EP0952955B1 - Kran - Google Patents

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EP0952955B1
EP0952955B1 EP98900567A EP98900567A EP0952955B1 EP 0952955 B1 EP0952955 B1 EP 0952955B1 EP 98900567 A EP98900567 A EP 98900567A EP 98900567 A EP98900567 A EP 98900567A EP 0952955 B1 EP0952955 B1 EP 0952955B1
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crane
carriage
load
carriages
configuration
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EP98900567A
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Philip Henry Bacon
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C11/00—Trolleys or crabs, e.g. operating above runways
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C19/00—Cranes comprising trolleys or crabs running on fixed or movable bridges or gantries
    • B66C19/002—Container cranes

Definitions

  • This invention relates to a crane, particularly though not exclusively a crane that is suitable for use in loading or unloading a vehicle, a conveyor belt or a vessel such as a ship.
  • the invention also encompasses a method of operating such a crane.
  • Cargo ships form the backbone of worldwide trade, carrying cargo ranging from loose bulk materials to freight containers all over the globe. This cargo can be carried internally within holds that are typically covered by movable hatches, or externally on deck as is common on container ships.
  • Each crane typically includes a lifting tackle suspended by wires from a trolley.
  • the trolley is movable on an elevated horizontal track defined by a pair of rails supported by a jib or gantry, the trolley spanning the gap between the rails.
  • the trolley reciprocates between two positions during an unloading operation, one position being for lifting items from the ship and the other position being for depositing those items at dockside.
  • the items may, for example, be deposited onto a vehicle such as a truck or a train, or possibly onto a conveyor belt that carries the items away as they are deposited thereon.
  • a loading operation is merely the same operation in reverse.
  • Applicant has found old prior art disclosures of cranes in different technical fields that employ more than one tackle but these multiple tackles act on one load and do not teach accelerating a loading or unloading process involving multiple discrete loads. Accordingly, they do not lead to the present invention which involves simultaneous movement of discrete loads to speed the process of transfer.
  • UK Patent No. 1,223,379 to Krupp was published in 1971. It discloses an overhead travelling crane for use in the shipbuilding industry, particularly for moving single large pre-constructed sections of a ship which may weigh several hundred tons.
  • the crane is on a massive scale: it is in the form of a bridge supported by columns, one at each end, which travel on rails on opposite sides of a dry dock in which a ship is to be built.
  • Krupp's crane provides for turning a single heavy load about either a horizontal or vertical axis, as may for example be necessary to turn a prefabricated ship section through 90° from its orientation on delivery at the shipyard to the orientation required for installation on a ship being built. This is achieved by running two crabs on each side of the bridge, thus making four crabs in total, with the crabs being divided into an upper pair, one upper crab being situated on each side of the bridge, and a lower pair, one lower crab being situated on each side of the bridge. Cables hang from each crab to support the load.
  • the Krupp crane is designed for painstaking and careful orientation of single, very large loads, in which it is acceptable to remove and reattach cables as the crabs pass each other.
  • the present invention requires no such steps.
  • the Krupp crane would not be suitable for dockside use, even if scaled down, because it requires support at both ends of the bridge.
  • UK Patent Nos. 907,399 and 972,477, both to Creusot, are a decade older than Krupp. They describe cranes for suspending and tilting a movable ladle in a steelworks.
  • the cranes employ an arrangement of three tackles, two mounted on an upper trolley that support the weight of the ladle and one mounted on a lower trolley that controls the tilt of the ladle.
  • the trolleys run along respective tracks, the lower trolley running on a track that is narrower than and lies beneath the other track. In this way, during a tilting operation, the inner trolley and its tackle can run inside the tackles suspended from the outer trolley without interfering with the outer trolley or its tackles.
  • Creusot documents are concerned with positioning and orienting a single load, which must be moved slowly and precisely. The movements of the various tackles and the range of that movement are therefore constrained. It is also noted that the Creusot cranes would not be suitable for dockside use, even in the unlikely event that a person seeking to load or unload a ship would look to the art of steelmaking for a solution.
