CN1886314B - 轨道运送工具的重力运输系统以及该运输系统的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及运输系统，其包括一由至少一导轨形成的运输通道(9)、至少一运输运送工具和一滚动装置，配有滚动装置的运送工具在所述导轨上具有滚动阻力，所述运输通道具有多个下行通道区段(14′，14″，14"′)和上行通道区段(12′，12″，12"′)，所述下行通道区段所具有的坡度足以克服所述滚动阻力，且不足以在导轨上产生运送工具的连续加速度，运输通道具有一运行迹线，沿此运行迹线，在一点的任何运送工具不比具有一配设上述坡度的单一下行区段的一运输通道上在该点的运送工具具有的高度提起更高。

Description

轨道运送工具的重力运输系统以及该运输系统的应用

技术领域

本发明涉及运输系统，其具有：

-一运输通道，其由至少一滚动导轨形成，

-至少一要运输的运送工具，以及

-一滚动装置，其连接至每个运送工具，且布置在所述至少一滚动导轨上，以便在其上运行，所述配设滚动装置的运送工具在所述至少一导轨上具有滚动阻力，

-所述运输通道具有至少一下行通道区段，其具有一坡度，足以克服每个运送工具的所述滚动阻力，因此，每个运送工具完全靠重力在所述至少一下行区段上运行。

背景技术

长时间以来，公知的导轨运输系统是铁路线。与在公路上行驶的机动车的滚动阻力比较起来，在铁路线上，轮式运送工具的滚动阻力非常有利。但是，铁路线运行迹线意味着由一机车牵引的车厢要进行恒定传动，或者上坡时牵引车厢，或者下坡时制动车厢。因此，牵引时能量消耗大，制动时能量耗散大。机车本身重量大，必须与列车的其余部分一起移动和制动。

公知的运输系统还有配设在游乐场或游乐园的装置，称为“滑车道”。这些装置的坡度用于获得非常猛烈的下降加速度，用于引起运行的运送工具中乘客的恐惧感。下降中积蓄的大部分能量立刻用于下一次尽可能高地攀登“滑车道”，而无需使用动力装置。因此，这种设备上经过的距离较短。

公知的运输系统还有例如开头指出的运输系统(例如参见FR-1602 034和FR-2 235 068)。这些系统仅配设成靠运送工具重力在运输通道

US-2593699提出一种在企业场所使用的根据一循环环路加以布置的运输系统。当运输通道相对于场所的地面达到过低的位置时，运输通道具有上行通道区段，运送工具在其上被朝上驱动一短距离。

现有技术中的任何构件都不考虑起点和终点之间在地势变化的通道上的长距离运输。很多现有技术文献考虑运送工具沿一运输通道靠重力下行，而不考虑起点和终点之间的高度差为零或为负的线路。

发明内容

本发明旨在提出一种运送工具运输系统，其可组织一尽可能精打细算地使用势能特别是重力，且最大限度地利用天然地势。该系统优选可进行速度和运输加以控制的具有标准化或非标准化尺寸的专用运送工具或容器的非江河运输，优选可进行长距离例如若干千米的运输。

根据本发明，这个问题采用开头所述类型的运输系统得以解决，其中，运输通道具有一起点和一终点，终点的高度等于或高于起点，运输通道包括多个下行通道区段，其间每次布置一上行通道区段，配设滚动装置的每个运送工具在其上由一驱动装置进行驱动，每个下行通道区段的坡度不足以使所述至少一运送工具在所述至少一滚动导轨上产生连续的加速度，每个运送工具的速度基本上不变，由所述滚动阻力加上其它阻力例如运送工具的空气阻力加以平衡，运输通道具有一运行迹线，沿此运行迹线，在一点的任何运送工具都不比在具有一单一下行区段的且在起点和终点之间具有上述坡度的一运输通道上的运送工具在该点具有的高度提得更高。

