Die Erfindung betrifft zunächst eine Vorrichtung zum Be- und/oder Entladen eines Laderaumes bzw. Lagerraumes mit Material, insbesondere zum Be- und/oder Entladen eines Laderaumes eines Schiffes mit Schüttgut, vzw. mit Kohle oder Erz, oder mit Containern gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Be- und/oder Entladen eines Laderaumes mit Material, insbesondere zum Be- und/oder Entladen eines Laderaums eines Schiffes mit Kohle oder Erz, oder mit Containern, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 28.

Die im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Be- und/oder Entladen eines Laderaumes eines Schiffes, wobei in dem Laderaum Schüttgut gelagert wird bzw. dem Laderaum Schüttgut, vzw. Kohle, Erz oder dgl. entnommen wird, sind vzw. als sogenannte „Entladebrücken" ausgeführt und in den entsprechenden Häfen vorgesehen. Das Schüttgut, insbesondere die verschiedenen Erz- und/oder Kohlesorten werden mit den Seeschiffen angeliefert. Das Löschen der Laderäume der Schiffe erfolgt vzw. mit den zuvor genannten Entladebrücken.

Derartige Entladebrücken weisen zumeist jeweils einen wasserseitigen und jeweils einen landseitigen im wesentlichen horizontal verlaufenden Ausleger auf, die auf zwei im wesentlichen vertikal verlaufenden Stützpfeilern angeordnet sind. Die Stützpfeiler, die ein Fahrwerk aufweisen, sind parallel zur Kaimauer und damit auch parallel zu dem an der Kaimauer liegenden Schiff bewegbar. Entlang der Ausleger ist eine Art verfahrbarer Schlitten, genannt „Katze" bewegbar angeordnet. Im wesentlichen im Bereich unterhalb des Schlittens ist mit Hilfe von Seilelementen ein Greifer angeordnet, der in vertikaler Richtung, nämlich auf und ab bewegt werden kann, um insbesondere durch die Ladeluke eines Schiffes in den Laderaum des Schiffes herabgelassen zu werden, um hier das Schüttgut aufzunehmen bzw. zu ergreifen. Hiernach wird der Greifer in vertikaler Richtung durch die Ladeluke wieder nach oben gezogen und dann im wesentlichen mit Hilfe des auf dem Ausleger verfahrbaren Schlittens von der Was-

serseite auf die Landseite gefahren, wo das Schüttgut auf einer Halde oder auf einem Förderband abgelegt wird.

Der Greifer weist vzw. ein separates Schließwerk auf, das auch vzw. über ent- sprechende zusätzliche Seilelemente gesteuert wird. Über den Schlitten, also die „Katze" erfolgt im wesentlichen eine Entkopplung der horizontalen und der vertikalen Ansteuerung des Greifers. Die Seilelemente werden vzw. über entsprechende Seiltrommeln und diese vzw. über Gleichstrommotoren angetrieben. Auch der Schlitten wird vzw. über angeordnete Seilelemente bzw. Seiltrommeln entlang der Ausleger gezogen und weist vzw. ein mit dem Ausleger in Kontakt stehendes Fahrwerk bzw. Fahrrollen auf. Gesteuert wird die Position des Schlittens (in Richtung des Auslegers) und des Greifers (also der spezifische Höhenabstand - Heben/Senken) durch die Erfassung der Winkelpositionen der entsprechenden Seiltrommeln. Da das Schließwerk des Greifers ebenfalls über separate Seilelemente gesteuert wird, kann eine Kraftmessung einerseits an den Halteseilen des Greifers sowie an dessen Schließseilen erfolgen. Die Kraftmessung an den Seilelementen wird vzw. über sensorische Lastdosen ermittelt. Hierdurch ist insbesondere auch das Gewicht des sich im Greifer befindenden Schüttgutes ermittelbar.

Die Steuerung des Greifers in vertikaler Richtung (Heben/Senken) erfolgt im wesentlichen daher über die Ansteuerung der entsprechenden Halteseiltrommel des Greifers. Die Ansteuerung des Schließwerkes des Greifers (Öffnen/Schließen) erfolgt im wesentlichen daher über die Ansteuerung der entspre- chenden Schließseiltrommel. Die Steuerung des Greifers in horizontaler Richtung erfolgt über eine Bewegung/Verschiebung des Schlittens von rechts nach links entlang des entsprechenden Auslegers sowie über einen entsprechenden Fahrwerksantrieb der Stützpfeiler in Richtung parallel zur Kaimauer. Damit ist der Greifer im wesentlichen „dreidimensional" bewegbar bzw. steuerbar. Vzw. erfolgt die Steuerung des Greifers manuell über einen Steuerstand, der an der Entladebrücke angeordnet ist.

Weiterhin sind entsprechende Vorrichtungen bzw. „Entladebrücken" bekannt, mit deren Hilfe Container aus dem Laderaum eines Schiffes herausgehoben

bzw. in den Laderaum eines Schiffes abgesetzt werden, also ein entsprechendes Schiff mit den Containern entsprechend beladen oder entladen wird. Die Funktionsweise einer derartigen Entladebrücke ist im wesentlich ähnlich zu der zuvor beschriebenen, allerdings ist der Greifer zum Ergreifen der Container spezi- fisch anders ausgebildet als der Greifer zum Ergreifen von Schüttgut. So weist der entsprechende Greifer zum Ergreifen eines Containers im wesentlichen eine Art Rahmen auf, mit dessen Hilfe über entsprechende Befestigungselemente der entsprechende Container „ergriffen" werden kann.

