FR2754806A1 - Self-propelled crane for handling shipping containers - Google Patents

Abstract

The crane has two articulated arms (6,10) and a tie (11) permitting horizontal and vertical displacement of containers controlled by motion of two pivoted plates (7,13). The first plate (7) is pivoted on the chassis (1) and links the chassis to one of the arms (6) through two hydraulic cylinders (8) and (9), and also positions the second plate (13) through the tie (11). The second plate is linked to the second articulated arm (10) by another hydraulic cylinder (12). The three hydraulic cylinders (8,9,12) are actuated by electro-hydraulic commands (18,19) which can be controlled by inclination sensors (22,23).

Description

ENGIN AUTOMOTEUR PERFECTIONNE POUR
MANUTENTION DES CONTENEURS.IMPROVED SELF-PROPELLED MACHINE FOR
CONTAINER HANDLING.

La pré sente invention a pour objet un engin automoteur caractérisé principalement par son équipement spécialisé pour une manutention rationnelle des conteneurs selon des trajectoires verticales ou horizontales et généralement utilisé dans les ports, les gares, les entrepôts, les parcs de stockage, les chantiers et dans l'industrie en général. The present invention relates to a self-propelled machine characterized mainly by its specialized equipment for rational handling of containers along vertical or horizontal paths and generally used in ports, stations, warehouses, storage yards, construction sites and in industry in general.

On connaît de nombreux types d'engins mobiles destinés à la manutention des conteneurs. Many types of mobile devices are known for handling containers.

Ils peuvent être classés en trois catégories et présentent avantages et inconvénients que nous allons préciser
1/ Les Stackers. Ce sont des chariots munis d' une flèche
télescopique à l'extrémité de laquelle est installé l'outil de
préhension des conteneurs appelé spreader.They can be classified into three categories and have advantages and disadvantages which we will specify.
1 / The Stackers. These are carts with an arrow
telescopic at the end of which is installed the
gripping of containers called spreader.

Ils travaillent en porte à faux et peuvent prendre les
conteneurs sur trois rangées, mais les t raj e et o ires
horizontales et verticales décrites par les conteneurs ne
peuvent être obtenues que par combinaison simultanée des
deux mouvements de télescopage et de relevage de la flèche.They work cantilevered and can take the
containers in three rows, but t raj e and o ires
horizontal and vertical described by the containers do
can only be obtained by simultaneous combination of
two telescoping and boom lifting movements.

21 Les Chariots frontaux. Ce sont en fait de gros chariots
élévateurs à mât muni d'une fourche portant un spreader. Ils
ne peuvent prendre les conteneurs qu ' en première rangée. La
trajectoire décrite par les conteneurs est verticale et les
trajectoires horizontales sont très limitées (oscillation du
mât). Ils travaillent en porte à faux.21 The front forklifts. These are actually big carts
mast elevators fitted with a fork carrying a spreader. They
can only take containers in the first row. The
trajectory described by the containers is vertical and the
horizontal trajectories are very limited (oscillation of the
mast). They work cantilevered.

3/ Les portiques. Le spreader est suspendu par câbles
enroulés sur des treuils.3 / Gantry cranes. The spreader is suspended by cables
wound on winches.

Les trajectoires du conteneur sont naturellement verticales et
horizontales mais le travail en porte à faux est totalement
impossible.The container trajectories are naturally vertical and
horizontal but the cantilever work is totally
impossible.

L'engin décrit dans la présente invention a l'avantage de conjuguer les avantages des trois solutions existantes:
- Trajectoires verticales et horizontales des conteneurs
obtenues, chacune, par une seule commande. The device described in the present invention has the advantage of combining the advantages of the three existing solutions:
- Vertical and horizontal trajectories of the containers
each obtained by a single command.

- Levage en deuxième e t troisième rangée gracie au travail en
porte à faux.- Lifting in second and third row thanks to the work in
cantilevered.

Il sera donc particulièrement bien adapté à 1 a la manutention des conteneurs stockés s sur des parcs de surface réduite. It will therefore be particularly well suited for handling containers stored on parks with reduced surface area.

