EP0342655B1

EP0342655B1 - Crane installation for a container

Info

Publication number: EP0342655B1
Application number: EP89108887A
Authority: EP
Inventors: Hans Tax; Klaus Dr. Hösler
Original assignee: Tax Ingenieurgesellschaft mbH
Current assignee: Tax Ingenieurgesellschaft mbH
Priority date: 1988-05-18
Filing date: 1989-05-17
Publication date: 1994-12-21
Anticipated expiration: 2009-05-17
Also published as: DE58908789D1; DE3816988A1; US5048703A; JPH0218295A; EP0342655A3; HK123095A; EP0342655A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Containerkrananlage, welche dazu bestimmt ist, Container zwischen verschiedenen Standplätzen umzusetzen, insbesondere zwischen Standplätzen im Rumpf oder am Deck eines Containertransportschiffes einerseits und Standplätzen am Quai oder auf quaibefahrenden Transportmitteln andererseits, und welche hierzu ausgeführt ist mit einem längs mindestens einer Horizontalachse mittels eines Fahrwerks befahrbaren Hubseilträger und einem an Hubseilen des Hubseilträgers aufgehängten, mittels eines Seilhubwerks höhenverstellbaren Containeraufnahmerahmen, im folgenden genannt Spreader.The invention relates to a container crane system which is intended to move containers between different stands, in particular between stands in the hull or on the deck of a container transport ship on the one hand and stands on the quay or on quay-moving means of transport on the other hand, and which is designed for this purpose with a lifting cable carrier which can be driven along at least one horizontal axis by means of a chassis and a container receiving frame which is suspended on lifting cables of the lifting cable carrier and is height-adjustable by means of a cable lifting mechanism, hereinafter referred to as spreader.

Eine derartige Container-Krananlage ist z. B. aus der US-PS 4,172,685 bekannt. Bei dieser Container-Krananlage ist am Spreader eine Mehrzahl von Berührungskontaktsensoren angebracht, um ein gegenseitiges Berühren des Spreaders mit einem unterhalb oder neben diesem angeordneten, weiteren Container oder dgl. zu erfassen. Ferner ist am Spreader dieser Container-Krananlage ein optisches Fernerkennungssystem angeordnet, welches in seiner Betriebsstellung im wesentlichen unterhalb eines am Spreader angebrachten Containers angeordnet ist und über Sende- und Empfangseinheiten dazu in der Lage ist, den vertikalen Abstand des Spreaders relativ zum Boden oder einem weiteren Container zu erfassen. Bei dieser bekannten Container-Krananlage kann jedoch das optische Fernerkennungssystem nicht dazu verwendet werden, eine seitliche Position des Spreaders relativ zum Untergrund zu erfassen, so daß diese seitliche Stellung des Spreaders erst bei Berührung eines weiteren Containers über entsprechende Sensoreinrichtungen erfaßt wird.Such a container crane system is such. B. is known from US-PS 4,172,685. In this container crane system, a plurality of touch contact sensors are attached to the spreader in order to detect mutual contact of the spreader with another container or the like arranged below or next to it. Furthermore, an optical remote detection system is arranged on the spreader of this container crane system, which in its operating position is essentially arranged below a container attached to the spreader and is capable of transmitting and receiving units to determine the vertical distance of the spreader relative to the ground or another Capture containers. In this known container crane system, however, the optical remote detection system cannot be used to detect a lateral position of the spreader relative to the ground, so that this lateral position of the spreader is only detected by means of appropriate sensor devices when another container is touched.

Ferner ist aus der DE-A- 34 45 830 eine Krananlage bekannt, bei welcher an einer Laufkatze ein Fernerkennungssystem angebracht ist, welches mittels Laserstrahl-Abtastung ein am Boden unterhalb der Laufkatze angeordnetes Markierungszeichen erfaßt. Bei dieser Einrichtung wird jedoch lediglich die Stellung der Laufkatze relativ zum Boden bestimmt. Es kann jedoch keinerlei Auskunft über einen seitlichen Versatz des Spreaders bzw. des Containers gegenüber einer seitlichen Standortbegrenzung erhalten werden. Auch ist bei dieser Einrichtung eine Laufzeit-Meßeinrichtung sinnlos, da der vertikale Abstand der Laufkatze vom Boden im wesentlichen konstant bleibt.Furthermore, a crane system is known from DE-A-34 45 830, in which a remote detection system is attached to a trolley, which detects a marking sign arranged on the floor below the trolley by means of laser beam scanning. With this device, however, only the position of the trolley relative to the floor is determined. However, no information can be obtained about a lateral offset of the spreader or the container in relation to a lateral location limitation. Also with this device, a transit time measuring device is pointless, since the vertical distance of the trolley from the floor remains essentially constant.

Mit zunehmender Größe von Containerschiffen werden auch die zum Be- und Entladen dieser Schiffe verwendeten Krananlagen immer größer. Der Kranführer kommt damit notwendig in zunehmende Entfernung von der kritischen Stelle, d.h. dem Einlauf des Spreaders bzw. Containers in den jeweiligen Standplatz, d.h. in die Schiffsszelle. Sein Blickwinkel wird immer ungünstiger, weil er nahezu senkrecht nach unten schauen muß, wobei ihm der perspektivische Blick verloren geht. Er weiß deshalb nicht, wie weit der Container bzw. Spreader noch von dem am Zellenbeginn angeordneten Einweiser entfernt ist. Die Schwierigkeiten werden dadurch erhöht, daß der am Hubseil hängende Spreader unvermeidbaren Pendelbewegungen und häufig auch Auslenkungen durch Windeinflüsse unterliegt. Nur sehr geschickte Kranführer können so weit vorausdenken, daß sie mit dem Pendelproblem fertig werden.As the size of container ships increases, the crane systems used to load and unload these ships also become larger. The crane operator thus necessarily comes at a greater distance from the critical point, i.e. the entry of the spreader or container into the respective stand, i.e. to the ship's cell. His angle of view is becoming less and less favorable because he has to look down almost vertically, losing his perspective. He therefore does not know how far the container or spreader is from the guide at the beginning of the cell. The difficulties are exacerbated by the fact that the spreader hanging on the hoist rope is subject to unavoidable pendulum movements and often also to deflections caused by wind. Only very skilful crane operators can think ahead enough to deal with the pendulum problem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Krananlage anzugeben, die dem Kranführer das Einfahren der Spreader bzw. Container in den jeweiligen Standplatz, also insbesondere in eine Schiffszelle, erleichtert.The invention is based on the object of specifying a crane system which makes it easier for the crane operator to move the spreaders or containers into the respective parking space, in particular into a ship's cell.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen,
daß zur Erkennung einer seitlichen Standplatzbegrenzung des von dem Spreader bzw. Container anzufahrenden Standplatzes an dem Spreader ein Fernerkennungssystem mit einem gepulsten Richtstrahlsender zur Aussendung von an der seitlichen Standplatzbegrenzung reflektierbarer Strahlung , mit einem Reflexionsstrahlungsempfänger und einer Laufzeitmeßvorrichtung vorgesehen ist, um Informationen über die Stellung des Spreaders bzw. des Containers in horizontaler Richtung relativ zum Profil der Standplatzbegrenzung zu erhalten, und daß diese Informationen zur Steuerung des Horizontalfahrwerks und/oder eines Spreader-Drehwerks eingesetzt sind, derart, daß der Spreader bzw. der Container bei der Absenkung in den Umriß der Standplatzbegrenzung trifft.To solve this task, it is proposed
that a remote detection system with a pulsed directional beam transmitter for emitting radiation that can be reflected at the lateral position limitation, with a reflection radiation receiver and a transit time measuring device is provided for detecting information about the position of the spreader in order to detect a lateral position limitation of the position to be approached by the spreader or container or to receive the container in the horizontal direction relative to the profile of the position limit, and that this information is used to control the horizontal undercarriage and / or a spreader slewing gear, such that the spreader or container is lowered into the outline of the position limit meets.

Wenn hier von Richtstrahlsender gesprochen wird, so ist insbesondere an die Aussendung von elektromagnetischer Strahlung und dabei wieder insbesondere an Impulslaser gedacht, die deshalb den Vorzug verdienen, weil sie eine besonders enge Strahlbegrenzung gestatten. Daneben sind insbesondere für einfachere Situationen auch andere elektromagnetische Strahlungen und unter Umständen auch Schallwellen, insbesondere Ultraschallwellen, denkbar.When we are talking about directional beam transmitters, we are thinking in particular of the emission of electromagnetic radiation, and again in particular of pulse lasers, which deserve preference because they allow a particularly narrow beam limitation. In addition, other electromagnetic radiation and possibly also sound waves, in particular ultrasonic waves, are also conceivable, in particular for simpler situations.

