DE69130460T2

DE69130460T2 - Schüttguttransportanlage

Info

Publication number: DE69130460T2
Application number: DE69130460T
Authority: DE
Inventors: Kenneth J. Medfield Ma 02052 Patrick; Jerald R. Framland Id 47340 Tinsman
Original assignee: Intermodal Tech Inc
Current assignee: Intermodal Tech Inc
Priority date: 1989-11-22
Filing date: 1991-12-24
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2011-12-25
Also published as: AU1331092A; AU666842B2; DE69130460D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen Transportsysteme und insbesondere ein Eisenbahnsystem für den kombinierten Verkehr, das geschlossene Behälter nutzt, um Schüttgüter per Lastkraftwagen und Eisenbahn zu transportieren, insbesondere städtischen Festabfall.
Die Beseitigung von städtischem Festabfall, wie beispielsweise alltäglicher Müll und Abfall, ebenso wie Schlamm, der von Wasserbehandlungsanlagen erzeugt wird, wird ein in zunehmendem Maß wichtiges und schwieriges Problem, da Müllgruben, die für städtische Zentren geeignet sind, voll werden und Umweltschutzbelange das Abkippen von festem Abfall in den Ozean ausschließen. Gegenwärtig ist das üblichste Beseitigungssystem für städtischen Festabfall einfach das Befördern des städtischen Festabfalls mittels Traktoranhänger (Transportanhänger) von einer städtischen Sammelstelle oder Behandlungsanlage zu einer Müllgrube. Nimmt man die Kapitalkosten eines "Transportanhängers" und die typischen laufenden Betriebskosten pro Meile für eine typische Last von 22 Tonnen, dann ist gegenwärtig eine Einweg-Beförderungsentfernungsgrenze von annähernd 300 Meilen für wirtschaftlich geeignete Entsorgungsstellen zu verzeichnen.
Weil die Tonnage, die per Lastkraftwagen bei einer einzelnen Beladung befördert werden kann, durch die Straßen- und Brückengesetze eingeschränkt wird, sind die Kosten des Transportierens von Schüttgutabfall per Lastkraftwagen an sich betreffs ihres Volumens und Gewichtes begrenzt. Während die Eisenbahnen größere Lasten, sowohl hinsichtlich Volumen als auch Gewicht, über große Entfernungen transportieren können, haben sich bis zum heutigen Tag Bemühungen, Eisenbahnwagen für das Befördern von Schüttgütern von geringem Wert einzusetzen, insbesondere von losem städtischem Festabfall, als finanziell unwirtschaftlich erwiesen. Gegenwärtig gibt es im wesentlichen keinen Einsatz der Eisenbahnen für das Befördern von städtischem Festabfall. Tatsächlich beträgt gegenwärtig die maximale Nutzlast, die durch einen genormten Eisenbahnwagen transportiert wird, etwa 60 Tonnen, ungeachtet der Ausführung des Wagens oder der Beschaffenheit seiner Last.
Eine bekannte Verfahrensweise für die Nutzung von Eisenbahnen für Schüttguttransport ist ein umwandelbarer Anhänger, der ein abnehmbares schienengebundenes Fahrgestell und spezielle Verkettungen aufweist, so daß der Straßenanhänger in einen Eisenbahnwagen umgewandelt werden kann. Ein Beispiel für diese Ausführung der Einheit ist ein Erzeugnis, das von der Thrall Car Company unter der Handelsbezeichnung "Roadrailer" verkauft wird. Während das System einen gewissen Markt für das Befördern von hochwertigen Gegenständen gefunden hat, ist es für den Transport von Schüttgütern nicht wirtschaftlich. Das abnehmbare Fahrgestell und die speziellen Verkettungssysteme, um den "Transportanhänger" in einen "Eisenbahnwagen" umzuwandeln, erhöhen in bedeutendem Maße die Kapitalkosten jeder Einheit, die erforderlich ist, um ein bestimmtes Gewicht zu transportieren, beispielsweise die 22 Tonnen, die normalerweise von einem "Transportanhänger" transportiert werden, wenn städtischer Festabfall befördert wird. Ebenfalls funktionieren die umgewandelten "Wagen" nicht in Verbindung mit dem vorhandenen Eisenbahnbetrieb; sie müssen als vollständiger Zug funktionieren, und in den USA ist gegenwärtig ein erforderliches Mindestverladungsniveau von 60 Einheiten zu verzeichnen. Außerdem sind die Gebühren für den Eisenbahntransport eines einzelnen "Wagens" dieser Ausführung, der 22 Tonnen transportiert, denen eines einzelnen Eisenbahnwagens gleichwertig, der in einer "Huckepack"-Arbeitsweise funktioniert, wobei annähernd die doppelte Nutzlast transportiert wird.
Gut bekannte Transportsysteme, die Eisenbahnen nutzen, umfassen ebenfalls den Einsatz von zugeordneten Eisenbahnwagen, wie beispielsweise geschlossene Güterwagen, Niederbordwagen und Trichterwagen. Derartige Wagen haben eine lange Geschichte beim Transport loser Schüttgüter, wie beispielsweise Kohle, Erze, Asche, Schlamm, Salz und Getreide. Ein Hauptproblem ist jedoch das Beladen und Entladen des Schüttgutes auf bzw. vom Wagen. Wenn die Wagen nicht oben offen sind, ist das Beladen durch Seitentüren bei einem losen Schüttgut an sich schwierig. Wenn der Wagen oben offen ist, kann das Beladen einfach sein, aber das Entladen kann dennoch ein Problem sein.
Bestimmte Lasten können mit einem Greifer entfernt werden, aber dieser Vorgang ist langsam und ruft beträchtliche Kapitalkosten hervor. Eine weitere Lösung sind bewegliche Öffnungen oder Türen, wie beispielsweise ein "Wanderboden" oder das konventionelle "Ausstoßsystem". Diese Verfahren, während sie vielleicht die schnellsten sind, erfordern dennoch, wenn sie installiert sind, etwa 10 Minuten, um das Entladen eines Wagens abzuschließen. Bis zum heutigen Tag hat niemand einen derartigen "Ausstoß"/"Wanderboden"-Eisenbahnwagen gebaut und kommerziell eingesetzt. Außerdem sind, wann auch immer sich bewegende Teile vorhanden sind, ein Flüssigkeitsaustritt, das Wölben der Tür oder anderen Schließeinrichtung, Einklinkforderungen und die Möglichkeit eines Funktionsfehlers zu verzeichnen. Ein weiterer Weg ist, einen gesamten Eisenbahnwagen anzuheben und zu kippen. Während dieses System unverkennbar schnell und wirksam ist, erfordert es ebenfalls eine wesentliche Kapitalinvestition. Bei einer Installation, die gegenwärtig fast $ 1 Mio. für die Beseitigung von städtischem Festabfall kostet, würde jede Müllgrube eine Eisenbahnstrecke und eine dieser Installationen erfordern. Außerdem gibt es bei geschlossenen Güterwagen oder oben offenen Wagen, die Türen oder andere entfernbare Öffnungen aufweisen, die gelenkig befestigt und/oder verriegelt sind, Probleme darin, daß sie undicht sind, die Türen sich wölben, und die Türen sich unbeabsichtigt öffnen können, wodurch Gut verlorengeht oder eine Gefahr für Personen entsteht, die an den Wagen arbeiten.
Oben offene Wagen weisen ebenfalls andere Probleme auf. Das Gut kann aus dem Wagen herausgeblasen werden. Regen und Verunreinigungen können in den Wagen gelangen, wodurch der Inhalt direkt unbrauchbar wird, wenn es sich nicht um Abfallprodukte handelt, oder, wenn es Abfallprodukte sind, kann das Hinzukommen zur Flüssigkeit, die im Wagen enthalten ist, ein Austritts- oder Geruchsproblem mit sich bringen. Sabotage, Diebstahl und eine spontane Verbrennung (ein spezielles Problem, wenn brennbares Schüttgut transportiert wird, wie beispielsweise Kohle, die Kohlenstaub erzeugt) sind weitere Probleme, die in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des zu transportierenden Gutes auftreten. Eine übliche Lösung ist, den offenen Wagen einfach mit einer Plane abzudecken, aber Planen gehen häufig beim Transit verloren oder reißen sich los. Diese Umstände gestatten einen Verlust des zu transportierenden Gutes und alle die vorangehend erwähnten weiteren Probleme. Außerdem erfordern Planen menschliche Arbeitszeit, um sie zu installieren und zu entfernen.
Ein noch weiterer Weg, der dazu gedacht ist, hauptsächlich den Verlust an Gut infolge von Wind während des Transportes zu überwachen, war das Ausschöpfen des städtischen Festabfalls oder von anderem losem Schüttgut vor dessen Beladen in die Wagen. Es erfordert jedoch typischerweise 8 bis 12 Stunden, die Schöpfgefäße in einen Wagen einzubringen und weitere 8 bis 12 Stunden, um sie zu entfernen, plus der Kosten für das Ausschöpfen.