  • FR-A-2196288 to Conrad-Stork B.V. discloses a method of operating a crane, the method comprising moving goods or commodities in a plurality of loads, wherein: each load is carried by a respective carriage that moves reciprocally with respect to the crane along a respective path to transfer the load and return for a further load; the carriages pass each other as they reciprocate along their respective paths; and at least one carriage changes configuration to avoid collision with another carriage or its load as the carriages pass each other.
  • FR-A-2196288 also discloses a crane adapted to move goods or commodities in a plurality of loads, the crane comprising a plurality of carriages each moveable reciprocally with respect to the crane along a respective path to transfer a load and return for a further load, the carriages passing each other as they reciprocate along their respective paths; and means for changing the configuration of at least one carriage to avoid collision with another carriage or its load as the carriages pass each other.
  • the present invention is characterised in that the change of configuration to avoid collision involves one carriage passing within another carriage.
  • the method of the invention is applied to loading and/or unloading a cargo carrying means such as a ship and so comprises moving cargo in a plurality of loads.
  • the invention also resides in optional features defined in the sub-claims.
  • a gantry crane 14 comprises an elevated elongate jib or gantry 15 that extends horizontally in cantilevered fashion from a support offset towards one end.
  • the support comprises two pairs of legs 16, the legs of each pair splaying apart towards the ground for stability.
  • the gantry 15 is a framework box section of tubular steel elements for strength and lightness.
  • the gantry supports an upper pair of rails 17 and a lower pair of rails 18 that respectively define upper and lower tracks in tiered relation.
  • Each track supports and is spanned by a respective trolley, the upper track having a relatively wide upper trolley 19 thereon and the lower track having a relatively narrower lower trolley 20 thereon.
  • Each trolley 19, 20 supports a respective pair of wires 21 which converge downwardly from sheaves 22 to tackles 23 and 24 respectively.
  • the tracks and trolleys 19, 20 are so arranged that the lower track and trolley 20 can pass within the wires 21 that depend from the upper trolley 19, in a nested relationship. As shown in Figures 1 and 3, it is also necessary for the tackle 23 to be lifted above tackle 24 to an extent that permits any load hanging from tackle 23 to clear tackle 24 and its associated wires. However, there is no need to remove a load from either tackle 23, 24 as the trolleys 19, 20 pass each other.
  • Safety is, of course, paramount in any crane system.
  • the primary safety issue to be considered in practice of the present invention is the risk of a collision between loads, tackles and wires as the tackles move in relation to one another. This can be avoided by electromechanical sensors and cut-outs, microprocessor controlled brakes or other logical switching to the same effect.
  • these safety measures can be used to create a 'collision prevention zone' shown in dashed lines to ensure that the tackle 23 and any load supported thereby are progressively lifted by the lower trolley 20 as they reach a minimum separation on approaching tackle 24, so that the tackle 23 is at all times high enough to avoid collision; and if this is not so, the abovementioned safety measures should correct the situation or stop movement of whichever trolley 19, 20 is moving.
  • Figure 4 shows the trolleys 19, 20 passing each other and also shows how the box structure of the gantry 15 itself can define the rails 17, 18.
  • the rails 17, 18 are four parallel longitudinal members connected at their ends by transverse members 25.
  • the legs 16 are attached to the upper rails 17 which are also the outer rails as seen in Figure 4.
  • an alternative embodiment of the invention employs an inner trolley 26 running on an inner pair of rails 27 that define an inner track akin to the lower track of Figures 2 and 3.
  • pairs of crabs move in rigid conformity with each other. This could be achieved, for example, by the use of synchronous electric drive motors controlled by microprocessors. It would also be possible for one crab 28 to convey positional information to the other crab 28, for example by transmitting infra-red signals to the other crab 28 which can be interpreted and used to synchronise the movement of the other crab 28. Other electromechanical devices could be used to achieve the same effect.
  • FIG 6 a further embodiment of the invention corresponds broadly to the tiered and nested embodiment of Figures 1 to 4 and again like numerals are used for like parts.
  • This embodiment is adapted for use with unitised items of standard dimensions such as containers of 12.19 metres (40 feet) in length.
  • the tackle commonly has to be lowered into spaces between neighbouring stacked containers on into cellguides in the hold, only as wide as a container itself.