Gleichgültig, welche Erkennungsaufgabe dem Fernerkennungssystem zugeteilt wird, besteht folgendes Problem: Das Fernerkennungssystem kann am Spreader nicht an dessen Unterseite angebracht werden, da ja dort der Container angekuppelt wird. Dies bedeutet, daß das Fernerkennungssystem am Spreader ausserhalb des Umrisses der zu erwartenden Container angebracht werden muß.Um nun dem Fernerkennungssystem einen durch den jeweiligen Container nicht eingeschränkten Blickwinkel zu erlauben, muß man das Fernerkennungssystem außerhalb des Umrisses des Containers und damit des Spreaders anbringen. Dies führt aber insbesondere beim Beladen von Schiffszellen, welche eng an den jeweiligen Containerumriß angepaßt sind, zu der Schwierigkeit, daß ein über den Spreaderumriß vorstehendes Fernerkennungssystem beim Einfahren in die Schiffszelle mit deren seitlicher Begrenzung in Kollision gerät. Es wird deshalb vorgeschlagen, daß das Fernerkennungssystem an dem Spreader zwischen einer Erkennungsstellung außerhalb des Containerumrisses und einer zurückgezogenen Stellung verstellbar ist, welche das Einfahren des Spreaders bzw. Containers in eine Standplatzbegrenzung, z.B. einen Containeraufnahmeschacht eines Schiffes, gestattet.Regardless of which recognition task is assigned to the remote recognition system, there is the following problem: The remote recognition system cannot be attached to the spreader on its underside, since the container is coupled there. This means that the remote detection system must be attached to the spreader outside the outline of the expected container.To allow the remote detection system a view that is not restricted by the respective container, the remote detection system must be attached outside the outline of the container and thus the spreader. However, this leads in particular to the loading of ship cells, which are closely adapted to the respective container outline, to the difficulty that a remote detection system protruding beyond the spreader outline comes into collision with its lateral limitation when entering the ship cell. It is therefore proposed that the remote detection system on the spreader be adjustable between a detection position outside the container outline and a retracted position, which prevents the spreader or container from entering a position limit, e.g. a container receiving shaft of a ship.

Eines der Probleme, die sich für den Kranführer stellen, ist es, bei Annäherung des Containers bzw. Spreaders an das obere Ende der Schiffszelle bzw. bei Annäherung an den Boden der Schiffszelle oder an die Oberseite eines bereits dort abgestellten Containers die Senkgeschwindigkeit zu reduzieren, um ein sanftes Aufstoßen bzw. Aufsetzen zu ermöglichen. Dieses Problem wird mit zunehmenden Absenkgeschwindigkeiten immer größer. Es läßt sich auch nicht dadurch lösen, daß man in großen Sicherheitsabständen mit dem Einschalten einer Kriechgeschwindigkeit arbeitet, weil dadurch die Umsatzleistung wiederum reduziert wird. Es wird deshalb weiter vorgeschlagen, daß das Fernerkennungssystem zur Erkennung des Spreader- bzw. Containervertikalabstands von der Aufsetzfläche am jeweiligen Standplatz und/oder zur Erkennung des Abstands des Spreaders bzw. Containers von dem oberen Ende einer als Schacht ausgebildeten Standplatzbegrenzung dient. Damit steht ein Signal zur Verfügung, das zur unmittelbaren Steuerung des Hubwerks herangezogen werden kann. Es ist aber auch denkbar, daß das Ergebnis der Abstandsmessung auf einem dem Kranführer zugeordneten Anzeigegerät dargestellt wird, so daß der Kranführer von Hand das Hubwerk entsprechend betätigen kann. Hier ist anzumerken, daß zur Anzeige der jeweiligen Höhe des Spreaders für den Kranführer bereits sogenannte Teufen-Meßeinrichtungen im Einsatz sind, welche die Höhe des Spreaders als Funktion des Einholzustands des Hubseils angeben. Damit ist aber nur die Höhe des Spreaders gegenüber dem Hubseilträger zu ermitteln, nicht aber die vor allem interessierende Höhe des Spreaders gegenüber dem oberen Ende der Schiffszelle bzw. gegenüber dem Boden der Schiffszelle oder dem bereits vorhandenen Container. Andererseits kann man mit Teufen-Meßeinrichtungen der erwähnten Art Höhenabmessungen auch noch dann durchführen, wenn der Container sich bereits in der Zelle befindet, wenn also aus dem weiter oben beschriebenen Grunde die Fernerkennungssysteme in ihrer zurückgezogenen Stellung sind und deshalb zur Vertikalabstandsmessung nicht mehr herangezogen werden können. Es wird deshalb weiter vorgeschlagen, daß bei Vorhandensein eines vom Einholzustand eines Hubseiles angesteuerten Abstandsmeßgeräts, im folgenden genannt Teufen-Meßgerät, dieses durch das Ergebnis der Abstandsmessung des Fernerkennungssystems eichbar ist.One of the problems for the crane operator is to reduce the lowering speed when the container or spreader approaches the upper end of the ship's cell or when it approaches the bottom of the ship's cell or the top of a container that has already been placed there, to enable a gentle belching or touching down. This problem gets worse with increasing lowering speeds greater. It also cannot be solved by working at a high safety distance by switching on a creep speed, because this in turn reduces the sales performance. It is therefore further proposed that the remote detection system be used to detect the spreader or container vertical distance from the mounting surface at the respective stand and / or to detect the distance of the spreader or container from the upper end of a stand limitation designed as a shaft. This provides a signal that can be used for direct control of the hoist. However, it is also conceivable that the result of the distance measurement is displayed on a display device assigned to the crane operator, so that the crane operator can operate the hoist accordingly by hand. It should be noted here that so-called depth measuring devices are already in use for the crane operator to display the respective height of the spreader, which indicate the height of the spreader as a function of the haul-in condition of the hoist rope. However, this means that only the height of the spreader in relation to the hoist cable carrier is to be determined, but not the height of the spreader, which is of particular interest, in relation to the upper end of the ship's cell or in relation to the bottom of the ship's cell or the already existing container. On the other hand, with depth measuring devices of the type mentioned, height dimensions can also be carried out when the container is already in the cell, that is, for the reason described above, the remote detection systems are in their retracted position and can therefore no longer be used for vertical distance measurement . It is therefore further proposed that, in the presence of a distance measuring device, hereinafter referred to as a depth measuring device, controlled by the retraction condition of a hoisting rope, it can be calibrated by the result of the distance measurement of the remote detection system.

Bei dieser Ausgestaltung hat man etwa folgende Möglichkeit: Man mißt, solange der Spreader sich hoch über der Zelle befindet und das Fernerkennungssystem sich in seiner ausgefahrenen Betriebsstellung befindet, den Abstand des Spreaders von dem oberen Ende der Zelle und von dem Boden des jeweiligen Standplatzes, sei es der Boden der Zelle, sei es die Oberseite eines dort bereits stehenden Containers. Dann eicht man die Teufen-Meßeinrichtung so, daß diese im Meßzeitpunkt die Abstandswerte so, wie von dem Fernerkennungssystem ermittelt, anzeigt. Nach dieser einmal vorgenommenen Eichung zeigt das Teufen-Meßsystem weiterhin die tatsächlichen Abstandswerte des Containers oder Spreaders von den kritischen Höhenlagen an.With this configuration, one has the following possibility: As long as the spreader is high above the cell and the remote detection system is in its extended operating position, the distance of the spreader is measured from the top of the cell and from the floor of the respective stand, be it the bottom of the cell or the top of a container already there. Then the depth measuring device is calibrated so that it displays the distance values at the time of measurement as determined by the remote detection system. After this calibration has been carried out once, the Teufen measuring system continues to display the actual distance values of the container or spreader from the critical altitude.