因此，本发明运输通道具有不同的一起点和一终点，因此，运输通道不在相同的两点之间形成一环路。

如果是平坦的地面，例如可在第一下行通道区段之前配设一上行通道区段，这样可在第一下行通道区段上进行下行运动。

当起点的高度等于或低于终点时，只要根据地势计算通道的运行迹线，以便配设尽可能少的上行区段。但是，必须是，任何运送工具在一点都不比在起点和终点之间具有一单一下行区段且配设本发明所需坡度的一通道上的运送工具在该点具有的高度提得更高。

这种运行迹线的设计可最大限度地避免地面的高低不平，从而在取一直线时，避免从一点到另一点相继的下坡和陡坡。

本发明运送工具在下行区段上移动，由于滚动装置在所述一个或多个导轨上摩擦，仅消耗极小的能量，因为不必制动。

较好的是，上述坡度大于3/1000，优选至少为4/1000，以克服金属轮式运送工具在一个或多个钢轨上运行的滚动阻力。

若坡度为4/1000，则在持续时间非常短的轻快加速之后，车速达到一基本上不变的速度，例如大约为30至50千米/小时，优选约为40千米/小时。

因此，下行通道区段的坡度优选是连续的。这样，在上面以恒速运行的运送工具在其靠重力移动期间，与另一运送工具保持一基本上不变的距离。在上行区段上的运行优选以相同的恒速进行。

由于该坡度极小，下限和上限非常接近，运送工具可在下行通道区段的起点及其终点之间运行一最大距离，无需耗费非再生能量。

根据本发明，配设滚动装置的运送工具由一可车载的驱动装置或滚动装置本身进行驱动，从检测到上坡起起动，然后，从检测到下坡起停止。驱动装置优选也可由上行区段上的所述一个或多个钢轨加以支承，与进入该上行区段的任何运送工具或滚动装置相配合，从在该区段上检测不到任何运送工具起保持停止状态。也可设计任何适当的驱动装置，该驱动装置安装在上行区段附近，且位于一旦容器与其接近就可同所述容器相配合的任何部位。

根据本发明一有利的实施例，运输通道至少在某些区段上包括架空的导轨的支承部件，运送工具由滚动装置悬置于该架空的导轨。这种支承部件基础结构非常轻便，极易适应地面的地势变化。

较好的是，运输运送工具是一容器，优选是具有完全标准尺寸的容器。该容器也可配有根据ISO标准制成的标准楔件，其可对容器施加牵引与压缩外力。滚动装置可以以折叠在由容器的全尺寸形成的空间中的形式固定在容器上。这样，在容器叠放或搬运期间占地不多。滚动装置也可独立于容器，或者例如通过一本身公知的能连接到上述楔件上的固定架在通道的出发点固定在容器上，或者无需中间架而直接固定到楔件上。

该运送工具也可不按任何标准制造，而适于一公司的专门需要。

该运送工具也可以是用于通过这种运输方式进行旅游的挂车、完整的运送工具、家用运动系统或新型运送工具。

根据本发明一改进型实施例，运输系统在运输通道上运送多个运送工具，包括相继的两运送工具的速度平衡部件，其作用是保持运送工具之间的距离。

本发明运输系统的其它实施例在所附的权利要求书中述及。

本发明还涉及例如前述的运输系统的应用，用于长距离运输所述运送工具，而且非常节省势能地进行，所述应用包括测定在起点和终点之间的地势，并且在该测定基础上确定所述运输通道的运行迹线，使得所述运输通道在所述下行区段上具有所述坡度和具有最少数量的上行区段。

附图说明

参照附图和以下作为本发明非限制性实施例的说明，本发明其它细节和特征将得到更好的理解，附图如下：

图1和2示意性地示出本发明两通道；

图3和4是悬置于本发明运输系统的一容器的侧视图和正视图；

图5是可应用于本发明的运输系统的一容器的滚动装置的局部平面图；

图6是沿图3中VI-VI线的局部剖面图；

图7是用于本发明系统的一缆索夹紧装置的详细俯视图。

在各个不同的附图上，相同或类似的构件用相同的标号加以标示。应当指出，附图并非比例图。

具体实施方式

特别是由图3至5可见，所示的本发明运输系统的实施例包括一在这种情况下由两滚动导轨1和2形成的运输通道、一呈一容器3形式的要运输的运送工具、以及一滚动装置，所述滚动装置具有四个转向架4，每个转向架4都支承四个轮5。在所示的实施例中，滚动导轨布置成形成一架空的通道，为此，所述滚动导轨由以匀称的间隔布置的高架6加以支承。