L'invention est matérialisée par un chassis à deux essieux de six roues (quatre sur l'axe avant rigide. deux directrices sur l'essieu arrière)
L'équipement de manutention des conteneurs de l'engin objet de la présente invention est par ailleurs essentiellement constitué de deux bras articulés et d'un tirant arrière de retenue. Le bras inférieur est articulé sur l'avant du chassis de I 'e n g i n et peut être manoeuvré grâce à un vérin hydraulique. Le bras supérieur est articulé sur le bras inférieur, comporte à son extrémité avant un système de fixation d'un spreader concrétisé par le point (S) et à son extrémité arrière la fixation du tirant de retenue.The invention is embodied by a chassis with two axles of six wheels (four on the rigid front axle. Two steering on the rear axle)
The container handling equipment of the object of the present invention is also essentially constituted by two articulated arms and a rear retaining tie. The lower arm is articulated on the front of the chassis of the machine and can be maneuvered thanks to a hydraulic cylinder. The upper arm is articulated on the lower arm, comprises at its front end a system for fixing a spreader embodied by the point (S) and at its rear end fixing the retaining tie.

Le tirant et le vérin hydraulique de relevage du bras articulé inférieur sont fixés sur un cadre basculant lui-même articulé sur le chassis et actionné par un vérin hydraulique. The tie rod and the hydraulic lifting cylinder of the lower articulated arm are fixed on a tilting frame itself articulated on the chassis and actuated by a hydraulic cylinder.

L'équipement peut toutefois ne pas être limité à ce type d'engins et être étendu à tous types de véhicules ou engins terrestres, aquatiques, spatiaux, ainsi qu'en postes fixes sans limitation d'aucune sorte. The equipment may however not be limited to this type of machine and be extended to all types of vehicles or machines on land, water, space, as well as in fixed positions without limitation of any kind.

La transmission de puissance peut être mécanique ou hydromécanique pour la translation de l'engin. The power transmission can be mechanical or hydromechanical for the translation of the machine.

Selon une autre forme de réalisation préférentielle, la motorisation de l'engin peut être électrique, c'est à dire silencieuse et non polluante et elle sera alimentée en énergie par des batteries à très grande capacité de charge, au droit des roues arrières et servant de contrepoids. According to another preferred embodiment, the motorization of the machine can be electric, that is to say silent and non-polluting and it will be supplied with energy by batteries with very large charge capacity, in line with the rear wheels and serving counterweight.

Le chassis peut recevoir à l'avant des stabilisateurs permettant: d' améliorer les performances. The chassis can receive stabilizers at the front allowing: to improve performance.

L'engin est équipé d'un poste de conduite ou commandé à distance. Il peut comporter tout dispositif d' affichage des trajectoires du point (S) ou de programmation d'une trajectoire déterminée.  The machine is equipped with a driving position or remotely controlled. It may include any device for displaying the trajectories of point (S) or programming a determined trajectory.

L'invention sera mieux comprise ainsi que ses caractéristiques secondaires et ses avantages au cours de la description de la réalisation donnée ci-après à titre d'exemple non 1 limitatif. The invention will be better understood as well as its secondary characteristics and its advantages during the description of the embodiment given below by way of nonlimiting example.

Les figures -1-2-3-4- font respectivement apparaître pour comparaisons les trajectoires du point (S) figurant la position du spreader eu égard à un stockage des conteneurs sur trois rangées R1-R2-R3-materialisées par leurs axes et sur cinq hauteurs -H1-II2- E13-E4-H5 pour des engins en porte à faux représentés schématiquement en position de roulage et dans les configurations suivantes:
-FIG 1: Trajectoires logiques et idéales pour la manutention
des conteneurs avec un engin travaillant en porte à faux
-FIG 2: T r aj e et o ires obtenues avec un engin muni d'une
flèche télescopique.Figures -1-2-3-4- show respectively for comparison the trajectories of point (S) showing the position of the spreader with regard to storage of containers in three rows R1-R2-R3-materialized by their axes and on five heights -H1-II2- E13-E4-H5 for cantilevered vehicles shown diagrammatically in the rolling position and in the following configurations:
-FIG 1: Logical and ideal trajectories for handling
containers with a machine working cantilevered
-FIG 2: T r adj e and o ires obtained with a machine fitted with a
telescopic boom.

