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Die
Erfindung betrifft einen mobilen Frachtbehälter, der eine
elektronische Einheit aufweist, die zur Energieversorgung an ein
Speichermedium angeschlossen ist. Das Speichermedium steht wiederum
in Verbindung mit wenigstens einem Energie-Empfangsmittel, das für
eine induktive Übertragung von Energie über das
Energie-Empfangsmittel an das Speichermedium ausgebildet ist.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Energieversorgung eines
mobilen Frachtbehälters und eine Umschlag- und/oder Transporteinrichtung, an
der eine solche Energieübertragung erfolgen kann. Ferner
betrifft die Erfindung ein Behälterlogistiksystem bestehend
aus mehreren mobilen Frachtbehältern und unterschiedlichen
Umschlag- und/oder Transporteinrichtungen.
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Im
Bereich der Logistik ist es bekannt, Transportbehälter
und/oder Transportfahrzeuge mit einer Sende- bzw. Ortungseinheit
zu versehen, die eine Bestimmung der Position und auch des Zustands
des jeweiligen Objekts erlaubt. Diese elektronische Einheit steht
beispielsweise über Satelliten- oder Telefonnetze in Verbindung
mit einer zentralen Überwachungsstation, welche die einzelnen
Objekte überwacht. Zur Bestimmung der Position kann an
einem Objekt auch ein GPS-Modul vorgesehen sein. Auch RFID-Technologien
können genutzt werden, um eine Überwachung im
Nahfeld eines Objekts durchzuführen. Darüber hinaus
kann beispielsweise in einem Container oder dem Laderaum eines Lastkraftwagens
Sensortechnik vorgesehen sein, mit welcher der Zustand von transportierten
Waren protokolliert und überwacht wird. Die Sensordaten
werden in einer Datenverarbeitungseinheit des zu überwachenden
Objekts gespeichert und können zu einem späteren
Zeitpunkt abgerufen werden, oder sie werden ebenfalls fortlaufend
an die zentrale Überwachungsstation übermittelt.
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Ein
Behälter kann somit verschiedene elektronische Geräte
umfassen, für die eine verlässliche Energieversorgung
realisiert werden muss. Üblicherweise wird die Energieversorgung
solcher Systeme durch Anschluss an das Bordnetz eines Lastkraftwagens,
integrierte Batterien, mehrfach aufladbare Akkus oder auch Solarmodule
sichergestellt. Insbesondere bei mobilen Behältern wie
Frachtcontainern, die von mehreren Nutzern eines landesweiten oder
sogar weltweiten Logistiksystems genutzt werden, sind diese Arten
der Energieversorgung jedoch mit Problemen verbunden. Da Frachtcontainer
für bestimmte Zeiträume an Lagerplätzen
abgestellt werden, an denen sie nicht an das Bordnetz eines Lastkraftwagens
angeschlossen sein können, kann diese Art der Energieversorgung
für Frachtcontainer nicht genutzt werden, wenn dessen elektronische
Geräte auch nach der Abstellung an einem Lagerplatz aktiv
sein sollen. Auch der Anschluss an lokale Spannungsquellen mittels
Steckkontakt ist nachteilig, da dies eine manuelle Tätigkeit
erfordert, die beim Umschlagen und Be- und Entladen von Frachtbehältern
zu Zeitverzögerungen führt oder lokale Spannungsquellen
nicht verfügbar sind.
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Integrierte
Batterien und Akkus sind dagegen durch Diebstahl gefährdet
und ihr Ladezustand muss stets überwacht werden, um eine
permanente Energieversorgung der elektronischen Einheiten zu gewährleisten.
Da Frachtcontainer oftmals abwechselnd von mehreren Nutzern verwendet
werden, müsste jeder Nutzer an verschiedenen Umschlag- und
Transportstationen Mittel und Ressourcen zum Aufladen von Akkus
oder zum Austausch von Batterien bereithalten, was nur schwer zu
realisieren ist. Ferner werden Frachtcontainer oftmals gemietet
und es sollte gewährleistet sein, dass einem Mieter stets Frachtcontainer
mit geladenen Batterien oder Akkus zur Verfügung stehen,
um die von ihm gewünschten Ortungen und Überwachungen
dauerhaft durchführen zu können.
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Solarmodule
stellen zwar eine unabhängige Art der Energieversorgung
dar. Insbesondere bei Frachtcontainern, die übereinander
gestapelt und auch dicht nebeneinander angeordnet werden, würden
Solarmodule jedoch oftmals verdeckt, so dass keine konstante Stromerzeugung
gewährleistet ist. Ferner sind Solarmodule, die an der
Außenseite eines Frachtcontainers angebracht sind, durch
Diebstahl und Beschädigung gefährdet.