Ein allgemeines Problem bei allen spezialisierten Eisenbahnwagen ist, daß sie nicht für den kombinierten Verkehr ausgelegt sind, d. h., daß der Eisenbahnwagen sich nicht auf der Straße bewegen kann. Wenn der Eisenbahnwagen nicht direkt zu einer Beladeeinrichtung gebracht werden kann, erfordert daher das gesamte System, daß konventionelle Lastkraftwagen beladen werden und das Gut zu einer Beladestelle in einem Bahnhof befördern. Das schließt daher die Kosten des Beförderns mit dem Lastkraftwagen ebenso wie die Personal- und Kapitalkosten für die Ausrüstung ein, um den städtischen Festabfall oder anderes Schüttgut auf den Anhänger zu laden und davon zu entladen und danach den Eisenbahnwagen.
Eisenbahn-Pritschenwagen, die Anhänger transportieren ("TOFC"- Trailer-on-Flatcar), oder, was im allgemeinen als "Huckepack"- Systeme bezeichnet wird, versuchen, ein Transportsystem für den kombinierten Verkehr bei Benutzung der Eisenbahn bereitzustellen.
Bei diesem System werden typischerweise zwei Anhänger auf einen einzelnen Eisenbahn-Pritschenwagen geladen, um ein gesamtes Transportgewicht von annähernd 44 Tonnen bereitzustellen. Während das das Beladen und Entladen des Gutes auf bzw. vom Anhänger vermeidet, ist diese Anordnung trotzdem vergleichsweise kostspielig und zeitaufwendig. Es ist erforderlich, daß man spezielle TOFC-Wagen, spezielle Bahnhöfe zur Verfügung hat, die so ausgestattet sind, daß die Anhänger auf die Wagen aufgeladen und davon abgeladen werden können, und sobald die Anhänger aufgeladen sind, sind sie typischerweise 10 Tage lang im Transit, verglichen mit einer typischen Zeit von 2 Tagen im Transit, wenn der Anhänger auf den Straßen gefahren wird. Da die Kapitalkosten der zwei Anhänger wesentlich sind (gegenwärtig etwa $ 90000), verkörpert diese zusätzliche Zeitdauer von 8 Tagen Inaktivität selbst eine beträchtliche Kostensteigerung. Allgemeiner gesagt, das TOFC ist ein System, das durch die zulässige Belastung der Straßenfahrzeuge begrenzt wird, die wiederum durch Straßen- und Brückenbeschränkungen begrenzt werden. Es wird nicht der vollständige Vorteil der Gewichts- und Volumenkapazität der traditionellen Eisenbahnanlage ausgenutzt. Daher haben sich TOFC-Systeme hauptsächlich für den Transport von hochwertigen Lebensmitteln und industriellen Massengütern als nützlich erwiesen, aber sie werden nicht für den Transport von billigen Schüttgütern eingesetzt, wie beispielsweise städtischem Festabfall.
Container-on-flatcar("COFC")-Systeme (Behälter auf Pritschenwagen) sind gegenwärtig ebenfalls im Einsatz, um einen Transport mit mehreren Verkehrsmitteln bereitzustellen. Spezielle Behälter transportieren Güter auf Lastkraftwagen und werden danach auf COFC-Wagen bewegt. COFC-Behälter erforderten jedoch bisher spezielle durch Personen betätigte Rückhaltemittel an vier Ecken, die die Behälter annähernd 9 in. über der Plattform des Pritschenwagens mit Abstand anordnen. Das zeigt einen Nachteil darin, daß es extreme Druckstellen auf der Plattform erzeugt, die mit den Stellen der Auflage der Behälter übereinstimmend sind. Ebenfalls wirkt die Windkraft, insbesondere wenn sich der Zug bewegt, unter den Behältern und erzeugt eine Kraft, die dazu neigt, die Behälter vom Wagen abzuheben. Bekannte COFC-Systeme könnten eine maximale Nutzlast von 60 Tonnen für einen Eisenbahnwagen erreichen, verglichen mit typischerweise der Nutzlast von 44 Tonnen für TOFC, die zwei Anhänger transportieren, aber COFC-Systeme stellen nicht das Volumen, Gewicht und die Beladungs/Entladungsvorteile bereit, um sie für den Transport von Schüttgut wirtschaftlich vorteilhaft zu machen. Gegenwärtig verfügbare Systeme sind ebenfalls nicht ohne weiteres für die schnelle, zweckmäßige und billige Beladung und Entladung von Schüttgütern eingerichtet. Sie sind nicht oben offen, und sie weisen Türen oder andere bewegliche Schließeinrichtungen mit Klinken auf.
Das Französische Patent Nr. 1254581 offenbart einen Lastkraftwagen, der mehrere Behälter Stammholz transportieren kann, die von Hand aufgeladen und durch Kippen von Hand oder mittels eines entfernbaren Bodens abgeladen werden. Der Behälter ist oben offen und wird durch regulierbare Widerlager auf dem Lastkraftwagen positioniert und gehalten. Der Behälter wird mittels Stahlseilen und Hebemechanismen manövriert.
Das U. S. Patent Nr. 4826474 offenbart einen Gabelstapler, der so konstruiert ist, daß er "huckepack" auf einem Lastkraftwagen mit Pritsche transportiert werden kann, und konventionell Artikel vom Lastkraftwagen palettiert.
Das U. S. Patent Nr. 1807268 offenbart einen Lastkraftwagen mit Pritsche, geteilt durch Zwischenwände, um Kammern zu bilden, die Behälter aufnehmen, die mit Schüttgütern gefüllt sind. Die Behälter besitzen Füße, um zu gestatten, daß sie mittels eines Gabelstaplers angehoben werden können. Die Kammern weisen Fächer auf, in denen die Behälter angeordnet werden können, und gelenkig befestigte Türen gestatten das Beladen und Entladen der Behälter.
Es ist daher ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ein Transportsystem für lose Schüttgüter, insbesondere losen städtischen Festabfall von niedrigem Wert, bereitzustellen, das für diese Güter in Form der Kapital- und Betriebskosten kostenwirksam ist.
Ein weiteres Hauptziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Beladungssystems für den kombinierten Verkehr, das ein extrem schnelles und vollständiges Entladen des Schüttgutes ohne eine stationäre kapitalintensive Ausrüstung, wie beispielsweise Installationen für das Kippen der gesamten Eisenbahnwagen, bewirkt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung der vorangegangenen Vorteile, während ein Verlust an Schüttgut beim Transit vermieden wird, und der zuverlässige Widerstand gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit oder anderen Flüssigkeiten in das Gut.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines transportablen Systems mit den vorangegangenen Vorteilen, das ebenfalls den Austritt von Flüssigkeiten aus dem System verhindert.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Systems mit den vorangegangenen Vorteilen, das keine Türen, Scharniere, Wanderböden oder, allgemeiner, irgendwelche Öffnungen in der Seite oder im Boden des Fahrzeuges oder Behälters nutzt, die das Schüttgut aufnehmen.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Transportsystems, das das Befördern von losen Schüttgütern, insbesondere Gütern mit niedrigem Wert, wie beispielsweise städtischer Festabfall, mittels Eisenbahn mit vorhandenen Systemen wirtschaftlich konkurrenzfähig gestaltet.
Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Systems mit den vorangegangenen Vorteilen, das ein Volumen und Tonnagen per Eisenbahnwagen transportieren kann, die höher sind als bis jetzt bekannt.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Transportsystems für Schüttgüter, das stabil, zuverlässig und extrem einfach zu verwenden ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Transportsystems für Schüttgut, das hinsichtlich einer spontanen Verbrennung, Sabotage oder Diebstahl sehr beständig ist.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Transportsystems für Schüttgut für den kombinierten Verkehr, das sehr crashbeständig ist und wenig gereinigt werden muß.