DE2352176A1

DE2352176A1 - Anlage zur automatischen handhabung und lagerung von stueckgut

Info

Publication number: DE2352176A1
Application number: DE19732352176
Authority: DE
Inventors: Ryouhei Ishige; Tatsuo Koyama; Yasumasa Ninomiya; Mituo Tamaki
Original assignee: Hitachi Ltd; Japan National Railways
Current assignee: Hitachi Ltd; Japan National Railways
Priority date: 1972-10-18
Filing date: 1973-10-17
Publication date: 1974-05-02
Also published as: JPS4961874A; GB1449488A; DE2352176B2; JPS5211826B2; US3891100A; DE2352176C3

Description

Patentanwälte DIpL 'π-. r. ^r? ^Γ·" Γ.ΤΖ serW
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München 22, Steinsdorfatr. ff

81-21.555P(21.556H) 17. 10. 1973

HITACHI, LTD., Tokio (Japan) JAPANESENATIQNALRAILWAYS, Tokio (Japan)

Anlage zur automatischen Handhabung und Lagerung von Stückgut

Die Erfindung bezieht sich auf die Lagerhaltung von Stückgut und insbesondere auf eine Anlage zum Umschlagen von Frachten, bei welcher das Abladen der betreffenden Güter von einem Zug aus Lastwagen oder Waggons, die in beliebigen Positionen stehen können, und die Überführung dieser Güter zu bestimmten Stellen und umgekehrt vollautomatisch und ohne manuelle Eingriffe ausgeführt werden kann. Obwohl die erfindungsgemäße Anlage nicht auf die Lagerhaltung von Con-

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tainern beschränkt ist, wird sie doch zum besseren Verständnis beispielhaft anhand eines Container-Terminal beschrieben.

In einem derartigen Container-Terminal werden die Container in der Regel von einem Container-Kran bewegt bzw. von den Lastwagen abgehoben. Es ist jedoch bisher noch kein vollautomatisch arbeitender Containerkran sowie auch noch keine vollautomatische Container-Lagerhaltung entwickelt oder vorgeschlagen worden. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß die Container tragenden Waggons nicht genau an vorbestimmten Positionen halten können, weil sie über Kupplungen aneinandergekoppelt sind. Weil nämlich die Kupplungen einen bestimmten Freüheifsgrad in der Fahrrichtung aufweisen müssen, ist die spezifische Halteposition jedes einselnen Lastwagens nicht konstant und differiert von Fall zu Fall, auch wenn der Fahrer des last- oder Güterzuges versucht, das vordere Ende des Zugwagens genau an einem vorbestimmten Funkt anzuhalten.

Ein solcher üacMeil kann vermieden und eine Handhabung der Container ohne jegliche manuelle Steuerung erreicht werden, wenn für jeden Lastwagen eine feste Adresse bzw» Ortsangabe vorgesehen wird. Dieses Verfahren ist jedoch nicht praktikabel, weil an jeden der Lastwagen entsprechende Detektoren vorgesehen werden müßten. Im allgemeinen umfaßt der Betrieb in einem Container-Terminal nicht nur das Abladen von Containern vom Lastwagen, sondern ebenso das Beladen der Lastwagen mit Containern vom Container-Lager platz« Auch wenn daher Detektoren, an jedem der einzelnen Lastwagen vorgesehen werden, wäre dieses Verfahren mangelhaft, v/eil die gewünschte Wech-

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selbeziehung zwischen den Containern auf dem Lagerplatz und den adressierten Lastwagen an der Fahrstrecke des Container-Terminals nicht aufrecht erhalten werden könnte, Aufgrund dieser Schwierigkeiten bei den bisherigen Verfahren kann ohne Übertreibung festgestellt werden, daß ein vollautomatischer Be- und Entladebetrieb bei der Handhabung von Frachten in einen Lagerplatz oder Terminal bis jetzt noch nicht erreicht worden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage zum Umschlag und aur Lagerhaltung für Stückgüter zu schaffen, bei welcher die einzelnen Frachten oder Stückgüter vollautomatisch ohne jegliche Hand-Steuerung gehandhabt werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens eine bestimmte Fahrbahn für einen Lastwagen- oder Güterzug vorgesehen ist, die aus mehreren einzelnen Lastwagen besteht, wobei die die Frachten tragenden Lastwagen in einem bestimmten, begrenzt veränderlichen Abstand voneinander stehen, daß eine Vielzahl von Festpunkten am Boden längs der Bahn in bestimmten Abständen voneinander vorgesehen sind, so daß jeder Festpunkt je einem einzelnen Kraftwagen zugeordnet ist, daß ein Frachtlagerplatz aus einer Vielzahl von Lagerstellen besteht, die längs der Bahn relatif au den Festpunkten angeordnet sind, und daß ein automatischer Kran längs dieser Bahn läuft, der die relative Verschiebung der Festpunkte und die entsprechende der Kraftwagen bestimmt, die Position der Kraftwagen relativ au den Festpunkten feststellt und die Be- und Entladung der betreffenden Stückgüter zwischen den Lastwagen und den Lagerstellen automatisch ausführt,

