DE102017107141A1

DE102017107141A1 - Verfahren zum positionsgenauen Aufnehmen und Abstellen eines Containers durch einen Portalhubstapler und Portalhubstapler dafür

Info

Publication number: DE102017107141A1
Application number: DE102017107141.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Klement; Markus Wolz
Original assignee: Konecranes Global Oy
Current assignee: Konecranes Global Oy
Priority date: 2017-04-03
Filing date: 2017-04-03
Publication date: 2018-10-04
Also published as: US20210101787A1; WO2018185088A1; CN110546101B; EP3606860B1; US11299376B2; EP3606860A1; CN110546101A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Portalhubstapler mit einem Spreader (3) für Container (9) und mit einem an dem Portalhubstapler (1) angeordneten Ortungssystem (5), das eine Position des Portalhubstaplers (1) bestimmt. Um ein genaueres Aufnehmen beziehungsweise Abstellen von Containern an einer vorgegebenen Position in einem Container-Terminal zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass an dem Portalhubstapler (1) Sensoren (6a, 6b) angeordnet sind, die wie das Ortungssystem (5) mit einer Steuerungseinheit (8) verbunden sind, und die Steuerungseinheit (8) aus der Position des Portalhubstaplers (1) unter Verwendung der Signale der Sensoren (6a, 6b) die Position des Spreaders (3), des aufzunehmenden Containers (9) beziehungsweise des Abstellplatzes (15) bestimmt. Auch betrifft die Erfindung ein Verfahren hierfür.

Description

Die Erfindung betrifft einen Portalhubstapler mit einem Spreader für Container und mit einem an dem Portalhubstapler angeordneten Ortungssystem, das eine Position des Portalhubstaplers bestimmt, die von der Position des Spreaders, eines aufzunehmenden Containers beziehungsweise eines Abstellplatzes für Container verschieden ist. Auch betrifft die Erfindung ein Verfahren für einen Portalhubstapler zur Bestimmung der Position eines Spreaders, eines aufzunehmenden Containers beziehungsweise eines Abstellplatzes für Container zum Positionieren von Containern mit einem Portalhubstapler, in dem über ein an dem Portalhubstapler angeordnetes Ortungssystem Positionsdaten des Portalhubstaplers ermittelt werden.
Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2007 016 156 U1 ist ein Portalhubstapler für Container bekannt, der in üblicher Weise über lenkbare Räder verfügt. Um einen Fahrer vom konzentrationsfordernden Lenken entlang von und über Containern beziehungsweise zwischen Containerreihen zu entlasten und höhere Fahrgeschwindigkeiten des Portalhubstaplers zu ermöglichen, wird eine automatische Lenkung eingesetzt, sobald der Portalhubstapler einen abgestellten Container, insbesondere einen ersten Container einer Containerreihe, anfährt. Hierfür ist vorne an einem der beiden Fahrträger des Portalhubstaplers und somit seitlich versetzt zu dem jeweiligen zu überfahrenden Container ein Laserscanner angeordnet, aus dessen Messsignalen ein Abstand zwischen dem Fahrträger und einer Seitenwand des Containers bestimmt wird. Diese Abstände werden für die automatische Lenkung verwendet und hiervon ausgehend Soll-Lenkwinkel zum Einschlagen der Räder berechnet und an einen Lenkrechner übermittelt, der das Einschlagen der Räder steuert. Der Einsatz von Laserscannern senkt den baulichen Aufwand gegenüber vollständigen Navigationssystemen wie Radarnavigation, Transpondern oder DGPS.