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Transportsystems für Schüttgüter für den kombinierten Verkehr, das ausreichend kostenwirksam ist, einschließlich der Kapital- und Betriebskosten, gemessen nach Kosten pro Tonne pro transportierte Meile, für das abgelegene und bisher nichtverwendbare Abfallbeseitigungsplätze verfügbar werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt ein System zum Transportieren von Schüttgütern bereit, das aufweist: einen Eisenbahn-Pritschenwagen, der sich in einer ersten Richtung erstreckt; eine Vielzahl von Kisten, die auf dem Eisenbahn-Pritschenwagen transportiert werden und Tonnen von Schüttgut aufnehmen können, wobei die Kisten einen Boden und vier Seitenwände haben, die einen Innenraum darin bilden, und die aus einem hochfesten, steifen Baumaterial hergestellt sind; worin die Kisten miteinander verbunden sind, um einen oben offenen Behälter zu bilden, wobei der Boden im wesentlichen mit der Pritsche des Eisenbahnwagens bündig ist, und es werden passive Rückhaltemittel bereitgestellt, die an der Pritsche des Eisenbahnwagens für das Anordnen und Sichern der Kisten (12) auf dem Eisenbahnwagen befestigt sind; eine Vielzahl von austauschbaren Deckeln, von denen jeder dafür ausgebildet ist, daß er auf die offenen Oberseiten einer dazugehörenden Kiste aufgesetzt werden und diese verschließen kann, wobei die Deckel jeweils aus einem steifen Baumaterial hergestellt sind; mindestens einen horizontalen, zwei offene Enden aufweisenden Kanal, der in der Kiste angrenzend an die Bodenwand gebildet wird und sich quer mit Bezugnahme auf die erste Richtung zwischen der ersten und zweiten Seitenwand erstreckt; einen Traktor für das Transportieren und Auskippen der Kisten und Handhaben der Deckel, der (i) mindestens eine Gabel, die mit dem Kanal in Eingriff kommt, (ii) einen Gelenkrahmen, der an einem Ende des Traktors montiert ist und die Gabeln trägt, und (iii) eine hydraulische Betätigungseinrichtung umfaßt, um den Gelenkrahmen anzutreiben, damit die Gabeln angehoben und gedreht werden, in Koordinierung mit einer Bewegung der Gabeln in Richtung des Traktors, um das Schüttgut aus der Kiste mit einer Vorwärtsausrollbewegung zu kippen, die einen nach unten und nach hinten gerichteten Bewegungsbogen der Gabel erzeugt, während das kombinierte Gewicht des Traktors und der auf der Gabel getragenen Kiste stabilisiert wird; eine am Gelenkrahmen und an mindestens einer der ersten und zweiten Seitenwände montierte Einrichtung für das lösbare Sichern der Kiste an der Gabel während des Drehens.
Schüttgut, wie beispielsweise städtischer Festabfall, wird in den Kisten transportiert, die beispielsweise durch Schweißen miteinander verbunden sind, um einen wasserdichten Behälter mit einer hohen Konstruktionsfestigkeit zu bilden, die ausreichend ist, um Lasten von bis zu 35 Tonnen auszuhalten, die aber typischerweise 22 Tonnen betragen. Jede Kiste kann Verstärkungsrippen oder eine gleichwertige mechanische Verstärkung ihrer Seitenwände aufweisen, um den Kräften zu widerstehen, die durch das Gewicht des in den Kisten aufgenommenen Gutes erzeugt werden. Jede Kiste besitzt einen Deckel, der vorzugsweise mit einer überhängenden Schürze gebildet wird, die über der offenen Oberseite der Kiste aufliegt und verhindert, daß Regen oder andere Flüssigkeiten in die Kiste gelangen. Der Deckel liegt vorzugsweise auf einer Schwelle oder kommt mit dem oberen Rand der Kiste in Eingriff, um eine mechanische Dichtung der Kiste bereitzustellen, und um den Windauftrieb des Deckels von der Kiste während des Transportes zu steuern. Jede Kiste und jeder Deckel weist ein Paar hohle Gabelkanäle oder Hohlräume auf, die darin gebildet werden und sich im allgemeinen horizontal mit einer Zugangsöffnung in mindestens einer Seitenwand erstrecken. Jede Kiste enthält ebenfalls mindestens ein Halteteil, wie beispielsweise eine Stange oder einen Stab, die an mindestens einer Seitenwand montiert ist.
Ein Traktorgabelstapler ist in der Lage, eine Kiste und/oder einen Deckel, die auf den Gabeln transportiert werden, anzuheben und abzusenken, sich nach hinten annähernd 15º zu neigen, um den Schwerpunkt einer beladenen Kiste über dem Traktor zu verschieben, um eine bessere Stabilität zu bewirken, und einen "Ausroll"- Vorgang hervorzurufen, gekennzeichnet durch eine Drehung um mindestens 90º, und vorzugsweise 150º, um den Inhalt der Kiste mit einer Neigung von mindestens 45º nach unten auszukippen. In Abstimmung mit dieser Kippdrehung um 150º bewegt das Rahmenbaugruppen- und Hydrauliksystem ebenfalls die Kiste in Richtung des Traktors. Das Kippen "über die Seite'" bei Verwendung eines oben offenen Behälters, der mittels eines Gabelstaplers gehandhabt wird, wird für die Handhabung von losen Schüttgütern in großen Mengen als einzigartig betrachtet. Der Gabelstapler umfaßt vorzugsweise ebenfalls eine hydraulisch betätigte Verriegelung oder Verriegelungen, die mit dem Halteteil oder Halteteilen an der Kiste in Eingriff kommt, um die Kiste auf den Gabeln während der Vorwärtsausrollbewegung zu sichern.
Der Pritschenwagen ist vorzugsweise verstärkt und in der Lage, Nutzlasten von 100 Tonnen, die vier Kisten und Deckeln äquivalent sind, die jeweils mit 22 Tonnen Schüttgut beladen sind, zu transportieren. Um die Kisten anzuordnen und zurückzuhalten, wenn sie auf den Pritschenwagen geladen werden, werden mit Trichteroberteilen versehene Ecken an die obere Plattform des Pritschenwagens für jede Kiste angeschweißt. Die Ecken erstrecken sich jeweils aufrecht von der Plattform, weisen einen L-förmigen Querschnitt auf und zeigen vorzugsweise eine nach außen aufgeweitete Geometrie an mindestens ihren oberen Abschnitten. Die untere Wand der Kiste ist mit der oberen Fläche der Plattform bündig, wenn die Kiste innerhalb der Ecken eingesetzt wird. Ein Traktoranhänger mit einer nach oben gekippten Rollenladefläche und Winde befördert die Kisten auf den Straßen.
Diese und weitere Merkmale und Ziele der Erfindung werden ohne weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungen verstanden, die angesichts der beigefügten Zeichnungen gelesen werden müssen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigt:
Fig. 1 eine Darstellung eines verstärkten Eisenbahn-Pritschenwagens in Seitenansicht entsprechend der vorliegenden Erfindung, der vier Kisten mit Deckeln transportiert,
Fig. 2 eine detaillierte Darstellung der inneren Verbindungsteils des passiven Rückhaltesystems in Seitenansicht, das in Fig. 1 gezeigt wird, ebenfalls entsprechend der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 eine detaillierte Darstellung eines Endteils des passiven Rückhaltesystems in Seitenansicht, das in Fig. 1 gezeigt wird,
Fig. 4 eine Darstellung einer Kiste und eines Deckels in Seitenansicht entsprechend der vorliegenden Erfindung, wobei der Deckel von der Kiste entfernt ist,
Fig. 5 eine Stirnseitenansicht der Kiste und des Deckels in Seitenansicht, die in den Fig. 1 und 4 gezeigt werden, wobei der Deckel auf der Kiste aufliegt,
Fig. 6 eine Draufsicht der in den Fig. 1, 4 und 5 gezeigten Kiste,
Fig. 7 eine Darstellung im vertikalen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6,
Fig. 8 eine Darstellung im vertikalen Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 6,
Fig. 9 eine detaillierte Stirnseitenansicht des verstellbaren Deckelrückhaltemittels in Seitenansicht,
Fig. 10 eine detaillierte Darstellung des in Fig. 9 gezeigten verstellbaren Deckelrückhaltemittels in Seitenansicht,
Fig. 11A-11D vereinfachte Darstellungen eines Gabelstaplers und einer Kiste in Seitenansicht entsprechend der vorliegenden Erfindung, worin Fig. 11A den Gabelstapler in Eingriff zeigt, um die Kiste vom Boden wegzuheben, Fig. 11B die Kiste zeigt, die angehoben und für die Bewegung nach hinten geneigt ist, Fig. 11C den Gabelstapler zeigt, der zu einer horizontalen Ausrichtung ausgerollt ist, und Fig. 11D den Gabelstapler zeigt, der weiter bis zu einer vollständigen Kipposition ausgerollt ist,
Fig. 12 eine detaillierte Darstellung der in den Fig. 11A-11D gezeigten und teilweise geschnittenen Gabelbaugruppe in Seitenansicht, die die Halteeinrichtung umfaßt, um die Kiste auf den Gabeln während der Ausrollbewegung zu sichern,
Fig. 13 eine perspektivische Darstellung eines Anhängers mit Rollenladefläche, der für das Befördern der Kisten aus den Fig. 1 und 3-9 auf Straßen geeignet ist, und
Fig. 14 eine detaillierte Draufsicht auf eine der in Fig. 15 gezeigten Rollenbaugruppen.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