Weiter kann erfindungsgemäß die Arbeit des Kranführers dadurch erleichtert werden, daß dem Richtstrahlsender ein Scannerantrieb zugeordnet ist und daß dieser Scannerantrieb eine Positionskoordinate über die jeweilige Position des Richtstrahls an einen Rechner liefert, welcher gleichzeitig Laufzeit- und damit Entfernungsinformationen zugeführt erhält, wobei dieser Rechner aus diesen Informationen eine Information über die Stellung des Spreaders bzw. Containers in horizontaler Richtung relativ zum Profil der Standplatzbegrenzung liefert, welche zur Steuerung des Fahrwerksantriebs benutzbar ist. Dabei kann die aus dem Rechner gewonnene Information unmittelbar zur Steuerung des Fahrwerksantriebs dienen. Der Hubseilträger wird dann aufgrund der vom Rechner erhaltenen Informationen zwangsläufig so gesteuert, daß der Spreader bzw. Container exakt auf den Standplatz, also insbesondere in den Schacht der Schiffszelle, trifft. Diese Steuerung wird so durchgeführt, daß die Korrekturbewegung des Hubseilträgers mit möglichst geringen Beschleunigungen eingeleitet und abgebremst wird, um nicht durch die Korrekturbewegung Pendelbewegungen anzuregen, die dann wieder korrigiert werden müßten und wegen der verhältnismäßig geringen verfügbaren Korrekturzeiten möglicherweise nicht mehr korrigiert werden könnten. Das erfindungsgemäß zur Fernerkennung eingesetzte System erlaubt dabei die Anwendung verschiedener regeltechnischer Maßnahmen. So kann etwa auch durch eine einfache Differenzierschaltung die horizontale Relativgeschwindigkeit des Spreaders gegenüber dem Standplatz, also insbesondere Schachteingang, bestimmt werden und der Steuerbefehl unter Berücksichtigung dieser Geschwindigkeitsinformation vorausschauend korrigiert werden.Furthermore, according to the invention, the work of the crane operator can be facilitated in that a scanner drive is assigned to the directional beam transmitter and that this scanner drive supplies a position coordinate over the respective position of the directional beam to a computer which at the same time receives runtime and thus distance information, this computer from these Information provides information about the position of the spreader or container in the horizontal direction relative to the profile of the position limit, which can be used to control the chassis drive. The information obtained from the computer can be used directly to control the chassis drive. Based on the information received from the computer, the hoist cable carrier is then inevitably controlled in such a way that the spreader or container hits the stand exactly, in particular in the shaft of the ship's cell. This control is carried out in such a way that the corrective movement of the hoist rope carrier is initiated and braked with the lowest possible accelerations, so as not to excite pendulum movements by means of the corrective movement, which would then have to be corrected again and could possibly no longer be corrected because of the relatively short available correction times. The system used for remote detection according to the invention allows the use of various control measures. For example, the horizontal relative speed of the spreader relative to the stand, in particular the shaft entrance, can also be determined by a simple differentiating circuit and the control command can be corrected in advance taking this speed information into account.

Alternativ ist es auch hier wieder möglich, daß die aus dem Rechner gewonnene Information zur Steuerung eines Abbildungsgeräts am Orte des Kranführers dient, welches die Stellung des Spreaders bzw. Containers relativ zum Profil der Standplatzbegrenzung darstellt. Dabei ist es beispielsweise möglich, auf einem Bildschirm das Profil des Zelleneingangs und den Container mit seinem Umriß oder wenigstens einem Mittelpunkt darzustellen. Wird der Containerumriß und der Zellenumriß dargestellt, so kann der Kranführer aufgrund dieser Darstellung sämtliche Translationsbewegungen in horizontaler Richtung zielsteuernd durchführen, also etwa eine Bewegung des Hubseilträgers längs eines Kranauslegers (1. Koordinatenachse) oder eine Bewegung des Krans entlang einer Kranschiene (2. Koordinatenachse). Weiter kann der Kranführer bei einer solchen Darstellung auch Drehkorrekturen durchführen, sofern am Spreader oder am Hubseilträger eine Drehmöglichkeit besteht. Die weiter oben erwähnten Anzeigen über die Höhe können auch unmittelbar in den Bildschirm eingeblendet werden, der das Profil der Zelle und den Container zeigt. Schließlich kann in den Bildschirm auch die jeweilige Hubgeschwindigkeit und/oder die Fahrgeschwindigkeit eingeblendet werden.Alternatively, it is also possible here again that the information obtained from the computer is used to control an imaging device at the location of the crane operator, which represents the position of the spreader or container relative to the profile of the location limit. It is possible, for example, to display the profile of the cell entrance and the container with its outline or at least one center point on a screen. If the container outline and the cell outline are displayed, the crane operator can use this display to carry out all translational movements in the horizontal direction in a target-oriented manner, for example a movement of the hoist rope carrier along a crane boom (1st coordinate axis) or a movement of the crane along a crane rail (2nd coordinate axis) . Furthermore, the crane operator can also carry out rotation corrections in such a representation, provided that there is a possibility of rotation on the spreader or on the hoist rope carrier. The above-mentioned displays about the height can also be displayed directly on the screen, which shows the profile of the cell and the container. Finally, the respective lifting speed and / or the driving speed can also be shown on the screen.

Zur Erkennung einer Kante des Zellenprofils ist noch zu erwähnen, daß diese von dem Fernerkennungssystem dann festgestellt wird, wenn im Zuge des Scannens ein Laufzeitsprung auftritt. In diesem Augenblick wird dann der Absolutwert der Laufzeit vor bzw. nach dem Sprung gemessen und kann bildlich dargestellt werden.For the detection of an edge of the cell profile, it should also be mentioned that this is determined by the remote detection system when a runtime jump occurs during the course of the scanning. At this moment, the absolute value of the running time is measured before or after the jump and can be shown graphically.

Zum Scannen empfiehlt es sich, den Richtstrahl schwenken zu lassen. Dies kann beispielsweise so geschehen, daß der Scannerantrieb zur Verschwenkung eines im Richtstrahlweg liegenden Umlenkspiegels dient. Die Scanbewegung kann in einer Ebene stattfinden. In diesem Fall benötigt man für die Darstellung einer Profilecke des Standplatzes zwei Fernerkennungssysteme.For scanning it is advisable to let the directional beam swivel. This can be done, for example, in such a way that the scanner drive serves to pivot a deflecting mirror lying in the directional beam path. The scanning movement can take place in one plane. In this case, two remote detection systems are required to display a profile corner of the stand.

Man kann aber auch eine überlagerte Scanbewegung in zwei zueinander senkrechten Ebenen durchführen (entspricht einer kreisenden Bewegung des Richtstrahls), so daß man mit einem Fernerkennungssystem eine bestimmte Ecke des Profils darstellen kann. Um das Gesamtprofil eines Standplatzes zu ermitteln, muß man mindestens zwei Ecken darstellen.However, one can also carry out a superimposed scanning movement in two mutually perpendicular planes (corresponds to a circular movement of the directional beam), so that a certain corner of the profile can be represented with a remote detection system. To determine the overall profile of a stand, you have to display at least two corners.