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Aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung ergeben sich weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Draufsicht auf einen Container-Terminal gemäß der Erfindung,

Fig c 2 einen schematischen Grundriß auf einen Teil der Lagerhaltungs-Anlage ,

Fig. 3 einen Ausschnitt der Anlage längs der Schnittlinie III—III in Fig. 2,

Fig. 4 den Ausschnitt nach Fig. 3 in Richtung der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine vergrößerte Detailansicht in Richtung der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 die Beziehung zwischen einem am Rahmen des automatischen Kranes montierten Detektors und einem am Lastwagen befestigten Gegenelement,

Fig. 7 die Beziehung zwischen einem Detektor und einem Gegenelement sum Anhaltendes Zuges in einem festen Punkt,

Fig. 8 einen vergrößerten Schnitt längs der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 4-.-

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In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines Container-Platzes gemäß der Erfindung in Vogelperspektive, auf dem mehrere Portalkrane 1 (im folgenden als automatische Krane bezeichnet) auf Kranschienen 2 laufen, die auf dem Boden des Platzes verlegt sind, wobei die die Container aufnehmenden Lastwagen 28 auf nur für diese Fahrzeuge eingerichteten Fahrwegen 21 fahren. Ein weiterer Fahrweg 22 verläuft im Spannbereich jedes automatischen Kranes 1, so daß die Container-Lastwagen 28 in diesen Fahrweg 22 einfahren und vom automatischen Kran 1 be- und entladen werden können. Ein erstes und ein zweites Bahngleis 23 und 24 verlaufen im Spannbereich des automatischen Kranes 1 für den Schienentransport von Containern C. Ein erster und ein zweiter Container-Lag erbereich 25 und 26 erstreckt sich längs der Bahnen 23 und 24. Die Container C werden von Güterzügen 27 getragen, die ausschließlich für den Schienentransport der Container C eingesetzt werden. Fahrleitungen 29 liefern die elektrische Energie für den automatischen Kran 1. Eine Antenne 30 dient der Übertragung von automatischen Lade- und Entladesignalen von einem Computer 31 in einem Kontrollgebäude od«, dgl. zum automatischen Kran sowie zur Übertragung von Rücksignalen vom automatischen Kran 1 zum Computer 31. Die Fahrdrähte 29 und die Antenne 30 werden von Masten 32 getragen. Aus dem Übersichtsbild der Fig„ 1 ist ersichtlich, daß der Container-Terminal mehrere Fahrbahngruppen umfaßt, die an den gegenüberliegenden Seiten der Lastzug straßen 21 verlaufen, wobei jede Fahrbahngruppe im Spannbereich des automatischen Kranes verläuft.

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Die Beziehung zwischen Detektoren am automatischen Kran 1, Gegenelementen am Boden und verschiedenen anderen Gegenelementen an den Lastwagen wird mit Bezug auf die Fig. 2 bis 4 beschrieben. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist ein Detektor-Gerät 3 am mittleren Teil des Kran-Quer bäume s des Kranes 1 montiert, und das Krängerüst stützt sich über Auflager 6 auf Laufkatzen 5 ab, die Schienenräder 7 besitzen.

Gemäß Fig. 2 sind Sensor-Gegenelemente 33A und 33B am Boden entlang der Kranbahnen 23 und 24 in bestimmten Abständen voneinander angeordnet, die dem jeweiligen Mittelabstand der gekoppelten Waggons 27A und 27B (27C und 27D) entsprechen, so daß sie Positionen genau gegenüber den Waggons einnehmen. Diese Detektor-Gegenelemente 33A. und 33B sind demnach an festen Punkten zur Bestimmung der Position der entsprechenden Lastwagen angeordnet, die im folgenden, im einzelnen beschrieben wird.