- FIG 3: Trajectoires obtenues avec un chariot frontal à mât
vertical
-FIG 4: Trajectoires obtenues avec l'engin objet de la
pré sente invention.- FIG 3: Trajectories obtained with a front mast carriage
vertical
-FIG 4: Trajectories obtained with the object object of the
present invention.

La figure -n- représente, dans une position non significative, en élévation et schématiquement, un mode de réalisation de l'engin avec son chassais, ses deux bras, son dispositif de génération des trajectoires et ses vérins de commande.Figure -n- shows, in a non-significant position, in elevation and schematically, an embodiment of the machine with its chase, its two arms, its path generation device and its control cylinders.

La figure -6- représente, dans une position non significative, en élévation et schématiquement, un mode de réalisation d'une variante consistant en un correcteur de trajectoires.Figure -6- shows, in a non-significant position, in elevation and schematically, an embodiment of a variant consisting of a trajectory corrector.

La figure -7- représente les schémas hydraulique et électrique des vérins d'actionnement du système.Figure -7- shows the hydraulic and electrical diagrams of the actuating actuators of the system.

L'engin représenté sur les dessins comporte un chassis (1) considéré dans son ensemble dont la partie avant est conçue pour recevoir 3 axes < A), (B), (C) et de deux trains de roues (2) et (3).The machine shown in the drawings comprises a chassis (1) considered as a whole, the front part of which is designed to receive 3 axes <A), (B), (C) and two sets of wheels (2) and (3 ).

La structure de liaison de la partie avant et de la partie arrière du chassis est conçue pour subir des déformations élastiques de torsion permettant aux trains de roues (2) et (3) de porter correctement au sol et d'éviter, en particulier, que le train de roues (3) soit installé sur un essieu oscillant. Un contrepoids (4) est disposé sensiblement au droit du train de roues (3). Le chassis (1) sert de support à une structure d'habillage (5) rapportée qui comporte tous les organes n1écaniques de translation. de production de I'énergie l1ydraulique, les réservoirs, le poste de conduite, etc.The connecting structure of the front part and the rear part of the chassis is designed to undergo elastic torsional deformations allowing the wheel sets (2) and (3) to properly carry on the ground and to avoid, in particular, that the wheel set (3) is installed on a swing axle. A counterweight (4) is arranged substantially in line with the wheel set (3). The chassis (1) serves as a support for an attached covering structure (5) which comprises all of the n1echanical translation members. for the production of hydraulic power, tanks, the driving position, etc.

L'axe (A) reçoit un bras (6). L'axe (B) reçoit un basculeur (7). The axis (A) receives an arm (6). The axis (B) receives a rocker (7).

L'axe (C) reçoit un vérin (8). 1 e basculeur (7) comporte. outre l'axe (B), trois autres axes (D), (E), (F).The axis (C) receives a cylinder (8). 1 e rocker (7) comprises. in addition to the axis (B), three other axes (D), (E), (F).

Le basculeur (7) est maintenu en position sur le chassis (1) par l'intermédiaire du vérin (8) articulé en son point (D). La distance (C)-(D) est donc variable. The rocker (7) is held in position on the chassis (1) by means of the jack (8) articulated at its point (D). The distance (C) - (D) is therefore variable.

L'axe (F) du basculeur (7) reçoit un vérin hydraulique (9) articulé à son autre extrémité au bras (6) au point d'articulation (G). La distance (F)-(G) est donc variable. The axis (F) of the rocker (7) receives a hydraulic cylinder (9) articulated at its other end to the arm (6) at the point of articulation (G). The distance (F) - (G) is therefore variable.