Die Praxis hat gezeigt, dass während des Betriebs, insbesondere beim Entladen des Laderaums des Schiffes eine Pendelauslenkung des Greifers sehr problematisch sein kann. Hierzu darf folgendes ausgeführt werden:

Der Beladezustand des Laderaums des Schiffes unterhalb der „Ladeluke" — im folgenden „Luke" genannt - ist bei Beginn der Entladung vom Schüttgut im allgemeinen sehr beliebig. Beim Entladen wird im allgemeinen eine ebene Oberfläche der Ladung im Lukenbereich angestrebt, von der dann gleichmäßig das Schüttgut mit dem Greifer abgegriffen wird. Ein wesentlicher Bereich des Laderaumes befindet sich im allgemeinen nicht direkt unterhalb der Luke und ist daher für den abgelassenen Greifer nicht direkt zugänglich. Es wird aber versucht die Fläche der Öffnung zum Laderaum, also die Fläche der Luke vollständig auszunutzen. Der Greifer wird daher nah an die Lukenränder heranbewegt, in Ausnahmefällen wird er unter Ausnutzung einer Pendelbewegung auch in den Randbereichen des Laderaums abgesetzt, die ansonsten nicht ohne weiteres erreichbar wären. Es besteht aber immer eine große Kollisionsgefahr des Greifers mit den Lukenrändern, insbesondere bei einer Pendelbewegung. Das Beladen eines Laderaums eines Schiffes mit einem Greifer ist unproblematischer, da hier eine geringere Kollisionsgefahr des Greifers mit den Lukenrändern besteht und das Schüttgut im wesentlichen immer von oben mittig durch die Luke in den Laderaum abgegeben werden kann und sich hierdurch dann im wesentlichen gleichmäßig im Laderaum verteilt.

Hingegen muss insbesondere beim Entladen des Laderaumes - nach einer gewissen Zeit des Entladevorganges - zumeist bisher ein sogenannter Radlader

auf dem Boden des Laderaums abgesetzt werden, der aus den seitlichen Bereichen des Laderaums das Schüttgut in den Bereich unterhalb der Luke schiebt, wo es dann vom Greifer aufgenommen werden kann. Aber auch Pendelbewegungen oberhalb der Luke können zu Beschädigungen am Schiff, insbesondere in den Niedergängen oder an den Schiffsaufbauten führen. Zusätzlich kann der Greifer, insbesondere durch eine Schräglage des Greifers im Schüttgut, zu einer Torsionsschwingung angeregt werden.

Ähnlich verhält es sich bei den Entladenbrücken, mit deren Hilfe Container transportiert werden. Der vom dem Greifer ergriffene Container muss punktgenau abgesetzt werden, insbesondere Schwingungen bzw. Pendelauslenkungen des Greifers sind hier höchst problematisch, insbesondere aufgrund der Größe und des Gewichts der zu transportierenden Container kann es bei Kollisionen zu erheblichen Schäden und damit einhergehenden Kosten kommen. Hierzu darf folgendes ausgeführt werden:

Bei den im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen bzw. bei den bekannten Verfahren sind mehrere Punkte problematisch. Einerseits kommt es zu Pendelbewegungen des Greifers beim Transport des entsprechenden Materials, insbe- sondere des Schüttgutes oder der Container. Insbesondere beim Entladevorgang von Schüttgut, was im wesentlichen daran liegt, dass der Greifer aufgrund der Ladungsverteilung des Schüttgutes im Laderaum nicht punktgenau unter dem Schlitten abgesetzt werden kann bzw. beim Absetzen entsprechend entlang einer Böschung „verrutscht", geht der mit Schüttgut beladene Greifer bei seiner Aufwärtsbewegung dann in eine Pendelbewegung über. Aufgrund der Pendelbewegung des Greifers kann es zu Kollisionen mit den Lukenrändern kommen, so dass diese beschädigt werden. Weiterhin ist problematisch, dass beim Entladevorgang im Bereich der Ladung überkritische Böschungswinkel auftreten können, wobei hier das Material unkontrolliert abrutschen kann und die Gefahr besteht, dass der Greifer verschüttet wird. Ein verschütteter Greifer ist eine gravierende Betriebsstörung, die längere Stillstände zur Folge hat. Insbesondere bei Pendelbewegungen des Greifers, der hierbei auf kritische Böschungen aufprallt, können derartige Verschüttungen des Greifers und daher Betriebsstörungen eintreten. Da das Entladen der Seeschiffe eine zeitkritische Aufgabe ist

und hier lange Liegezeiten der Schiffe hohe Kosten verursachen, kann eine Betriebsstörung hier - im Endeffekt - sehr kostenintensiv sein. Hieraus ergibt sich, dass die bisher im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen bzw. die bisherige bekannten Steuerungen des Greifers noch nicht optimal ausgebildet sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung bzw. das eingangs genannte Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der Be- und/oder Entladevorgang vereinfacht ist, insbesondere die damit verbundenen Kosten und möglicherweise damit einhergehenden Betriebsstörungen, insbesondere die Gefahr von Kollisionen des Greifers erheblich vermindert sind.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun - für die Vorrichtung - durch die Merk- male des Kennzeichnungsteiles des Patentanspruches 1 gelöst.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun - für das Verfahren - durch die Merkmale des Kennzeichnungsteiles des Patentanspruches 28 gelöst.

Dadurch, dass die Position des Greifers nunmehr vzw. kontinuierlich mit Hilfe eines Trägheitsnavigationssystems sensorisch erfasst wird, kann eine Pendelbewegung, insbesondere direkt bei deren Beginn ermittelt werden und eine mit Hilfe eines Steuersystems ausgeführte entsprechende automatische umgehende Ansteuerung der die Bewegung des Greifer beeinflussenden Aktuatoren bzw. Komponenten erfolgen, so dass die Pendelauslenkung bzw. die störende Pendelbewegung des Greifers entsprechend kompensiert, zumindest aber verringert werden kann. Dadurch sind die eingangs genannten Nachteile vermieden. Insbesondere ist die Kollisionsgefahr des Greifers mit den Lukenrändern oder den Schiffsaufbauten vermieden. Weiterhin ist die Gefahr des Verschüttens des Greifers minimiert, so dass auch die bisher bekannten Betriebsstörungen und die damit einhergehenden hohen Kosten vermieden sind. Insbesondere kann der Greifer nun auch punktgenau abgesetzt werden. Dadurch, dass mit Hilfe des Trägheitsnavigationssystems die Pendelbewegung des Greifers erfasst wird und dadurch dass durch eine entsprechende automatische Ansteuerung der aktuel-

len Bewegungen des Greifers die Pendelauslenkung/Pendelbewegung verringert bzw. kompensiert wird, sind die eingangs genannten Nachteile vermieden und entscheidende Vorteile erzielt.