Eine Vielzahl von gegeneinander versetzten Detektorelementen 34X bis 34X sind am oder im Erdboden in geeigneten Stellungen relativ zu dem Gegenelement 33A. eingelassen. Gleiche Elemente sind dem Gegenelement 33B zugeordnet, die jedoch in Fig. 2 nicht eingezeichnet sind. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Detektorelemente 34X bis 34X zur Mitte der entsprechenden Container C ausgerichtet, die auf den entsprechenden Container-Lagerstellen in den Lageribereichen 25 und 26 abgestellt sind. Die jeweiligen Positionen der Container-Lagerstellen in den jeweiligen Bereichen 25 und 26 werden . somit in Abhängigkeit von den Detektorelementen 34X bis 34X fest-

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gelegt. Diese Detektorelemente 34X bis 34X haben eine weiter unten im einzelnen beschriebene Funktion- Ein Detektorelement 35 ist an einem Ende von jedem der Waggons 27A. bis 27D montiert, so daß die Position jedes Waggons bestimmt werden kann. Ein im Boden eingelassener Detektor 36 dient zum Anhalten der Lastwagen 28 in den Festpunkten entsprechenden Stellungen, wobei ein Detektor-Gegenelement 37 am Rahmen jedes der Lastwagen 28 montiert ist (Fig. 7), so daß die Lastwagenposition genau bestimmt ist, wenn das Gegenelement 37 dem Detektor 36 gegenübersteht. Diese Detektor-Gegenelemente 35 und 37 haben im wesentlichen die gleiche Funktion wie die Gegenelemente 34X bis 34X .

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Fig. 5 zeigt im einzelnen den Aufbau des am automatischen Kran montierten Detektorgerätes 3 sowie denjenigen des in den Boden eingelassenen Gegengerätes 33A.. Das Detektorgerät 3 besteht aus einem Detektor-Tragglied 13, welches von einem im mittleren Teil des Kran-Querbaumes 4 befestigten Balken 12 getragen wird, einer Halterung aus unmagnetischem Material am Detektorträger 13, einer Serie vom Detektorelementen 15a Ms 15e in Reihenanordnung am Halter 14, die mit den im Boden verankerten Gegengeräten 33A. und 33B zusammenwirken, sowie aus einem über dem Boden geführten weiteren Detektorelement 16 an der Unterseite der Halterung 14, welches mit den lsa den Boden- eingelassenen Detektor-Gegenelementen 34X. bis 34X_ zbs-

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sammenwirkt. Der Träger 13 stützt sich an seinem unteren Ende einem Rad 17 ab, welches auf der Schiene 2 abrollt»

Die im Baien verankerten Detektor-Gegengeräte 33A und 33B

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sind mit einer Vielzahl von Gegenelementen K an der zu den Detektorelementen 15a bis 15e weisenden Seite versehen, um letztere zu erfassen. Die Anordnung und Ausbildung dieser Gegenelemente K im Detektor-Gegengerät 33A unterscheidet sich von derjenigen in dem Detektor-Gegengerät 33B. Bei dem Detektor-Gegengerät 33B sind diese Elemente K beispielsweise in Positionen angeordnet, die den Detektorelementen 15a, 15c, 15e und 15f gegenüberstehen.

Das an jedem Waggon des Güterzuges 27 befestigte Detektorgegenelement 35 wird automatisch durch ein Detektorgerät 11 erfaßt, welches von einem Arm 10 gehalten wird, der an einem vom Hebezug 8 des Kranes 1 gehaltenen Greifer 9 befestigt ist (Fig. 6). Ein solcher Kran mit einem Greifer und einem daran befestigten Detektorgerät ist im einzelnen in den japanischen Anmeldungen 3 1653/72 und 3 1654/72 vom 31. März 1972 der Anmelderin beschrieben.

Wie in Fig. 8 gezeigt, ist ein Impulsgenerator 18 an einer Halterung 19 befestigt, die vom Fahrbalken 5 des automatischen Krans 1 absteht und deren Schaft an seinem Kranende durch eine Kupplung 20 mit der Achse des Rades 7 verbunden ist. Die Radachse ist in Lagern 7a gelagert.

