控制提升或降下运动的方法及具有用于其中的可倾斜的线缆绞轮的提升框架

摘要

本发明涉及一种用于控制负载的提升或者降下运动的方法，该负载通过缠绕在负载上的线缆绞轮(106L，106R)上的两个或者更多提升线缆(109L，109R)从起重机的提升机构悬挂，该方法包括监视负载的位置，并在检测到不期望的位置时使提升机构制动和/或停止。这里，线缆绞轮的每个连接到负载，线缆绞轮绕着水平轴(115)枢转，通过检测所述线缆绞轮中的至少一个线缆绞轮的枢转运动来监视负载的位置。

说明书

本发明涉及一种用于控制负载的提升或者降下运动的方法，该负载通过缠绕(train round)在负载上的线缆绞轮(cable sheave)上的至少两个提升线缆从起重机的提升机构悬挂，该方法包括监视负载的位置，并在检测到不期望的位置时使提升机构制动和/或停止。这种方法是公知的。

当通过起重机提升或者降下负载时，例如，在码头上利用集装箱起重机卸载或者装载船期间，及时检测和对负载的不期望的、可能危险的运动做出反应是非常重要的。例如通过制动或者甚至完全中断提升或降下运动可由此防止这样的危险运动，结果，具体地讲，可尽可能限制可能的损失。

这里，“负载”被理解为表示起重机的提升线缆可承载的重量。因此，负载可仅仅被称为不带任何扩展件(spreader)和/或容纳件(container)的“吊货滑车(head block)”，但是，负载也可由吊货滑车与扩展件和/或容纳件的任意组合形成。

此处，“危险运动”具体被理解为表示倾斜运动。这里，可区分不同的情况。因此，在提升或者降下期间，负载会倾斜，从而船的舱室(cell)内会变得堵塞。这被称为“绞结(snagging)”。倾斜运动还会导致在提升或降下负载期间，负载之间的接触。最后，在负载还未被以正确的方式卸载到平面上时，负载会倾斜。

具体地讲，本发明的目的在于防止或者至少最小化第一叙述的运动(所谓的绞结)。在提升期间，负载会由于外部影响(例如不正确的运动)与船的舱室中的一侧接触。接着，负载通常会沿着纵向倾斜。由于该倾斜，负载会变得堵塞并被损坏。此外，作为一个整体在构造上，线缆绞轮、提升线缆和/或起重机也会被损坏。

必须记住固定的线缆绞轮通常应用于码头区的起重机，用于容纳件的传输。如果负载倾斜，则线缆相对于线缆绞轮呈角度。当角度变得太大时，线缆会被损坏，甚至在线缆与绞轮接触的点断裂。绞轮也会被损坏。提升或者降下运动被停止的越快，导致的损坏将越小。

如果发生损坏，尤其是线缆被损坏，则起重机不能够再工作。具体地讲，如果起重机是船上的多个相互相邻的起重机中的中间的起重机，则当码头为码头上的另一停泊位置的船提供较小的自由度的运动时，这会导致传输能力严重下降。

起重机的传输能力的下降导致船需要停泊比期望的时间长的时间，这将造成巨大损失。此外，除了维修起重机的实际成本之外，作为损坏的结果，起重机的损坏还涉及高的费用，例如更换提升线缆。最终，对负载的损坏还会造成大量费用。

此前公知的用于控制和保持提升线缆上的负载在可接受的范围内的方法是测量提升线缆上的负载，以将所谓的卡阻汽缸(snag cylinder)应用于提升线缆本身和/或使用调平仪器(levelling instrument)。

在第一叙述的方法中，测量提升线缆上的负载，起重机将持续提升或者降下直到将被提升的负载达到设置的最大提升负载为止。接着，起重机才通过停止提升或者降下运动来进行响应。如果速度低，起重机快速停止，则几乎不会发生损坏。另一方面，如果速度高，例如当提升空的容纳件时，则停止需要的制动距离相当长，起重机和负载均会被损坏。

此前使用的另一方案是将所谓的卡阻汽缸结合到提升线缆。理论上，这些卡阻汽缸用于限制提升线缆上的最大力，从而起重机上的负载也被限制成预定的最大值。然而，这些卡阻汽缸存在的缺陷在于它们响应得非常慢。

卡阻汽缸操作的测试对其通常不会涉及其中的周围区域和起重机造成进一步的危险。因此，这些卡阻汽缸的正确的功能通常是理论上的。

已经被尝试的另一方案涉及电子水平仪(倾斜计)的使用，以用于测量负载的倾斜。然而，这样的水平仪器也慢，因此，不适合于产生及时信号，负载的倾斜可通过该信号被防止。

本发明的目的在于改进公知的方法，使得通过更加快速地预测即将来临的故障来显著减小可能的损坏。起重机被警告处于危险情况越快，起重机会中断提升或者降下运动就越快，出现的损坏越小。