Die Anlage kann weiter noch dadurch verfeinert werden, daß zur Erkennung der Spreaderposition gegenüber dem Hubseilträger ein Positionserkennungssystem angebracht ist mit einem gepulsten Richtstrahlsender zur Aussendung von an dem Hubseilträger reflektierbarer Strahlung, einem Reflexionsstrahlempfänger und einer Laufzeitmeßvorrichtung zur Ermittlung einer Information über mindestens eine Ortskoordinate der Spreaderposition gegenüber dem Hubseilträger, wobei diese Ortsinformation zusätzlich zur Steuerung des Hubwerks oder des Fahrwerks dient. Auf diese Weise läßt sich beispielsweise der Windeinfluß ermitteln, nämlich aus der jeweiligen Position des Spreaders gegenüber dem Hubseilträger. Kennt man den Windeinfluß, so kann man diesen beim Ansteuern einer bestimmten Position grundsätzlich voraus berücksichtigen, so daß die Korrektur, die aus dem Verlgeich von Containerposition und Profil des Standplatzes gewonnen wird, nur noch andere Einflüsse berücksichtigen muß, beispielsweise Pendelungen. Weiter läßt sich durch das Positionserkennungssystem eine Information über die horizontale Relativgeschwindigkeit zwischen Spreader und Hubseilträger herstellen. Dann kann man durch subtraktive Überlagerung mit der relativen horizontalen Bewegungsgeschwindigkeit des Spreaders zum Profil des Standplatzes auch die Rollbewegung des Schiffes ermitteln und somit diese Rollbewegung als weitere Steuergröße in den Rechner einspeisen, immer mit dem Ziele, die Korrekturbewegung des Hubseilträgers insbesondere in der Endphase der Annäherung an die jeweilige kritische Stelle möglichst gering zu halten und mit möglichst geringen Beschleunigungen und Geschwindigkeiten durchführen zu können.The system can be further refined in that a position detection system with a pulsed directional beam transmitter for emitting radiation that can be reflected on the hoist rope carrier, a reflection beam receiver and a transit time measuring device for determining information about at least one spatial coordinate of the spreader position are attached to the spreader position relative to the hoist cable carrier the hoist cable carrier, this location information also being used to control the hoist or the undercarriage. In this way, for example, the influence of the wind can be determined, namely from the respective position of the spreader in relation to the hoist cable carrier. If you know the influence of the wind, you can always take this into account when driving to a certain position, so that the correction that is obtained from comparing the container position and the profile of the location only has to take other influences into account, such as oscillations. The position detection system can also be used to produce information about the horizontal relative speed between the spreader and the hoist rope carrier. Then you can determine the rolling movement of the ship by subtractive superimposition with the relative horizontal movement speed of the spreader to the profile of the position and thus feed this rolling movement as a further control variable into the computer, always with the aim of correcting the lifting cable carrier, especially in the final phase of the approach to be kept as low as possible to the respective critical point and to be able to carry out with the lowest possible accelerations and speeds.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß eine Schaltschrittsteuerung für das Fahrwerk zur Durchführung von Fahrschritten längs der Horizontalachse des Hubseilträgers entsprechend der Ortskoordinatendifferenz nacheinander anzufahrender Standplätze vorgesehen ist, wobei der der jeweiligen Ortskoordinatendifferenz entsprechende Schaltschritt jeweils von derjenigen Position des Hubseilträgers aus erfolgt, welche bei der Durchführung eines vorangegangenen Schaltschritts unter Berücksichtigung der damals herrschenden und als gleichbleibend angenommenen Windverhältnisse eine standplatzgerechte Spreaderposition ergeben hat. Diese Weiterbildung beruht auf der Überlegung, daß die Windverhältnisse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Senkvorgängen in der Regel keine wesentlichen Änderungen erfahren. Wenn also der Kranführer ein erstes Mal den Container bzw. Spreader in den Standplatz gegebenenfalls durch mehrfaches Probieren eingesteuert hat, so steht fest, welchen Versatz der jeweils herrschende Wind zwischen dem Spreader und dem Hubseilträger hervorruft. Nun kann man den Standplatz des Hubseilträgers speichern, der bei einem ersten Absenkvorgang zur positionsgerechten Lage des Spreaders bzw. Containers gegenüber dem Standplatz geführt hat, und die folgenden Schaltschritte von dieser Position aus erfolgen lassen jeweils mit einer Schaltschrittlänge entsprechend der Koordinatendifferenz zwischen den beim ersten und beim zweiten Absenken anzufahrenden Standplatz. Wenn dann die Windverhältnisse gleich geblieben sind, trifft der Spreader zwangsläufig auch beim zweiten Absenken positionsgerecht auf den nunmehrigen Standplatz. Selbst wenn sich die Windverhältnisse zwischen zwei Absenkvorgängen etwas ändern, so bleibt die vom Kranführer durchzuführende Korrekturarbeit relativ gering.According to a development of the invention, it is proposed that a switching step control for the undercarriage for carrying out driving steps along the horizontal axis of the hoist rope carrier is provided in accordance with the position coordinate difference of positions to be approached one after the other, the switching step corresponding to the respective position coordinate difference taking place in each case from the position of the hoisting cable carrier which occurs at the implementation of a previous switching step, taking into account the prevailing wind conditions at that time and assumed to be constant, resulted in a spreader position appropriate for the position. This further development is based on the consideration that the wind conditions between two successive lowering processes generally do not experience any significant changes. So if the crane operator has inserted the container or spreader into the stand by testing several times, it is clear what offset the prevailing wind will cause between the spreader and the hoist rope carrier. Now you can save the position of the hoist rope carrier, which led to the position of the spreader or container relative to the position at a first lowering, and the following switching steps can be carried out from this position, each with a switching step length corresponding to the coordinate difference between the first and at the second lowering to be approached. If the wind conditions have remained the same, the spreader inevitably hits the current position even when it is lowered a second time. Even if the wind conditions change somewhat between two lowering operations, the correction work to be carried out by the crane operator remains relatively low.

Ferner können am Hubseilträger und am Spreader zusammenwirkende Pendeldämpfungsmittel angebracht sein, welche bei Annäherung des Spreaders an den Hubseilträger in gegenseitigen Eingriff treten.Furthermore, interacting pendulum damping means can be attached to the hoist cable carrier and to the spreader, which interact when the spreader approaches the hoist cable carrier.

Eine solche Ausgestaltung der Krananlage läßt ein Betriebsverfahren der Art zu, daß man vor Beginn einer Absenkbewegung des Spreaders den Hubseilträger in diejenige Position bringt, die dem jeweils anzufahrenden Standplatz entspricht, und daß man Pendelbewegungen des Spreaders vor Beginn der Absenkbewegung unterdrückt. Bei diesem Verfahren ist der Hubseilträger bei Beginn der Absenkbewegung so eingestellt, daß bei idealen Absenkbedingungen der Spreader bzw. Container positionsgerecht in den Standplatz, d.h. insbesondere in den Schiffszelleneingang, trifft. Da außerdem zu Beginn des Absenkvorgangs die Pendelung durch den Eingriff der Pendeldämpfungsmittel am Spreader und Hubseilträger unterdrückt worden ist, kann damit gerechnet werden, daß während des Absenkvorgangs keine wesentlichen Pendelbewegungen auftreten. Der Spreader bzw. Container unterliegt dann nur noch etwaigem Winddruck. Der Kranführer ist aber bereits dann weitgehend entlastet, wenn er nur noch auf Versetzungen durch Winddruck achten muß.Such a design of the crane system allows an operating method of the type that before the lowering movement of the spreader is started, the hoisting cable carrier is brought into the position that corresponds to the position to be approached, and that pendulum movements of the spreader are suppressed before the lowering movement begins. In this method, the lifting cable carrier is set at the start of the lowering movement so that, under ideal lowering conditions, the spreader or container hits the position, ie in particular the ship's cell entrance, in the correct position. Since, in addition, the oscillation has been suppressed at the beginning of the lowering process by the engagement of the pendulum damping means on the spreader and hoist cable carrier, it can be expected that no significant pendulum movements will occur during the lowering process. The spreader or container is then only subject to any wind pressure. The crane operator is largely relieved when he only has to watch out for wind pressure dislocations.

Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Es stellen dar:

Figur 1: eine Krananlage beim Beladen eines an einem Quai anliegenden Schiffes;
Figur 1a: eine Abwandlung zu Figur 1;
Figur 2: eine vergrößerte Detaildarstellung zu Figur 1;
Figur 3: einen Spreader mit Fernerkennungssystem;
Figur 4: eine Spiegelanordnung zum dreidimensionalen Scannen;
Figur 5: das Blockschema des Fernerkennungssystems bei Bildschirmdarstellung der Containerabweichungen und
Figur 6: das Blockschema des Fernerkennungssystems bei direkter Ansteuerung von Hubseilwerk und Fahrwerk.

The accompanying figures explain the invention using exemplary embodiments. They represent:

Figure 1: a crane system when loading a ship berthed on a quay;
Figure 1a: a modification to Figure 1;
Figure 2: an enlarged detail of Figure 1;
Figure 3: a spreader with remote detection system;
Figure 4: a mirror assembly for three-dimensional scanning;
Figure 5: the block diagram of the remote detection system with screen display of the container deviations and
Figure 6: the block diagram of the remote detection system with direct control of the hoist and landing gear.

In Figur 1 erkennt man einen Quai 10 einer Hafenanlage, an dem ein Containerschiff 12 liegt. Auf dem Quai steht ein Containerkran 14, der parallel zur Längsrichtung des Quais, d.h. senkrecht zur Zeichenebene, auf Schienen verfahrbar ist. Der Kran 14 trägt eine Kranbrücke 16. Auf dieser Kranbrücke 16 sind zwei Laufkatzen 18 und 20 verfahrbar, die auch als Hubseilträger zu verstehen sind. An jeder der Laufkatzen hängt über Hubseile 22 ein Spreader 24, der zur lösbaren Aufnahme von Containern ausgebildet ist. Die Laufkatze 18 ist zum Entnehmen von Containern aus dem Schiff 12 und zum Einsetzen von Containern in das Schiff 12 bestimmt. Auf der Kranbrücke 16 ist neben den Laufkatzen 18 und 20 auf einem gesonderten Schienenpaar eine Transferkatze 25 verfahrbar, welche in der Zeichenebene zur Deckung mit jeder der Laufkatzen 18 und 20 gebracht werden kann.1 shows a quay 10 of a port facility on which a container ship 12 is moored. On the quay is a container crane 14 which can be moved on rails parallel to the longitudinal direction of the quay, ie perpendicular to the plane of the drawing. The crane 14 carries a crane bridge 16. Two trolleys 18 and 20 can be moved on this crane bridge 16, which trolleys are also to be understood as hoisting rope carriers. A spreader 24, which is designed to releasably hold containers, hangs on each of the trolleys via hoisting ropes 22. The trolley 18 is intended for removing containers from the ship 12 and for inserting containers into the ship 12. On the crane bridge 16, in addition to the trolleys 18 and 20, a transfer trolley 25 can be moved on a separate pair of rails, which can be made to coincide with each of the trolleys 18 and 20 in the plane of the drawing.

