用于向海运集装箱装载细长的重型产品或一排重型产品的装置和方法与流程

本发明涉及用于经由海运集装箱的开口的前侧向所述海运集装箱装载细长的重型产品或一排重型产品的装置。在本发明的范围内，涉及具有至少1000kg的重量的产品的装载或具有总计至少1000kg的总重量的多排产品的装载。

背景技术：

通常已知的是在由水路运输散装货物时使用海运集装箱，但也由公路或由铁路运输。标准尺寸的海运集装箱的使用使得可以有效运输。使用集装箱提升机(也被称为“跨运车”)，该跨运车能借助于扭锁在其角落接合海运集装箱且移动海运集装箱越过码头。在海运集装箱中，运送者还对运输重型细长产品感兴趣，重型细长产品例如铝板、钢板或装满散装货物的袋子。如果真的发生的话，向海运集装箱装载这种产品以及随后在目的地卸载海运集装箱构成了现实问题，然而，这就是为什么这种产品在实践中几乎不在海运集装箱中运输的原因。不过，在运送者选择这种可能性的那些情况下，他们面对的问题是必须能够向海运集装箱装载重型货物。在实际中，通常这导致不安全的状况。本发明的目的是提供一种解决方案，该解决方案可以通过海运集装箱的开口的前侧以快速且安全的方式向海运集装箱装载细长的重型产品或一排重型产品。为了实现此目的，本发明提供了一种包括能够在移动方向上移动的车辆的装置，所述车辆包括框架，在所述移动方向上看，所述框架的至少一部分具有至少大体上倒置的U形横截面，所述U形横截面部分地由所述框架的至少两个相对的直立腿部构件形成，所述装置还包括：设置有多个接合元件的接合单元，所述接合单元用于接合所述产品或所述一排产品的上侧；移动部件，所述移动部件用于相对于所述框架在两个所述直立腿部构件之间上下移动所述接合单元，其中，所述接合单元包括子框架，所述子框架设置有细长的提升臂，所述提升臂至少基本上水平地延伸且具有在所述移动方向上定向的自由端，在所述提升臂的下侧，在所述提升臂的至少一部分长度上，以在所述提升臂的纵向方向上延伸的至少一个排，设置多个接合元件。将水平的提升臂与在其下侧上设置的多个接合元件一起使用，可以借助于多个接合元件接合重型产品，无论该重型产品是否成排设置，且随后利用所述自由端将所述臂和从其多个接合元件悬挂的所述产品或所述一排产品插入到海运集装箱的开口的前侧，以便因此以安全方式装载海运集装箱。

另外，注意到，美国公开No.US3433459公开了一种用于操控喷射发动机的移动式升吊机。此升吊机不适用于通过海运集装箱的开口的前侧向海运集装箱装载细长的重型产品或一排重型产品。

技术实现要素：

如果接合单元还包括细长的基础臂，所述基础臂至少大体上水平地且在所述提升臂上方延伸，该基础臂和提升臂是互连的，则获得了结构上有利的实施方式。

如果提升臂和基础臂被连接在提升臂的纵向位置，使得所述多个接合元件被设置在讨论中的所述纵向位置和提升臂的所述自由端之间，则至少在提升臂的设置有接合元件的长度可以被保持通畅，以用于插入集装箱。

如果在垂直于移动方向的水平方向上看，基础臂和提升臂以及基础臂和提升臂之间的连接部至少大体上限定C形，那么通常是有结构的优点的。在此情况下，C形的上水平部通过基础臂限定，C形的下水平部通过提升臂限定，且C形的直立部分通过连接部限定。

为了补偿一方面待装载的细长的重型产品或待装载的所述一排重型产品和另一方面海运集装箱相对于彼此的可能的轻微倾斜位置，如果提升臂相对于框架能够围绕着垂直于移动方向延伸的水平枢轴销枢转，则可以是有利的，在这种情况下，如果使用根据本发明先前讨论的可能实施方式的基础臂，如果基础臂和提升臂能够互连地围绕枢轴销枢转，可以从结构视角来说是有利的，在这种情况下，如果从提升臂的自由端看，提升臂延伸超过枢轴销，且接合单元包括在所述提升臂的延伸超过枢轴销的部分和所述基础臂之间作用的致动器，用于使提升臂相对于基础臂围绕着枢轴销枢转，可以进一步是有利的。提升臂围绕着枢轴销的枢转可以通过适当控制致动器以简单的方式实现。