Im folgenden wird der Umschlagbetrieb im erfindungsgemäßen Container-Terminal der oben beschriebenen Anordnung anhand der Fig. 2 beschrieben:

Es sei beispielsweise vorausgesetzt, daß ein aus einer Vielzahl

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ORIGINAL INSPECTED

von einzelnen Waggons 27A, 27B ..., von denen jeder mehrerer Container in bestimmter Abstands-Zuordnung trägt, bestehender Güterzug in den Container-Umschlagplatz einfährt und an der zweiten Schleppbahn 24 derart angehalten wird, daß das Detektor-Gegenelement 35 des ersten Waggons 27Ά in einer Entfernung von Z^x₁ vom Detektorgegengerät (Fixpunkt) 33A steht. Wie allgemein bekannt, sind die Waggons 27A und 27B miteinander durch eine Kupplung verbunden, wobei der Mittelabstand beider Waggons 27A. und 27B sich in einem bestimmten Bereich ändern kann. Daher ist der Abstand Δ. χ zwischen dem Detektor-Gegenelement 35 des Waggons 27B und dem Detektorgerät (Fixpunkt) 33B nicht gleich dem Abstand

r Waggons und 27D an der ersten Schleppbahn 23 nicht gleich.

Gleichfalls sind die Entfernungen Δ.Χ und Ax₁₁ der Waggons 27C

Bei der Umsetzung eines bestimmten Containers, der beispielsweise auf einem Waggon des Güterzuges im ersten Gleis 23 liegt, wer den die Positionen der Waggons im Güterzug relativ zu den im Boden verankerten Detektor-Gegengeräten 33A und 33B bestimmt. Danach wird die Laufkatze 8 des Krans 1 in eine Position über dem ersten Gleis 23 bewegt, auf welchem der Güterzug steht. Die Position der Laufkatze 8 wird durch aufeinanderfolgende Elemente Y bis Y bestimmt, die am Kranquerbalken angeordnet sind (Fig. 3). In diesem Falle stoppt die Laufkatze 8 automatisch in der dem ersten Gleis entsprechenden Position Y . Danach wird der Greifer 9 von der Lauf-

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katze 8 abgesenkt, bis das Detektorgerät 11 dem Detektor eiern ent 35 am Waggon gegenübersteht, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Der Greifer kann automatisch in einer gewünschten Position durch Festlegung der

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vertikalen Position Z bis Z der Container, Lastwagen und Waggons relativ zu den Punkten Y bis Y angehalten werden (Fig. 3), weil die Container, Lastwagen und Waggons in vertikaler Richtung spezifische Festpositionen besitzen. Nach Absinkendes Greifers 9 beginnt sich der automatische Kran 1 in Pfeilrichtung zu bewegen, um das Anfangs-Gegen-Detektorelement 35 des Waggons 27C zu erfassen Bei Ansprechen des Detektor-Gegenelementes 35 wird ein Impulsgenerator 18 (Fig. 8) energiert und liefert ein Impulssignal. Die Impulse werden gezählt, bis das im Boden verankerte Gegengerät (Fixpunkt) 33A erfaßt ist, um den Abstand Δ.χ zu finden. Sobald dieser Abstand Ax_1n ermittelt worden ist, wird die Zählvorrichtung für die vom Generator 18 erzeugten Impulse zurückgestellt und dieser Abstand /^.x im Speicher des Rechners 31 gespeichert, der den automatischen Kran einsteuert. Der Kran 1 fährt in Pfeilrichtung weiter , und sobald das Detektor-Gegenelement 35 des Waggons 27D erfaßt ist, beginnt die Zählvorrichtung wieder die vom Impulsgenerator 18 erzeugten Impulse zu zählen, um den Abstand Δχ zwischen dem Gegenelement 35 des Waggons 27D und dem Boden-Gerät (Fixpunkt) 33B zu ermitteln. Dieser Abstand Δ χ wird gleichfalls im Rechner 31 gespeichert . Auf diese Weise kann der Abstand zwischen jedem der Waggons im Güterzug und dem zugeordneten Festpunkt im Boden festgestellt werden. Demnach werden alle Relativ-Abstände zwischen den Festpunkten im Boden und den Elementen der Waggons im Rechner 31 gespeichert, so daß der automatische Kran 1 in eine Position direkt über den Mittelpunkt irgendeines gewünschten Containers C auf einem beliebigen Waggon gebracht werden kann. Wie eingangs beschrieben, sind diese Container C in gleichen Abständen auf den Waggons placiert.