Fig. 1 zeigt einen Eisenbahn-Pritschenwagen 10, der vier oben offene Kisten 12 transportiert, die angeordnet sind und passiv zurückgehalten werden, und die Plattform 10A des Wagens mit vier Sätzen von Eckführungen 14. Jede Kiste nimmt ein loses Schüttgut auf, wie beispielsweise städtischen Festabfall, wobei seine offene Oberseite durch einen Deckel 16 abgedeckt ist. Ein Schürzenabschnitt 16s des Deckels hängt über seine dazugehörende Kiste. Die Kiste weist ein Paar leere zwei offene Enden aufweisende Hohlräume 18 auf, die sich über die Kiste erstrecken und an beiden Enden offen sind. Die Deckel 16 weisen ebenfalls ein Paar leere zwei offene Enden aufweisende Hohlräume 18 auf, die sich über jeden Deckel mit dem gleichen Abstand wie die Hohlräume in der Kiste erstrecken. Ein beweglicher Gabelstapler 20 (Fig. 11A-12) weist ein Paar Gabeln 22 auf, die so ausgeführt sind, daß sie in die Hohlräume 18, 18 gelangen, um die Kiste oder den Deckel mit dem Gabelstapler zu verbinden. Wie in den Fig. 11A-11D gezeigt wird, gelangen die Gabeln 22, 22 in die Hohlräume 18, 18, wenn sich die Kiste auf dem Boden befindet. Der Gabelstapler hebt danach die Kiste an, neigt sie nach hinten, um die Last während der Bewegung zu stabilisieren, und führt danach eine 150º Vorwärts"ausroll"bewegung in einer vertikalen Ebene parallel zum Gabelstapler aus (aus der in Fig. 11C gezeigten Position in die in Fig. 11D gezeigte Position). Diese Funktion des Gabelstaplers bewirkt ein Kippen des städtischen Festabfalls oder von anderem losen Schüttgut "über die Seite", das schnell und zuverlässig ist. Durch Eingreifen seiner Gabeln in die Hohlräume 18, 18 im Deckel kann der Gabelstapler den Deckel handhaben, um die Kisten zu bedecken oder abzudecken.
Mit spezieller Bezugnahme auf die Fig. 4-10 ist jede Kiste 12 im wesentlichen ein oben offener rechteckiger Behälter, der einen Boden 12a, Seitenwände 12b, 12b und Stirnwände 12c, 12c umfaßt, die kontinuierlich an ihren angrenzenden Rändern aneinander geschweißt oder anderweitig befestigt sind, um ihnen eine Festigkeit zu verleihen, und um die Kiste flüssigkeitsdicht zu machen. Es ist bedeutend, daß die Kiste keine Halterungen aufweist, die sich über ihr Inneres erstrecken, wie beispielsweise eine Verstrebung oder ein Zugband, das sich zwischen den Seitenwänden erstreckt, was die vollständige und schnelle Beladung oder Entladung des städtischen Festabfalls oder anderer Schüttgüter in die bzw. aus der Kiste behindern kann. Derartige Verstrebungen sind ebenfalls für ein Biegen oder Brechen durch die Last oder mechanische Stöße empfänglich, was die Fähigkeit der so verstärkten Kiste zunichte machen kann, die Kraft der Last während des Kippens auszuhalten. Die Kiste zeigt dennoch eine Konstruktionsfestigkeit, insbesondere an ihren Seitenwänden, um die Kräfte auszuhalten, die durch die Lasten bis zu 35 Tonnen vorhanden sind, selbst während sie mittels der Hebegabel 20 durch eine Kippbewegung gehandhabt wird, die während eines Abschnittes der Bewegung die Kiste trägt, indem eine Seitenwand gehalten wird, während das gesamte Gewicht der Last gegen die gegenüberliegende Seitenwand drückt. Die Kiste 12 weist keine Türen, Scharniere oder andere Öffnungen auf, die beim Beladen oder Entladen geöffnet, geschlossen, verriegelt oder entriegelt werden müssen.
Der Kistenboden 12a umfaßt ein Paar Eckschwellen 12d, 12d und ein gleiches Paar paralleler, gegenseitig beabstandeter Verstärkungsschwellen 12e, 12e, die sich alle in Längsrichtung und über die vollständige Länge der Kiste erstrecken, vorzugsweise eine Gesamtlänge von 21 ft. Die Schwellen 12d und 12e werden vorzugsweise als hohle Teile mit einem im allgemeinen quadratischen Querschnitt aus einem geeigneten Baumaterial gebildet, wie beispielsweise einer 1/4 in. dicken Stahlplatte. Die hohle Konstruktion bewirkt die erforderliche Festigkeit, während das Gewicht und die Materialkosten der Kiste reduziert werden. Der Boden 12a umfaßt ebenfalls eine Bodenplatte 12f, beispielsweise eine 1/4 in. dicke Stahlplatte mit einer Zugfestigkeit von 50000 lbs., die an den Schwellen 12d und 12e wie beispielsweise durch eine kontinuierliche Schweißnaht befestigt ist.
Die Seitenwände 12b, 12b werden jeweils aus einer Platte 12g, 12g, ebenfalls aus 1/4 in. dickem Stahl oder einem geeigneten gleichwertigen, gebildet, die kontinuierlich an ihrem unteren Rand an eine der Eckschwellen 12d und an ihren Enden an eine Endplatte 12h geschweißt ist, die wiederum kontinuierlich an diese geschweißt ist. Ein Paar hohle Verstärkungsrippen oder "Formeisen" 24 überbrücken jeden Hohlraum 18, und zusätzliche Formeisen 24a sind im allgemeinen in der Mitte zwischen den mittelsten "Hohlraum"-Formeisen 24 und dem Mittelpunkt der Seitenwände 12b in der Längsrichtung angeordnet, wie gezeigt wird. Die Formeisen sind genormte U-Stahlteile mit C-förmigem Querschnitt, die danach an die Seitenplatten 12f geschweißt werden. Horizontal ausgerichtete Formeisen 12j der gleichen Konstruktion verstärken und schützen außerdem die Seitenwände unmittelbar angrenzend an die Hohlräume. Stahlablenkplatten 18a, ebenfalls aus 1/4 in. Stahl, sind längs der Seiten eines jeden Hohlraumes angeordnet, um die Gabeln 22 in den Hohlraum zu führen, und um die Seitenwände 12f zu schützen, wenn sie mittels einer Gabel aufgespießt werden, die nicht richtig mit einem Hohlraum ausgerichtet ist.
Horizontale Formeisen 12k erstrecken sich zwischen den vertikalen Formeisen 24 und 24a, um die Seitenwand bei einem Halteteil 26 zu verstärken. Das Halteteil ist vorzugsweise eine Stahlstange mit einem Durchmesser von 2 in., die zwischen einem Satz von seitlich vorstehenden Montagehalterungen 26a und einer seitlich vorstehenden Montagehalterung 26b montiert ist, die am Formeisen 24 angrenzend an die Stirnwand 12c befestigt ist. Das Teil 26 wird ebenfalls an die äußere Fläche der angrenzenden Formeisen geschweißt. Das Halten erfolgt beim Teil 26 in einem kurzen Abschnitt 26c der Stange zwischen dem Formeisen 24 und einer der Halterungen 26a. Der verbleibende Abschnitt des Teils, der sich zur Halterung 26b erstreckt, verteilt die angewandte Last während des Kippens über einen größeren Abschnitt der Kiste als nur den Bereich, der unmittelbar an den Abschnitt 26c angrenzt. Ein Eckhohlraum 121 (Fig. 5) ist an jeder Ecke der Kiste zur Seite und den Endplatten angeschweißt, um die Ecken zu verstärken.
Die Verstärkung der Kiste ergibt sich ebenfalls aus einer kastenartigen Konstruktion der Hohlräume 18, 18 (aus Plattenstahl oder U-Stahl mit einem hohlen rechteckigen Querschnitt gebildet), inneren Verstärkungsstangen 28 und 30. Die Stangen 28 erstrecken sich von der Bodenplatte 12f zur Seitenwand 12b, oder, genauer gesagt, zu einem Aussparungshohlraum 12m, der in der Wandplatte 12g gesichert ist, die aus Stahlblech gebildet wird, was einen Spielraum um den Halteabschnitt des Teils 26 herum ergibt, wie in Fig. 7 gezeigt wird. Die Enden der Stangen sind an die Platten 12g und 12m geschweißt. Jede Verstärkungsstange 28 verbindet die Seitenwand mit der Bodenwand an einer Stelle angrenzend an einen Hohlraum 18 und eine Schwelle 12e. Die Stange 28 versteift die Seitenwand während des Kippens, insbesondere, während die Kiste aus der in Fig. 11C gezeigten Position in die in Fig. 11D gezeigte Position gedreht wird, oder mit anderen Worten dargelegt, während sie die auf die Seitenwand angewandten Kräfte auf die Bodenwand und die mit der Bodenwand verbundenen Haltekonstruktionen überträgt.
Die Stangen 30 erstrecken sich von den und werden an die Seiten- und Bodenplatten 12b und 12f in einem Mittelpunkt der Kiste in der Längsrichtung oder an die oder nahe der Schwellen 12e geschweißt. Die Stangen 30 können weggelassen werden, und die Kiste wird dennoch die erforderliche Konstruktionsfestigkeit aufweisen, und bei der gegenwärtig bevorzugten Stahlkistenform werden sie weggelassen. Das obere Ende der Stange ist an der Seitenplatte 12b mittels eines vertikalen Stützbleches 12p befestigt, das selbst zwischen die Seiten- und Bodenwand geschweißt wird. Kräfte, die von der Seitenwand durch die Stangen 28, 28 oder 28, 30 auf den Boden übertragen werden, werden direkt von den Schwellen und von der Bodenplatte und weiteren verbunden Haltekonstruktionen aufgenommen. Jede Stange 28 und 30 ist vorzugsweise eine Stahlstange mit einem Durchmesser von 1 in. und weist eine Stahlschürze 32 auf, die zwischen der Stange und der Kiste gesichert ist. Die Schürze verhindert, daß sich das in der Kiste transportierte Gut hinter oder um eine Stange herum einlagert und dadurch verhindert, daß dieses Gut während des Entladens abgekippt wird. Die Stirnwände 12c, 12c weisen ebenfalls vertikale Formeisen 24b in den Stirnwänden und ein horizontales Formeisen 12n auf, das sich zwischen den vertikalen Formeisen erstreckt, Fig. 5.