特别地，如果所述多个接合元件以规则图案设置，则可实现所述多个接合元件的均匀接合，其结果是，所述多个接合元件也将被均匀地装载。

考虑到实现结构简单性，如果所述多个接合元件以单排设置，可以进一步是有利的。

为了避免装置由产品或一排产品施加的负载导致的不希望的变形的风险，如果所述两个直立腿部构件设置有导向元件且所述子框架设置有导向构件，所述导向元件和所述导向构件被配置用于在接合单元上下移动期间导向配合，则是优选的。因此，(装载的)提升臂的上下移动能以非常稳定的方式发生。

根据非常有利的实施方式，所述多个接合元件包括配置成利用真空接合所述重型产品或所述一排重型产品的多个吸力元件。

为了能够在一定程度上将其自身定向到所述重型产品或所述一排重型产品，尤其在接合所述重型产品或所述一排重型产品时，该多个吸力元件优选地从多个柔性的细长的牵引元件悬挂，该牵引元件反过来从所述提升臂悬挂。例如，所述多个柔性的牵引元件可有利地被配置为多个链条。

如果每个吸力元件从在提升臂的相对侧的牵引元件悬挂，则能够获得吸力元件的稳定悬挂。

悬挂的稳定性能够被提高，是因为至少一些牵引元件相对于彼此成角度地延伸，吸力元件通过该牵引元件被悬挂。因此，能够抑制吸力元件振动的趋势。

为了促进在吸力元件上实现均匀负载，如果吸力元件通过弹性元件连接到提升臂，则可以是有利的。在实践中，可能发生的是，并非所有的吸力元件以相同的程度装载，例如由于产品的下垂或提升臂的下垂或单纯因为产品不完全是直的。弹性部件的使用可以部分地减轻在相对重装载的吸盘上的负载，以便在各种吸力元件上的负载将仍保持均匀。

如果所述多个牵引元件从多个支架元件悬挂，该支架元件通过弹性元件被连接到提升臂，则获得了结构性有利的实施方式。例如，所述多个支架元件可相对于提升臂侧向地延伸。

本发明不限制于其接合元件是吸力元件的装置。根据待装载的产品或待装载的一排产品的性质，例如，如果所述多个接合元件包括多个钩元件或多个夹持元件或如果接合元件包括磁体，也可以是有利的。特别地，如果使用了磁体，非常可能的是，使用上述讨论的涉及使用还具有磁体的吸力元件的优选实施方式。

本发明还涉及一种用于使用根据本发明的装置，经由海运集装箱的开口的前侧向所述海运集装箱装载细长的重型产品或一排重型产品的方法，该方法包括如下步骤：

A：将所述细长的重型产品或所述一排重型产品和所述多个接合元件相对于彼此定位，使得所述多个接合元件中的至少一些接合元件被定位在所述重型产品或所述一排重型产品的正上方；

C：所述多个接合元件接合所述细长的重型产品或所述一排重型产品；

D：所述装置提升所述多个接合元件，包括提升由所述多个接合元件接合的所述细长的重型产品或由所述多个接合元件接合的所述一排重型产品，使得所述提升臂、所述多个接合元件和由所述多个接合元件接合的所述细长的重型产品或由所述多个接合元件接合的所述一排重型产品在所述海运集装箱的高度内延伸；

E：在所述海运集装箱的所述纵向方向上的第一移动方向上移动所述车辆，其中，所述提升臂的所述自由端指向所述海运集装箱中的所述开口，使得所述提升臂、所述多个接合元件、以及由所述多个接合元件接合的所述细长的重型产品或由所述多个接合元件接合的所述一排重型产品通过所述开口被移入所述海运集装箱，至少直到由所述多个接合元件接合的所述细长的重型产品或由所述多个接合元件接合的所述一排重型产品被整个位于所述海运集装箱内；

F：所述装置降低所述多个接合元件，包括降低由所述多个接合元件接合的所述细长的重型产品或由所述多个接合元件接合的所述一排重型产品，直到由所述多个接合元件接合的所述细长的重型产品或由所述接合元件接合的所述一排重型产品被支撑在所述海运集装箱中的支撑表面上；