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Die einzelnen Positionen der in den Lagerbereichen 25 und 26 ' abgestellten Container C werden in Relation zu den Gegenelementen 34x Ms 34x bestimmt, die im Boden derart verankert bzw. angeordnet sind, daß sie mit den Gegen-Geräten 33A und 33B zusammenwirken. Soll daher ein Umschlag der Container C z. B. des Waggons B zu einer gewünschten Boden-Lager stelle durchgeführt werden, dann wird das Boden-Gerät (Fixpunkt) 33A durch die Detektor elemente 15 und danach das entsprechende Gegenelement 34X durch das Detektorelement 16 erfaßt, so daß der vom Rechner 31 instruierte automatische Kran 16 zu dem spezifischen Lagerpunkt geführt werden kann.

Die Erfassungselemente oder Detektoren 36 zum Anhalten der Lastwagen an vorbestimmten Punkten sind in dem gleichen Abstand wie die Detektor—Gegengeräte (Fixpunkte) 33A und 33B im Boden angeordnet. Der Detektor 36 erfaßt das am Rahmen des Lastwagens 28 befestigte Detektorgegenelement 37 und erzeugt ein eine Hupe od. dgl. betätigendes Signal, so daß der Fahrer bemerkt, wenn der Lastwagen 28 den festen Punkt erreicht hat. Dadurch kann der Lastwagen 28 genau am vorgesehenen Festpunkt halten.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird klar, daß die Festpunkte für einzelne Waggons in einem Zug kennzeichnenden Detektor-Gegengeräte im Boden längs der Fahrbahn eines automatischen Kranes in gleicher Anzahl vorgesehen sind, wie die Zahl der Waggons. Dadurch erreicht die Erfindung eine Automation des Stückgutumschlages, bei welcher Waggons in beliebigen Positionen angehalten werden.

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Claims

Patentansprüche

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Anlage zum Umschlag von Stückgut mit mindestens einem Gleis~iur einen Güterzug, auf dessen Waggon die Stückgüter in bestimmten gegenseitigen Abständen angeordnet sind, mit einem auf einer Vielzahl einzelner Lagerstellen bestehenden Stückgut-Lagerplatz und einem entlang der Gleise laufenden Kran, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vielzahl von neben den Schienen (23, 24) in bestimmten Abständen angeordneten Boden-Festpunkten " (33A) vorgesehen sind, von denen jeder einem gesonderten Waggon (27A - C) zugeordnet ist, daß die I agerstellen (25, 26) in Relation zu den Festpunkten (33A ) liegen und daß der Kran (1) Vorrichtungen (15, 16) zum Erfassen der relativen Abstände der Festpunkte (33A) zu den entsprechenden Waggonstellungen enthält, welche die Positionen der Waggons relativ zu den Festpunkten erkennen und die das Be- und Entladen der Stückgüter zwischen den Waggons und dem Lagerplatz (25, 26) steuern.
2. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Portalkran (l), mehrere Gleise (23, 24) und mehrere Lagerplatz-Reihen (25, 26) im Spannbereich des Kranes.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstellen-Reihen (25, 26) neben den Schienen (23, 24) verlaufen und in Relation zu den Festpunkten (33A) ausgerichtet sind,

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daß im Kranbereich mindestens eine Durchfahrt (22) für Lastwagen (28) mit Vorrichtungen (36) zum Anhalten der Lastwagen in bestimmten, den Festpunkten (33A) zugeordneten Stellen vorgesehen sind, wobei der Kran (l) die Gleise (23, 24), die Fahrstraße (22) und die Lagerstellen (25, 26) überspannt-und den Stückgutumschlag zwischen den Güterzügen, dem Lagerplatz und den Lastwagen vollautomatisch ausführt.
4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Umschlageinrichtungen so angeordnet sind, daß die Lastwagen-Durchfahrt der einen Einrichtung der Lastwagen-Durchfahrt der anderen Umschlageinrichtung entgegengerichtet ist und daß zwischen beiden Durchfahrten eine Fahrbahn (21) ausschließlich für die Lastwagen (28) vorgesehen ist.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fahrbahnen (21) ausschließlich für Lastwagen vorgesehen sind.

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