根据本发明的方法的特征在于线缆绞轮分别连接到负载以绕着水平轴枢转，通过检测所述线缆绞轮中的至少一个线缆绞轮的枢转运动来监视负载的位置。通过允许绞轮使线缆枢转或者倾斜将不再在危险角度(在倾斜绞轮的允许的倾斜角度内)与绞轮接触。因此，线缆和绞轮更少可能由于该倾斜被损坏。

因为这样的枢转或者倾斜运动发生时，负载立即处于变得堵塞和开始倾斜的危险中，所以起重机可非常快地做出响应。通过测量一个或者更多绞轮的倾斜，起重机事实上可开始根据该运动工作。与目前通常使用的指示器所能够实现的(例如，检测相关的提升何时达到最大提升负载或者使用响应慢的水平仪器，以测量负载的倾斜)相比，起重机可由此使提升或者降下运动更快停止。

本发明还涉及一种适于执行该方法的提升框架。传统的提升框架还称为吊货滑车，该提升框架包括至少两个相互平行的线缆绞轮，每个线缆绞轮靠近所述提升框架的相互相对的端部中的一个端部布置并绕着水平轴可旋转，每个线缆绞轮用于将提升框架连接到起重机的提升线缆。

根据本发明的第一方面，提供该类型的提升框架，其与已知的框架的区别在于每个线缆绞轮安装在提升框架上，每个线缆绞轮用于绕着垂直于每个线缆绞轮的旋转轴运行的水平轴枢转，存在用于检测每个线缆绞轮绕着各自轴枢转运动的装置。

当检测到的枢转运动超过预定的极限值时，检测装置用于产生警告信号。基于该警告信号(例如，该警告信号可以是音频的或者视频的)，起重机机械工可使提升或者降下运动制动和/或停止。

此外或者代替地，用于产生信号的检测装置可连接到起重机的控制系统。接着，起重机可以以完全自动的方式响应于提升框架的即将来临的不期望的运动或者位置。

当用于每个线缆绞轮的检测装置包括在提升框架的一部分上靠近线缆绞轮布置的至少一个传感器时，获得结构简单、坚固并可靠的实施例。

根据本发明的第二方面，对公知类型的提升框架进行改进，使得每个线缆绞轮安装在提升框架上，每个线缆绞轮用于绕着垂直于每个线缆绞轮的旋转轴运行的水平轴枢转，存在用于使每个线缆绞轮偏置到竖直位置的装置。当线缆和绞轮被卸载(例如，当负载被放置)时，这些偏置装置防止绞轮侧向倾斜。在卸载情况下，绞轮的倾斜在舱室中会导致对紧邻近的周围区域的损坏。需要使用偏置装置，使得在卸载情况下，绞轮不会由于提升线缆的转动而不枢转，而是在提升和降下运动期间，在负载倾斜过程中，绞轮确实枢转。

当用于每个线缆绞轮的偏置装置包括布置在线缆绞轮和提升框架的一部分之间的至少一个弹簧时，获得结构简单并坚固的实施例。

最后，本发明还涉及一种可执行上述方法的起重机。这种起重机通常包括直立框架、连接到靠近顶侧的直立框架的至少一个臂和提升机构，该提升机构包括至少两个提升线缆，所述至少两个提升线缆从所述臂向下延伸并可通过驱动器被拖进和拖出，根据本发明的提升线缆缠绕在如上所述的提升框架的线缆绞轮上。

起重机还可设置有用于控制提升机构的系统，用于接收信号的控制系统连接到提升框架的检测装置。这里，当检测装置指示提升框架的所述线缆绞轮中的至少一个线缆绞轮执行枢转运动时，控制系统最好使提升机构制动和/或停止。

现在基于示例对本发明进行阐述，其中，在附图中标有标号，其中，通过使标号增加100对相应的组件进行表示，其中：

图1是具有从其悬挂的扩展件的传统的提升框架(吊货滑车)的示意性侧视图，其中，舱室中变得堵塞；

图1A是根据图1中的箭头A的详图，其中，示出了线缆绞轮的壳体与提升框架的固定连接；

图2是根据本发明的提升框架的示意性侧视图，从其悬挂的扩展件处于水平位置，正好在到达舱室中的障碍物之前；

图2A是根据图2中的箭头A的详图，其中，示出了，在在竖直停留位置的提升框架上的线缆绞轮的壳体枢转安装；

图3是根据图2的提升框架的与图1对应的视图；

图3A是根据图3中的箭头A的详图，其中，示出了在在枢转或者倾斜位置的提升框架上的线缆绞轮的壳体枢转安装。

图1示出了传统的提升框架1或者吊货滑车，扩展件2通过结合元件(在示出的示例中，为销(pin)10)从提升框架1悬挂。这里，示出的扩展件2是长度可调节的，并包括中央体3，臂4可滑动地容纳在中央体3的每一侧。在每个可滑动臂4的端部布置着两个所谓扭锁5，所述扭锁5可与容纳件(这里，未示出)的角配件(corner casting)接合。