In der Patentschrift EP 2 096 074 B1 wird ein vollautomatischer, fahrerloser Portalhubstapler beschrieben, welcher mit unterschiedlichen Sensorsystemen zur Fahrzeugortung und -navigation ausgerüstet ist. Eines der Sensorsysteme besteht aus einem lokalen Funkortungssystem (LPR), für das jeweils eine mobile Funk-Basisstation an dem Portalhubstapler angebracht ist und für das eine Vielzahl von Funk-Transpondern ortsfest auf der zu befahrenden Betriebsfläche verteilt angeordnet sind. Zusätzlich kann auch ein satellitengestütztes differentielles globales Positionierungssystem (DGPS) verwendet werden, für das ein mobiler DGPS-Empfänger auf dem Portalhubstapler angebracht ist. Signale dieser Sensorsysteme werden in einem elektronischen Sensor-Fusionssystem zusammengeführt, welches die Koordinaten des jeweils aktuellen Standortes des Portalhubstaplers genau ermittelt. Zusammen mit einer elektronischen Bahnsteuerung, welche eine Vielzahl an vorbestimmten Fahrwegen für den Portalhubstapler gespeichert hat, ist somit ein vollautomatisches und fahrerloses Lenken, Verfahren und Positionieren des Portalhubstaplers möglich. Außerdem sind mehrere Laserscanner an dem Portalhubstapler angebracht, mit denen ein automatisches Lenken entlang und über einer Containerreihe ermöglicht wird. Bei Erreichen einer Containerreihe wird automatisch von einer Steuerung auf der Basis von LPR und zusätzlich DGPS auf eine Steuerung auf der Basis der Laserscanner umgeschaltet und der Portalhubstapler automatisch über die Containerreihe geführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Portalhubstapler mit einem Spreader für Container und mit einem an dem Portalhubstapler angeordneten Ortungssystem und ein Verfahren für einen Portalhubstapler zur Bestimmung der Position eines Spreaders, eines aufzunehmenden Containers beziehungsweise eines Abstellplatzes für Container zum Positionieren von Containern mit einem Portalhubstapler zu schaffen, um ein genaueres Aufnehmen beziehungsweise Abstellen von Containern an einer vorgegebenen Position in einem Container-Terminal zu ermöglichen.
Diese Erfindung wird durch einen Portalhubstapler gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren für einen Portalhubstapler gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 13 und 15 angegeben.
Erfindungsgemäß wird bei einem Portalhubstapler mit einem Spreader für Container und mit einem an dem Portalhubstapler angeordneten Ortungssystem, das eine Position des Portalhubstaplers bestimmt, um ein genaueres Aufnehmen beziehungsweise Abstellen von Containern an einer vorgegebenen Position in einem Container-Terminal zu ermöglichen, vorgeschlagen, dass an dem Portalhubstapler Sensoren angeordnet sind, die wie das Ortungssystem mit einer Steuerungseinheit verbunden sind, und die Steuerungseinheit aus der Position des Portalhubstaplers unter Verwendung der Signale der Sensoren die Position des Spreaders, des aufzunehmenden Containers beziehungsweise des Abstellplatzes bestimmt. Dadurch wird eine genauere Anordnung von Containern innerhalb einer Containerreihe beziehungsweise innerhalb des Container-Terminals ermöglicht und durch geringere Abweichungen von einem vorgesehenen Stellplatz die Platzausnutzung innerhalb eines Container-Terminals verbessert. Hierdurch können insgesamt in vorteilhafter Weise neben der Verlagerung des Portalhubstaplers aus der Lotrechten heraus auch konstruktive Flexibilitäten des Portalhubstaplers, insbesondere der Portalstützen oder durch vorhandene Toleranzen auftretende Abweichungen der Position des Spreaders, welche auch vom Beladungszustand des Portalhubstaplers abhängen, ausgeglichen werden. Die Position des Spreaders beziehungsweise des Containers wird somit mit maximaler Genauigkeit bestimmt und somit die über das Ortungssystem bekannte Position des Portalhubstaplers auf die Höhe der Position des Spreaders, des aufzunehmenden Containers beziehungsweise des Abstellplatzes für Container umgerechnet. Die Sensoren liefen hierfür die Messwerte. Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um den relativen Höhenunterschied zwischen der Höhe der Position des Spreaders, des aufzunehmenden Containers beziehungsweise des Abstellplatzes für Container und der über das Ortungssystem bekannten Position des Portalhubstaplers sowie über entsprechende relative seitliche Verlagerungen bedingt durch Abweichungen des Portalhubstaplers von der Lotrechten.
Die Umrechnung der Positionsdaten erfolgt, wenn die Position des Spreaders, des aufzunehmenden Containers beziehungsweise des Abstellplatzes für Container von der über das Ortungssystem bekannten Position des Portalhubstaplers verschieden ist.
In bevorzugter Weise wird von dem Ortungssystem die Position des Portalhubstaplers im Bereich einer Maschinenbühne des Portalhubstaplers bestimmt.
