤10和轉(zhuǎn)向車 16的整個(gè)水平長(zhǎng)度，空氣管線232和電纜234易于損壞。為了避免損 壞，空氣管線232和電纜234以受保護(hù)的方式延伸每個(gè)底盤10的水平 長(zhǎng)度。例如，在具有中空主梁180的底盤10的一個(gè)實(shí)施例中，如圖 36所示，空氣管線232和電纜234經(jīng)過主梁180的截面。因?yàn)榭諝夤?線232和電纜234位于中空主梁180的內(nèi)部，空氣管線232和電纜234 不易損壞?？蛇x地，在具有I形梁型主梁180的底盤IO的一個(gè)實(shí)施例 中，空氣管線232和電纜234可以固定到凸緣的內(nèi)部。參見圖35，顯 示了非對(duì)稱I形梁型主梁180，空氣管線232和電纜234可以緊鄰腹 板196和凸緣191、 192之一相交處的位置固定。因此，因?yàn)榭諝夤芫€ 232和電纜234仍然受到主梁180保護(hù)，它們不易受損。
當(dāng)?shù)妆PIO進(jìn)行鐵路運(yùn)輸作業(yè)時(shí)，轉(zhuǎn)向車16提供用于整個(gè)火車的 制動(dòng)。本發(fā)明的轉(zhuǎn)向車16可以具有空氣制動(dòng)器，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明 的轉(zhuǎn)向車16可以適合于具有電制動(dòng)器。火車頭可以通過空氣管線232 提供空氣壓力，通過電纜234提供電力，從而給電制動(dòng)器和空氣制動(dòng)器提供能源。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，除了給電制動(dòng)器供能外，電力可以給燈、
控制信號(hào)、追蹤系統(tǒng)、門鎖及位于底盤IO和轉(zhuǎn)向車16上的其它電氣 部件供電。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，轉(zhuǎn)向車可以包括軸帶發(fā)電機(jī)和電池。電池可 以提供電力以給電制動(dòng)器及其它電氣部件供電。并且，當(dāng)?shù)妆P10和轉(zhuǎn) 向車16在操作時(shí)，軸帶發(fā)電機(jī)可以給電池自動(dòng)充電。
在描述本發(fā)明時(shí)使用的術(shù)語"一"和"該"和相似表述包括單數(shù)和 復(fù)數(shù)，除非另有說明或者通過上下文明顯矛盾。術(shù)語"包含"、"具有"、 "包括"和"含有"應(yīng)理解為開放術(shù)語(即，表示"包括但不限于")，除 非另作說明。本文數(shù)值范圍的列舉只是單獨(dú)引用落入所述范圍的每個(gè) 單獨(dú)數(shù)值的簡(jiǎn)要記法，除非另有陳述，每個(gè)單獨(dú)的數(shù)值結(jié)合在說明書 中，如同單獨(dú)列舉一樣。這里描述的所有方法可以按照任何適當(dāng)?shù)捻?序執(zhí)行，除非另有陳述或者通過上下文明顯矛盾。任意和所有實(shí)例的 使用，或(如"例如")此處提供的示例性語言僅用于更好地闡述本發(fā) 明，并且不限制本發(fā)明的范圍，除非另外要求保護(hù)。說明書中未提及 的文字應(yīng)當(dāng)理解為表示為實(shí)施本發(fā)明的兩用集裝箱底盤所必需的不要 求保護(hù)的要素。