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Im
Bereich der stationären Schüttgutbehälter ist
es ebenfalls bekannt, diese zur Stromversorgung von Füllstandssensoren
und der zugehörigen Sendeeinheiten zum Senden der Füllstandsinformationen an
das öffentliche Stromnetz anzuschließen bzw. Batterien
oder Solarmodule vorzusehen. Die deutsche Patentschrift
DE 43 21 754 C2 offenbart
beispielsweise ein solches Schüttgutbehältersystem, bei
dem die Füllstände der einzelnen Behälter
kontinuierlich an eine Zentrale übermittelt werden, um Leerungstouren
zu optimieren. Neben einer Stromversorgung mittels Steckkontakt
kann dabei auch eine induktive Energieübertragung in einen
Akku des Containers erfolgen. Dazu muss der Schüttgutbehälter
jedoch genau in einer Positionierungseinrichtung mit entsprechenden
Aufnahmebuchsen ausgerichtet werden und der Schüttgutbehälter
verbleibt stationär in dieser Position. Diese Rahmenbedingungen
legen eine Induktionsspule im Bodenbereich des Behälters nahe.
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Mobile
Frachtbehälter gelangen jedoch oftmals zu verschiedenen
Umschlag- und/oder Transporteinrichtungen, an denen eine Energieübertragung über
Induktionsspulen im Bodenbereich eines Behälters nicht
vorteilhaft oder sogar nicht möglich wäre. Zu
diesen Umschlag- und/oder Transporteinrichtungen zählen
insbesondere Ladetore von Gebäuden oder Kräne.
Beispielsweise werden Frachtcontainer von einem Zugfahrzeug auf
Stützen vor dem Ladetor eines Gebäudes abgestellt
und der Container ent- und/oder beladen. In diesem Fall kann keine
induktive Übertragung von Energie über den Bodenbereich
des abgestellten Behälters erfolgen, da kein Kontakt zwischen
dem Bodenbereich des Behälters und darunter liegenden Komponenten
vorliegt. Auch beim Umsetzen eines Frachtbehälters durch
einen Kran ist das Aufladen eines Akkus über den Bodenbereich
des angehobenen Behälters nicht möglich. Ferner
müssten eine Vielzahl Böden an Umschlag- und/oder
Transporteinrichtungen bei den Nutzern mehrerer Frachtbehälter
mit Positioniereinrichtungen versehen werden, um eine genaue Ausrichtung
jedes Behälters zu gewährleisten. Den Behälter
mit dem Kran oder einem Zugfahrzeug bei diesen Vorgängen
gezielt in einer Ladeeinrichtung zu positionieren, ist jedoch ebenfalls
nicht vorteilhaft. Lediglich beim Transport eines Containers auf
einem Lastkraftwagen könnten eine genaue Ausrichtung des
Frachtcontainers und eine induktive Energieübertragung über
den Bodenbereich erfolgen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, einen mobilen Frachtbehälter
mit geeigneter Energieversorgung und ein Verfahren zur Energieversorgung
eines solchen Behälters bereitzustellen. Aufgabe der Erfindung
ist es ferner, geeignete Umschlag- und/oder Transporteinrichtungen
zur Bereitstellung von Energie für mobile Frachtbehälter
bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch einen mobilen Frachtbehälter mit den
Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Behälters ergeben sich
aus den Unteransprüchen 2–10. Die Aufgabe wird
ferner durch eine Umschlag- und/oder Transporteinrichtung für
einen erfindungsgemäßen Behälter nach
Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
der Umschlag- und/oder Transporteinrichtung ergeben sich aus den
Unteransprüchen 12–18. Von der Erfindung umfasst
ist ferner ein Frachtbehälterlogistiksystem gemäß Anspruch
19 und ein Verfahren zur Energieversorgung eines Frachtbehälters
gemäß den Merkmalen des Anspruch 20. Vorteilhafte
Ausführungsformen des Verfahren zur Energieversorgung ergeben sich
aus den Unteransprüchen 21–24.
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Die
Wiedergabe der Ansprüche wird hier ergänzt, wenn
die Ansprüche feststehen.
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Der
wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass elektronische
Einheiten von mobilen Frachtbehältern verlässlich
mit Energie versorgt werden können, indem angeschlossene
Speichermedien an unterschiedlichen Umschlag- und/oder Transporteinrichtungen
induktiv aufgeladen werden. Dies behebt die Nachteile bekannter
mobiler Frachtbehälter. Dabei entfallen ferner weitestgehend
jegliche manuelle Tätigkeiten des Bedienpersonals und der
Ladevorgang ist in die bestehenden Vorgänge beim Umschlagen
oder Transportieren von Frachtbehältern integriert. Ferner
entfallen durch die Verwendung der induktiven Energieübertragung
jegliche elektrische Steckkontakte, die sonst im Betrieb geschützt
werden müssten.