Der obere Rand der Seiten- und Stirnwände ist mit einer meißelartigen Kraftablenkkuppe 34 bedeckt, die den Deckel auf die Kiste in einer geeigneten Auflageposition (Fig. 5) führt und vermeidet, daß das gesamte Gewicht des Deckels durch irgendeine Wand aufgenommen wird, was auftreten könnte, wenn der Deckel und der obere Rand der Kiste in einer anstoßenden Beziehung in Eingriff kommen. Die Kuppe 34 bedeckt ein oberes horizontales Formeisen 120, das an die Kiste angeschweißt ist und sich vollständig um die Kiste herum erstreckt. Weil die Kiste keine Seite offen aufweist, bewirkt diese geschlossene rechteckige obere Formeisenanordnung eine bedeutende konstruktive Verstärkung. Die Stirnwände 12c, 12c tragen ebenfalls eine Schwelle 36, die sich horizontal über die äußere Fläche der Stirnwand erstreckt. Der untere Rand des Deckels liegt auf der Schwelle, wie am besten in Fig. 10 zu sehen ist. Die Schwelle 36 stößt an das untere Ende des Deckels an, um eine Dichtung gegen einen Luftstrom unter dem Deckel zu bilden, insbesondere dem vorderen Ende des Deckels, mit Bezugnahme auf die Bewegungsrichtung des Eisenbahnwagens 10. Diese Dichtung steuert den Windauftrieb, der anderenfalls bewirken könnte, daß der Deckel von der Kiste während des Transits wegfliegt, ob infolge der Windkräfte allein oder einer Kombination von Windkräften plus der Bewegungen des Eisenbahnwagens.
Der Deckel 16 zeigt eine gleiche Konstruktion wie die Kiste 12. Er weist eine Plattenoberseite 16a, Seitenwände 16b, 16b und Stirnwände 16c, 16c auf, die alle kontinuierlich aneinander geschweißt oder zusammenhängend geformt sind. Ein Paar zwei offene Seiten aufweisende Hohlräume 18, 18 werden als rechteckige Kanäle angrenzend an die Deckeloberseite 16a gebildet, um zu gestatten, daß die Gabeln 22 in die Hohlräume 18, 18 gelangen und den Deckel handhaben, insbesondere, um ihn auf der Kiste anzuordnen, nachdem sie mit städtischem Festabfall beladen ist, und um ihn an einer Abkippstelle vor dem Kippen der Kiste zu entfernen. Die Hohlräume werden durch Formeisen 24c verstärkt, und ein weiteres verstärkendes Formeisen 24d verläuft über den Deckel in seine Mitte. Eine Randschiene 16d erstreckt sich um das untere offene Ende des Deckels herum für eine Verstärkung.
Der Deckelschürzenabschnitt 16s, der durch die Seiten- und Stirnwände 16b und 16c gebildet wird, hängt über und umgibt die offene Oberseite der Kiste, wie in den Fig. 1, 5, 9 und 10 gezeigt wird. Die Position des Deckels, wenn er die Kiste verschließt, weist die Schiene 16d auf der Schwelle 36 aufliegend mit einem kleinen Zwischenraum zwischen dem oberen Ende der Kistenwände und der Deckeloberseite 16a auf, um eine Überfüllung der Kiste aufzunehmen. Das Überlappen zwischen Deckelschürze und Kistenwände ist ausreichend, um zu sichern, daß der Deckel während des Transits trotz Wind und/oder Springen oder anderer Bewegungen des Eisenbahnwagens auf der Kiste bleiben wird. Es wurde ermittelt, daß ein Überlappen um mindestens 18 in. sichert, daß ein Deckel von 1200 lbs. zuverlässig ohne die Verwendung von formschlüssigen Rückhaltemitteln auf der Kiste verbleiben wird. Trotzdem können für eine zusätzliche Sicherheit Ketten 48 verwendet werden, um den Deckel zuverlässig zu sichern, selbst wenn die Kiste überfüllt ist, so daß der Deckel auf der Überfüllung mit städtischem Festabfall aufliegt, nicht auf der Schwelle 36. Die Gesamthöhe der Kiste, wenn sie mit dem Deckel abgedeckt ist, beträgt etwa 10 ft.
Wie am besten in den Fig. 5, 9 und 10 zu sehen ist, ist ein Ende von vier Ketten am Deckel an jedem seiner Ecken befestigt. Jede Kette umhüllt eine eines Satzes von vertikal angeordneten, gegenseitig beabstandeten Stangen 40. Ein Haken 42, der am freien Ende einer jeden Kette befestigt ist, kommt mit einer anderen der Stangen 40 in Eingriff, um den Deckel zu befestigen. Der Haken weist eine konventionelle federbelastete Klinke 42a auf, um zu verhindern, daß der Haken während der Handhabung oder beim Transit außer Eingriff kommt. Die vertikale Position des Deckels mit Bezugnahme auf die Kiste ist durch eine Auswahl von speziellen Stangen regulierbar, worauf die Kette gewickelt und eingehakt wird. Die Verwendung der Ketten 48 erfordert das persönliche Einhaken und Aushaken der Ketten nach dem Beladen und vor dem Entladen. Ein Vorteil ist jedoch, daß, wenn die Kiste von ihrem Träger bei einem Unfall abgeworfen wird, ihr Inhalt nicht aus dem Behälter ausströmen wird, wodurch die Kosten für Reinigung reduziert werden. Dieser Vorteil ist besonders wichtig, wo das zu transportierende Gut schädlich oder schwer zu reinigen ist. Auf alle Fälle, ob zurückgehalten oder nicht, der Deckel verhindert, daß Regen, Schnee, luftübertragene Bruchstücke und dergleichen in die Kiste gelangen, während der Inhalt der Kiste darin, insbesondere während des Transportes, gehalten wird.
Die Kiste 12 wird so veranschaulicht, daß sie Seitenwände aufweist, die sich nach außen etwas neigen. Diese Anordnung kann das Kippen erleichtern, aber die gegenwärtig bevorzugte Konstruktion ist, daß die Seitenwände vertikal sind. Die Kiste weist ein Innenvolumen von annähernd 63 Kubikyards auf und kann Lasten aufnehmen, die bis zu 35 Tonnen wiegen. Ein Eisenbahnwagen 10, der vier Kisten 12 aufnimmt, kann daher typischerweise mehr als 265 Kubikyards an städtischem Festabfall transportieren, der mindestens 88 Tonnen wiegt. Die vorangehend beschriebene Verstärkung gestattet, daß die Kisten dieses Gewicht aufnehmen können, selbst wenn ein Kippen über die Seite erfolgt. Es ist ebenfalls wichtig, daß die Kiste und der Deckel ein im allgemeinen glattes nicht durcheinandergebrachtes Inneres und Äußeres aufweisen, was das Beladen, Entladen und die Handhabung der Kisten erleichtert.
Mit Bezugnahme auf die Fig. 11A-12 ist der Gabelstapler 20 ein Schwerlastradlader mit Eigenantrieb, wie beispielsweise das von Caterpillar, Inc. unter der Handelsbezeichnung CAT 992C verkaufte Fahrzeug. Der 992C besitzt einen konventionellen Greifer, der am vorderen Ende eines Gelenkgestänges befestigt ist, das einen Satz Hubarme 44, 44 und ein Z-Gestänge 46 umfaßt. Der 992C wiegt etwa 96 Tonnen mit einem konventionellen Greifer. Der Schwerpunkt des Radladers, ausschließlich der Hubarme, dazugehörenden hydraulischen Betätigungseinrichtungen und des Greifers, wird sich in passender Weise hinter einem Paar Vorräder 48 befinden. Der 992C weist ein Paar Hinterräder, eine Führerkabine, einen Dieselmotor und ein Hydrauliksystem auf, alle von bekannter Konstruktion. Der Motor ist so angeordnet, daß er die Last ausgleicht.
Der Gabelstapler 20 der vorliegenden Erfindung weicht vom Radlader CAT 992C hinsichtlich Konstruktion und Betrieb des Gelenkgestänges und der Arbeitselemente (die Gabeln 22 und ihre Montagebaugruppe) ab, die am Ende der Hubarme 44, 44 befestigt sind, nämlich einer Wagenbaugruppe 50, die drehbar bei 52 am vorderen Ende des Hubarmes 44, 44 montiert ist, und einer Gabelgruppe 54, die die Gabeln 22, 22 umfaßt, und die drehbar an der Wagenbaugruppe 50 an den Drehzapfen 56 und 58 montiert ist. Beim Radlader 992C ist der Greifer in einer Weise montiert, die im allgemeinen der der Wagenbaugruppe 50 gleicht. Ein unterer Drehzapfen ist am Ende der Hubarme 44, 44 und der parallelen beabstandeten Gelenkarme 46a, 46a des Z-Gestänges angeordnet, drehbar zwischen einem oberen Drehpunkt am Greifer des 992C und einem Ende der parallelen beabstandeten Kippgelenkarme 46b, 46b, ebenfalls vom Z-Gestänge, verbunden. Die maximale Winkelbewegung des Greifers des CAT 992C ist nicht ausreichend, um sich um etwa 15º nach hinten zu neigen, wenn die Hubarme angehoben werden und sich danach nach vorn drehen, um einen Kippwinkel von etwa 45º nach unten für eine Kiste hervorzurufen. Das Neigen des Gabelstaplers und der vom Gabelstapler getragenen Kiste nach hinten stabilisiert den Gabelstapler ausreichend, um eine sichere Bewegung zu gestatten. Für das Kippen über die Seite muß die Kiste jedoch einen Winkel von etwa 45º aufweisen, und vorzugsweise 50º, um ein schnelles und vollständiges Entladen zu sichern. Das erfordert eine maximale Winkelbewegung von etwa 150º in der bevorzugten Form, was bei der Konstruktion des 992C nicht möglich ist.