G：通过所述多个接合元件释放所述重型产品或所述一排重型产品的所述接合；

H：在所述海运集装箱的所述纵向方向上的与所述第一移动方向反向的第二移动方向上移动所述车辆，至少直到所述提升臂完全延伸在所述海运集装箱的外部。

如果该方法包括在步骤A和C之间待执行的以下步骤，则可以获得该方法的有效实施方式：

B：所述装置降低所述多个接合元件，以用于使所述重型产品或所述一排重型产品在所述接合元件的触及范围内的目的。

如果通过移动部件在步骤B的架构内向下移动所述接合单元，直到接合部件能够接合细长的重型产品或一排重型产品和/或如果通过所述移动部件在步骤D的架构内向上移动所述接合单元，包括向上移动由接合元件接合的所述细长的重型产品或由接合元件接合的所述一排重型产品和/或如果通过所述移动部件在步骤F的架构内向下移动所述接合单元，包括向下移动由接合元件接合的所述细长的重型产品或由接合元件接合的所述一排重型产品，可以获得类似类型的优点。

在步骤A期间，有利地，使车辆移动，使得所述重型产品或所述一排重型产品将被定位在所述两个直立腿部之间或至少其延伸之间。以这种方法，在所述重型产品或所述一排重型产品的提升期间，获得稳定情况。

如果在步骤C期间，所述多个接合元件在所述细长的重型产品的或所述一排重型产品的上侧，接合所述细长的重型产品或所述一排重型产品，也可以是非常有利的。以这种方式，除了所述重型产品或所述一排重型产品之外，没有空间被接合所述重型产品或所述一排重型产品所需要的部件占据。重要的是在该上下文中意识到，在海运集装箱中的空间是有限的且一些产品必须在装载海运集装箱期间在海运集装箱中用非常小的间隙调动。

在步骤E期间在海运集装箱的实际装载过程中，通过在步骤E期间使所述车辆移动使得，使得海运集装箱将被定位在两个直立立柱之间，则增大装置的稳定性。

如果使用以下这样的装置，该装置的接合单元包括至少大体上水平地延伸且在该提升臂上方的细长基础臂，获得类似的优点，其中基础臂和提升臂是互连的，其中基础臂在步骤F期间在海运集装箱的上方延伸。

如果产品是铝板，获得根据本发明的方法的非常合适的应用，其中还优选地使用以下这样的装置，该装置的多个接合元件是吸力元件，其中在步骤C期间，该板通过多个吸力元件接合。

如果所述一排产品是一排袋子，每个袋子具有至少1立方米的体积，所述袋子装满散装货物，获得根据本发明的方法的另一合适的应用，其中还优选地使用以下这样的装置，该装置的多个接合元件包括多个钩元件或多个夹持元件，其中在步骤C期间，所述袋子通过所述多个钩元件或所述多个夹持元件接合。

如果产品是钢板，获得根据本发明的方法的另一合适的应用，其中，还优选地使用以下这样的装置，该装置的多个接合元件包括多个磁体，其中在步骤C期间，该钢板通过所述多个磁体接合。

一般地，可以阐明的是，本发明可被合适的应用，特别是如果所述产品或所述一排产品具有至少1000kg的重量、优选地至少5000kg的重量。

本发明还涉及一种用于使用根据本发明的装置从海运集装箱经由所述开口的前侧卸载所装载的细长的重型产品或一排重型产品的方法，包括如下步骤：

K：在所述海运集装箱的所述纵向方向上的第一移动方向上移动所述车辆，其中，所述提升臂的所述自由端指向所述海运集装箱中的所述开口，使得所述提升臂和所述多个接合元件通过在所述海运集装箱中的所述开口被移入所述海运集装箱，至少直到所述多个接合元件位于所述重型产品或所述一排重型产品的正上方；