Es gibt nun unterschiedliche Möglichkeiten die Erfindung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 bzw. dem Patentanspruch 28 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbei- Spieles, erläutert anhand der nachfolgenden Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 den Entlade- bzw. Beladevorgang des Laderaumes eines Schiffes in schematischer Darstellung von der Seite,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung von der Seite dargestellt mit den wesentlichen Komponenten des Steuersystems,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Trägheitsnavigationssystems, nämlich eines dreiachsigen Inertialsystems mit schematischer Darstellung der entsprechenden Achsen, und

Fig. 4 einen am Ausleger angeordneten bzw. verfahrbaren Schlitten in schematischer Darstellung von der Seite in einer bestimmten Ausfüh- rungsform mit den wesentlichen hier wirkenden Seilkräften.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen - zumindest teilweise — eine Vorrichtung 1 zum Be- und/oder Entladen eines Laderaumes 2 mit Material 3, vzw. mit Schüttgut 3a.

Die hier dargestellte Vorrichtung 1 eignet sich daher zum Be- und/oder Entladen eines Laderaumes bzw. eines Lagerraumes mit Material 3, also vzw. mit Schüttgut 3a oder bspw. auch zum Be- und/oder Entladen des Laderaumes eines Schiffes mit Containern. Die Vorrichtung 1 wird im folgenden aber vzw. anhand der insbesondere in den Fig. 1 und 2 dargestellten Entladebrücke Ia erläutert:

In Fig. 1 sind zunächst - ganz allgemein - die wesentlichen mechanischen Bestandteile der Vorrichtung 1 dargestellt. Gut zu erkennen ist hier die vzw. als Entladebrücke Ia ausgebildete Vorrichtung 1 zum Be- und/oder Entladen des Laderaumes 2 eines Schiffes 4 mit Schüttgut 3a. Vzw. dient die Vorrichtung 1 zum Be- und/oder Entladen des Laderaumes 2 eines Schiffes 4 mit Kohle, Erz oder dgl. Die Vorrichtung 1 weist einen Greifer 5 zur Aufnahme bzw. zur Abgabe des zu transportierenden Schüttgutes 3a auf. Die Position des Greifers 5 relativ zum transportierenden Schüttgut 3a ist steuerbar, wobei die Position des Greifers 5 zunächst in vertikaler Richtung gemäß dem Pfeil A veränderbar ist, nämlich der Greifer 5 einerseits heruntergelassen, andererseits hochgezogen werden kann. Hierzu ist der Greifer 5 mit mindestens einem Seilelement 6 verbunden, das hier schematisch angedeutet ist. Unter dem Begriff „Seilelement" werden auch bspw. kettenartige Elemente oder dgl. verstanden, die nicht starr sind und eine Pendelbewegung des Greifers 5 erlauben.

Gut zu erkennen ist, dass die hier als Entladebrücke Ia ausgeführte Vorrichtung 1 einen - ersten - wasserseitigen Ausleger 7 und einen - zweiten - land- seitigen Ausleger 8 aufweist. Die Ausleger 7 und 8 verlaufen im wesentlichen horizontal und sind auf vertikal angeordneten Stützpfeilern 9 angeordnet.

Über einen in der Fig. 1 nicht dargestellten, in der Fig. 2 angedeuteten und in der Fig. 4 dargestellten Schlitten 10 (auch als „Katze" bezeichenbar) ist der Greifer 5 im wesentlichen in horizontaler Richtung entlang der Ausleger 7 und 8 bewegbar. Das hier dargestellte Seilelement 6 läuft vzw. über eine an dem Schlitten 10 angeordnete Umlenkrolle 11 (vgl. Fig. 4). Vzw. wird auch der Schlitten 10 über hier in der Fig. 1 nicht dargestellte weitere Seilelemente entlang der Ausleger 7 und 8 bewegt. Mit der Bewegung des Schlittens 10 ist daher auch der Greifer 5 — an dem Seilelement 6 hängend - entlang der Ausleger 7 und 8 entsprechend bewegbar. Dadurch, dass die Stützpfeiler 9 ein separates Fahrwerk 12 aufweisen, ist die gesamte als Entladebrücke Ia ausgebildete Vorrichtung 1 im wesentlichen parallel zur Kaimauer 13 bewegbar und damit ebenfalls auch der Greifer 5. Denkbar ist, dass die Vorrichtung 1 nicht nur die Laderäume 2 mobiler Fahrzeuge (LKWs, Schiffe etc.) be- oder entlädt, sondern bspw.

auch auf festem Untergrund stehende durch Wandungen begrenzte Laderäume 2 („Lagerräume").

Um die Bewegungen des Greifers 5 zu steuern, ist nun ein in der Fig. 1 nicht dargestelltes, aber aus der Fig. 2 ersichtliches Steuersystem 14 vorgesehen. Die Aufnahme und/oder Abgabe des Schüttgutes 3a durch den Greifer 5 wird mit Hilfe eines separaten hier nicht näher dargestellten Schließwerkes des Greifers 5 realisiert, das wiederum vzw. über separate hier nicht im einzelnen dargestellte Seilelemente betätigt wird. Ähnliches gilt, wenn mit der Vorrichtung 1 und einem spezifisch ausgebildeten Greifer dann Container transportiert werden sollen.