Um diese große Winkelbewegung zu bewirken, wird die Gabelgruppe 54 drehbar bei 58 an sich nach vorn erstreckenden Schenkeln 60a der im allgemeinen L-förmigen Rahmenteile 60 montiert (vorzugsweise mehrere derartige Platten in einer parallelen beabstandeten Beziehung, um eine zusätzliche Festigkeit und Stabilität für die Baugruppe zu bewirken). Die Wagenbaugruppe selbst dreht sich um 52 herum bei Steuerung eines hydraulischen Kippzylinders 62, der über das Z-Gestänge wirkt. In der bevorzugten Form kann der Kippzylinder eine Drehung der Wagenbaugruppe von etwa 50º hervorrufen. Die Drehung wird benutzt, um die Kiste 12 um 15º nach hinten zu neigen (Fig. 11B), und um sie danach nach vorn durch die in Fig. 11C gezeigte "horizontale" Position in eine nach vorn gekippte oder "ausgerollte" Position zu drehen, wobei sich die Wagenbaugruppe in einer maximalen Vorwärtsdrehungsposition befindet, wie in Fig. 11D gezeigt wird.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß ein weiterer hydraulischer Zylinder, ein "Rotor"zylinder 64, an der Wagenbaugruppe zwischen einem Drehzapfen 66 und dem Drehzapfen 56 montiert ist, um ein zusätzliches Ausrollen der Kiste nach vorn um annähernd weitere 100º der Bewegung bis zur endgültigen Kipposition aus Fig. 11D hervorzurufen, wobei sich die Kiste in einer Neigung von etwa 50º nach unten befindet. Es muß beachtet werden, daß zusätzlich zur Drehung der Kiste 12 der Gabelstapler 20 ebenfalls bewirkt, daß sich der Schwerpunkt der Kiste und deren Last seitlich in Richtung des Gabelstaplers bewegt (vergleiche Fig. 11C und 11D). Die Zylinder 62 und 64 können gleichzeitig wirken, aber vorzugsweise sind ihre Hydraulikkreisläufe in Reihe so verbunden (schematisch als Leitung 63 in Fig. 11D gezeigt), daß der Rotorzylinder beim Kipparbeitszyklus erst betätigt wird, nachdem der Kippzylinder vollständig betätigt wurde. Die Leitung 63 können konventionelle 1 in. Hydraulikschlauchleitungen sein, die längs der Arme 44, 44 zwischen konventionellen Fittings befestigt sind, die an den Zylindern montiert sind, so daß, während ein Zylinder eine extreme Position erreicht und der Druck der Hydraulikflüssigkeit zunimmt, die Hydraulikflüssigkeit automatisch durch die Schläuche geleitet wird, um den anderen Zylinder zu betätigen. Nach dem Kippen werden sie in umgekehrter Reihenfolge betätigt, wobei der Rotorzylinder die Gabelgruppe 54 nach hinten rollt und danach der Kippzylinder die Wagenbaugruppe (und die Gabelgruppe und die auf der Gabelgruppe getragene Kiste) in eine im allgemeinen aufrechte Position zurückführt. Es wird verstanden werden, daß der Kippzylinder ebenfalls in Abstimmung mit einem Haupthubzylinder 68 betätigt wird, der die Hubarme 44, 44 und daher die Kiste 12 anhebt und absenkt. Der Hydraulikkreislauf und die Regler für die Hub- und Kippzylinder sind jene, die konventionell beim Radlader Modell 992C eingesetzt werden, jedoch sind irgendwelche einer breiten Vielzahl von konventionellen Hydrauliksystemen, die bei Radladern und gleichen Anlagen eingesetzt werden, geeignet.
Die Gabelgruppe 54 umfaßt ein Paar horizontale Halteteile 54a, 54b, die vertikale Schenkel 22a der Gabeln 22, 22 tragen und überbrücken. Die obere Halterung 54a weist eine Montagehalterung 54c auf, die eine Drehwelle 54e aufnimmt, die den Drehzapfen 56 festlegt. Die untere Halterung 54b weist eine gleiche Montagehalterung 54d auf, die eine Drehwelle 54f aufnimmt, die den Drehzapfen 58 festlegt.
Die Gabelgruppe 54 umfaßt ebenfalls ein Paar Verriegelungsbaugruppen 70, die jeweils ein Verriegelungsteil 72 aufweisen, das drehbar auf einer Welle 74 montiert ist, die in den Halterungen 76 befestigt ist, die auf dem unteren Halteteil 54b montiert sind. Ein Ende 72a des Verriegelungsteils weist eine hakenförmige Konfiguration auf, die so ausgelegt ist, daß sie mit dem Halteelementabschnitt 26c in Eingriff kommt, wie in den Fig. 11A-11D und in Phantomlinie in Fig. 12 gezeigt wird, wenn ein hydraulischer Zylinder 78, der drehbar am entgegengesetzten Ende des Verriegelungsteils 72 montiert ist, betätigt wird. In seiner entgegengesetzten Grenzposition zieht der Zylinder 78 das Verriegelungsteil in eine Freigabeposition zurück, die in Fig. 12 in Vollinie gezeigt wird. Wenn die Gabelbaugruppe in die Kipposition "ausgerollt" wird, verhindern die Verriegelungsbaugruppen, daß die Kiste von den Gabeln gleitet. Während die Kiste abgekippt wird, tragen die Verriegelungsbaugruppen und die Halteteile das volle Gewicht der Kiste und seiner Last, was darin "wirksam" wird, daß sie locker wird und sich als Reaktion auf die Kippbewegung verschiebt, wobei sich ein Teil der Last zu entleeren beginnt, selbst bevor die Kiste und ihr Inhalt durch die Halteteile vollständig getragen werden. In der Freigabeposition gibt das hakenartige Ende 72a den Halteteilabschnitt 26c frei, um zu gestatten, daß die Gabeln in die Hohlräume 18, 18 gelangen oder sich daraus zurückziehen.
Der Eisenbahn-Pritschenwagen 10 ist ein Pullman F85-E, der zusätzliche Verstärkungsteile aufweist, insbesondere Querstreben, Achsen mit breitem Durchmesser (6,5 in.) und Räder, die größer als üblich sind (38 in.), alles so ausgeführt, daß vier Kisten 12, vollständig beladen, aufgenommen werden, ein maximales Gewicht von etwa 100 Tonnen bei einer Gesamtlänge von 85 ft. und einem Bruttogewicht von 263000 lbs. Vor der vorliegenden Erfindung konnte kein normaler Eisenbahnwagen eine Last von diesem Gewicht aufnehmen. Geeignete derartig verstärkte Eisenbahnwagen werden von der Railway and Industrial Services, Inc. of Joliet, Illinois, hergestellt. Ein weiteres bedeutendes Merkmal dieser Erfindung ist das passive Rückhaltesystem, das durch die Eckführungen 14 bereitgestellt wird, die auf der Eisenbahnwagenplattform 10a aus Vollstahl befestigt sind. Die Ecken sind jeweils vorzugsweise im horizontalen Schnitt L-förmig und erstrecken sich vertikal über einen ausreichenden Abstand, so daß im wesentlichen keine Wahrscheinlichkeit besteht, daß die Kiste aus der Ecke heraus nach oben springen wird. Vorzugsweise wird jede Ecke aus einer 1/4 in. Stahlplatte oder einer gleichwertigen gebildet und erstreckt sich vertikal über 18 in., gemessen von der oberen Fläche der Plattform 10a aus. Der Abstand Ecke-zu-Kiste ist eng, wobei ein typischer Abstand etwa 1 in. beträgt, um das Verschieben der Last auf dem Eisenbahnwagen zu vermeiden, und um einem Kippen der Kisten zu widerstehen, wenn der Eisenbahnwagen um scharfe Kurven fährt oder schaukelt. Die oberen Enden 14a einer jeden Ecke sind nach außen aufgeweitet, vorzugsweise mit dem Neigungswinkel des Gabelstaplers nach hinten, so daß die vom Gabelstapler getragene Kiste 12 in der Position, die in Fig. 11B gezeigt wird, ohne weiteres in den Ecken aufgenommen wird und durch sie in eine aufliegende Transportposition geführt wird, wo die Bodenfläche der Kiste mit der Plattform 10a bündig ist und die Ecken 14 die angrenzenden Ecken der Kiste umgeben. In dieser Beziehung wird die Kiste vor einer seitlichen Bewegung mit Bezugnahme auf den Eisenbahnwagen zurückgehalten, aber es sind keine Klinken, Arretierungen, Zuganker oder andere aktive Rückhaltemittel erforderlich.
Die Ecken sind auf der Plattform vorzugsweise durch Schweißen in einer Weise befestigt, die nicht das bündige Aneinanderfügen der Kiste mit der Plattform behindert, um Windauftriebsproblemen zu widerstehen, und um das Gewicht der Kisten über der Plattform 10a gleichmäßig zu verteilen. Dieses passive Rückhaltemittel gestattet ein einfaches Beladen der Kisten durch "Hineinfallenlassen", das mit der Handhabung der Kisten mittels des Gabelstaplers 20 vereinbar ist, und dennoch die Kisten auf dem Eisenbahnwagen gegen alles sichert, außer einem heftigen Zusammenstoß oder Entgleisen. Das passive Rückhaltesystem der vorliegenden Erfindung hat erfolgreich einen Crashtest des Eisenbahnwagens 10, der zwei voll beladene und zwei leere Kisten aufnimmt, und wobei sich der Eisenbahnwagen mit elf Meilen pro Stunde bewegt, bei Erfüllung der Sicherheitsnormen der Association of Amercian Railroads ausgehalten.
Wie am besten in den Fig. 1 bis 3 zu sehen ist, werden die Eckführungen 14, die sich am Ende des Wagens befinden, mittels einer Platte 80, die unter einem Winkel zwischen den Ecken 14 und der Plattform 10a geschweißt ist, und einem Eckblech 82 verstärkt. Die Innenecken 14 sind in einer eng beabstandeten Beziehung, wie detailliert in Fig. 2 gezeigt wird, um das wirksamste Einpacken der Kisten auf dem Eisenbahnwagen 10 zu bewirken. (Weil die Kisten auf die Wagen mittels eines Gabelstaplers geladen werden, der mit den Kisten an ihrer Seite in Eingriff kommt, besteht keine Notwendigkeit für einen Zwischenraum zwischen den Kisten an deren Enden, um Haken, um die Kisten anzuheben, oder andere Betätigungseinrichtungen anzubringen.) Die Enden der Schwellen 12d und 12e sind ebenfalls an ihren unteren Enden 12q winkelig, um das Befördern der Kisten auf einen Lastkraftwagen 84 mit Pritsche und von diesem herunter für den Straßentransit zu erleichtern.
Die Fig. 13 und 14 veranschaulichen eine spezielle Kon struktion des Lastkraftwagens 84, der insbesondere für das Befördern der Kisten 12 ausgelegt ist. Der Lastkraftwagen 84 ist ein abgewandelter Lastkraftwagen mit Kippoberfläche, der unter der kommerziellen Bezeichnung Hauloll von Landoll of Marysville, Kansas, verkauft wird. Ein Traktor 86 weist ein Paar hydraulische Zylinder 88, 88 auf, die das vordere Ende eines Pritschenanhängers 90 anheben. Der Anhänger weist mehrere Achsen, typischerweise drei Achsen, in der Nähe seines hinteren Endes auf, die so angeordnet sind, daß das Gewicht des Anhängers und seiner Last auf allen drei Achsen getragen wird, wenn der Anhänger beladen ist, aber nur auf der hintersten oder zwei Achsen, wenn er angehoben wird.