本文描述了優(yōu)選實(shí)施例，包括發(fā)明人已知的最佳方式。在閱讀以 上說明的情況下，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的變形對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說 變得顯而易見。發(fā)明人期望本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要使用這類變形， 發(fā)明人希望本發(fā)明以本文具體描述之外的方式實(shí)施。因此，本發(fā)明包 括為適用法律允許的主題的所有改型和等效方案。此外，本發(fā)明包含 所有可能變形中的上述要素的任何組合，除非另有陳述或者通過上下 文明顯矛盾。
2權(quán)利要求
1.一種用于在公路和鐵路運(yùn)輸期間支撐集裝箱的兩用集裝箱底盤，所述底盤包括主車架，所述主車架具有第一和第二端部以及頂部和底部邊緣，所述底部邊緣與水平方向成一定角度定位；和行走裝置，所述行走裝置連接到所述主車架上并且可沿著所述底部邊緣沿第一和第二方向移動(dòng)，其中，所述第一方向向上且朝向所述第一端部，所述第二方向向下且朝向所述第二端部。
2. 如權(quán)利要求l所述的底盤，其中，所述主車架的底部邊緣是平 坦的傾斜表面。
3. 如權(quán)利要求2所述的底盤，其中，所述主車架具有從所述第二 端部向所述第一端部向上成錐形的梁。
4. 如權(quán)利要求3所述的底盤，其中，所述梁具有在所述頂部邊緣 和底部邊緣之間延伸的腹板，所述腹板從所述第一端部向第二端部成 錐形。
5. 如權(quán)利要求4所述的底盤，其中，所述頂部邊緣和底部邊緣是 凸緣，所述腹板在所述凸緣之間延伸。
6. 如權(quán)利要求5所述的底盤，其中，所述行走裝置可沿著所述底 部凸緣沿第一和第二方向滑動(dòng)。
7. 如權(quán)利要求l所述的底盤，其中，所述行走裝置包括連接到軸 上的輪子，圍繞所述輪子設(shè)置的輪胎，和制動(dòng)器。
8. 如權(quán)利要求7所述的底盤，其中，所述行走裝置沿第一方向移 動(dòng)到用于鐵路運(yùn)輸?shù)蔫F路運(yùn)輸位置，沿第二方向移動(dòng)到用于公路運(yùn)輸 的公路運(yùn)輸位置。
9. 如權(quán)利要求8所述的底盤，其中，所述鐵路運(yùn)輸位置的特征為 位于所述輪胎和所述鐵路之間的間隙以及位于所述主車架第二端部下 面的空隙，以及所述主車架連接到位于所述空隙處的轉(zhuǎn)向車上以在鐵路運(yùn)輸期間支撐所述底盤。
10. 如權(quán)利要求8所述的底盤，其中，所述公路運(yùn)輸位置的特點(diǎn) 為所述輪胎與路面接觸，所述行走裝置位于所述主車架的第二端部處 以在公路運(yùn)輸期間支撐所述底盤。
11. 如權(quán)利要求l所述的底盤，還包括一接收箱，所述接收箱結(jié)合在所述底盤的第 一和第二端部中以接 合有軌轉(zhuǎn)向車，所述接收箱包括用于接收所述有軌轉(zhuǎn)向車舌片的開口，和用于減少所述底盤和所述有軌轉(zhuǎn)向車表面之間摩擦的滑動(dòng)襯藝。
12. 如權(quán)利要求8所述的兩用集裝箱底盤，還包括 鎖定銷裝置，所述鎖定銷裝置構(gòu)造為在所述行走裝置處于鐵路運(yùn)輸位置時(shí)，將所述制動(dòng)器自動(dòng)保持在接合位置。
13. 如權(quán)利要求12所述的底盤，其中，所述鎖定銷裝置還包括 閥，所述閥位于所述主車架的第二端部處并且構(gòu)造為在所述底盤連接到轉(zhuǎn)向車上時(shí)與所述制動(dòng)器接合。
14. 如權(quán)利要求13所述的底盤，其中，所述鎖定銷裝置還包括 位于接收箱中的按鈕，所述接收箱結(jié)合在所述主車架的第二端部中，所述按鈕構(gòu)造為在由轉(zhuǎn)向車舌片接觸時(shí)使所述閥致動(dòng)。
15. 如權(quán)利要求14所述的兩用集裝箱底盤，其中，手柄位于行走 裝置上并且構(gòu)造為在所述行走裝置沿第二方向滑動(dòng)且到達(dá)公路運(yùn)輸位 置時(shí)與所述按鈕接觸，所述接觸導(dǎo)致所述按鈕使所述閥去激勵(lì)，從而 松開制動(dòng)器。