L：所述多个接合元件接合所述一排重型产品的所述重型产品；

M：所述装置提升在所述海运集装箱中的由所述多个接合元件接合的所述重型产品或由所述多个接合元件接合的所述一排重型产品；

N：在所述海运集装箱的所述纵向方向上的与所述第一移动方向反向的第二移动方向上移动所述车辆，至少直到所述提升臂整个延伸在所述海运集装箱的外部；

O：通过所述多个接合元件，释放所述重型产品或所述一排重型产品的所述接合。

附图说明

现将借助于本发明的可能的实施方式、且并不解释为限制的描述，将更加详细地解释本发明，其中，参考下述附图：

图1是根据本发明的装置的等距视图；

图2是图1的装置的主视图；

图3是图1的装置的侧视图；

图4是图1的装置的提升臂的仰视图；

图5a-图5f和图6是示出在向集装箱装载细长的重型产品的过程中，图1的装置的使用的七个连续阶段的等距视图；

图7是图6的垂直剖视图；

图8是示出了根据本发明的装置的提升臂的自由端的等距视图；

图9是根据本发明的具有由此接合的重型产品的装置的主视图；

图10a和图10b是示出了包含四个相关联的吸盘的提升臂的两种情况的侧视图；

图11是示出与在图5f中示出的情况可比较、但在该情况下具有枢转的提升臂的情况的垂直纵向剖视图。

具体实施方式

图1、图2和图3为示出根据本发明的装置1的各种视图。装置1可被认为是能够在移动方向2(图3)或在其相反方向上移动的车辆。车辆1可被认为是来源于称为“跨运车”的一种类型的车辆。这些车辆本身是已知的，它们用于例如在码头区域的码头上移动海运集装箱。

车辆1具有带有四个直立腿部4的框架3，这些直立腿部在其上端部通过屋顶结构5互联。在图2的主视图中，腿部4和屋顶结构5限定倒置的U形。腿部4被支撑在平行于移动方向2延伸的两个梁6上。在每个梁6的底侧，设置四个轮7。四个轮中的至少几个轮是可驱动的且四个轮中的至少几个轮是可转向的。移动方向2是当(可转向的)轮在中间位置时车辆1移动所沿着的该前进方向。缓冲器主体8设置在梁6的端部。在框架3的前侧，车辆1包括连接到框架3的工作室9，从工作室，车辆1可被操纵和控制。车辆1的转向和控制还可通过远程控制发生，例如从地面或半自动地或甚至全自动地发生。在其中一个梁6上，设置用于驱动车辆1的柴油发电机10，包括其各种部件。

车辆1还包括接合单元11，该接合单元设置在框架3的上述U形的腿部之间。该接合单元11包括具有提升臂、基础臂和在提升臂12与基础臂13之间的连接部14的子框架。该提升臂12是具有在移动方向2上定向的自由端15的细长复合梁。基础臂13是框架构造，其从提升装置悬挂。该基础臂13在图中不完全地示出，在这个意义上，该基础臂还在框架3的前侧尤其在工作室9下面延伸且在未示出的部分上设置配重。

上述接合单元11的连接部14包括在提升臂12和基础臂13之间的水平枢轴销31，此枢轴销垂直于移动方向2延伸。在提升臂12的与自由端15相对的端部，设置在提升臂12和基础臂13之间作用的液压缸32。提升臂12可通过液压缸32的合适的驱动而围绕枢轴销31向上或向下枢转，因此达到图11中示出的情况，其中提升臂12具有相对于水平线的锐角。上述提升臂12相对于基础臂13的枢转可以是有用的，例如用于补偿提升臂32的偏转。

上述用于接合单元11的提升装置在用于线缆卷筒的竖向驱动单元17上包括两个线缆卷筒16。从线缆卷筒16，线缆(未示出)直线地延伸直到屋顶结构5，在该屋顶结构处，它们通向各个位置，所述各个位置一起限定在基础臂13的正上方的矩形。从所述位置，线缆直线地向下延伸，在滑轮18上通过180°，且随后再次接合屋顶结构5。该滑轮18可旋转地连接到两个横梁19，该横梁分别在两个腿部4之间延伸。所述横梁19在它们的端部设置有两个导向构件20，所述导向构件能够导向与腿部4上的导向元件(未示出)的配合。该基础臂13从两个横梁19经由四个链条30悬挂，该链条可替选地还被配置为拉杆。每个拉杆30的上端部可枢转地连接到两个横梁19中的一者，且下端部连接到基础臂13。从上述描述中，可理解的是，线缆卷筒16的驱动将引起接合单元11向上或向下移动。该提升装置还包括两个汽缸33，每个汽缸垂直于移动方向2作用在横梁19中的一者和基础臂13之间。例如，如图9所述，两个线缆卷筒16、两个汽缸33以及汽缸32的合适的驱动使得可以在相对于框架3的各个方向上倾斜地定向基础臂13、以及因此作为整体的接合单元11。