Konstruktiv ist vorgesehen, dass das Ortungssystem einen Empfänger umfasst und zumindest dieser Empfänger auf der Maschinenbühne angeordnet ist. Üblicher Weise ist die Position des Empfängers an sich ausschlaggebend für die von dem Ortungssystem empfangenen und ausgewerteten Positionsdaten.
In bekannter Weise basiert das Ortungssystem auf Funk-, Radar-, GNSS-, GPS- oder Lasertechnologie.
Bevorzugt ist an dem Portalhubstapler zusätzlich ein Sensor angeordnet, der die Hubhöhe des Spreaders relativ zur Position des Portalhubstaplers bestimmt.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Sensor an der dem Spreader zugewandten unteren Seite der Maschinenbühne angebracht ist. Hierbei beinhaltet dann bevorzugt der Sensor mindestens eine Kamera oder mindestens einen Laserscanner, die bzw. der auf eine mittig auf dem Spreader aufgebrachte Zielmarke gerichtet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist an dem Portalhubstapler ein Neigungssensor zur Bestimmung eines Wankwinkels des Portalhubstaplers angeordnet. Bevorzugt ist hiermit kombiniert, dass an dem Portalhubstapler ein Neigungssensor zur Bestimmung eines Nickwinkels des Portalhubstaplers angeordnet ist.
In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Steuerungseinheit in einer elektrischen und datenaustauschenden Verbindung mit den Sensoren und dem Ortungssystem steht.
Zur Verarbeitung der Daten ist vorgesehen, dass in der Steuereinheit zur Bestimmung der Position des Spreaders, eines aufzunehmenden Containers beziehungsweise eines Abstellplatzes für Container die Signale der Sensoren und des Ortungssystems verarbeitet und die Position an die Fahrantriebe, die Hubantriebe oder einen Fahrer des Portalhubstaplers als Navigationsdaten weitergeleitet werden.
Besonders geeignet ist die Erfindung für eine Verwendung in einer Anordnung aus einem Lagerbereich mit einem Boden und einem vorgenannten Portalhubstapler.
Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren für einen Portalhubstapler zur Bestimmung der Position eines Spreaders, eines aufzunehmenden Containers beziehungsweise eines Abstellplatzes für Container zum Positionieren von Containern mit einem Portalhubstapler, in dem über ein an dem Portalhubstapler angeordnetes Ortungssystem Positionsdaten des Portalhubstaplers ermittelt werden, um ein genaueres Aufnehmen beziehungsweise Abstellen von Containern an einer vorgegebenen Position in einem Container-Terminal zu ermöglichen, vorgeschlagen, dass aus den Positionsdaten des Portalhubstaplers mit Hilfe einer Steuerungseinheit und Daten aus an dem Portalhubstapler angeordneten Sensoren die Position des Spreaders, des aufzunehmenden Containers beziehungsweise des Abstellplatzes bestimmt wird. In Bezug auf die hiermit verbundenen Vorteile wird auf die vorstehenden Ausführungen zu dem Portalhubstapler verwiesen.
Besonders vorteilhaft ist hierbei vorgesehen, dass mittels eines zusätzlich an dem Portalhubstapler angeordneten Sensors eine Hubhöhe des Spreaders relativ zur Position des Portalhubstaplers bestimmt wird und von der Steuerungseinheit verarbeitet wird.
Im Zusammenhang mit der Erfindung werden unter Containern ISO-Container verstanden. ISO-Container wiegen bis zu etwa 38 t und werden allgemein als genormte Großbehälter mit genormten Aufnahmepunkten oder-ecken für Lastaufnahmemittel verstanden. ISO-Container sind üblicherweise 20, 40 oder 45 Fuß lang. Auch ISO-Container in einer Länge von 53 Fuß gibt es bereits. Im Bereich der ISO-Container sind neben den geschlossenen Containern auch Kühl-Container - sogenannte Reefer - und eine Vielzahl anderer Containertypen bekannt.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Portalhubstapler in Vorderansicht,
2 ein Portalhubstapler in Seitenansicht,
3 ein Portalhubstapler gemäß 1 auf einem geneigten Boden,
4 ein Portalhubstapler gemäß 2 auf einem geneigten Boden und
5 ein Blockschaltbild mit einer Steuerungseinheit des Portalhubstaplers.