16. 如權(quán)利要求8所述的底盤，還包括固定裝置，所述固定裝置構(gòu)造為防止所述軸在所述行走裝置處于 鐵路運(yùn)輸位置時(shí)下落。
17. 如權(quán)利要求l所述的底盤，還包括空氣管線，所述空氣管線從所述主車架的第一端部延伸到第二端 部，并且構(gòu)造為將壓縮空氣從連接到第一端部上的轉(zhuǎn)向車輸送至連接到第二端部上的轉(zhuǎn)向車；和電力線路，所述電力線路從所述主車架的第一端部延伸到第二端 部，并且構(gòu)造為將電流從連接到第 一端部上的轉(zhuǎn)向車輸送至連接到第 二端部上的轉(zhuǎn)向車。
18. 如權(quán)利要求l所述的底盤，還包括防鉆撞護(hù)柵，所述防鉆撞護(hù)柵連接到所述主車架的第二端部上并 且可在主車架下方的位置和主車架上方的位置之間旋轉(zhuǎn)；和第一和第二重力掛鉤，所述重力桂鉤連接到所述主車架的第二端 部上以與從所述防鉆撞護(hù)柵伸出的銷自動(dòng)聯(lián)接，其中，所述第一重力掛鉤在所述防鉆撞護(hù)柵位于主車架上方位置 時(shí)與所述銷聯(lián)接，所述第二重力桂鉤在所述防鉆撞護(hù)柵位于主車架下 方位置時(shí)與所述銷聯(lián)接。
19. 如權(quán)利要求18所述的底盤，還包括加強(qiáng)桿，所述加強(qiáng)桿在所述主車架和所述防鉆撞護(hù)柵之間延伸， 以便在位于主車架下面的位置支撐防鉆撞護(hù)柵。
20. 如權(quán)利要求l所述的底盤，其中，所述主車架包括 一I形梁，所述I形梁大體上延伸所述底盤的整個(gè)長(zhǎng)度并且具有大約4-6英寸的凸緣寬度和大約0.5-1英寸的凸緣厚度， 其中，凸緣厚度與凸緣寬度之比為大約5-10。
21. 如權(quán)利要求20所述的底盤，其中，所述底盤的長(zhǎng)度為20英 尺，所述I形梁的高度為至少14英寸。
22. 如權(quán)利要求20所述的底盤，其中，所述底盤的長(zhǎng)度為40英 尺，所述I形梁的高度為至少16英寸。
23. 如權(quán)利要求20所述的底盤，其中，所述底盤的長(zhǎng)度為45英 尺，所述I形梁的高度為至少16英寸。
24. 如權(quán)利要求20所述的底盤，其中，所述底盤的長(zhǎng)度為53英 尺，所述I形梁的高度為至少17英寸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在鵝頸式和平梁式下具有不同長(zhǎng)度的兩用集裝箱底盤，用于在公路和鐵路運(yùn)輸期間支撐ISO和家用集裝箱以及其它貨物。兩用集裝箱底盤具有前端和后端，前端配備有用于連接到牽引車上的牽引銷，所述后端配備有制動(dòng)和懸架部件、軸、車輪和輪胎，使得兩用集裝箱底盤適合于公路運(yùn)輸。兩用集裝箱底盤具有用于連接和懸掛的前后端部，兩用集裝箱底盤包括但不限于其位于兩個(gè)有軌轉(zhuǎn)向車之間的有效載荷，使得兩用集裝箱底盤適合于鐵路運(yùn)輸。兩用集裝箱底盤構(gòu)造為具有足夠的強(qiáng)度和剛度以承受火車內(nèi)400,000磅的拉伸和壓縮作用力，同時(shí)，兩用集裝箱底盤具有適當(dāng)?shù)闹亓?，以便具有?jìng)爭(zhēng)力并符合橋梁法以及其它公路法規(guī)。
文檔編號(hào)B60F1/04GK101563243SQ200780047273
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
發(fā)明者G·L·芬頓, M·P·格拉韋蘭德, M·W·迪盧伊吉, T·J·德拉克斯勒, W·格拉夫 申請(qǐng)人:鐵路賽跑者N.A.公司