接合单元11还包括八个吸盘21，该八个吸盘在提升臂12下面以单排设置。该吸盘21在一起紧密地间隔开。该排在自由端15处开始并从该自由端处沿着与移动方向相反的方向延伸。该排的总长度是大约10.5m，其相应于可通过装置装载到海运集装箱中的重型产品或成排重型产品的最大长度。在此具体示例中，矩形形状的各个吸盘的长度大约1.25m，同时宽度大约1.10m。该吸盘间隔开大约30mm(图4)。例如，在本发明的范围内，当然还可以使用具有不同形状和/或不同尺寸的吸盘和/或使用两个平行排的吸盘。

如图8中清晰可见的，每个吸盘21从提升臂12悬挂，使得在一方面吸盘21和另一方面提升臂12之间的连接可以被表征为略微柔性的。该吸盘21的每一者具有在吸盘21的上侧的钢板21。在每个钢板的下侧，设置橡胶的或至少橡胶材料的柔性边缘39，柔性边缘39限定吸盘21的上述尺寸。该钢板22比提升臂12宽且在提升臂12的每一侧上配置有两个突出部23。该吸盘21从支架24经由链条27悬挂。为此目的，每个支架24设置有两个附接点25、26。该链条27从每个突出部23的端部延伸到每个接合点25、26。因此，四个链条设置在提升臂12的每侧上用于每个吸盘21。总之，因此每个吸盘21从八个链条27悬挂。吸盘的该悬挂方式实现了吸盘21相对于提升臂12可以仅有限的水平移动。

每个支架24支撑在四个弹性元件28的四个活塞部件的上端部上。该弹性元件28的汽缸部件被固定地连接到安装臂29，该安装臂从提升臂12侧向地延伸并被刚性地连接到提升臂。在每个安装臂29上设置两个弹性元件。因此，对于每个吸盘21，设置四个安装臂29和八个弹性元件28。吸盘21的上述悬挂的操作将在本文中随后参考附图10a和图10b描述。

阀门块35在提升臂12上设置在连接部14和液压缸32之间。从阀门块35，真空管线通过提升臂12的内部或者沿着提升臂12的外侧延伸到吸盘21，更具体地延伸到在吸盘21的钢板22的上侧设置的连接点。通过阀门块35，吸盘21被连接到真空源(未示出)。包括阀门块35的真空系统被配置使得真空系统的单一部件的故障无法导致真空在所有的吸盘21上消失。

在下文中描述了，依照根据本发明的方法，如前文所描述的装置1可用于装载海运集装箱51、更具体地在此示例中具有40英尺的长度、具有相对重的细长产品52的海运集装箱的方式。海运集装箱51在面向车辆1的前侧打开且在该侧上设置有开口50。例如，产品52是所谓的铝板。这些产品52具有在大约7500kg和30000kg之间的重量，例如在4.2m和11m之间的长度，在1.15m和2.20m之间的宽度以及通常大约60cm的厚度。

在初始阶段期间，板52已被定位成与海运集装箱51至少基本上排成直线。该车辆1以以下这样的方式移动：其在板52的远离海运集装箱51的该侧上，也被定位成与板52和海运集装箱51排成直线，其中，移动方向朝向海运集装箱51(图5a)。随后，板52和海运集装箱51相对于车辆1的相对位置分别地通过激光束53和54确定(图5b、图5c)。图中未示出激光束的源。

然后，移动车辆1使得吸盘21被定位在板52的正上方(图5d)。除了已经通过激光束52、54获得的信息之外，在该操作期间，还可以使用存在于工作室9中的照相机。该板52被定位在车辆1的腿部4(或至少其延伸部)之间。

在下一个阶段期间，接合单元11通过提升装置下降，直到吸盘21、更具体地其柔性的周缘39被支撑在板52上。因此，链条27是松弛的(图5e)。然后激活真空系统，其结果是吸盘21通过吸力接合板52的上侧。在此示例中，用于每个吸盘21的提升能力是至少大约5000kg。随后，提升装置再次提升接合单元11，其中，使板52移动离开支撑该板52的地面。在所述提升期间，链条21再次拉紧(图5f)。