  • the upper/outer trolley 32 needs to be wider than 12.19 metres (40 feet) if its wires are to clear the lower/inner trolley 30; but the tackle 33 of the upper/outer trolley 32 has to be brought down to a maximum width of 12.19 metres (40 feet) if it is to reach between the neighbouring containers 34 and lock onto another container 35.
  • a wire collector frame 36 is suspended by wires 37 below the point where the narrower lower/inner trolley 30 will clear its lift through the wider tackle 33.
  • the aforementioned safety measures can be made more active by providing for automatic control of the path taken by the tackles and hence by any loads that they support.
  • This motion could be pre-programmed according to a memorised and possibly standardised pattern of movements appropriate to the loads in question, and/or could be controlled by sensors that monitor the clearance between passing tackles, wires and loads and so enable a microprocessor to determine a safe path.
  • the cranes of the invention can also be driven manually, in which case a driver's cab could be attached to or otherwise associated with each respective trolley or crab so as to follow the movement of the respective tackle. If clearances are critical, as may be the case with unitised lifts for example, the cabs could be separate from the trolleys or crabs and could run on further tracks that are independent of the tracks on which the trolleys move. In this case, it would be advantageous to synchronise the movement of a cab to the trolley that the cab commands.
  • the means for synchronising cab movement could, for example, be as set out above in relation to the embodiment of Figure 5 for synchronising the movement of the crabs 28.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ship Loading And Unloading (AREA)
  • Carriers, Traveling Bodies, And Overhead Traveling Cranes (AREA)

Claims (41)

  1. Verfahren des Betriebes eines Kranes (14), wobei das Verfahren das Bewegen von Gütern bzw. Waren in einer Vielzahl von Lasten umfasst, in welchem: jede Last von einem jeweiligen Wagen befördert wird, der sich hin und her bezüglich des Kranes (14) entlang einer jeweiligen Bahn bewegt, um die Last weiterzugeben und für eine weitere Last zurückzukehren; die Wagen aneinander vorbeilaufen, wenn sie sich entlang ihrer jeweiligen Bahnen hin- und herbewegen; und mindestens ein Wagen die Anordnung ändert, um die Kollision mit dem anderen Wagen bzw. seiner Last zu vermeiden, wenn die Wagen aneinander vorbeilaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Anordnung, um die Kollision zu vermeiden, einen Wagen einschließt, der innerhalb des anderen Wagens vorbeiläuft.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem jeder Wagen eine Fahrwinde, Aufhängevorrichtungen für das Aufhängen einer Last von der Winde und Lasteingriffsvorrichtungen für das Eingreifen einer Last umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, in welchem die Lasteingriffsvorrichtungen ein Hebezeug (23, 24), ein Greifer bzw. Vorrichtungen für das Eingreifen eines Containers sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, in welchem sich die Aufhängevorrichtungen in der Länge ändern, um die Anordnung eines Wagens zu verändern.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, in welchem sich die Anordnung eines Wagens während der Kollisionsvermeidung durch die Aufhängevorrichtungen durch Heben bzw. Senken der Lasteingriffsvorrichtungen ändert.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, in welchem die Aufhängevorrichtungen einen ersten und einen zweiten Strang umfassen, einen auf jeder Seite der Lasteingriffsvorrichtungen, und beide Stränge zusammen verlängert bzw. verkürzt werden, um die Last zu heben bzw. zu senken.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, in welchem der Wagen die Anordnung während der Kollisionsvermeidung ändert, wenn die Aufhängevorrichtungen die Lasteingriffsvorrichtungen quer bezüglich der üblichen Fahrtrichtung des Wagens bewegen.
  8. Verfahren nach jedem vorangegangenen Anspruch, in welchem sich die Wagen unabhängig voneinander bewegen.
  9. Verfahren nach jedem vorangegangenen Anspruch, in welchem sich die Wagen in einem Bewegungsbereich hin- und herbewegen, der im Wesentlichen größer als die Lasten ist, die befördert werden.
  10. Verfahren nach jedem vorangegangenen Anspruch, in welchem die Anordnung der Wagen zur Kollisionsvermeidung unter automatischer Steuerung ist, und die Anordnung einem gespeicherten vordefinierten Muster folgt, wenn sich die Wagen hin- und herbewegen.