Mit Hilfe der in den Fig. 1 bspw. in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung 1 wird nun das Schüttgut 3a aus dem Laderaum 2 entladen, wobei der Greifer 5 in den La- deraum 2 des Schiffes 4 durch die entsprechende Luke 15 herabgelassen wird, hier das zu transportierende Schüttgut 3a im geöffneten Zustand des Greifers 5 ergriffen wird, der Greifer 5 dann mit Hilfe seines Schließwerkes betätigt, nämlich geschlossen wird und dann über einen entsprechenden Seiltrommelantrieb der Greifer 5 wieder durch die Luke 15 nach oben gezogen wird. Vzw. hiernach wird dann der Schlitten 10 entsprechend bewegt, nämlich entlang der Ausleger 7 bzw. 8 bis zu dem Punkt, wo das Schüttgut 3a dann abgeladen werden soll. Zugleich kann die gesamte Vorrichtung 1 entlang der Kaimauer 13 mit Hilfe des Fahrwerks 12 ebenfalls bewegt werden. Im Ergebnis ist damit der Greifer 5 in alle in den Fig. 1 bzw. Fig. 2 dargestellten Richtungen, also in X-, Y- und Z- Richtung entsprechend bewegbar, so dass das zu transportierende Schüttgut 3a dann über einen Trichter 16 auf die Förderbänder 17 bzw. 18 (dargestellt durch Pfeil B) abgegeben werden kann oder auch auf einer Halde 19 (dargestellt durch den Pfeil C) aufgeschüttet wird bzw. von der Halde entnommen werden kann. Dies ist abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall.

Für die Bewegung/Steuerung des Greifers 5 in den einzelnen Richtungen, also in X-, Y- und Z-Richtung weist die Vorrichtung 1 die entsprechenden hier nicht im einzelnen dargestellten Komponenten/Aktuatoren auf, also eine entsprechend angetriebene Seiltrommel zur Bewegung des Greifers 5 in Y-Richtung, ei-

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ne entsprechende Seilsteuerung, vzw. angetriebene Seiltrommeln zur Bewegung des Schlittens 10 und damit auch des Greifers 5 in X- Richtung entlang der Ausleger 7 bzw. 8 sowie für die Bewegung des Greifers 5 entlang der Kaimauer 13 in Z-Richtung das Fahrwerk 12.

Insbesondere über den Schlitten 10 erfolgt zunächst eine Entkopplung der horizontalen (zumindest in X-Richtung) und vertikalen (in Y-Richtung) Steuerung des Greifers 5. Die entsprechenden hier nicht dargestellten Seiltrommeln werden vzw. über Gleichstrommotoren angetrieben. Unter dem Begriff „Schlitten" wird ein vzw. entlang des Auslegers 7 bzw. 8 bewegbares Element verstanden. Es ist denkbar, dass der Schlitten 10 mit Hilfe eines Schienensystems entlang der Anleger 7 und 8 geführt wird oder aber vzw. die in Fig. 4 dargestellten Fahrrollen aufweist.

Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass die Position des Greifers 5 sensorisch mit Hilfe eines Trägheitsnavigationssystems 21 erfassbar ist, so dass eine Pendelbewegung bzw. Pendelauslenkung des Greifers 5 ermittelbar und durch eine entsprechende Ansteuerung die Pendelauslenkung im wesentlichen kompensierbar und/oder verringerbar ist. Vzw. wird also nun die aktuelle Position des Greifers 5 vzw. kontinuierlich sensorisch erfasst, so dass eine aktuelle Pendelbewegung und/oder Pendelauslenkung des Greifers 5 ermittelt wird und dann durch eine entsprechende automatische Ansteuerung der einzelnen Komponenten zur Steuerung des Greifers 5 diese Pendelbewegung bzw. die Pendelauslenkung im wesentlichen kompensiert und/oder verringert wird. Dadurch können nun Kollisionen des Greifers 5 mit dem Lukenrand der Luke 15 und auch mit den Schiffsaufbauten eines Schiffes 4 vermieden werden. Auch das Absetzen des Greifers 5 im Bereich des Laderaumes 2 ist nun optimiert, insbesondere stößt der Greifer 5 hier nicht gegen kritische Böschungen des Schüttgutes 3a, so dass ein Verschütten des Greifers 5 vermieden ist und kostenintensive Betriebsstörungen verhindert sind. Ähnliches gilt für einen Greifer, mit dem Container transportiert werden. Im einzelnen darf nunmehr folgendes ausgeführt werden:

Fig. 2 zeigt nun im wesentlichen die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung

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1, die vzw. als Entladebrücke Ia ausgebildet ist. Gut zu erkennen ist hier der erste Ausleger 7, die Stützpfeiler 9 eine Steuerkanzel 20, das Schiff 4, der Laderaum 2, die Luke 15 sowie der Greifer 5, der am Seilelement 6 hängt und mit dem Schlitten 10 verbunden ist. Der Schlitten 10 ist entlang des ersten Ausle- gers 7 im wesentlichen horizontal verschiebbar, wie durch die nicht näher bezeichneten Pfeile angedeutet, wobei über das hier nicht im einzelnen dargestellte Fahrwerk 12 die Vorrichtung 1 entlang der Kaimauer 13 bewegbar ist.

Gut ersichtlich ist weiterhin das hier schematisch dargestellte Steuersystem 14 zur entsprechenden Steuerung des Greifers 5. Auch dargestellt ist das Koordinatensystem, dass die Bewegungsrichtungen des Greifers 5 in X-, Y- und Z- Richtung darstellen soll, wobei die einzelnen Bewegungen, nämlich in Y- Richtung über einen entsprechenden Seilantrieb des Seilelementes 6, in X- Richtung über den Schlitten 10 und in Z-Richtung über die mit Hilfe des Fahr- werkes 12 motorisch bewegbare Vorrichtung 1 entlang der Kaimauer 13 realisiert werden. Nicht im einzelnen dargestellt ist hier das Schließwerk des Greifers 5, das ebenfalls über hier nicht dargestellte separate Seilelemente ansteuerbar ist, so dass die Öffnungs- und Schließbewegungen des Greifers 5 ebenfalls mit Hilfe des Steuersystems 14 realisierbar sind.