提升框架1在接近其两外端处设置有两个线缆绞轮6L、6R，每个线缆绞轮6L、6R可绕着水平轴7旋转。每个线缆绞轮6L、6R安装在壳体中或者滑轮车壳(sheave caing)8中，该滑轮车壳8安装在提升框架1上(如图1A所示)。缠绕在线缆绞轮6L、6R的每个上的是提升线缆9L、9R，提升框架1通过提升线缆9L、9R从起重机(未示出)悬挂。

在其上具有扩展件2和最好一个或者更多容纳件的提升框架1可使用该起重机下降到船的舱室11中，并再次从该舱室11中被提升。这里，舱室11在每一侧设置有舱室引导件12、13。在示出的示例中，障碍物14在舱室11中，位于右手的舱室引导件的位置。从而，扩展件2的右手侧不能进一步向上运动，从而负载开始倾斜地悬挂，并可能变得被完全堵塞。

结果，右手的提升线缆9R被非常严重地加载，而左手的提升线缆9L是松弛的。这里，右手的提升线缆9R使线缆绞轮6R呈角度并局部弯曲，这会引起断裂的危险。线缆绞轮6R也会被损坏，同时相关的滑轮车壳8被额外加载，并且提升框架1遭受巨大的弯曲扭矩。最后，扩展件2在右手侧被非常严重地加载，存在损坏的几率。

这样的后果被加剧的原因在于倾斜未被测量，可能由于提升框架1而使得起重机未被有效地控制。因此，当起重机机械工看到发生什么时，只能停止起重机的提升齿轮。并且，如果负载实际上确实使得舱室内变得完全堵塞，则仅能够使用特定的另外的起重机来排除堵塞。导致损失巨大。

图2示出了根据本发明的提升框架101，该提升框架101设置有线缆绞轮106L、106R，线缆绞轮106L、106R的每个可绕着水平轴115枢转，该水平轴115布置成垂直于它们各自的旋转轴107。存在装置116以将两个线缆绞轮106L、106R偏置到竖直位置。在示出的示例中，这些偏置装置116包括布置在各个线缆绞轮106L、106R和提升框架101的一部分之间的一组弹簧118。具体地讲，每个弹簧118布置在销119和提升框架101的直立壁部分121的周围(图2A)，该销119从连接到滑轮车壳108的轭状物120突出。弹簧118被围在抵靠着壁部分121的环122和安装在销119的端部上的螺母123之间。当滑轮车壳108相对于提升框架101围绕轴115执行枢转运动时，弹簧118将被压缩(图3A)，反之，被拉伸，这里，在滑轮车壳108上施加重置力(resetting force)。因此，这些偏置装置116或者弹簧118防止线缆绞轮106L、106R由于提升线缆109L、109R的摆动而在没有负载的情况下开始运动。

还存在装置117以检测各个线缆绞轮106L、106R围绕其轴115的枢转运动。这些检测装置117包括用于各个线缆绞轮106L、106R的传感器或者开关124，该传感器或者开关124在各个线缆绞轮106L、106R附近位于提升框架101的一部分上。在示出的示例中，传感器124附着到直立壁部分121并在可枢转的滑轮车壳108的下侧与轭状物120相互作用(co-act)。当轭状物120运动得太远并由此使得检测到的线缆绞轮106L、106R的枢转运动超过预定的极限值时，该传感器124产生警告信号。另外，用于信号产生的传感器124被连接到起重机的控制系统，使得在提升框架101开始倾斜时，起重机机械工立即能够看到。

图3示出了根据本发明的提升框架101，其中，提升框架101处于与图图1中的传统的提升框架1相同的情况。这里，在提升期间，负载也变成堵塞在舱室中，在右手侧抵靠着障碍物14。这里，负载也开始倾斜地悬挂，并将可能变得被完全堵塞。由于根据本发明的提升框架的进一步的结构的改进，使得结果明显不那么严重。

由于线缆绞轮106L、106R的枢转悬挂，所以右手侧的线缆绞轮106R的位置可被调节，用于运动。由此，右手侧的提升线缆109R不使线缆绞轮106R倾斜，从而也不会局部弯曲，因此，损坏的机会较小。也不会损坏线缆绞轮106R本身。

此外，起重机的提升齿轮将会被更快地停止，这是因为传感器124立即产生提升框架101倾斜的信号。从而，与线缆绞轮6L、6R刚性地悬挂的提升框架中的提升线缆相比，右手的提升线缆109R被少量地加载。滑轮车壳108上的负载也小，提升框架101中的弯曲扭矩也小。最终，与线缆绞轮6L、6R刚性地安装的扩展件的情况相比，扩展件102的右手侧上的负载也明显变轻。

以上，虽然基于一个实施例阐述了本发明，但是应该理解，本发明可按照多种方式变化。因此，能够想到以其它方式将线缆绞轮可运动地连接到提升框架。在不脱离权利要求的范围的情况下，也可不同地实现偏置装置和检测装置。