在图5所示的实施例中，滚动装置的转向架由一铰链7连接到容器3的机架，通过绕枢轴转动折叠在容器3的顶棚上，以便收起在容器的全空间中。

图1和2示出两不同的运输通道8和9。图1上，运输通道实施在平坦的地面上，图2上，运输通道实施在上坡地面上，其每次具有一起点10和一终点11。

运输通道8开头具有一可以但不一定是短短的上行通道区段12′。在该区段12′的顶端13，通道取道一下行通道区段14′。下行通道区段必须根据地面情况进行精心设计，以使坡度不太大，使运行在通道上的运送工具产生连续的加速度。在该实施例中，坡度确定成4/1000。因此，假设地面高度为0，顶端13的高度为4米，则在区段14′上下行的一运送工具可以以恒速自由运行1000米的距离。显然，起点常常可位于高于4米的高度。例如，叠放在一船上的容器开头可具有30米以上的高度。与其在站台上卸货，然后使之再次叠放在那里以便贮存，不如一开始就利用这种初始高度，以使卸货的容器进行一第一大行程。在开头为20米的高度，容器可到达5千米远的距离。

图1还示出如何从一起点10开始在平坦的地面上长距离继续一行程。相继布置上行区段12′、12″和12′″以及具有和缓坡度的下行区段14′、14″和14′″。如果通道包括一单个上行区段12和一单个下行区段14或间置多个上行区段和下行区段，那么，一运送工具在其下行区段的坡度为4/1000的一运输通道上在一起点和一终点之间运行的能量消耗理论上是相同的。就基础结构的费用而言，如图2所示，将运输通道分成相继的小区段，以便充分利用地面的地势变化，显然是比较经济的。最适当的运行迹线根据当前存在的地势数据以公知方式加以计算。

如图2所示，当通道包括多个相继的上行区段和下行区段时，如果通道仅包括一单个的具有能耗最少的坡度的下行区段14(如图2中虚线所示)，那么，该通道上的一运送工具在高度上不应超过该运送工具运行的线路。

如果一运送工具所处位置高于该线路，则其应沿一较大的坡度下降以达到11处，且其应制动以保持其恒速。在通道的一部位，运送工具一到达该单一下行区段线路，优选继续沿着该线路运行，直至终点。如果再度下降，首先要进行一必须制动的坡度较陡的行程，而且要进行坡度比本发明确定的斜坡较缓的其余行程，这存在途中停止的危险，重力显得不足以补偿所述的累加前述其它阻力的滚动阻力，或者不足以越过一可避免的新的上行通道区段。

因此，下行区段朝下的斜坡必须足以克服导轨1和2上轮5的滚动阻力。根据现有技术人员易于计算的且尤其随用于导轨和轮子的材料而变化的这种阻力，斜坡确定成运送工具必须在导轨上靠重力驱动，因此不会由于摩擦力而停止。此外，这种斜坡不应太陡，使运送工具在下行区段上产生连续的加速度。相反，斜坡还必须尽可能平缓，以便在运送工具的加速度和与之相反的阻力特别是滚动阻力和空气阻力之间达到平衡，对于金属轮在金属导轨上运行来说，可认为至少为3/1000优选约为4/1000的坡度是适当的。这种坡度优选不变，因此可使容器在尽可能长的线路上恒速移动，优选约为30至50千米/小时，较好的是约为40千米/小时。

图2示出起点10的高度低于终点11的运输通道的一实施例。如同前述情况那样，配设一系列的上行区段12′、12″、12′″和下行区段14′、14″和14′″。所有下行区段配设成耗能最少的坡度相对于水平位形成一角度β。上行区段沿曲线30所示的现存的地势具有不同的上升角度。