Zur Erfassung der vzw. aktuellen Position des Greifers 5, also des Lastaufnahmemittels, in allen seinen Pendelachsen ist nun ein Trägheitsnavigationssystem 21 vorgesehen. Ein Trägheitsnavigationssystem 21 ist insbesondere bei schlechten Sichtverhältnissen zur Ermittlung der Position des Greifers 5 vorteilhaft, da schlechte Sichtverhältnisse auf die Ermittlung der Position des Greifers 5 hier keinen Einfluss haben. Dieses Trägheitsnavigationssystem 21 ist an dem Greifer 5, also an dem Lastaufnahmemittel entsprechend vzw. in einer Box direkt angeordnet. Das Trägheitsnavigationssystem 21 weist entsprechende Sensoren zur Ermittlung der aktuellen translatorischen und/oder rotatorischen Beschleu- nigungen bzw. Drehgeschwindigkeiten des Greifers 5 auf. Die vom Trägheitsnavigationssystem 21 ermittelten Daten werden umgehend an das Steuersystem 14 vzw. per Funk übermittelt.

Das Steuersystem 14 weist vzw. eine dargestellte Auswerteeinheit 14a und/oder

eine Recheneinheit 14b sowie vzw. eine Speichereinheit 14c auf. Es werden nun die vom Trägheitsnavigationssystem 21 übermittelten Daten ausgewertet und damit die aktuelle Position des Greifers 5 ermittelt bzw. auch eine - mögliche - aktuelle Pendelauslenkung und/oder Pendelbewegung des Greifers 5 ermittelt bzw. seine Bewegungsbahn berechnet.

Ermittelt das Trägheitsnavigationssystem 21 bzw. die Auswerteeinheit des Steuersystems 14a eine Pendelbewegung des Greifers 5 so kann die Pendelbewegung bzw. die Bewegungsbahn des Greifers 5 dann über die Auswerte- und/oder Recheneinheit 14a, 14b des Steuersystems 14 berechnet werden. Das Steuersystem 14 bzw. die Recheneinheit 14b berechnet dann die kinematischen „Gegenmaßnahmen" und gibt die Steuerbefehle an die einzelnen Aktuatoren zur Steuerung der Komponenten wie nämlich die Bewegung des Schlittens 10, des Fahrwerkes 12 und/oder die spezifische Höhe des Greifers 5. Über den vom Steuersystem 14 realisierten kinematischen Eingriff wird automatisch nun die Pendelbewegung/Pendelauslenkung des Greifers 5 vzw. vollständig kompensiert, zumindest aber verringert. Hierzu steuert das Steuersystem 14 dann die Aktuatoren, also die Seiltrommeln für den Schlitten 10, den Motor für das Fahrwerk 12 und/oder auch die Seiltrommel zur Einstellung der aktuellen Höhe des Greifers 5 automatisch an.

In Fig. 3 ist nun das Trägheitsnavigationssystem 21 in seiner spezifischen Ausführungsform dargestellt. Das Trägheitsnavigationssystem 21 ist hier vzw. als dreiachsiges Inertialsystem ausgeführt und weist eine entsprechende Sensorik, nämlich vzw. bis zu drei orthogonale Gyroskope und vzw. bis zu drei Beschleunigungsmesser auf.

Wird das als Inertialsystem ausgeführte Trägheitsnavigationssystem 21 zur Bestimmung der Position des Greifers 5 im Fall des Schüttgutes 3a verwendet, so weist das Inertialsystem drei orthogonale Gyroskope und drei Beschleunigungsmesser, nämlich für die entsprechenden drei relevanten Pendelachsen auf. Wird das als Inertialsystem ausgeführte Trägheitsnavigationssystem 21 zur Bestimmung der Position des Greifers 5 für Container verwendet, so weist das Trägheitsnavigationssystem 21 vzw. zwei orthogonale Gyroskope bzw. vzw. zwei

Beschleunigungsmesser auf, nämlich aufgrund der vzw. hier realisierten spezifischen Aufhängung des Greifers 5 für die dann für diesen Fall hier relevanten zwei Pendelachsen.

Das als Inertialsystem ausgeführte Trägheitsnavigationssystem 21 ist hier in einer Art Box angeordnet bzw. die Sensoren sind in der Box angeordnet, wobei diese Box direkt am Lastaufnahmemittel, nämlich am Greifer 5 angeordnet ist, so wie in der Fig. 2 dargestellt. Zusätzlich dargestellt in der Fig. 3 sind hier die entsprechenden jeweiligen drei Achsen, nämlich die X-Achse, die Y-Achse sowie die Z-Achse. Die vom Inertialsystem gemessenen Daten werden vzw. per Funk an das Steuersystem 14 übermittelt. Für jede der möglichen Pendelachsen, hier vzw. der drei Achsen des Inertialsystems wird permanent für die jeweilige Achse die gemessene Drehgeschwindigkeit um diese Achse und/oder die vektorielle Beschleunigung in Richtung dieser Achse mit Hilfe des dieser Achse zugeordneten Gyroskops bzw. des dieser Achse zugeordneten Beschleunigungsmessers ermittelt.

Mit dem so ausgebildeten Trägheitsnavigationssystems 21 ist es möglich die Position und Lage des Lastaufnahmemittels, nämlich des Greifers 5 im Raum durch die entsprechende Integration der Messdaten, also vzw. die aktuelle Position und Lage des Greifers 5 im Raum zu bestimmen. Es werden also die jeweiligen Beschleunigungsvektoren der jeweiligen Achsen (X-, Y- und Z-Achse) ermittelt, so dass der resultierende Beschleunigungsvektor entsprechend bestimmbar ist, wobei zusätzlich und zeitgleich auch die „Drehrate" des Greifers 5 aus den einzelnen Winkelgeschwindigkeiten um die einzelnen Achsen ermittelbar ist, nämlich mit Hilfe der jeweiligen Messdaten der orthogonalen Gyroskope.