Die Laufkatze 18 mit dem zugehörigen Spreader übernimmt den Transport von der Transferkatze 25 zum Schiff und zurück. Die Laufkatze 20 mit ihrem zugehörigen Spreader übernimmt den Transport der Container zwischen der Transferkatze 25 und der Quaianlage 10 bzw. den Transportmitteln 26, die auf der Quaianlage 10 verfahrbar sind. Die Transferkatze 25 übernimmt den Transport längs des Brückenbalkens 16 zwischen den beiden Laufkatzen 18 und 20.The trolley 18 with the associated spreader takes over the transport from the transfer trolley 25 to the ship and back. The trolley 20 with its associated spreader takes over the transport of the containers between the transfer trolley 25 and the quay system 10 or the transport means 26 which can be moved on the quay system 10. The transfer trolley 25 takes over the transport along the bridge beam 16 between the two trolleys 18 and 20.

In der Figur 2 erkennt man in vergrößerter Darstellung den unteren Teil der Laufkatze 18. An dieser Laufkatze 18 hängt über die Hubseile 22 der Spreader 24. Dieser Spreader 24 weist Kupplungen 28 zum Ankuppeln eines Containers 30 auf. An dem Spreader 24 sind keilige Pendeldämpfungsflächen 31 angebracht, die bei vollständig hochgezogenem Spreader in Eingriff treten mit komplementären Pendeldämpfungsflächen 32 an der Laufkatze 18. Die Figur 2 läßt ferner erkennen, daß der Container 30 in einen Containeraufnahmeschacht 34 einer Schiffszelle eingesetzt werden soll. Dieser Containeraufnahmeschacht entspricht in seiner Breite b der Breite b' des Containers. In der Länge ist der Containeraufnahmeschacht 34 durch Profilrippen 36 unterteilt, so daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rippenpaaren 36 jeweils ein Container eingesetzt werden kann. Entsprechend der Höhe des Containeraufnahmeschachts befinden sich eine Mehrzahl von Containern 30 übereinander.The lower part of the trolley 18 can be seen in an enlarged illustration in FIG. 2. The spreader 24 hangs on this trolley 18 via the lifting cables 22. This spreader 24 has couplings 28 for coupling a container 30. On the spreader 24, wedge-shaped pendulum damping surfaces 31 are attached, which engage with complementary pendulum damping surfaces 32 on the trolley 18 when the spreader is fully raised. FIG. 2 furthermore shows that the container 30 is to be inserted into a container receiving shaft 34 of a ship's cell. The width b of this container receiving shaft corresponds to the width b 'of the container. The length of the container receiving shaft 34 is divided by profile ribs 36 so that a container can be inserted between two successive pairs of ribs 36. Depending on the height of the container receiving shaft, a plurality of containers 30 are located one above the other.

Wenn ein Container 30 in einen Containeraufnahmeschacht 34 eingeführt werden soll, so fährt die Laufkatze 18 den jeweiligen Containeraufnahmeschacht an. Bei Anfahren eines senkrecht zur Zeichenebene versetzten Containeraufnahmeschachts wird der ganze Kran 14 in Figur 1 senkrecht zur Zeichenebene verfahren.If a container 30 is to be introduced into a container receiving shaft 34, the trolley 18 moves to the respective container receiving shaft. When approaching a container receiving shaft offset perpendicular to the drawing plane, the entire crane 14 in FIG. 1 is moved perpendicular to the drawing plane.

Wenn ein Container in einem bestimmten Containeraufnahmeschacht eingesenkt werden soll, so wird zunächst die Laufkatze 18 in diejenige Position gebracht, die diesem Containeraufnahmeschacht entspricht. Während dieser Fahrbewegung können überlagert Hubbewegungen stattfinden, so daß sich die Fahr- und die Hubzeiten nicht notwendigerweise additiv überlagern sondern überlappen. Wesentlich ist aber nun, daß bei Beginn des Absenkens des Spreaders 24 in Richtung auf den Containeraufnahmeschacht Pendelbewegungen unterdrückt sind durch Eingriff der Pendeldämpfungsflächen 31 des Spreaders und 32 der Laufkatze 18. Es darf also die Senkbewegung des Spreaders 24 erst beginnen, nachdem die Laufkatze 18 ihre dem jeweils anzufahrenden Schacht entsprechende Position erreicht hat. Oder - anders ausgedrückt - es muß nach Beendigung der Fahrbewegung der Laufkatze 18 noch eine Berührung der Pendeldämpfungsflächen 31 mit den Pendeldämpfungsflächen 32 stattgefunden haben. Dann kommt es beim darauffolgenden Absenken des Spreaders zu keinen oder zu allenfalls geringen Pendelschwingungen des Spreaders 24 und es besteht gute Aussicht, daß der Container 30 stoßfrei an den Oberkanten des Containeraufnahmeschachts 34 vorbeigeht.If a container is to be sunk in a specific container receiving shaft, the trolley 18 is first brought into the position which corresponds to this container receiving shaft. During this travel movement, lifting movements can be superimposed take place so that the driving and lifting times do not necessarily overlap additively but overlap. It is essential, however, that at the start of the lowering of the spreader 24 in the direction of the container receiving shaft, pendulum movements are suppressed by engagement of the pendulum damping surfaces 31 of the spreader and 32 of the trolley 18. The lowering movement of the spreader 24 may therefore only begin after the trolley 18 has finished has reached the position corresponding to the shaft to be approached in each case. Or - in other words - after the traveling movement of the trolley 18 has ended, the pendulum damping surfaces 31 must have come into contact with the pendulum damping surfaces 32. Then, when the spreader is subsequently lowered, there is little or no oscillation of the spreader 24, and there is a good chance that the container 30 will pass the upper edges of the container receiving shaft 34 without jolts.

Es ist zu bemerken, daß die Darstellung in Figur 2 nicht maßstäblich ist, in Wirklichkeit sind die Hubseillängen der Hubseile 22 sehr viel größer. Man rechnet mit freien Pendellängen zwischen 20 und 25 m, bevor der Container das obere Ende des Containeraufnahmeschachts 34 erreicht.It should be noted that the illustration in FIG. 2 is not to scale, in reality the lifting rope lengths of the lifting ropes 22 are much larger. Free pendulum lengths between 20 and 25 m are expected before the container reaches the upper end of the container receiving shaft 34.

Aus Figur 2 erkennt man auch, daß verschiedene Containeraufnahmeschächte 34 nebeneinander angeordnet sind, die nacheinander angefahren werden müssen. Bisher wurden Windeinflüsse nicht berücksichtigt. Bei den großen freien Pendellängen sind aber diese Windeinflüsse nicht vernachlässigbar, insbesondere dann nicht, wenn ein Container beim Absenkvorgang an dem Spreader 24 hängt und dem Wind eine verhältnismäßig große Angriffsfläche darbietet. Es wurde nun die Erfahrung gemacht, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Absenkvorgängen die Windverhältnisse sich nur in Ausnahmefällen abrupt verändern. Man wird deshalb, wenn nach Beschicken des einen Containeraufnahmeschachts 34 der andere Containeraufnahmeschacht 34 beschickt werden soll, die Laufkatze 18 entsprechend dem Teilungsabstand t zwischen den aufeinanderfolgenden Containeraufnahmeschächten 34 verfahren, und zwar ausgehend von derjenigen Position der Laufkatze 18, die bei den herrschenden und als konstant angenommenen Windverhältnissen zu einem genauen Fluchten des Containers 30 mit der Oberkante des ersten Containeraufnahmeschachts 34 geführt hatten. Auf diese Weise besteht die Chance, daß nach Verfahren der Laufkatze 18 um das Teilungsmaß t der Container 30 wiederum exakt in den neuen Containeraufnahmeschacht 34 findet. Hier ist noch anzumerken, daß an den oberen Enden der Containeraufnahmeschächte Einweiseflächen 38 vorgesehen sind, für die aber nur beschränkter Raum zur Verfügung steht.From Figure 2 it can also be seen that different container receiving shafts 34 are arranged side by side, which have to be approached one after the other. So far, wind influences have not been taken into account. With the large free pendulum lengths, however, these wind influences are not negligible, in particular not when a container hangs on the spreader 24 during the lowering process and provides the wind with a relatively large area of attack. It has now been found that the wind conditions change abruptly between two successive lowering processes only in exceptional cases. Therefore, if, after loading the one container receiving shaft 34, the other container receiving shaft 34 is to be loaded, the trolley 18 becomes corresponding to the division distance t between the successive ones Moving container receiving shafts 34, specifically from the position of the trolley 18 which, in the prevailing wind conditions and assumed to be constant, led to a precise alignment of the container 30 with the upper edge of the first container receiving shaft 34. In this way, there is a chance that after moving the trolley 18 by the pitch t, the container 30 will again find its way exactly into the new container receiving shaft 34. It should also be noted here that guide surfaces 38 are provided at the upper ends of the container receiving shafts, but for which only limited space is available.