In der angehobenen Position, die in Fig. 13 gezeigt wird, grenzt der hintere Rand des Anhängers am Erdboden an, und die gesamte Ladefläche ist eine Rampe mit einer Neigung von etwa 22º, Eine Winde (nicht gezeigt) umfaßt ein Stahldrahtkabel, das die Länge der Anhängerladefläche erreichen kann, um in eine Kiste einzuhaken, und sie auf den Anhänger zu ziehen.
Um das ungewöhnlich schwere Gewicht der beladenen Kiste 12 aufzunehmen, werden Sätze 92 von Tragrollen in sich in Längsrichtung erstreckenden Öffnungen 94, 94 längs beider Seiten der Ladefläche 84 montiert. Mehrere Querstreben 93 erstrecken sich seitlich über die Öffnungen 94 und Halterungen 96, die wiederum Tragrollen 98 aufnehmen. (Eine Seite einer Rolle ist direkt im Rahmen der Ladefläche montiert.) Die Rollen sind so montiert, daß sie mit der unteren Fläche der Kiste in Eingriff kommen, während sie mittels der Winde oder unter dem Einfluß der Schwerkraft auf den Anhänger oder vom Anhänger gezogen werden. Der Anhänger trägt typischerweise eine Kiste, die auf dem Anhänger nach dem Beladen mittels Ketten oder Stahlkabeln befestigt wird, die an einem Ende am Anhänger befestigt sind und am anderen Ende an der Kiste eingehakt oder eingeklinkt werden. Eine beladene Kiste auf dem Anhänger zeigt eine Gesamthöhe von 13 1/2 ft., was den U.S.- Straßenstandards entspricht.
Beim Arbeitsablauf wird eine Kiste an einer Sammelstelle für städtischen Festabfall aufgestellt, wo der städtische Festabfall in die Kiste mittels irgendeiner zweckmäßigen Einrichtung geladen wird, wie beispielsweise mittels eines konventionellen Radladers mit einem Greifer, der ebenfalls verwendet wird, um das Material in der Kiste einzustampfen, um ein wirksameres Packen zu bewirken. Wenn die Kiste voll ist, greift der Gabelstapler 22 in die Hohlräume 18, 18 im Deckel ein und ordnet den Deckel auf der Kiste an. Er positioniert danach seine Gabeln in den Hohlräumen 18, 18 der Kiste, sichert die Verriegelungsbaugruppen 70 und hebt die beladene Kiste und den Deckel in die Bewegungsposition an (Fig. 11B). Der Gabelstapler transportiert danach die Kiste zu einer Stelle, wo sie auf einen Lastkraftwagen 84 für den Straßentransport zu einem Eisenbahnwagen 10 oder direkt auf den Eisenbahnwagen 10 geladen wird, wenn die Sammelstelle von der Eisenbahn bedient wird. Die Kiste wird mittels des Gabelstaplers abgesenkt, bis ihre unteren Ecken in den Trichteroberteilen 14a, 14a aufliegen, und danach wird die Kiste nach vorn in eine vertikale Ausrichtung geneigt und auf die Plattform 10a innerhalb von vier Ecken 14 abgesenkt. Die Sicherheitsketten 48 können eingehakt werden, um den Deckel während des Transits zu sichern, aber die Verwendung der Ketten ist nicht erforderlich, insbesondere beim Befördern von städtischem Festabfall.
Beim Ankommen auf dem Abkipplatz oder einem Entladebahnhof bewegt ein anderer Gabelstapler 20 die Kisten vom Eisenbahnwagen und legt sie für das Befördern, Lagern ab oder ordnet sie vorübergehend auf dem Erdboden an, um den Deckel zu entfernen, und um danach die geöffneten Kisten zu einem Abkipplatz zu transportieren. Wenn die Ketten 48 verwendet wurden, werden sie jetzt ausgehakt, und der Deckel wird von der Kiste mittels des Gabelstaplers entfernt. Die Kiste wird mittels des Gabelstaplers in einer Drehung um 150º parallel mit einer vertikalen Längsebene des Gabelstaplers 20 abgekippt. Die endgültige Kipposition wird in Fig. 11D gezeigt. Diese Bewegung führt zu einer schnellen und vollständigen Entladung des Inhalts der Kiste. Die Kiste wird danach in eine vertikale Position auf den Erdboden zurück gebracht, der Deckel wird wieder darauf angeordnet, und die Kiste wird zum ursprünglichen Beladungsplatz zurückgeführt, ob mittels Eisenbahn, Lastkraftwagen oder einer Kombination von Eisenbahn und Lastkraftwagen.
Als Verfahren betrachtet, schließt die vorliegende Erfindung den Transport von losem Schüttgut durch Laden des Materials in einen oben offenen Behälter von hoher Konstruktionsfestigkeit ein, der wasserdicht ist und keine Türen oder andere bewegliche Schließeinrichtungen oder dazugehörende Klinken aufweist. Sie schließt ebenfalls das Abdecken der Kiste ein, um das Eindringen von Wasser zu blockieren, und um das Entweichen des Gutes während des Transits zu verhindern, wobei die Abdeckung mittels eines Deckels erfolgt, der über den oberen Rand der Kiste hängt. Das Verfahren umfaßt ebenfalls das Handhaben des Deckels und der Kiste mit Gabeln, die an einem beweglichen Traktor montiert sind, wobei die Handhabung ein Vorwärtsausrollen einer beladenen Kiste aus einer nach hinten geneigten Position um 150º für eine Laststabilisierung in eine 50º Kipposition umfaßt. Das Verfahren umfaßt ebenfalls das Bereitstellen eines Eisenbahn-Pritschenwagens und das passive Zurückhalten mehrerer abgedeckter Kisten auf dem Eisenbahnwagen, wo das passive Rückhaltemittel ein Beladen durch Hineinfallenlassen/Entladen der Kiste auf den und bzw. vom Wagen einschließt, wobei der Boden der Kiste mit der Plattform des Eisenbahnwagens bündig ist.
Es wurde ein Transportsystem für Schüttgut beschrieben, das einfach, robust, zuverlässig, einfach zu benutzen ist, das konkurrenzfähige Kosten (sowohl Kapital- als auch Betriebskosten) aufweist, und das gestattet, daß städtischer Festabfall und andere lose Schüttgüter, insbesondere Güter mit niedrigem Eigenwert, wirtschaftlich per Eisenbahn versandt werden, während sie ebenfalls für den kombinierten Verkehr ausgelegt sind, d. h., für den Transport mittels Lastkraftwagen über Straßen ausgelegt. Das System der vorliegenden Erfindung wird durch ein schnelles und zweckmäßiges Entladen des Schüttgutes aus dem Behälter ebenso wie des beladenen Behälters auf einen Eisenbahn-Pritschenwagen und von diesem herunter gekennzeichnet. Es sieht das Befördern von extrem schweren Frachten mit großem Volumen mit Tonnageniveaus vor, die bisher in der Eisenbahnindustrie für diese Art von Fracht unbekannt waren. Dieses System befördert ebenfalls das Gut, während es vor Feuchtigkeit und anderen Umweltfaktoren geschützt wird, und während die Umwelt vor einem Feuchtigkeitsaustritt aus den Kisten oder einem Austritt des Gutes aus den Kisten während des Transits geschützt wird.
Während die Erfindung mit Bezugnahme auf ihre bevorzugte Ausführung beschrieben wurde, wird man verstehen, daß verschiedene Abwandlungen und Veränderungen den Fachleuten aus der vorangegangenen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen einfallen werden. Beispielsweise, während die Kiste als aus Stahl hergestellt beschrieben wurde, kann sie ebenfalls aus Aluminium gebildet werden, das, während es ein weicheres Metall ist, gegen eine Rißbildung an den Schweißnähten infolge des Eindringens von Feuchtigkeit in die Schweißnaht, die danach gefriert, widerstandsfähiger ist und bedeutende Gewichtsvorteile gegenüber Stahl aufweist. Ein bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die Kiste aus Aluminium konstruiert werden kann und dennoch die wesentlichen Kräfte aushält, die darauf angewandt werden. In einer Aluminiumform sind vorzugsweise zwei Stangen 28 und eine mittlere Stange 30 vorhanden, die sich vom Fußboden zu einem im allgemeinen rechteckigen, vertikal ausgerichteten Stützblech 12p erstrecken. Eine weitere Abwandlung ist, daß die verstärkenden Formeisen im Inneren der Kiste angeordnet werden können. Das bewirkt, daß sich die gleichen Wände verstärken, während eine Zunahme des Innenvolumens (etwa 4 Kubikyards) bewirkt wird, das für eine bestimmte Reihe von maximalen Außenabmessungen (21 ft. lang mal 10 ft. hoch mal 8 ft. breit) verfügbar ist.
Es wird ebenfalls verstanden, daß die Ecken verschiedene Formen aufweisen können, wie beispielsweise eine abgerundete Ecke oder irgendeine von einer Vielzahl anderer Formen, so lange wie sie die Kisten zurückhalten und konstruktiv fest genug sind, um das Gewicht einer beladenen Kiste auszuhalten, die zufällig auf die Ecke abgesenkt werden kann, anstelle, daß sie innerhalb dieser abgesenkt wird. Während der Deckel als ein Deckel mit Hohlräumen und einer überhängenden Schürze beschrieben wurde, liegt es außerdem im Bereich dieser Erfindung, daß der Deckel gehandhabt wird, indem die in den erhabenen Halterungen, die sich vom Deckel aus erstrecken, gebildeten Öffnungen verwendet werden, und daß der Deckel innerhalb der Kiste eingepaßt wird, obgleich diese Anordnung für das Eindringen von Feuchtigkeit in die Kiste empfänglicher sein wird, selbst wenn Wasserablaßlöcher in den Kistenwänden vorhanden sind. Außerdem können noch normale Pritschenwagen mit einem bedeutenden begleitenden Verlust an Tragfähigkeit eingesetzt werden, und die Kisten können natürlich in unterschiedlichen Abmessungen mit Kompromissen der Tragfähigkeit gegenüber der Fähigkeit, das Gewicht auszuhalten, hergestellt und mittels Gabelstapler 20 gehandhabt werden. Es ist beabsichtigt, daß diese Veränderungen und Abweichungen in den Bereich der als Anhang beigefügten Patentansprüche fallen.