  11. Verfahren nach jedem vorangegangenen Anspruch, in welchem die Steuerung der Anordnung der Wagen zur Kollisionsvermeidung automatisch die Überwachung des Zwischenraumes zwischen den vorbeilaufenden Wagen umfasst, einschließlich aller Lasten, die sie befördern.
  12. Verfahren nach jedem vorangegangenen Anspruch, in welchem die Lasten von ihren jeweiligen Wagen durch den ganzen Bewegungsbereich der Wagen befördert werden.
  13. Kran (14), der geeignet ist, um Güter bzw. Waren in einer Vielzahl von Lasten zu transportieren, wobei der Kran (14) umfasst eine Vielzahl von Wagen, von denen jeder hin und her bezüglich des Kranes (14) entlang einer jeweiligen Bahn bewegbar ist, um eine Last weiterzugeben und für eine weitere Last zurückzukehren, wobei die Wagen aneinander vorbeilaufen, wenn sie sich entlang ihrer jeweiligen Bahnen hin- und herbewegen; und Vorrichtungen zur Änderung der Anordnung von mindestens einem Wagen, um die Kollision mit dem anderen Wagen bzw. seiner Last zu vermeiden, wenn die Wagen aneinander vorbeilaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Anordnung, um die Kollision zu vermeiden, einen Wagen einschließt, der innerhalb des anderen Wagens vorbeiläuft.
  14. Kran (14) nach Anspruch 13, in welchem jeder Wagen eine Fahrwinde, Aufhängevorrichtungen für das Aufhängen einer Last von der Winde und Lasteingriffsvorrichtungen für das Eingreifen einer Last umfasst.
  15. Kran (14) nach Anspruch 14, der Vorrichtungen zur Änderung der Länge der Aufhängevorrichtungen einschließt, um die Anordnung eines Wagens zu ändern.
  16. Kran (14) nach Anspruch 15, in welchem die Aufhängevorrichtungen einen ersten und einen zweiten Strang umfassen, einen auf jeder Seite der Lasteingriffsvorrichtungen.
  17. Kran (14) nach Anspruch 16, der Vorrichtungen zur Änderung der Länge des ersten und des zweiten Stranges übereinstimmend mit einem anderen umfasst.
  18. Kran (14) nach Anspruch 16, der Vorrichtungen zur Änderung der relativen Längen des ersten und des zweiten Stranges umfasst.
  19. Kran (14) nach jedem der Ansprüche 13 bis 18, in welchem die Lasteingriffsvorrichtungen ein Hebezeug (23, 24), ein Greifer bzw. Vorrichtungen für das Eingreifen eines Containers sind.
  20. Kran (14) nach jedem der Ansprüche 13 bis 19, in welchem die Wagen entlang der jeweiligen Bahnen bewegbar sind, die in verschachtelter Beziehung sind.
  21. Kran (14) nach Anspruch 20, in welchem die Wagen entlang der jeweiligen Bahnen bewegbar sind, die in etagenförmiger Beziehung sind.
  22. Kran (14) nach jedem der Ansprüche 13 bis 21, der Vorrichtungen zur Kollisionsvermeidung unter automatischer Steuerung umfasst, die mit Speichervorrichtungen zur Speicherung eines vordefinierten Musters der Wagenanordnung verbunden sind.
  23. Kran (14) nach jedem der Ansprüche 13 bis 22, der automatische Überwachungsvorrichtungen zur Überwachung des Zwischenraumes zwischen den vorbeilaufenden Wagen umfasst, einschließlich aller Lasten, die sie befördern.
  24. Kran (14) nach jedem der Ansprüche 13 bis 23, der Kollisionsverhütungsvorrichtungen umfasst, die geeignet sind, um sicherzustellen, dass die Anordnung eines Wagens geändert wird, um die Kollision zu vermeiden, wenn dieser Wagen einen Mindestabstand von dem anderen herannahenden Wagen erreicht.
  25. Kran (14) nach jedem der Ansprüche 13 bis 24, der einen obenliegenden verlängerten Ausleger bzw. Portal (15) umfasst, das sich horizontal in freitragender Form von einem Stützgerüst erstreckt, das zu einem Ende hin versetzt ist.