Le bras (6) comporte à son extrémité supérieure un axe (H) qui sert d'articulation au bras supérieur (10). Ce dernier comporte un système d'accrochage d'un spreader matérialisé par le point (S) et un axe (J) à son autre extrémité. L'axe (E) du basculeur (7) et l'axe (J) du bras (10) sont reliés par un (ou plusieurs) tirants (11). Les quatre points d'articulation (A),(H),(J),(E), forment un quadrilatère déformable soit sous l'action du vérin (8), soit sous l'action du vérin (9). The arm (6) has at its upper end an axis (H) which serves as an articulation for the upper arm (10). The latter includes a system for attaching a spreader materialized by the point (S) and an axis (J) at its other end. The axis (E) of the rocker (7) and the axis (J) of the arm (10) are connected by one (or more) tie rods (11). The four points of articulation (A), (H), (J), (E), form a deformable quadrilateral either under the action of the jack (8), or under the action of the jack (9).

Pour une longueur donnée du vérin (8), la manoeuvre du vérin (9) permet au point (S) de décrire une trajectoire sensiblement verticale. For a given length of the jack (8), the operation of the jack (9) allows the point (S) to describe a substantially vertical trajectory.

Pour une longueur donnée du vérin (9), la manoeuvre du vérin (8) permet au point (S) de décrire une trajectoire sensiblement horizontale. For a given length of the jack (9), the operation of the jack (8) allows the point (S) to describe a substantially horizontal trajectory.

Bien entendu, les trajectoires du point (S) seront d'autant plus parfaites (verticales et horizontales) que les points(C),(D),(E),(F), (G),(J) et (H) seront mieux déterminés par rapport aux points (A) et (S) qui fixent la taille de l'engin. Of course, the trajectories of point (S) will be all the more perfect (vertical and horizontal) as points (C), (D), (E), (F), (G), (J) and (H ) will be better determined in relation to points (A) and (S) which fix the size of the machine.

La figure -6- représente une variante au dispositif décrit précédemment et objet de la figure -5-. Figure -6- shows a variant of the device described above and object of Figure -5-.

Le bras (10) comporte deux articulations supplémentaires (K) et (L). L'articulation (K) reçoit un vérin hydraulique (12)
L'articulation (L) reçoit un basculeur (13). Ce basculeur (13) comporte , outre le point d'articulation (L), deux autres points d'articulation (M) et (J1). Le point (M) reçoit l'autre extrémité du vérin (12). Le point (J1), qui se substitue au point (J) de la figure 5, reçoit l'articulation supérieure du tirant (11).The arm (10) has two additional joints (K) and (L). The articulation (K) receives a hydraulic cylinder (12)
The articulation (L) receives a rocker (13). This rocker (13) comprises, in addition to the articulation point (L), two other articulation points (M) and (J1). The point (M) receives the other end of the jack (12). The point (J1), which replaces the point (J) of Figure 5, receives the upper articulation of the tie rod (11).

La distance (K)-(M) est donc variable. Ce dispositif essentiellement constitué par le vérin (12) et le basculeur (13) est un correcteur de trajectoire qui peut être commandé manuellement ou automatiquement. Il est destiné à parfaire la trajectoire du point (S). The distance (K) - (M) is therefore variable. This device essentially constituted by the jack (12) and the rocker (13) is a trajectory corrector which can be controlled manually or automatically. It is intended to perfect the trajectory of point (S).

La figure 7 reprend, très schématiquement la fig 5 et la fig 6 et montre le dispositif de commande hydraulique des trois vérins (8), (9) et (12). L'installation hydraulique comporte un réservoir de fluide hydraulique (14) et une pompe (15) avec son limiteur de pression (16). Un distributeur à 3 positions (17) alimente directement le vérin (8). Ce distributeur est lui-même commandé par un manipulateur électrique (18). Figure 7 shows very schematically Fig 5 and Fig 6 and shows the hydraulic control device of the three cylinders (8), (9) and (12). The hydraulic installation comprises a hydraulic fluid reservoir (14) and a pump (15) with its pressure limiter (16). A 3-position distributor (17) directly feeds the cylinder (8). This distributor is itself controlled by an electrical manipulator (18).