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Ein
oder mehrere Energie-Empfangsmittel sind dabei so an einem Frachtbehälter
angebracht, dass sie in einem definierten Bereich liegen, in dem sich
Energie-Bereitstellungsmittel an unterschiedlichen Umschlag- und/oder
Transporteinrichtungen befinden. Um dies zu gewährleisten,
können Energie-Empfangsmittel an einem Behälter
an verschiedenen Positionen und insbesondere Höhen angeordnet
sein.
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Weitere
Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele
anhand der Abbildungen.
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Von
den Abbildungen zeigt:
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1 ein
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Frachtbehälters;
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2 ein
Frachtbehälter gemäß 1 auf einem
Lastkraftwagen;
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3 ein
Frachtbehälter gemäß 1 an
einem Kran;
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4 in 4(a) einen Frachtbehälter gemäß 1 vor
einem Ladetor und in 4(b) eine Vorderansicht
eines Frachtbehälters gemäß 1;
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5 eine
vergrößerte Ansicht eines Ausführungsbeispiels
für den Kontakt zwischen einem Energie-Empfangsmittel und
einem Energie-Bereitstellungsmittel; und
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6 ein
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Behälterlogistiksystems.
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In 1 ist
eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen mobilen Behälters 10 dargestellt.
Vorzugsweise handelt es sich um einen Frachtcontainer, der auch
als Wechselbehälter oder Wechselkoffer bezeichnet wird.
Der Behälter ist quaderförmig und weist einen Boden
und eine obere Abdeckung 12 auf. Diese sind durch vier
Seitenwände miteinander verbunden, wobei wenigstens in
einer Seitenwand an der kurzen Seite eines Behälters eine
Ladeöffnung vorgesehen ist. Durch diese Ladeöffnung
kann der Behälter be- und entladen werden. Die Ladeöffnung
kann beispielsweise mit einem Rolltor oder zwei Flügeltüren verschlossen
werden.
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Der
Boden, die obere Abdeckung und die Seitenwände des Containers
sind üblicherweise aus einem metallischen Werkstoff ausgeführt.
Es können jedoch auch andere Materialien wie Holz oder
Kunststoff verwendet werden. Ferner können wenigstens die
Seitenwände aus flexiblen Planen gebildet werden, die zwischen
Eckpfosten gespannt werden, die gegebenenfalls mit Zwischenstreben
verstärkt sind.
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Der
Behälter umfasst eine Datenverarbeitungseinheit 20,
die vorzugsweise wenigstens eine Sendeeinheit 21 zum Senden
von Daten von dem Behälter zu einer Überwachungsstation 30 aufweist. Die
Sendeeinheit 21 kann beispielsweise ein Funk- oder GSM-Modul
sein, das über ein Satelliten- und/oder Mobiltelefonnetz
Daten mit der Überwachungsstation 30 austauscht.
Dabei kann die Sendeeinheit 21 mit einem Empfänger
kombiniert werden, über den von der Station 30 auch
Daten an die Datenverarbeitungseinheit 20 übermittelt
werden können, so dass die Sendungsrichtung, die in 1 mit einem
Pfeil dargestellt ist, nicht einschränkend zu verstehen
ist.
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Darüber
hinaus kann ein GPS-Modul zur Positionsbestimmung des Behälters
vorgesehen sein. Verschiedene Ausführungsformen solcher
Sende- und Empfangseinrichtungen in Verbindung mit zugehörigen
Datenverarbeitungseinheiten sind dem Fachmann auf dem Gebiet der
Ortung und Überwachung von mobilen Objekten bekannt und
werden hier nicht weiter ausgeführt. Die Funktionen der elektronischen
Einheit 20 werden dabei entsprechend der erforderlichen Überwachungskriterien
gewählt.
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Die
Datenverarbeitungseinheit 20 sendet beispielsweise permanent
oder in vorgegebenen Intervallen Daten über die Sendeeinheit 21 an
die Station 30. Ferner kann vorgesehen sein, dass Sensoren
wie Temperatur-, Feuchte- oder Drucksensoren konstant die Bedingungen
innerhalb des Behälters messen und diesbezügliche
Daten an die Station 30 gesendet werden. Dies erfolgt insbesondere
dann, wenn vorgegebene Werte unter- oder überschritten werden.
Auch in diesem Bereich sind dem Fachmann verschiedene Verfahren
und Anordnungen von Vorrichtungen bekannt, um diese Überwachungsfunktionen
durchzuführen.