Claims

1. System zum Transportieren von Schüttgütern mit

einem Eisenbahn-Pritschenwagen (10), der sich in eine erste Richtung erstreckt,

einer Vielzahl an Kisten (12), die auf dem Eisenbahn- Pritschenwagen (10) transportiert werden und Tonnen von Schüttgut aufnehmen können, wobei die Kisten (12) einen Boden (12a) und vier Seitenwände (12b, 12c) haben, die einen Innenraum bilden und die aus einem hochfesten, steifen Baumaterial hergestellt sind;

dadurch gekennzeichnet, daß die Kisten (12) untereinander verbunden sind, um einen oben offenen Behälter (12) zu bilden, wobei der Boden (12a) im wesentlichen auf der gleichen Höhe ist, wie die Pritsche des Eisenbahnwagens (14), und folgendes vorgesehen ist

an der Pritsche des Eisenbahnwagens (10) befestigte passive Rückhaltemittel (14) zum örtlichen Festlegen und Sichern der Kisten (12) auf dem Eisenbahnwagen (10),

eine Vielzahl an austauschbaren Deckeln (16), von denen jeder dafür ausgebildet ist, auf die oben offenen Enden einer jeweiligen Kiste (12) setzbar zu sein und diese zu verschließen, wobei die Deckel (16) jeweils aus einem steifen Baumaterial hergestellt sind,

mindestens ein horizontaler, zwei offene Enden aufweisender Kanal (18), der in der Kiste (12) angrenzend an die Bodenwand (12a) gebildet ist und sich quer in bezug auf die erste Richtung zwischen der ersten und zweiten Seitenwand (12b, 12b) erstreckt,

ein Traktor (20) zum Transportieren und Abladen der Kisten (12) und Umgehen mit den Deckeln (16), mit (i) mindestens einer Gabel (22), die in den Kanal (18) greift, (ii) einem Gelenkrahmen, der an einem Ende des Traktors (20) montiert ist und die Gabel (22) trägt, und (iii) hydraulischen Betätigungsmitteln zum Antreiben des Gelenkrahmens, um die Gabeln (22) anzuheben und zu drehen, so daß sich eine Bewegung der Gabeln (22) in Richtung auf den Traktor (20) einstellt, um das Schüttgut aus der Kiste (12) mit einer Vorwärtsausrollbewegung auszuschütten, die einen nach unten gerichteten und nach hinten gerichteten Bewegungsbogen der Gabel (22) erzeugt, während das zusammengelegte Gewicht des Traktors (20) und der auf der Gabel (22) getragenen Kiste (122) stabilisiert wird,

eine an dem Gelenkrahmen und an mindestens einer der ersten und zweiten Seitenwände (12b, 12b) montierte Einrichtung zum lösbaren Sichern der Kiste (12) an der Gabel (22) während des Drehens.

2. Schüttgütertransportsystem nach Anspruch 1, bei dem der Deckel (16) eine überhängende Schürze (16a) hat, welche die Kiste (12) in der Nähe des oben offenen Endes umgibt und auf die obere Kante der Kiste (12) an dem oben offenen Ende setzbar ist.

3. Schüttgütertransportsystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Kiste (12) keine Verstärkungsteile hat, die sich durch deren Innenraum zwischen den Seitenwänden (12b, 12b) erstrecken.

4. Schüttgütertransportsystem nach Anspruch 1, 2 oder 3 und ferner mit einem Lkw mit einer Pritsche (10), auf der eine Vielzahl an Rollen (92) montiert sind, die das Aufholen von einer der mit dem Schüttgut beladenen Kisten (12) auf die Pritsche (10) erleichtern, wobei die Pritsche (10) zwischen einer horizontalen Tragestellung und einer geneigten Ladestellung hin- und herkippbar ist.

5. Schüttgütertransportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Traktor (20) eine Verriegelungseinrichtung (72) aufweist, die an dem Gelenkrahmen montiert ist, und die Kiste (12) Halteteile (26c) aufweist, die in mindestens einer Seitenwand (12b) montiert und dafür ausgebildet sind, daß die Verriegelungsmittel (72) mit ihnen in Eingriff gelangen, um die Kiste (12) an den Gabeln (22) während des Drehens zurückzuhalten.

6. Schüttgütertransportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die passiven Rückhaltemittel einen Satz nach oben ragender Eckteile (14) aufweist, die einen im großen und ganzen L-förmigen Querschnitt haben und jeweils starr an dem Eisenbahnwagen (10) befestigt sind.

7. Schüttgütertransportsystem nach Anspruch 6, bei welchem sich der Satz Ecken (14) genügend weit vertikal erstreckt, um die Kiste (12) daran zu hindern, sich durch Vertikal- und Schaukelbewegungen während des Transports auf dem Eisenbahn-Pritschenwagen (10) zu lösen, aber weniger als die volle Höhe der Kiste (12) erstreckt, wobei der Gelenkrahmen eine auf der Gabel (22) lagernde Kiste (12) nach hinten in einem spitzen Winkel bezüglich der Vertikalen dreht, um sie während einer Bewegung des Traktors (20) zu stabilisieren, und wobei mindestens der obere Teil der Ecken (14) nach außen erweitert ist, um eine schräge Fläche zu schaffen, um die Kisten (12) in die Ecken (14) zu leiten.

8. Schüttguttransportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das System Lasten von Schüttgut mit einem Gewicht von über 80 Tonnen und mit einem Volumen von über 260 Kubikyards auf dem Eisenbahnwagen (10) unter Verwendung einer Vielzahl an Kisten (12) transportiert.