Mit dem so ausgebildeten Trägheitsnavigationssystem 21 und den hier vom I- nertialsystem gewonnen Messwerten kann daher die Position des Lastaufnah- memittels, nämlich des Greifers 5 im Raum durch Integration (einfache Integration bei Drehgeschwindigkeitswerten, zweifache Integration bei Beschleunigungswerten) über die aktuell gewonnenen Messdaten berechnet werden. Hierzu wird vzw. mit Hilfe des Steuersystems 14 für eine bestimmte Position des Lastaufnahmemittels, also des Greifers 5 in seiner Ruhelage ein Bezugspunkt

für das kinematische System definiert. Dies geschieht vzw. auch in Ruhelage des Schlittens 10 bzw. des Fahrwerkes 12.

Bei einer beginnenden Bewegung des Greifers 5 werden dann die aktuellen Messdaten dem Steuersystem 14 übermittelt, so dass die aktuelle Position des Greifers 5 im Raum über die entsprechende Integration der Messdaten, insbesondere die Pendelauslenkung entsprechend berechenbar ist und das Steuersystem 14 hier eine Pendelauslenkung bzw. Pendelbewegung des Greifers 5 entsprechend kompensieren kann, da das als Inertialsystem ausgebildete Träg- heitsnavigationssystem 21 jederzeit und permanent die entsprechenden Messdaten an das Steuersystem 14 übermittelt und auch die Bewegung bzw. Position des Schlittens 10 dem Steuersystem 14 immer bekannt ist, so dass dann die aktuelle Position des Greifers 5 aufgrund der entsprechenden Integration der permanent übermittelten Messdaten und die Anpassung der Koordinaten im Raum dessen Position jederzeit berechnet wird. Dies hat den großen Vorteil, dass das ganze kinematische System ohne ein Bilderfassungssystem arbeiten kann und schlechte Wetterverhältnisse, nämlich schlechte Sicht dieses nicht beeinflussen können. Ja im Gegenteil, Pendelauslenkungen hervorgerufen durch Windkräfte können sofort kompensiert werden.

Zusätzlich ist von Vorteil, dass auch eine rotatorische Bewegung des Greifers 5, einerseits eine im wesentlichen kreisende Bewegung des Greifers 5 im Raum aber auch eine kreisende Bewegung Greifers 5 im wesentlichen um seine eigene vertikale Achse ermittelbar ist. Dies hat den besonderen Vorteil, dass auch eine derartige rotatorische Bewegung des Greifers 5 durch das Steuersystem 14 verringerbar bzw. kompensierbar ist. Eine derartige rotatorische Bewegung des Greifers 5 ist dadurch kompensierbar bzw. vzw. stoppbar, wenn der Greifer 5 genau in dem Moment seines ermittelten „Nulldurchganges" mit dem Material 3 vzw. mit dem Schüttgut 3a in Kontakt bringbar ist, so dass diese rotatorische Bewegung so gestoppt wird. Bei der bekannten Bewegung des Schlittens 10 bzw. des Fahrwerks 12 ist auch der sich mitverlagernde „Nulldurchgang" einer Pendelbewegung ermittelbar, weil dieser Nullpunkt auch bei einer Pendelbewegung bei den bekannten Bewegungen des Systems (Schlitten 10, Fahrwerk 12, Seilelement 6) in X-, Y- bzw. Z-Richtung berechnet wird und bzgl.

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des Greifers 5 somit eine kontinuierliche Kompensation der Pendelbewegung bzgl. dieses Nullpunktes über das Steuersystem 14 ermöglicht ist. Das oben beschriebene System hat daher die Vorteile, dass eine direkte und kontinuierliche Messung des Pendelwinkels ermöglicht wird, ohne dass ein Sichtkontakt zum Lastaufnahmemittel, also zum Greifer 5 notwendig ist. Weiterhin können die oben beschriebenen Rotationsbewegungen des Greifers 5 bestimmt und verringert bzw. kompensiert werden.

Insbesondere ermöglicht das oben beschriebene System vzw. zusätzlich eine kontinuierliche Prüfung der Messdaten durch den Vergleich der über die Beschleunigungsmesser und/oder Drehgeschwindigkeitsmesser (Gyroskope) integrierten Positionen des Greifers 5 mit einer aus dem Pendelwinkel und der Position des Schlittens 10 ermittelten Position des Greifers 5. Im Ergebnis werden über die Integration der Messdaten des als Inertialsystems ausgebildeten Träg- heitsnavigationssystem 21 permanent die Lage und Position des Greifers 5 bestimmt, wobei vzw. permanent auch die Umkehrpunkte der Pendel- und/oder Rotationsbewegung des Greifers 5 bestimmbar sind und dann eine Kompensation der Bewegungen des Greifers 5 bzgl. seiner Ruhelage ermöglicht ist.

Durch die direkte Einwirkung des Steuersystems 14 nach der erfassten Pendelbewegung des Greifers 5 kann nun mit Hilfe der Auswerte- bzw. Recheneinheit 14a/14b des Steuersystems 14 und mit Hilfe eines in der Speichereinheit 14c gespeicherten Computerprogramms, das die entsprechenden physikalischen Einwirkungen sowie die tatsächlich vorgegebenen spezifischen Geometrien und Kräfte berücksichtigt, die Pendelbewegung des Greifers 5 vzw. ausgeglichen werden. Vzw. über eine Kraftmessung am Seilelement 6 wird zusätzlich auch das Gewicht des sich im Greifer 5 befindenden Schüttgutes 3a bestimmt und an das Steuersystem 14 übermittelt, wie vzw. auch die aktuelle Höhe des Greifers 5 (über die eingestellte Seillänge des Seilelementes 6), so dass dem Steuersystem 14 zusätzlich auch alle wesentlichen Parameter für die Überprüfung der Messdaten des Trägheitsnavigationssystems 21 - wie bereits oben erwähnt - zur Verfügung stehen. Problematisch kann sein, dass die Messergebnisse des als Inertialsystems ausgeführten Trägheitsnavigationssystems 21 einen mit der Zeit t stetig wachsenden Fehler aufweisen. Der Grund hierfür liegt in möglichen vor-