Die Figur 1a unterscheidet sich von der Figur 1 nur dadurch, daß auf die Transferkatze 25 verzichtet worden ist. Die beiden Laufkatzen 118 und 120 übernehmen hier den Containertransport von dem Schiff zu Containeraufnahmeplattformen 140, welche an dem Krangerüst 114 in Form eines Pufferspeichers angebracht sind. Die Laufkatze 120 besorgt den Containertransport zwischen den Plattformen 140 und den Abstellplätzen am Quaigelände. Bei dieser Ausführungsform kann das vorstehend beschriebene Verfahren ebenfalls angewandt werden. Dieses Verfahren läßt sich auch dahin abwandeln, daß der Kranführer nicht bei jedem Umsetzvorgang notwendigerweise den Spreader bis zum Anschlag an der Laufkatze hochziehen muß, sondern nur dann, wenn tatsächlich Pendelbewegungen auftreten, die sich nicht beherrschen lassen. Es besteht deshalb durchaus die Möglichkeit, unter günstigen Verhältnissen auch einmal einen Container auf dem nächsten Weg von einem Standplatz A zu einem Standplatz B zu verfahren, gegebenenfalls unter Überlagerung von Fahrbewegung und Senk- bzw. Hubbewegung.Figure 1a differs from Figure 1 only in that the transfer cat 25 has been omitted. The two trolleys 118 and 120 here take over the container transport from the ship to container receiving platforms 140, which are attached to the crane frame 114 in the form of a buffer store. The trolley 120 takes care of the container transport between the platforms 140 and the parking spaces on the quay site. In this embodiment, the method described above can also be used. This method can also be modified in such a way that the crane operator does not necessarily have to pull the spreader up to the stop on the trolley with every repositioning operation, but only when pendulum movements actually occur that cannot be controlled. There is therefore the possibility, under favorable conditions, of moving a container on the next way from a location A to a location B, possibly with the superimposition of the travel movement and the lowering or lifting movement.

In Figur 3 erkennt man wiederum einen Container 230 an einem Spreader 224, der über Hubseile 222 an der Laufkatze 218 aufgehängt ist. Es soll wiederum ein Schacht 234 beschickt oder entladen werden, wie er in Figur 3 dargestellt ist. An dem Spreader 224 sind nunmehr Fernerkennungssysteme 244 angeordnet.In FIG. 3, a container 230 can again be seen on a spreader 224, which is suspended on the trolley 218 via lifting ropes 222. A shaft 234 is again to be loaded or unloaded, as shown in FIG. 3. Remote detection systems 244 are now arranged on the spreader 224.

Jedes dieser Fernerkennungssysteme 244 umfaßt einen Impulslaser 244a, einen Ablenkspiegel 244b und einen Reflexionsstrahlempfänger 244c.Each of these remote detection systems 244 includes a pulse laser 244a, a deflecting mirror 244b and a reflective beam receiver 244c.

In Figur 4 ist dargestellt, daß der Ablenkspiegel 244b um zwei zueinander senkrechte Drehachsen 244d und 244 e durch nicht eingezeichnete Schwenkmotoren geschwenkt wird. Die Laserimpulse fallen in Form eines Richtstrahls 246 auf die Begrenzungskanten 248 des Containeraufnahmeschachts 234, auf die Oberseite 230a eines bereits in dem Schacht 234 befindlichen Containers 230 und bei Nichtvorhandensein eines solchen Containers auf den Boden 234a des Containeraufnahmeschachts 234 auf. An diesen Auftreffstellen werden die Laserimpulse reflektiert und treffen dann auf den Reflexionsstrahlempfänger 244c. Durch eine Laufzeitmessung kann der jeweilige Laufweg des Laserimpulses gemessen werden. Auf diese Weise kann der vertikale Abstand des Spreaders 224 von den Flächen 248,230a bzw. 234a bestimmt werden.In FIG. 4 it is shown that the deflecting mirror 244b is pivoted about two mutually perpendicular axes of rotation 244d and 244e by swivel motors (not shown). The laser pulses strike in the form of a directional beam 246 on the boundary edges 248 of the container receiving shaft 234, on the upper side 230a of a container 230 which is already in the shaft 234 and, in the absence of such a container, on the bottom 234a of the container receiving shaft 234. The laser pulses are reflected at these impingement points and then strike the reflection beam receiver 244c. The respective travel path of the laser pulse can be measured by a transit time measurement. In this way, the vertical distance of the spreader 224 from the surfaces 248, 230a and 234a can be determined.

Weiterhin kann infolge der Schwenkbewegung des Umlenkspiegels 244b das Profil der Oberkante 248 des Containeraufnahmeschachts 234 abgetastet werden. Wenn ein Laufzeitsprung eintritt, so bedeutet dies, daß die Kante zwischen der oberen Endlfäche 248 und dem Schacht 234 überfahren wird. In diesem Zeitpunkt muß die jeweils kürzere Laufzeit und damit der jeweils kürzere Laufzeitweg entsprechend dem Abstand zwischen dem Fernerkennungssystem 244 und der Fläche 248 festgehalten werden. Gleichzeitig muß in diesem Zeitpunkt die Winkelstellung des Ablenkspiegels 244 b festgehalten werden. Aus dieser Winkelinformation und der Laufzeitinformation kann dann ein Rechner die Relativlage des Spreaders 224 zu dem oberen Begrenzungsprofil 248 des Containeraufnahmeschachts 234 bestimmen.Furthermore, the profile of the upper edge 248 of the container receiving shaft 234 can be scanned as a result of the pivoting movement of the deflecting mirror 244b. If a runtime jump occurs, this means that the edge between the upper end surface 248 and the shaft 234 is run over. At this point in time, the respectively shorter transit time and thus the shorter transit time path must be recorded according to the distance between the remote detection system 244 and the surface 248. At the same time, the angular position of the deflecting mirror 244 b must be recorded at this time. From this angle information and the runtime information, a computer can then determine the relative position of the spreader 224 to the upper boundary profile 248 of the container receiving shaft 234.

In Figur 5 erkennt man wieder den Impulslaser 244a, den Reflexionsstrahlempfänger 244b und einen Laufzeitmesser 244f. Der Laufzeitmesser 244 f liefert eine Laufzeit- und damit Weginformation an einen Rechner 250. Weiter erkennt man in Figur 5 einen Scannerantrieb 244g für den Ablenkspiegel 244b. Diesem Scannerantrieb 244g ist ein Winkelmesser 244h zugeordnet, welcher Informationen über die jeweilige Winkellage des Spiegels 244b an den Rechner 250 liefert. In dem Augenblick, in dem ein Laufzeitsprung eintritt, wird eine Laufzeitinformation und eine Winkelinformation an den Rechner 250 geliefert, welcher dann die Ortskoordinate der jeweils überfahrenen Kante bestimmt. Aus einer Mehrzahl solcher Ortskoordinaten kann das Profil in einer Ecke bestimmt werden. Es sind in Figur 5 zwei Fernerkennungssysteme I und II dargestellt, so daß zwei Ecken des Profils des Containeraufnahmeschachts ermittelt werden können. Dies genügt grundsätzlich, um den Realtivort des Spreaders bzw. Containers gegenüber dem Profil des Containeraufnahmeschachts zu bestimmen. Beispielsweise ordnet man zwei einander diagonal gegenüberliegenden Ecken je ein Fernerkennungssystem zu.FIG. 5 again shows the pulse laser 244a, the reflection beam receiver 244b and a transit time meter 244f. The transit time meter 244 f provides transit time and thus travel information to a computer 250. A scanner drive 244g for the deflecting mirror 244b can also be seen in FIG. This scanner drive 244g is assigned a protractor 244h, which supplies information about the respective angular position of the mirror 244b to the computer 250. As soon as a runtime jump occurs, runtime information and angle information are supplied to the computer 250, which then determines the location coordinate of the edge that has been passed. The profile in a corner can be determined from a plurality of such location coordinates. FIG. 5 shows two remote detection systems I and II so that two corners of the profile of the container receiving shaft can be determined. Basically, this is sufficient to determine the real location of the spreader or container in relation to the profile of the container receiving shaft. For example, one assigns a remote detection system to two diagonally opposite corners.