In der 1 ist ein mit 1 bezeichneter Portalhubstapler, der auch Straddle Carrier genannt wird, in einer Vorderansicht abgebildet. Der Portalhubstapler 1 umfasst im Wesentlichen einen nach unten offenen U-förmigen Portalrahmen 2, ein Lastaufnahmemittel in Form eines sogenannten Spreaders 3 und zwei Fahrträger 4. Der Portalrahmen 2 kann in einer Fahrtrichtung F des Portalhubstaplers 1 gesehen in ein vorderes Portalrahmenteil und ein hinteres Portalrahmenteil geteilt werden, welches jeweils zwei vertikale Portalstützen 2a aufweist. Die beiden Portalrahmenteile werden an ihren oberen Enden über eine horizontale und rahmenförmige Maschinenbühne 2b miteinander verbunden. An ihren unteren Enden stützen sich die in Fahrtrichtung F gesehen beiden linken und rechten Portalstützen 2a auf den beiden Fahrträgern 4 ab. In üblicher Weise kann der Portalhubstapler 1 mit dieser Bauweise über einen oder je nach Bauhöhe mehrere übereinander gestapelte Container 9 hinwegfahren, diesen mit seinem Spreader 3 aufnehmen, den aufgenommenen Container zu einem Zielort verfahren und dort auf einen Boden 11, einen bereits abgestellten Container 9 oder einen Stapel hiervon absetzen. Hierbei sind die Container 9 üblicher Weise in Reihen angeordnet und innerhalb der jeweiligen Reihe jeweils mit ihrer Längsrichtung in Längsrichtung der Reihe ausgerichtet. Der Spreader 3 ist in seinen vier Ecken in üblicher Weise jeweils mit einer Drehverriegelung 3a - sogenannten Twist-Locks - versehen, um den Container 9 mit dem Spreader 3 für den Transportvorgang mit geringer Toleranz zu verbinden. Bei sogenannten Twin-Lift-Spreadern sind in entsprechender Weise acht Drehverriegelungen 3a vorgesehen, um zwei kurze 20-Fuß Container 9 in Fahrrichtung F gesehen hintereinander gemeinsam von einem Spreader 3 aufnehmen zu können. Der Spreader 3 ist entlang der vertikalen Portalstützen 2a des Portalrahmens 2 in einer Hub-/Senkrichtung S vertikal heb- und senkbar.
Um eine aktuelle Position des Portalhubstaplers 1 beispielsweise auf dem Gelände eines Hafenterminals bestimmen zu können, befindet sich auf der Maschinenbühne 2b zur Ortung des Portalhubstaplers 1 ein Ortungssystem 5, dass auch unter der Bezeichnung Position Detection System (PDS) bekannt ist, welches mindestens ein Ortungssystem, alternativ auch zwei unabhängige Ortungssysteme, umfasst. Das Ortungssystem kann beispielsweise auf Funk-, Radar-, GNSS-, GPS- oder Lasertechnologie basieren. Die bestimmte Position des Portalhubstaplers 1 im Sinne einer Angabe von Längen- und Breitengrad beziehungsweise von x- und y-Koordinaten in einem lokalen kartesischen Koordinatensystem wird in Relation zu dem bekannten Anbringungsort auf der Maschinenbühne gesetzt, um somit eine genaue Position des Portalhubstaplers 1 beziehungsweise der Begrenzungen des Portalhubstaplers 1 in Draufsicht gesehen zu erhalten. Da der Anbringungsort des Ortungssystems 5 sich auf Höhe der Maschinenbühne 2b befindet, sind die Positionsdaten auch auf diese Höhe bezogen und nicht auf die Höhe der Fahrträger 4, der jeweiligen Höhe eines Abstell- oder Aufnahmeortes für einen Container 9 oder eines Bodens 11, auf dem der Portalhubstapler 1 verfährt. Üblicher Weise wird das Ortungssystem 5 parallel auch für eine Navigation des Portalhubstaplers 1 verwendet. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist das Ortungssystem 5 im Sinne des die Positionsdaten empfangenden Empfängerteils des Ortungssystems 5 also beispielsweise eine Antenne des Ortungssystems 5, da diese den relativen Bezug der Positionsdaten auf den Portalhubstapler 1 herstellt. Eine Verarbeitung der von dem Ortungssystem 5 empfangenen Positionsdaten kann dann auch örtlich getrennt von dem Empfänger des Ortungssystems 5 erfolgen.