Un élecrodistributeur à trois positions (19) identique à (17) alimente un bloc sélecteur de débit (20) à deux positions qui permet d'alimenter soit le vérin (9), soit le vérin (12). Le distributeur (19) est commandé par un manipulateur (21)
Le sélecteur (20) est actionné dans ses deux positions par un inclinomètre (22) solidaire du bras (10) et par un inclinomètre (23) repérant la position angulaire du basculeur (7).A three-position electrodistributor (19) identical to (17) supplies a flow selector block (20) with two positions which makes it possible to supply either the jack (9) or the jack (12). The distributor (19) is controlled by a manipulator (21)
The selector (20) is actuated in its two positions by an inclinometer (22) secured to the arm (10) and by an inclinometer (23) identifying the angular position of the rocker (7).

Les informations des inclinomètres (22) et (23) sont transmises au système électronique (24) installé sur la ligne de commande du sélecteur (20). Ce système (24) a en mémoire les informations nécessaires à ltobtention des t r aj e cto i re s correspondantes à la figure -4- et peut ainsi les comparer en permanence pour assister le conducteur de l'engin qui agit sur le levier des manipulateurs (18) ou (21). The information from the inclinometers (22) and (23) is transmitted to the electronic system (24) installed on the control line of the selector (20). This system (24) stores in memory the information necessary for obtaining the corresponding trj e cto i re s in FIG. -4- and can thus constantly compare them to assist the operator of the machine who acts on the lever of the manipulators (18) or (21).

Une variante peut consister à remplacer l ' inclinomètre (23) par un détecteur de position solidaire du chassis et repérant la position du basculeur (7).  A variant may consist in replacing the inclinometer (23) by a position detector secured to the chassis and identifying the position of the rocker (7).

Claims (4)

REVENDICATIONS 1- Engin de manutention de conteneurs caractérisé par un équipement composé de deux bras articulés (6) et (10) maintenus en position respectivement à l'aide d'un vérin (9) et d'un tirant (11), l'actionnement du vérin (9) permettant d'obtenir des trajectoires du point (S) sensiblement verticales pour la manutention des conteneurs. 1- Container handling machine characterized by equipment composed of two articulated arms (6) and (10) held in position respectively by means of a jack (9) and a tie rod (11), the actuation the cylinder (9) making it possible to obtain substantially vertical trajectories of the point (S) for handling the containers. 2- Engin selon la revendication -1- caractérisé par l'installation d'un basculeur (7) articulé sur le chassis (1), orientable à l'aide d'un vérin (8) et recevant les points d'articulation du vérin (9) et du tirant (11), I'actionnement du vérin (8) permettant d'obtenir des trajectoires du point (S) sensiblement horizontales pour la manutention des conteneurs. 2- Machine according to claim -1- characterized by the installation of a rocker (7) articulated on the frame (1), orientable by means of a jack (8) and receiving the points of articulation of the jack (9) and the tie rod (11), the actuation of the jack (8) making it possible to obtain substantially horizontal trajectories of the point (S) for handling the containers. 3- Engin selon les revendications -1- et -2- caractérisé par l'installation d'un correcteur de trajectoire comprenant un basculeur articulé au point (L) du bras (10), recevant au point (J) l'attache supérieure du tirant (11), et maintenu par le vérin (12) articulé au point (M) du basculeur (13) et au point (K) du bras (10). 3- Machine according to claims -1- and -2- characterized by the installation of a trajectory corrector comprising a rocker articulated at point (L) of the arm (10), receiving at point (J) the upper attachment of the pulling (11), and held by the jack (12) articulated at point (M) of the rocker (13) and at point (K) of the arm (10). 4- Engin selon les revendications -1-, -2- et -3- caractérisé par l'installation des inclinomètres (22) et (23) pour piloter un sélecteur de débit (20) capable d'alimenter soit le vérin (9) soit le vérin (12)  4- Machine according to claims -1-, -2- and -3- characterized by the installation of inclinometers (22) and (23) to control a flow selector (20) capable of supplying either the cylinder (9) either the cylinder (12)