在图2所示的情况下，如果运输通道具有一单一的下行区段14，则运送工具沿其运行的运行迹线在起点10开始，其高度相应于终点11和起点10之间的高度H与最少起伏的高度h之和，以使运行迹线在通道的整个长度上与水平位形成一角度。根据本发明，运送工具在高度上不可超出由单一区段14形成的该运行迹线。

由图可见，地势30可成直线地具有有时较大的高处和凹陷处。在这种高低不平的情况下，为了可沿着耗能最少的坡度运行，而无需价格过高的基础结构工程，例如桥梁或隧道，运行迹线根据地势沿着一未示出的弯弯曲曲的路线设置，从而可避免高度差距。

在运输通道上通过的容器使用平缓的恒速，其优越性在于，至少如果其有效载重变化不是太大，则容器保持等距离。

显然，在某些场合，某些变数要予以考虑，例如，风可使容器的方向或有效载重或其自重发生变化。

因此，优选配设接连的容器的速度平衡部件，以保持运送工具之间的距离。

特别是如图6所示，沿箭头F方向自由运行的容器配有大功率夹具15，其具有例如5000N的紧固能力，其摩擦系数为0.4，固定在转向架的导向装置21上。夹具布置在一缆索17的芯线16的两侧，所述缆索17沿运输通道与之相平行地加以布置。该循环缆索由两传动皮带轮18进行传动，在大于其间必须设置的距离的一预定长度上延伸，该长度例如为25米。较好的是，夹具和相应的缆索布置在容器两侧。在运输通道一侧，一循环缆索17连接着整个运输通道上的另一连续缆索17′。另一侧也是一样，但错开，以使夹具在运输通道的整个长度上不断地与至少一缆索相配合。处于夹紧状态的夹具可较好地对缆索施加约2000N的牵引力，因此，在一容器通过时，缆索17和布置在容器另一侧的缆索被驱动，以围绕皮带轮18进行转动。

在所示的实施例中(特别是见图6和7)，夹具的夹爪配有小轮子19，其安装在轴承上，用于在与一间隔保持器20进行接触时开启夹具。进行这种接触时，轮子19通过围绕轴31转动而分开夹具，松开缆索，从而可在皮带轮18处通过，轮子19一停止与间隔保持器20进行接触，轮子19和夹具15就由一弹簧32弹性恢复就位。

如果容器的速度是这样的：因其速度略大于预定的恒速，其趋于靠近前一个容器，那么，其进行接近，直至25米的距离，然后，至少其夹具15之一开始夹紧与前一个容器相同的缆索17。这要在两容器的速度之间进行重新平衡，从而制动一个且加速另一个容器。这种制动表现为趋于与导向装置21的方向F相反的方向朝后滑动。这种滑动力一超过回位弹簧22的作用力，朝后滑动就变得有效，制动蹄24的轴23可下降至垂直的长形孔25中，因此，容器由于制动蹄在导轨上的摩擦而制动。两容器的速度一达到平衡，回位弹簧就使导向装置21返回其初始高位，制动停止。

同样，由于前后相随的两容器同时夹紧相同的缆索17，较慢的第一容器被驱动加速，因为两容器和缆索仅形成一单个装置，必然以相同的速度进行移动。

在图6所示的实施例中，容器的转向架优选还配有一固定装置，其通过缆索17、17′检测本发明系统良好的或恶劣的工作情况。在通道断裂的情况下，例如，断裂的缆索17松开，从而松开一操纵杆33，在正常工作中，其臂34由于相继的缆索绷紧而保持在图6所示的位置。如此松开的操纵杆臂34在一回位弹簧37的拉力下，然后由于轮子的驱动而升高，则其围绕轴35朝上转动，而另一操纵杆臂36在图6上朝左推动导向装置21。因此，制动蹄24如前所述下降在导轨上，其附着力使操纵杆38沿箭头39重新竖直，直至垂直位置，使轮子相对于导轨抬起，从而使容器完全固定。

固定的容器使位于容器一侧的与已断裂缆索相对的缆索停止循环，从而使已经通过夹具与该缆索相连接或夹紧该缆索的任何容器固定。因此，所述停止立刻由该传动装置传递到通道的所有容器。