Um die ermittelten und auf die Höhe der Maschinenbühne 2b bezogenen Positionsdaten mit einer hohen Genauigkeit auch auf andere Bauteile des Portalhubstaplers 1, insbesondere unterhalb der Maschinenbühne 2b, beziehen zu können, ist die Kenntnis einer etwaigen Neigung des Portalhubstaplers 1 in und gegen die Fahrtrichtung F im Sinne eines Nickwinkels N und quer hierzu im Sinne eines Wankwinkels W erforderlich. Zur Bestimmung einer aktuellen Neigung des Portalhubstaplers 1 ausgehend von einer Lotrechten und somit auf einem unebenen beziehungsweise nicht horizontalem Boden 11 befindet sich mindestens ein vorderer Neigungsmesser 6a an einer in Fahrtrichtung F vorderen Seite der Maschinenbühne 2b und mindestens ein seitlicher Neigungsmesser 6b an einer in Fahrtrichtung F seitlichen Seite der Maschinenbühne 2b, um den Nickwinkel N und den Wankwinkel W mit einer hohen Genauigkeit erfassen zu können (siehe auch 2). In diesem Zusammenhang wird unter einem unebenen beziehungsweise nicht horizontalen Boden 11 ein Boden 11 verstanden, auf dem der Portalhubstapler 1 nicht lotrecht steht oder verfährt. Grundsätzlich sind andere Anbringungsorte für den vorderen Neigungssensor 6a und den seitlichen Neigungssensor 6b am Portalhubstapler 1 und kombinierte Neigungsmesser für Nickwinkel N und Wankwinkel W sowie redundante Ausbildungen hiervon denkbar. Die Kenntnis der Nickwinkel N und der Wankwinkel W ist für eine genaue Positionierung der Container 9 und ein genaues Anfahren abgestellter Container 9 oder eines leeren Abstellplatzes 15 auf dem Boden 11 wichtig und wird im Zusammenhang mit insgesamt immer höher werdenden Portalhubstaplern 1 immer wichtiger.
Neben den Positionsdaten des Ortungssystems 5, dem Wankwinkel W und dem Nickwinkel N ist zur Bestimmung einer aktuellen Position eines transportierten Containers 9 noch die aktuelle Höhe des Spreaders 3 relativ am Portalhubstapler 1 beziehungsweise zu dem Ortungssystem 5 auf der Maschinenbühne 2b zu bestimmen, welcher in üblicher Weise über Drehverriegelungen 3a fest mit dem Container 9 verbunden ist. Je nachdem ob die Position des Containers 9 auf dessen Oberseite oder Unterseite bezogen werden soll, ist auch noch Kenntnis der Höhe h des Containers 9 erforderlich, die entweder genormt ist oder über einen Lagerverwaltungsrechner zur Verfügung gestellt wird. Auch kann hierfür ein weiterer nicht beschriebener Sensor verwendet werden. Zur Bestimmung der Höhe und somit der aktuellen Hubhöhe des Spreaders 3 befindet sich an der dem Spreader 3 zugewandten unteren Seite der Maschinenbühne 2b ein Sensor 7, über den der Abstand zwischen der Maschinenbühne 2b und dem Spreader 3 ermittelbar ist. Der Sensor 7 kann beispielsweise als Kamera oder als Laserscanner ausgebildet sein, welcher auf eine Zielmarke 7a gerichtet ist. Entsprechender Weise befindet sich die Zielmarke 7a mittig an der dem Sensor 7 zugewandten oberen Seite des Spreaders 3.
Hierdurch ist es insgesamt möglich, bei einem vertikalen Heben oder Senken des Spreaders 3 entlang der vertikalen Portalstützen 2a des Portalrahmens 2 in einer Hub-/Senkrichtung S neben der aktuellen Position des Portalhubstaplers 1 auf Höhe der Maschinenbühne 2b auch diese Positionsdaten über die nun bekannten Wankwinkel W, Nickwinkel N und Hubhöhe H beziehungsweise der Höhe h des Containers 9 für den anzufahrenden Container 9, den anzufahrenden leeren Stellplatz oder einen von dem Spreader 3 aufgenommen Container 9 entsprechend zu korrigieren und somit zu optimieren. Somit ist die aktuelle Position des Containers 9 beziehungsweise eines anzufahrenden leeren Stellplatzes oder eines anzufahrenden und bereits abgestellten Containers 9 mit maximaler Genauigkeit bestimmbar und der Container 9 kann mit hoher Genauigkeit abgesenkt oder aufgenommen werden.