Am Ausgang des Rechners 250 liegt ein Bildschirm 252 auf dem vier Ecken des Profils des Containeraufnahmeschachts abgebildet werden. Diese vier Ecken sind mit 234w, 234x, 234y und 234z bezeichnet. Gleichzeitig erkennt man den Mittelpunkt des Spreaders, der durch ein Fadenkreuz 254 angedeutet ist. Aus den translatorischen Versetzungen der Ecken 234w bis 234z kann man nun ermitteln, welche Korrekturbewegungen dem Kranfahrwerk und dem Laufkatzenfahrwerk erteilt werden müssen. Der Kranführer hat neben dem Bildschirm 252 ein Schaltpult 256 vor sich, auf dem sich Handbetätigungsorgane für die verschieden Fahr- und Hubvorgänge befinden, nämlich ein Handbetätigungsorgan 258, welches ein Kranfahrwerk 260 steuert, nämlich ein Fahrwerk zur Bewegung des Krangerüsts 14 senkrecht zur Ebene der Figur 1. Ferner erkennt man ein Handbetätigungsorgan 262 zur Steuerung eines Katzfahrwerks 264, welches die Bewegung der Laufkatze 18 in Figur 1 längs der Kranbrücke 16 besorgt. Der Kranführer betätigt die beiden Handbetätigungsorgane 258 und 262 so, daß die vier Ecken 234w bis 234z in eine Lage kommen, in der das Zentrum des Fadenkreuzes 254 mit dem Zentrum der vier Ecken 234w bis 234z zusammenfällt.At the exit of the computer 250 there is a screen 252 on which four corners of the profile of the container receiving shaft are shown. These four corners are labeled 234w, 234x, 234y and 234z. At the same time you can see the center of the spreader, which is indicated by a cross hair 254. From the translational displacements of the corners 234w to 234z it can now be determined which corrective movements have to be given to the crane trolley and the trolley trolley. In addition to the screen 252, the crane operator has in front of him a control panel 256 on which there are manual control elements for the various driving and lifting processes, namely a manual control element 258 which controls a crane trolley 260, namely a trolley for moving the crane frame 14 perpendicular to the plane of the figure 1. Furthermore, one recognizes a manual actuating element 262 for controlling a trolley carriage 264, which ensures the movement of the trolley 18 in FIG. 1 along the crane bridge 16. The crane operator actuates the two manual actuators 258 and 262 so that the four corners 234w to 234z come into a position in which the center of the cross hair 254 coincides with the center of the four corners 234w to 234z.

Zusätzlich ist ein Handbetätigungsorgan 266 vorgesehen, welches ein Drehwerk 268 der Laufkatze steuert, 50 daß der Container auch in die richtige Winkellage gegenüber dem Eingang des Containeraufnahmeschachts gedreht werden kann. Auch die Drehbewegung kann auf dem Bildschirm 252 verfolgt werden. Die richtige Winkellage ist dann erreicht, wenn die beiden Ecken 234w und 234x mit ihrer Verbindungslinie horizontal auf dem Bildschirm erscheinen.In addition, a manual actuator 266 is provided which controls a rotating mechanism 268 of the trolley 50 so that the container can also be rotated into the correct angular position with respect to the entrance of the container receiving shaft. The rotational movement can also be tracked on the screen 252. The correct angular position is reached when the two corners 234w and 234x appear horizontally on the screen with their connecting line.

Der Rechner 250 liefert einen weiteren Ausgang, der an einem Höhenanzeiger 270 liegt. In diesem Höhenanzeiger wird die Relativhöhe des Spreaders 224 gegenüber den Flächen 248 und 230a angezeigt, so daß der Kranführer weiß, wann er bei Annäherung an diese Flächen die Senkgeschwindigkeit durch Betätigung eines Betätigungsorgans 274 auf Kriechgeschwindigkeit zu verringern hat. Das Handbetätigunsorgan 274 ist an das Seilhubwerk 276 angeschlossen.The computer 250 provides a further output, which is located on a height indicator 270. In this height indicator, the relative height of the spreader 224 is displayed in relation to the surfaces 248 and 230a, so that the crane operator knows when, when approaching these surfaces, he has to reduce the lowering speed to the creeping speed by actuating an actuating member 274. The manual actuator 274 is connected to the cable hoist 276.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Anzeigemarken 224, 248 und 230a in den Bildschirm 252 einzublenden oder dort als numerische Werte in Erscheinung treten zu lassen.Of course, it is also possible to display the display marks 224, 248 and 230a on the screen 252 or to have them appear as numerical values there.

Es sei noch die Möglichkeit erwähnt, die Höhenanzeige mit einem üblichen Teufen-Meßgerät 278 zu kombinieren, welches von einer Hubseiltrommel 288 her angesteuert ist. Damit hat es folgende Bewandtnis:
Wie aus Figur 3 zu ersehen, ragen die Fernerkennungssysteme 244 über den Umriß des Spreaders 224 und den Umriß des Containers 230 vor. Bevor der Container in den Containeraufnahmeschacht 234 eingesenkt wird, müssen die Fernerkennungssysteme 244 aus der in Figur 3 dargestellten Position in eine Position zurückgezogen werden, in der sie innerhalb des Spreaderumrisses liegen, damit sie nicht mit den Kanten 248 in Kollision geraten. Dann besteht aber keine Möglichkeit mehr, den Abstand des Containers 230 von der Oberfläche 230a eines weiteren bereits in den Schacht eingesenkten Containers 230 durch das Fernerkennungssystem 244 zu bestimmen. Hier kann nun auf das Teufen-Meßgerät 278 umgeschaltet werden. Unmittelbar bevor das Fernerkennungssystem 244 aus der Stellung gemäß Figur 3 zurückgezogen werden muß überträgt es die zu diesem Zeitpunkt erkannten Höhenabstandswerte auf das Teufen-Meßgerät 278 und nimmt an diesem eine Eichung auf die vorher mittels Laser ermittelten Werte vor. Diese Eichung bleibt erhalten, so daß fortan das Teufen-Meßgerät 278 das Höhenabstandanzeigegerät 270 ansteuert und dieses weiterhin die Höhenabstände des Containers gegenüber der Kante 248 der Fläche 230a oder der Fläche 234a anzeigen kann.It should also be mentioned the possibility of combining the height display with a conventional depth measuring device 278, which is controlled by a hoisting rope drum 288. It has the following relation:
As can be seen from Figure 3, the remote recognition systems 244 protrude beyond the outline of the spreader 224 and the outline of the container 230. Before the container is sunk into the container receiving shaft 234, the remote detection systems 244 must be withdrawn from the position shown in FIG. 3 to a position in which they lie within the spreader outline so that they do not collide with the edges 248. Then there is but no longer the possibility of determining the distance of the container 230 from the surface 230a of another container 230 that has already been sunk into the shaft by the remote detection system 244. You can now switch to the depth measuring device 278 here. Immediately before the remote detection system 244 has to be withdrawn from the position shown in FIG. 3, it transmits the height distance values recognized at this point in time to the depth measuring device 278 and carries out a calibration there on to the values previously determined by laser. This calibration is retained so that from now on the depth measuring device 278 controls the height distance display device 270 and this can continue to display the height distances of the container relative to the edge 248 of surface 230a or surface 234a.

Der Kranführer hat auch die Möglichkeit, an einem Schaltboard 290 verschiedene Knöpfe zu betätigen, die den vorhandenen Containeraufnahmeschächten entsprechen. Von dem Kranfahrwerk und dem Katzfahrwerk führt je eine Rückkopplungsleitung 292, 294 zu einem Speicher 296 bzw. 298. In diesen Speicher werden die Informationen gespeichert über die beim jeweils letzten Senkvorgang herrschende Windstärke, so daß bei der Bildung der Steuersignale in der Einheit 290 für die Fahrwerke 260 und 264 die Windstärke berücksichtigt wird, d.h. also die Versetzung um die Teilungslänge jeweils von demjenigen Ort ausgeht, welchen die Laufkatze bzw. das Krangerüst bei dem vorangegangenen Senkvorgang dann eingenommen hat, wenn der Container gerade in den Containeraufnahmeschacht 234 getroffen ist.The crane operator also has the option of pressing 290 different buttons on a switchboard that correspond to the existing container receiving shafts. A feedback line 292, 294 leads from the crane undercarriage and the trolley undercarriage to a memory 296 and 298, respectively. The information about the wind force prevailing during the last lowering operation is stored in this memory, so that when the control signals are formed in the unit 290 for the Running gear 260 and 264 the wind force is taken into account, ie That is, the offset by the pitch length starts from the location which the trolley or the crane scaffold occupied in the previous lowering process when the container had just hit the container receiving shaft 234.

Die Schaltung gemäß Figur 6 entspricht weitgehend derjenigen nach Figur 5. Analoge Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, wie in Figur 5, jeweils vermehrt um die Zahl 100.The circuit according to FIG. 6 largely corresponds to that according to FIG. 5. Analog parts are provided with the same reference numerals as in FIG. 5, each increased by the number 100.