如果从通过激光束53、54进行的测量已经出现，板52的纵向方向与海运集装箱51的纵向方向具有一角度(锐角)，车辆1可以从图5c中示出的情况移动(通过一些转向)，使得移动方向2平行于板52的纵向方向延伸。可替选地，还可以将车辆1移动到板52的上方的位置，从而使得移动方向2平行于海运集装箱51延伸(且如果可能的话，与海运集装箱共线)。随后，接合单元11可通过汽缸33合适的驱动而相对于框架3倾斜地定位、但在板52正上方，使得提升臂12平行于板52延伸。在接合且已提升板52之后，接合单元11可通过汽缸合适的驱动而再次被移动到中间位置。在该中间位置，提升臂12平行于移动方向2延伸。

在所述提升期间，具有的风险是：不是所有的吸盘21以相同的程度被装载。这反过来涉及以下风险：在特定的吸盘21上的负载积累得高于所讨论的吸盘21的能力。此风险可例如由板52(的上侧)不水平、板52偏转或提升臂12偏转导致。如前所述的，此风险通过吸盘21的悬挂方式、使用弹性元件28降低。参考图10a和图10b。图10a示出理想状态，在该理想状态中，位于位置A-D的所有的吸盘通过重型产品的负载(未示出)被均匀地装载。该负载是如此低，使得没有弹性元件28的(实质的)压缩发生。然而，在图10b示出的示例中，位于位置B的吸盘20被更重地装载。其结果是，与讨论中的吸盘21关联的弹性元件28将压缩，其结果是在该特定吸盘21上的负载将降低。弹性元件28的特征被设计成对于所有的吸盘21保持尽可能相同的负载。在此示例中，弹性元件的最大压缩量是30mm。

车辆1然后朝向海运集装箱51移动。当提升臂12的自由端15被定位成靠近开口50时，车辆1的提升装置将把接合单元11定位在以下这样的高度，使得该提升臂12的上侧被定位成低于海运集装箱51的顶部的内侧的高度且板52的底部被定位成高于在海运集装箱51的底部的上侧的高度。车辆1被定位成使得车辆1的移动方向2和提升臂12(以及因此板52的)的纵向方向二者都平行于海运集装箱51的纵向方向延伸。此外，提升臂12的宽度、板52的宽度以及吸盘21的宽度在海运集装箱51的开口的宽度内延伸。如果车辆1没有相对于海运集装箱51适当地对齐(这可以通过例如激光传感器或照相机确定)，并且这在该情况下将其自身显露出来，因为提升臂12的自由端15没有定位在开口的海运集装箱51的正前方，则可以通过多个汽缸33的(同步的)驱动而相对于框架3侧向地移动接合单元11。

然后，使车辆1在移动方向2上移动，其中，提升臂12、吸盘21和与吸盘21接合的板52通过在海运集装箱51中的开口50被移入海运集装箱51，至少直到板52整个位于海运集装箱内。该海运集装箱51位于腿部4之间。随后，提升装置将降低接合单元11，直到板52被支撑在海运集装箱51的底部，其中链条72再次变得略微松弛且弹性元件28再次占据它们的未装载位置。以这种方式，达到了图6、图7中示出的情况。在最终阶段期间，真空系统被停用，接合单元11被以有限程度提升且车辆1在与移动方向2相反的方向上移动，直到提升臂12已以其整体而移出海运集装箱。

以类似的方式，如果厚度/高度以及重量(海运集装箱51的可允许的最大负载重量)允许的话，还可以在海运集装箱51中堆叠细长的重型产品。基于上述说明，技术人员将意识到使用车辆1通过以大体上相反的顺序实施各个步骤，如何能够再次卸载海运集装箱。

在上述内容中，已经通过基于铝板的说明解释了本发明，但是还可以设想借助于根据本发明的装置装载不同种类的重型细长产品。例如，在通过如上面描述的吸盘或通过磁体(替代吸盘)接合的钢板或细长板的连接中思考这一点。而且，装满散装货物的大袋子可在这点上被考虑，该大袋子被成排地设置且每个大袋子能够通过设置在提升臂下面的挂钩或夹具接合。