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handenen Messfehlern der Beschleunigungsmesser bzw. der Gyroskope, die sich durch die Integration mit der Zeit immer stärker auswirken. Diese Ungenauig- keit (Drift/Bias) kann nun aber durch die Stützung des Systems eliminiert werden. Dadurch, dass permanent die Umkehrpunkte der Pendel- und der Rotati- onsbewegungen bestimmt bzw. ermittelt werden und diese Bewegungen/Schwingungen ja um die Ruhelage/Nullpunkt erfolgen, kann nunmehr eine Stützung der Messdaten in Richtung dieses Nullpunktes erfolgen, weil der Nullpunkt der Pendelbewegung bei bekannter Bewegung des Schlittens 10 und/oder des Fahrwerkes 12 ebenfalls berechnet werden kann. Anderes ausge- drückt, die aufgrund der zuvor beschriebenen systeminhärenten Drift des Träg- heitsnavigationssystems 21 sich möglicherweise verändernden Messdaten können in Richtung des berechneten Nullpunktes/Nulldurchganges der Pendelbewegungen vzw. immer permanent entsprechend gestützt werden. Das ansonsten bisher im Stand der Technik bekannte Stützen eines derartigen System bspw. eine Stützung nur durch die Erdbeschleunigung bzw. eine Stützung nur durch ein externes Navigationssystem, wäre in dem oben beschriebenen Anwendungsfall für den Greifer 5 nicht zielführend. Jedoch aufgrund der Bestimmung der aktuellen Umkehrpunkte der Pendel- und/oder Rotationsbewegungen kann das Inertialsystem bzw. können die entsprechenden Messdaten nunmehr auch in Richtung der ermittelten Nullpunktlage entsprechend gestützt werden, d.h. die vom Inertialsystem ermittelten Messdaten entsprechend „korrigiert" werden, nämlich um eine mögliche systeminhärente Drift zu eliminieren.

Die Möglichkeit einer weiteren sensorischen Erfassung der Position des Greifers 5 ist in Fig. 4 dargestellt. Fig. 4 zeigt den Schlitten 10, die Umlenkrolle 11 für das Seilelement 6 zum Heben und Senken des Greifers 5 sowie die Seilelemente 22 und 23 (Führungsseile) zum Bewegen des Schlittens 10 entlang des Auslegers 7. Bei einer hier dargestellten Pendelauslenkung des Greifers 5, dargestellt durch den Winkel φ, entsteht im Bereich des Schlittens 10 eine entsprechende resultierende Kraft FR _Θ S. Die horizontale Komponente dieser Kraft ist Fhorizontai, wobei die Seillast des Seilelementes 6 hier mit Flaut angegeben ist. Die horizontale Komponente der resultierenden Kraft FR _es , also der horizontale Anteil Fhorizontai muss von den Führungsseilen des Schlittens 10 aufgebracht werden. Für den Fall, dass der Schlitten 10 unbeschleunigt ist gilt: Fhorizontai = Fsee - FLand. Da die

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Seillast des Seilelementes 6 FLast bereits gemessen worden ist und dem Steuersystem 14 zur Verfügung steht, werden nunmehr zusätzlich die entsprechenden Kräfte an den Seilelementen 22 und 23 des Schlittens 10 vzw. mit Kraftdosen ermittelt. In dem in Fig. 4 dargestellten Fall ist eine Messung der Pendelaus- lenkung des Greifers 5 nun zumindest in Bewegungsrichtung des Schlittens 10 (X-Richtung) möglich, insbesondere weil ja auch die Seillänge des Seilelementes 6 bzw. der jeweilige Drehwinkel der Seiltrommel und damit die spezifische Höhe des Greifers 5 bekannt ist. Um auch eine Auslenkung in Richtung der Kaimauer 13, also in Z-Richtung messen zu können sowie mögliche Torsionswinkel des Greifers 5 messen zu können, kann das Lager der Umlenkrolle 11 mit einem Momentensensor ausgerüstet werden. Bei dem dann in Fig. 4 dargestellten Anwendungsfall kann auch mit der entsprechenden Kraftmessung der Seilelemente 6, 22 bzw. 23 bzw. der entsprechenden Momentmessung an der Umlenkrolle 11 auf eine entsprechende Pendelauslenkung und/oder Pendelbewegung des Greifers 5 rückgeschlossen, nämlich mit Hilfe einer Auswerteeinheit/Recheneinheit 14a, 14b des Steuersystems 14 diese berechnet werden. Die am Schlitten 10 angreifenden Seilkräfte werden über Kraftsensoren ermittelt, wobei zusätzlich vzw. an den hier erforderlichen Umlenkrollen der Seilelemente Momentsensoren angeordnet sind, so dass die Pendelauslenkung des Greifers 5 im Ergebnis mit Hilfe der ermittelten Werte und der Auswerteein- heit/Recheneinheit 14a, 14b des Steuersystems 14 ermittelt werden kann. Über das im Steuersystem 14 abgespeicherte entsprechende Programm, kann dann mit Hilfe der Steuerbefehle bzw. Ansteuerung der einzelnen Aktuatoren, wie oben beschrieben, wiederum die Pendelauslenkung des Greifers 5 kompensiert bzw. verringert werden, nämlich über eine entsprechende automatische Ansteuerung des Schlittens 10, des Fahrwerks 12 und/oder der Veränderung der Höhe des Greifers 5.

Weiterhin kann die Vorrichtung 1 in vorteilhafter Weise nun zusätzlich so aus- gebildet sein, so dass nämlich auch noch die genaue Position des Schiffes 2 und/oder der Luke 15 bzw. der Lukenränder ebenfalls noch sensorisch erfassbar ist. Dies wird vzw. über ein weiteres Bilderfassungssystem, vzw. über einen Laserscanner 24 realisiert, der insbesondere als 3D -Laserscanner ausgebildet ist.