Zunächst ist noch einmal auf Figur 3 zu verweisen. Man erkennt dort neben den Fernerkennungssystemen 244 ein Positionserkennungssystem 399, welches genauso an einem relativ zum Spreader beweglichen Träger angeordnet ist, wie die Fernerkennungssysteme 244, und dazu bestimmt ist, die Position des Spreaders 224 relativ zu der Laufkatze 218 festzustellen. Gemäß Figur 6 ist dieses Positionserkennungssystem zusammengesetzt aus einem Richtstrahlsender 399a, einem Reflexionsstrahlempfänger 399b, einem Scannerantrieb 399g und einem Winkelmesser 399h sowie einem Laufzeitmeßgerät 399f Die Ausgangssignale des Laufzeitmeßgeräts 399f und des Winkelmessers 399h liegen zusätzlich an dem Rechner 350 Die Ausgangssignale des Rechners 350 liegen unmittelbar an dem Katzfahrwerk 364, an dem Kranfahrwerk 360, an dem Hubwerk 368 und an dem Spreaderdrehwerk 376. Der Koordinatengeber 390 liegt ebenfalls an dem Eingang des Rechners 350. In dem Rechner 350 sind Untereinheiten 397 und 395 eingeschlossen, welche dazu bestimmt sind, die Pendelgeschwindigkeit des Spreaders und die Rollgeschwindigkeit des Schiffes zu bestimmen. Die Pendelgeschwindigkeit erhält man in der Untereinheit 397 einfach durch eine Differenzierungsoperation, indem man die erste Ableitung des jeweiligen Relativorts des Spreaders relativ zum Eingang des Containeraufnahmeschachtes nach der Zeit bildet. Die Rollgeschwindigkeit erhält man in der Untereinheit 395 unter Verwendung des in der Untereinheit 397 gewonnenen Signals, indem man zusätzlich den Relativort der Spreaderposition gegenüber der Laufkatze nach der Zeit differenziert und dann durch subtraktive Überlagerung die beiden in 397 und 395 gewonnenen Ableitungen nach der Zeit einander überlagert.First of all, reference should be made to FIG. 3. In addition to the remote detection systems 244, a position detection system 399 can be seen, which is arranged on a carrier that is movable relative to the spreader, as the remote detection systems 244, and is intended to determine the position of the spreader 224 relative to the trolley 218. According to FIG. 6, this position detection system is composed of a directional beam transmitter 399a, a reflection beam receiver 399b, a scanner drive 399g and a protractor 399h as well as a transit time measuring device 399f. The output signals of the transit time measuring device 399f and the protractor 399h are additionally at the computer 350 the hoist 368 and the spreader slewing gear 376. The coordinate generator 390 is also located at the input of the computer 350. The computer 350 includes sub-units 397 and 395 which are designed to determine the shuttle speed of the spreader and the rolling speed of the ship. The pendulum speed is obtained in subunit 397 simply by a differentiation operation, in that the first derivative of the relative position of the spreader relative to the entrance of the container receiving shaft is formed over time. The rolling speed is obtained in subunit 395 using the signal obtained in subunit 397, by additionally differentiating the relative location of the spreader position with respect to the trolley over time and then superimposing the two derivatives obtained in 397 and 395 over time .

Auf diese Weise kann wiederum die Windgeschwindigkeit aufgrund der an der Positionserkennungseinheit 399 gewonnenen Informationen ermittelt und zur Steuerung herangezogen werden. Weiter kann die Rollgeschwindigkeit des Schiffes bei der Fahrwerksteuerung berücksichtigt werden.In this way, the wind speed can in turn be determined on the basis of the information obtained at the position detection unit 399 and used for control purposes. The roll speed of the ship can also be taken into account in the chassis control.

Claims

A container crane installation which is intended to transfer containers (230) between various standing positions, particularly between standing positions in the hull or on the deck of a container transport ship (12) on the one hand and standing positions on the key (10) or on transport means (26) which travel on the key, on the other and which is for the purpose constructed with a hoisting cable carrier (218) adapted for mobility along at least one horizontal axis (16) by means of horizontal running gear (260, 264) and with, suspended by hoisting cables (222) of the hoisting cable carrier (218), a spreader (224) the height of which can be adjusted by means of a cable hoist mechanism (268), characterised in that to recognise a lateral standing position boundary (248) of the standing position to be approached by the spreader (224) or container (230) there is on the spreader (224) a remote recognition system (244) with a pulsed directional beam emitter (244a) for emitting rays (246) which can be reflected by the lateral standing position boundary (248), with a reflected ray receiver (244c) and a running time measuring device (244f) for receiving data concerning the position of the spreader (224) or of the container (230) in a horizontal direction in relation to the profile of the standing position boundary (248) and in that these data are used for controlling the horizontal running gear (260, 264) and/or a spreader slewing mechanism (268) so that the spreader (224) or the container (230), as it is lowered, encounters the contours of the standing position boundary (248).
A container crane installation according to Claim 1, characterised in that the remote recognition system (244) on the spreader (224) is adjustable between a recognition position outside the container contours and a retracted position which makes it possible for the spreader (224) or container (230) to travel into a standing position boundary (248, 230a), e.g. a container receiving shaft (234) of a ship (12).
A container crane installation according to one of Claims 1 and 2, characterised in that the remote recognition system (244) for recognising the distance between the spreader or container and the setting down area (230a) at the respective standing position and/or for recognising the vertical distance between the spreader (224) or container (230) and the top end (248) of a standing position boundary (248, 230a) which is constructed as a shaft (234).
A container crane installation according to Claim 3, characterised in that the result of the vertical measurement is used for directly controlling the hoisting mechanism (268).
A container crane installation according to Claim 3, characterised in that the result of gap measurement is shown on a display unit (270) associated with the crane driver.
A container crane installation according to one of Claims 3 to 5, characterised in that if there is a distance measuring instrument (278) which is actuated by the hauling in of a hoisting cable (222) and which is hereinafter referred to as a depth measuring instrument, this latter can be calibrated by the result of the distance measurement acquired by the remote recognition system (244).
A container crane installation according to one of Claims 1 to 6, characterised in that a scanner drive (224g) is associated with the directional beam emitter (224a) and in that this scanner drive (244g) delivers a position coordinate concerning the position of the directional beam (246) to a computer (250) which at the same time receives running time and thus distance data (from 244f), this computer (250) supplying, from this data (from 244f and 244h) information concerning the position of the spreader (224) or container (230) in a horizontal direction in relation to the profile (248) of the standing position boundary (248, 230a), and which can be used for controlling the running gear drive (264).
A container crane installation according to Claim 7, characterised in that the data obtained from the computer (350) serves directly for controlling the running gear drive (264).
A container crane installation according to Claim 7, characterised in that the data obtained from the computer (250) serves to control a display instrument (252) at the location of the crane driver and which displays the position of the spreader (224) or container (230) in relation to the profile (248) of the standing position boundary (248, 230a).
A container crane installation according to one of Claims 7 to 9, characterised in that the scanner drive (244g) is used for pivoting the directional beam (246).
A container crane installation according to Claim 10, characterised in that the scanner drive (244g) is used for pivoting a deflecting mirror (244b) which is in the path of the directional beam (246).
A container crane installation according to one of Claims 1 to 11, characterised in that for recognising the spreader position in relation to the hoisting cable carrier (218), a further optoelectronic position recognition system (399) is provided which is used for ascertaining data concerning at least one location coordinate of the spreader position in relation to the hoisting cable carrier (218), said location information also serving to control the hoisting mechanism (368) or the running gear (364).
A container crane installation according to Claim 12, characterised in that the further optoelectronic position recognition system (399) is constructed with a pulsed directional beam emitter (399a) for sending out rays which can be reflected by the hoisting cable carrier (218), and with a reflected beam receiver (399b) and a running time measuring instrument (399f).
A container crane installation according to one of Claims 1 to 13, characterised by a stepping control system (290) for the running gear (264) for executing travel steps along the horizontal axis (16) of the hoisting cable carrier (18) in accordance with the location coordinates difference between standing positions which, have to be approached in succession, whereby the step (t) corresponding to the location coordinate difference takes place in every case from that position of the hoisting cable carrier (18) which, during execution of a preceding step and taking into account the wind conditions prevailing at that time, has resulted in a spreader position appropriate to the standing position.
A container crane installation according to one of Claims 1 to 14, characterised in that there are mounted on the hoisting cable carrier (18) and on the spreader (24) cooperating swing-damping means (31, 32) which come into mutual contact when the spreader (24) approaches the hoisting cable carrier (18).