Die 2 zeigt eine Seitenansicht des Portalhubstaplers 1 aus 1. An einer oberen Seite der Maschinenbühne 2b des Portalhubstaplers 1 ist mittig das Ortungssystem 5 angeordnet. An der unteren Seite der Maschinenbühne 2b und der oberen Seite des Spreaders 3 sind der Sensor 7 und die Zielmarke 7a zu erkennen. Die Fahrträger 4, an denen Fahrantriebe 10 mit gummibereiften und luftbefüllten Rädern angeordnet sind, befinden sich jeweils an den unteren Enden der Portalstützen 2a. In üblicher Weise kann der Portalhubstapler 1 mit dieser Bauweise über einen oder je nach Bauhöhe mehrere übereinander gestapelte Container 9 hinwegfahren, diesen mit seinem Spreader 3 über Drehverriegelungen 3a in seinen vier Ecken aufnehmen, den aufgenommenen Container zu einem Zielort verfahren und dort auf einen Boden 11, einen bereits abgestellten Container 9 oder einen Stapel hiervon absetzen. Es ist selbstverständlich, dass anstatt der Kombination von Sensor 7 und Zielmarke 7a auch andere Sensoren eingesetzt werden können, um die Hubhöhe H des Spreaders 3 zu ermitteln.
In der 3 ist der Portalhubstapler 1 gemäß 1 in einer Vorderansicht auf dem Boden 11 stehend gezeigt. Der Boden 11 ist in Fahrtrichtung F gesehen ausgehend von einer gedachten horizontalen Ebene 12 quer zur Fahrtrichtung F ansteigend, so dass ein auf dem Boden 11 stehender beziehungsweise fahrender Portalhubstapler 1 um einen Wankwinkel W aus einer senkrechten Lage zur rechten Seite geneigt ist. Hierbei ist der Wankwinkel W zwischen einer Lotrechten 13 und der seitlichen Begrenzung einer Portalstütze 2a eingeschlossen, so dass Schrägstellungen des Portalhubstaplers 1 nach rechts und links erfassbar sind. Eine entsprechende Ausrichtung des Portalhubstaplers 1 kann selbstverständlich auch auf einen unebenen Boden 11 im Sinne einer welligen oder winkligen insgesamt nicht planen Fläche vorliegen. In 3 ist der Boden 11 ideal als plane und in sich geneigte Fläche gezeichnet.
Die 4 zeigt den Portalhubstapler 1 gemäß 2 in einer Seitenansicht auf dem Boden 11 stehend. Der Boden 11 ist in Fahrtrichtung F gesehen ausgehend von einer gedachten horizontalen Ebene 12 in Fahrtrichtung F abfallend, so dass ein auf dem Boden 11 stehender beziehungsweise fahrender Portalhubstapler 1 um einen Nickwinkel N aus einer senkrechten Lage nach vorne in der Fahrtrichtung F geneigt ist. Hierbei ist der Nickwinkel N zwischen einer Lotrechten 13 und der vorderen Begrenzung einer Portalstütze 2a eingeschlossen, so dass Schrägstellungen des Portalhubstaplers 1 nach vorne und hinten erfassbar sind. Eine entsprechende Ausrichtung des Portalhubstaplers 1 kann selbstverständlich auch auf einen unebenen Boden 11 im Sinne einer welligen oder winkligen insgesamt nicht planen Fläche erreicht werden. Auch in 4 ist der Boden 11 ideal als plane und in sich geneigte Fläche gezeichnet.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Erfindung anhand der Figur 5 näher erläutert. In der 5 ist ein Blockschaltbild gezeigt, welches die einzelnen, zur Bestimmung der genauen Position des Spreaders 3 beziehungsweise des von dem Spreader 3 aufgenommenen Containers 9 eingesetzten Sensoren 6a, 6b, 7 und des Ortungssystems 5 in elektrischer und datenaustauschender Verbindung mit einer zentralen Steuerungseinheit 8 zeigt. Diese Steuerungseinheit 8 verarbeitet die vom Ortungssystem 5 erhaltenen Ortskoordinaten, die üblicher Weise in Grad, Minuten und Sekunden - °, ', " - angegeben sind, die von dem Sensor 7 und der Zielmarke 7a erhaltene Hubhöhe H, den Nickwinkel N, bestimmt und übertragen durch den vorderen Neigungssensor 6a und den Wankwinkel W, bestimmt und übertragen durch den seitlichen Neigungssensor 6b, um die von dem Ortungssystems 5 bekannte Position des Portalhubstaplers 2 im Bereich der Maschinenbühne 2b auf die absolute Position des Spreaders 3 umzurechnen. Anhand der somit erhaltenen absoluten Position des Spreaders 3 werden dann über die Steuerungseinheit 8 die Fahrantriebe 10 und Hubantriebe 14 des Portalhubstaplers 1 angesteuert beziehungsweise ein Fahrer des Portalhubstaplers 1 mit entsprechenden Navigationsdaten versorgt. Somit wird ein positionsgenaues Abstellen oder Aufnehmen eines Containers 9 durch den Portalhubstapler 1 möglich.