Im bevorzugten Fall ist der Laserscanner 24 an dem ersten Ausleger 7 über dem Bereich der Luke 15 angeordnet. Vzw. ist mit Hilfe des Laserscanner 24 dann die genaue Position des Schiffes 2 und der Luke 15 sensorisch erfassbar. Dies hat zunächst den Vorteil, dass ein „Notstop" durchgeführt werden kann, wenn nämlich die Auswerteeinheit 14a des Steuersystem 14 ermittelt, dass eine aktuelle Pendelbewegung des Greifers 5 im weiteren Betrieb zu einer Kollision mit dem Lukenrand der Luke 15 oder mit einem Schiffsaufbau des Schiffes 4 führen würde. Die Auswerteeinheit 14a bzw. Recheneinheit 14b ermittelt dies aus den vom Laserscanner 24 bzw. von der sensorischen Erfassung der Position des Greifers 5 übermittelten Daten.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird zusätzlich mit dem Laserscanner 24 die aktuelle Verteilung der Ladung, also des Schüttgutes 3a innerhalb des Laderaumes 2 gescannt. Dies hat den Vorteil, dass der Böschungswin- kel des im Laderaum 2 lagernden Schüttgutes 3a ermittelbar ist und auch wieder im Zusammenhang mit der ermittelten Pendelauslenkung des Greifers 5 bzw. deren Kompensation eine Kollision des Greifers 5 mit einer Böschung des Schüttgutes 3 vermieden werden kann, so dass ein Verschütten des Greifers 5 vermieden ist.

Mit den hier dargestellten Komponenten des Steuersystems 14 ist nun ein automatisches Verfahren zur Verringerung und/oder Kompensierung der Pendelauslenkung des Greifers 5 realisierbar. Hierzu wird die Position des Greifers 5 vzw. kontinuierlich sensorisch erfasst, so dass eine Pendelbewegung des Grei- fers 5 ermittelt wird und dann durch eine automatische Ansteuerung des Greifers 5 bzw. der einzelnen Aktuatoren (Schlitten 10, Fahrwerk 12 etc.) diese Pendelbewegung im wesentlichen kompensiert und/oder verringert wird. Hierzu wird vzw. die aktuelle Bewegung des Schlittens 10 entsprechend gesteuert, die diese auf den Greifer 5 über das Seilelement 6 im wesentlichen parallel zur je- weiligen Bewegungsrichtung des Schlittens 10 überträgt (X-Richtung). Zusätzlich kann aber auch über das Fahrwerk 12 der Vorrichtung 1 ein Kompensationsausgleich in Z-Richtung erfolgen, also das Fahrwerk 12 über das Steuersystem 14 entsprechend zur Kompensation der Pendelbewegung des Greifers 5 angesteuert werden. Schließlich ist denkbar, dass die aktuelle spezifische Höhe des

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Greifers 5 (in Y-Richtung) verändert wird, insbesondere auch die aktuelle Ladung des Greifers 5 mit Schüttgut 3 über eine entsprechende Kraftmessung am Seilelement 6 ermittelt wird und über eine entsprechende aktuelle Höhenverstellung des Greifers 5 die Pendelbewegung verringert bzw. kompensiert wird. Hierzu werden die einzelnen Kompenenten über das Steuersystem 14 angesteuert.

Für die sensorische Erfassung der aktuellen Position des Greifers 5 ist hier ein Trägheitsnavigationssystem 21 vorgesehen, das die translatorischen und/oder rotatorischen Beschleunigungen des Greifers 5 mit Hilfe der Sensoren des Trägheitsnavigationssystem 21 ermittelt, wobei die ermittelten Daten an das Steuersystem 14 übertragen werden. Hier werden mit Hilfe einer Auswerteeinheit 14a diese Daten ausgewertet und die aktuelle Position des Greifers 5 bzw. dessen Bewegungsbahn berechnet, so das basierend hierauf dann über die entspre- chende Ansteuerung des Fahrwerks 12, des Schlittens 10 und/oder der Höhe des Greifers 5 dann die Kompensation oder Verringerung der Pendelbewegung erfolgen kann.

Zwar ist auch denkbar, dass die Ladungsverteilung des Schüttgutes 3 innerhalb des Laderaumes durch das Herablassen des Greifers 5 an unterschiedlichen Stellen innerhalb des Bereiches der Luke 15 taktil ermittelt und in der Speichereinheit 14c des Steuersystems 14 abgespeichert wird, vzw. wird aber zur Ermittlung der Verteilung des Schüttgutes 3 ein entsprechender Laserscanner 24 eingesetzt.

Über das Zusammenwirken der verschiedenen Komponenten werden entscheidende Vorteile erzielt, insbesondere die Betriebskosten verringert und Kollisionen des Greifers 5 vermieden. Insbesondere ist die aktuelle Position des Greifers 5 jederzeit zu ermitteln, so dass vzw. der Entladevorgang auch durch schlechte Sichtverhältnisse nicht beeinträchtigt ist, wodurch entscheidende Kosteneinsparungen bei den Betriebskosten realisierbar sind.

Bezugszeichenliste:

1 Vorrichtung

Ia Entladebrücke

2 Laderaum

3 Material

3a Schüttgut

4 Schiff

5 Greifer

6 Seilelement

7 erster Ausleger

8 zweiter Ausleger

9 Stützpfeiler

10 Schlitten

11 Umlenkrolle

12 Fahrwerk

13 Kaimauer

14 Steuersystem

14a Auswerteeinheit

14b Recheneinheit

14c Speichereinheit

15 Luke

16 Trichter

17 Förderband

18 Förderband

19 Halde

20 Steuerkanzel

21 Trägheitsnavigationssystem

22 Seilelemente

23 Seilelemente

24 Laserscanner

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