应理解的是，本发明完全不局限于上述实施形式，而是在不超出所附权利要求书的范围的情况下，可进行各种变换。

例如，可考虑将本发明的运输系统应用于小模型和玩具形式的复制品。

Claims (13)

1.运输系统，包括：-一运输通道(9)，其由至少一滚动导轨(1，2)形成，

-至少一待运输的运送工具，以及

-一滚动装置，其连接至每个运送工具，且布置在所述至少一滚动导轨上，以便在所述滚动导轨上运行，配设有所述滚动装置的所述运送工具在所述至少一滚动导轨(1，2)上具有一滚动阻力，

-所述运输通道(8，9)具有多个下行通道区段(14，14′，14″，14″′)，该下行通道区段具有一坡度，所述坡度是倾斜的足以克服每一运送工具的所述滚动阻力，因此，每一运送工具完全靠重力在所述至少一下行区段上运行，

其特征在于，所述运输通道具有一起点(10)和一终点(11)，所述终点的高度等于或高于所述起点的高度，并且，在所述多个下行通道区段(14′，14″，14″′)两两之间布置一上行通道区段(12′，12″，12″′)，配设有所述滚动装置的每一运送工具在该上行通道区段(12′，12″，12″′)上由一驱动装置进行驱动；

每一下行通道区段的坡度不足以使所述至少一待运输的运送工具在所述至少一滚动导轨(1，2)上产生连续的加速度，每一运送工具在此处具有一恒定的速度，该速度因所述滚动阻力加上其它阻力而平衡；

所述运输通道(9)具有一运行迹线，沿此运行迹线，在任何一点处的运送工具不会比在一参照运输通道上该点处的运送工具将具有的高度提起更高，所述参照运输通道在所述起点和所述终点之间具有一为上述坡度的单一的下行区段(14)。

2.根据权利要求1所述的运输系统，其特征在于，上述坡度至少为3/1000。

3.根据权利要求1所述的运输系统，其特征在于，上述坡度在每一下行区段上是恒定的。

4.根据权利要求1所述的运输系统，其特征在于，所述至少一待运输的运送工具在所述下行区段上的恒定速度为30至50千米/小时。

5.根据权利要求2所述的运输系统，其特征在于，所述驱动装置在所述上行通道区段上以等于上述恒定速度的速度驱动每一运送工具。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的运输系统，其特征在于，所述运输通道至少在某些区段上包括架空的导轨(1，2)的支承部件；并且，每一运送工具由所述滚动装置悬置于该架空的导轨上。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的运输系统，其特征在于，所述至少一待运输的运送工具是一待运输的容器(3)，所述容器(3)具有一标准全尺寸的空间；

并且，所述滚动装置按在所述容器处于静止位置时可折叠在上述空间中的方式固定在所述容器上。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的运输系统，其特征在于，所述运输系统在所述运输通道上运送多个运送工具；

并且，所述运输系统包括相继的两运送工具的速度的平衡部件，该平衡部件的作用是保持所述运送工具之间的距离。

9.根据权利要求8所述的运输系统，其特征在于，所述相继的两运送工具的速度的平衡部件包括：至少一循环缆索，其由皮带轮沿所述运输通道呈环路自由传动；以及夹具，其布置在每一运送工具上，用于夹紧所述缆索，且在运输期间驱动所述缆索。

10.根据权利要求1所述的运输系统，其特征在于，所述其它阻力之一为所述运送工具的空气阻力。

11.根据权利要求1所述的运输系统，其特征在于，上述坡度至少为4/1000。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的运输系统，其特征在于，所述至少一运送工具在所述下行区段上的恒定速度为40千米/小时。

13.根据权利要求1至5中任一项所述的运输系统的应用，其用于长距离运输所述运送工具，而且非常节省势能地进行，其特征在于，所述应用包括测定在所述起点和所述终点之间的地势，且包括在该地势的基础上确定所述运输通道的运行迹线，使得所述运输通道在所述下行区段上具有所述坡度和具有最少数量的上行区段。

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