  26. Kran (14) nach Anspruch 25, in welchem der Ausleger bzw. das Portal (15) eine Rahmenkonstruktion aus Konstruktionselementen ist, einschließlich der oberen (17) und der unteren (18) Schiene, wobei die Schienen die obere und untere Bahn definieren, die in etagenförmiger Beziehung angeordnet sind, und ein Wagen entlang jeder jeweiligen Bahn bewegbar ist.
  27. Kran (14) nach Anspruch 25 oder Anspruch 26, in welchem die Schienen parallele Längsteile sind, die an ihren Enden durch Querteile (25) verbunden sind.
  28. Kran (14) nach jedem der Ansprüche 25 bis 27, in welchem das Gerüst an den Schienen befestigt ist, die äußerst angeordnet sind.
  29. Kran (14) nach jedem der Ansprüche 13 bis 28, in welchem die Bahnen abstützen und jede überspannt ist von einer jeweiligen Fahrwinde, einer oberen Bahn, welche eine relativ breite obere Krankatze (19) darauf aufweist, und einer unteren Bahn, welche eine relativ schmale untere Krankatze (20) darauf aufweist.
  30. Kran (14) nach Anspruch 29, in welchem die untere Bahn und die untere Winde innerhalb der Aufhängevorrichtungen vorbeilaufen, die von der oberen Winde abhängen.
  31. Kran (14) nach jedem der Ansprüche 13 bis 30, der ein Paar von Laufkatzen (28) umfasst, die auf einem Paar äußerer Schienen, die außerhalb angeordnet sind, und jeweils einer Seite einer inneren Bahn laufen, wobei jede Laufkatze (28) auf einer jeweiligen äußeren Schiene läuft.
  32. Kran (14) nach Anspruch 31, der Vorrichtungen zum Bewegen der Laufkatzen (28) in Übereinstimmung zueinander umfasst.
  33. Kran (14) nach Anspruch 31 oder Anspruch 32, in welchem die innere Bahn mindestens eine Schiene einschließt, die von oben in jedem bzw. allen Punkten entlang ihrer Arbeitslänge abgestützt ist.
  34. Kran (14) nach jedem der Ansprüche 13 bis 33, der für den Einsatz mit vereinheitlichten Elementen von Standardabmessungen geeignet ist.
  35. Kran (14) nach Anspruch 34, in welchem die vereinheitlichten Elemente Regel-Container sind.
  36. Kran (14) nach Anspruch 35, in welchem die Lasteingriffsvorrichtungen zum Herablassen in den Raum zwischen benachbarten gestapelten Containern bzw. Zellgängen fähig sind, der im wesentlichen so breit wie ein Container selbst ist.
  37. Kran (14) nach Anspruch 36, in welchem eine Reduziervorrichtung auf Aufhängevorrichtungen arbeitet, die die Lasteingriffsvorrichtungen aufhängt.
  38. Kran (14) nach jedem der Ansprüche 13 bis 37, der eine Kabine des Fahrers umfasst, die befestigt ist an bzw. anders mit jedem jeweiligen Wagen verbunden ist, um der Bewegung dieses Wagens zu folgen.
  39. Kran (14) nach Anspruch 38, in welchem die Kabinen von den Wagen getrennt sind, und auf vorgesehenen Bahnen laufen.
  40. Kran (14) nach Anspruch 39, der Vorrichtungen zum Synchronisieren der Bewegung einer Kabine mit der Bewegung eines Wagens umfasst, der von der Kabine gesteuert wird.
  41. Kran (14) nach jedem der Ansprüche 13 bis 40, der drei oder mehr Hebezeuge umfasst, die in einer verschachtelten Anordnung arbeiten.
EP98900567A 1997-01-14 1998-01-12 Kran Expired - Lifetime EP0952955B1 (de)

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GB9700637A GB2321047A (en) 1997-01-14 1997-01-14 Multiple Action Gantry Crane
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EP0952955A1 EP0952955A1 (de) 1999-11-03
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ID=10805936

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AU (1) AU5566798A (de)
DE (1) DE69810075T2 (de)
GB (1) GB2321047A (de)
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