Die Steuerungseinheit 8 kann wie im Ausführungsbeispiel in 5 eine separate Einheit bilden oder auch in eine Fahrzeugsteuerung des Portalhubstaplers 1 integriert sein.
Zur Aufnahme eines Containers 9 wird der Portalhubstapler 1 mit Hilfe der Fahrantriebe 10 über einen aufzunehmenden Container 9 gefahren. Dies erfolgt beispielsweise durch eine manuelle Steuerung der Fahrantriebe 10, dabei wird der Portalhubstapler 1 beispielsweise von einem Fahrer manuell auf die gewünschte Position gelenkt und hierbei alternativ von einem Navigationssystem, das auf die Positionsdaten des Spreaders 3 der Steuerungseinheit 8 zurückgreift, unterstützt. Die gewünschte Position ist hierbei die Position des Spreaders 3 in der Hubhöhe H der geplanten Aufnahme. Alternativ ist auch eine automatische Steuerung des Portalhubstaplers 1 und somit der Fahrantriebe 10 und der Hubantriebe 14 mit Unterstützung der Positionsdaten des Spreaders 3 der Steuerungseinheit 8 denkbar. Hierdurch können insgesamt in vorteilhafter Weise neben der Verlagerung des Portalhubstaplers 1 aus der Lotrechten heraus auch konstruktive Flexibilitäten des Portalhubstaplers 1, insbesondere der Portalstützen 2a, oder durch vorhandene Toleranzen auftretende Abweichungen der Position des Spreaders 3, welche auch vom Beladungszustand des Portalhubstaplers 1 abhängen, ausgeglichen werden. Die Position des Spreaders 3 beziehungsweise des Containers 9 wird somit mit maximaler Genauigkeit bestimmt. Mit dem Spreader 3 wird dann der Container 9 aufgenommen und mittels einer üblichen Drehverriegelung mit geringer Toleranz mit dem Spreader 3 verbunden. Die Position des Containers 9 ist damit hinreichend genau durch die Verbindung mit dem Spreader 3 definiert. Daraufhin wird der Container 9 mit dem Spreader 3 angehoben.
Der Portalhubstapler 1 wird in eine gewünschte Position verfahren, beispielsweise an den gewünschten Abstellort des Containers 9, und der Spreader 3 zum Abstellen des Containers 9 wieder abgesenkt. Dabei wird für den Fall, dass der Container aufgenommen ist, die Position des Spreaders 3 beziehungsweise des Containers 9 durch die Steuerungseinheit 8 ermittelt, um den Container 9 sodann mit maximaler Genauigkeit an dem vorgesehenen Abstellort abzustellen.
Dadurch wird eine genauere Anordnung von Containern 9 innerhalb einer Containerreihe beziehungsweise innerhalb des Container-Terminals ermöglicht und durch geringere Abweichungen von einem vorgesehenen Stellplatz die Platzausnutzung innerhalb eines Container-Terminals verbessert.
Bezugszeichenliste

1: Portalhubstapler
2: Portalrahmen
2a: Portalstützen
2b: Maschinenbühne
3: Spreader
3a: Drehverriegelung
4: Fahrträger
5: Ortungssystem
6a: vorderer Neigungssensor
6b: seitlicher Neigungssensor
7: Sensor
7a: Zielmarke
8: Steuerungseinheit
9: Container
10: Fahrantriebe
11: Boden
12: gedachte horizontale Ebene
13: Lotrechte
14: Hubantriebe
15: Abstellplatz
h: Höhe des Containers
F: Fahrtrichtung
H: Hubhöhe
N: Nickwinkel
S: Hub-/Senkrichtung
W: Wankwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202007016156 U1 [0002]
EP 2096074 B1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO-Container [0019]
ISO-Containe [0019]

Claims

Portalhubstapler mit einem Spreader (3) für Container (9) und mit einem an dem Portalhubstapler (1) angeordneten Ortungssystem (5), das eine Position des Portalhubstaplers (1) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Portalhubstapler (1) Sensoren (6a, 6b) angeordnet sind, die wie das Ortungssystem (5) mit einer Steuerungseinheit (8) verbunden sind, und die Steuerungseinheit (8) aus der Position des Portalhubstaplers (1) unter Verwendung der Signale der Sensoren (6a, 6b) die Position des Spreaders (3), des aufzunehmenden Containers (9) beziehungsweise des Abstellplatzes (15) bestimmt.
Portalhubstapler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Portalhubstaplers (1) von einer Position des Spreaders (3), eines aufzunehmenden Containers (9) beziehungsweise eines Abstellplatzes (15) für Container (9) verschieden ist.
Portalhubstapler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ortungssystem (5) die Position des Portalhubstaplers (1) im Bereich einer Maschinenbühne (2b) des Portalhubstaplers (1) bestimmt.
Portalhubstapler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ortungssystem (5) einen Empfänger umfasst und zumindest dieser Empfänger auf der Maschinenbühne (2b) angeordnet ist.
Portalhubstapler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ortungssystem (5) auf Funk-, Radar-, GNSS-, GPS- oder Lasertechnologie basiert.
Portalhubstapler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Portalhubstapler (1) zusätzlich ein Sensor (7) angeordnet ist, der die Hubhöhe (H) des Spreaders (3) relativ zur Position des Portalhubstaplers (1) bestimmt.
Portalhubstapler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (7) an der dem Spreader (3) zugewandten unteren Seite der Maschinenbühne (2b) angebracht ist.
Portalhubstapler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (7) mindestens eine Kamera oder mindestens einen Laserscanner beinhaltet, die bzw. der auf eine mittig auf dem Spreader (3) aufgebrachte Zielmarke (7a) gerichtet ist.
Portalhubstapler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Portalhubstapler (1) ein Neigungssensor (6a) zur Bestimmung eines Wankwinkels (W) des Portalhubstaplers (1) angeordnet ist.
Portalhubstapler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Portalhubstapler (1) ein Neigungssensor (6b) zur Bestimmung eines Nickwinkels (N) des Portalhubstaplers (1) angeordnet ist.
Portalhubstapler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (8) in einer elektrischen und datenaustauschenden Verbindung mit den Sensoren (6a, 6b) und (7) und dem Ortungssystem (5) steht.
Portalhubstapler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinheit (8) zur Bestimmung der Position des Spreaders (3), eines aufzunehmenden Containers (9) beziehungsweise eines Abstellplatzes (15) für Container (9) die Signale der Sensoren (6a, 6b, 7) und des Ortungssystems (5) verarbeitet und die Position an die Fahrantriebe (10), die Hubantriebe (14) oder einen Fahrer des Portalhubstaplers (1) als Navigationsdaten weiterleitet.
Anordnung aus einem Lagerbereich mit einem Boden (11) und einem Portalhubstapler (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 12.
Verfahren für einen Portalhubstapler (1) zur Bestimmung der Position eines Spreaders (3), eines aufzunehmenden Containers (9) beziehungsweise eines Abstellplatzes (15) für Container (9) zum Positionieren von Containern (9) mit einem Portalhubstapler (1), insbesondere für einen Portalhubstapler (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 12, in dem über ein an dem Portalhubstapler (1) angeordnetes Ortungssystem (5) Positionsdaten des Portalhubstaplers (1) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Positionsdaten des Portalhubstaplers (1) mit Hilfe einer Steuerungseinheit (8) und Daten aus an dem Portalhubstapler (1) angeordneten Sensoren (6a, 6b) die Position des Spreaders (3), des aufzunehmenden Containers (9) beziehungsweise des Abstellplatzes (15) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines zusätzlich an dem Portalhubstapler (1) angeordneten Sensors (7) eine Hubhöhe (H) des Spreaders (3) relativ zur Position des Portalhubstaplers (1) bestimmt wird und von der Steuerungseinheit (8) verarbeitet wird.