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Die
Energie für die genannten Funktionen wird durch ein Speichermedium 22 bereitgestellt,
das an die Datenverarbeitungseinheit 20 angeschlossen ist.
Das Speichermedium 22 kann in die Komponente der Datenverarbeitungseinheit 20 integriert
oder entfernt von dieser angeordnet sein. Das Speichermedium 22 steht
wiederum in Verbindung mit wenigstens einem Energie-Empfangsmittel 23,
das in 1 an einer Seitenwand 11 des Behälters
angebracht ist. Dabei kann das Energie-Empfangsmittel 23 in
die Seitenwand 11 integriert sein, oder es befindet sich direkt
an der Innenseite der Behälterwand 11.
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Das
Energie-Empfangsmittel 23 umfasst eine Induktionsspule,
in der induktiv Strom bzw. eine Spannung erzeugt werden kann, wenn
diese in den Bereich eines Energie-Bereitstellungsmittels gebracht
wird, das durch Anlegung eines Wechselstroms ein Magnetfeld erzeugt.
Gelangt die Spule des Energie-Empfangsmittels 23 in dieses
Magnetfeld, wird eine Spannung induziert und das Speichermedium 22 kann
dadurch geladen werden.
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Bei
dem Speichermedium 22 handelt es sich beispielsweise um
einen Akkumulator (Akku), der mehrfach aufgeladen werden kann. Hierzu
bieten sich beispielsweise Lithium-Ionen Akkus an. Alternativ zu
einem elektrochemischen Akkumulator können Doppelschichtkondensatoren
bzw. Superkondensatoren oder EDLCs (Electric Double Layer Capacitor) eingesetzt
werden, die auch unter der Bezeichnung Supercap, Goldcap oder Ultracap
bekannt sind. Diese Superkondensatoren weisen eine hohe Kapazität auf,
sind annähernd verschleißfrei und in kurzer Zeit aufladbar.
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Um
die induktive Übertragung von Energie von einem in 1 nicht
dargestellten externen Energie-Bereitstellungsmittel auf das Energie-Empfangsmittel 23 zu
ermöglichen, ist die Behälterwand 11 im
Bereich des Energie-Empfangsmittels 23 aus einem nicht
leitenden Material ausgeführt. Ist der gesamte Frachtbehälter
bereits aus Kunststoff hergestellt, sind hierzu keine besonderen
Vorkehrungen zu treffen. Handelt es sich um einen Stahlcontainer, muss
im Bereich des Energie-Empfangsmittels 23 eine ausreichende
Wandfläche durch ein nicht leitendes Material ersetzt werden.
Dazu kann beispielsweise ein Teil des Stahlblechs ausgespart und
durch eine Kunststoffplatte ersetzt werden. Die Induktionsspule
des Energie-Empfangsmittels 23 kann direkt in das Kunststoffmaterial
eingegossen werden.
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An
dem Behälter 10 kann ein weiteres Energie-Empfangsmittel 23' vorgesehen
sein. Dieses befindet sich beispielsweise an der oberen Abdeckung 12 oder
an der rückseitigen Behälterwand 14,
welche der Ladeöffnung 13 gegenüber liegt.
Dieses zweite Energie-Empfangsmittel 23' ist ebenfalls
an das Speichermedium 22 angeschlossen, so dass das Speichermedium
wahlweise über wenigstens diese beiden Energie-Empfangsmittel 23 und 23' aufgeladen
werden kann. Dies ist von Vorteil, da so für verschiedene
Umschlag- und/oder Transporteinrichtungen, an denen das Speichermedium 22 des
Behälters 10 aufladbar sein soll, unterschiedliche
Positionen für ein Energie-Bereitstellungsmittel gewählt werden
können.
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Beispielsweise
ist in 2 dargestellt, wie der Frachtbehälter 10 auf
einer Transporteinrichtung 40 wie einem Lastkraftwagen 54 transportiert
wird. Während des Transports liegt das hintere Energie-Empfangsmittel 23' an
der Rückwand 14 des Behälters 10 in
der Nähe eines Energie-Bereitstellungsmittels 41',
das sich in einer entsprechenden Position am Lastkraftwagen 54 befindet.
Das Energie-Bereitstellungsmittel 41' wird von einer Spannungsquelle 42 wie
dem Bordnetz des Lastkraftwagens 54 gespeist. Über
das weitere Energie-Empfangsmittel 23 wird keine Energie
geladen, da es für den Transport auf einem Lastkraftwagen
eine nachteilige Position hat. Als weitere Transporteinrichtung,
an der das Speichermedium eines Behälters aufgeladen werden kann,
ist beispielsweise der Waggon eines Zuges zu nennen.
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In 3 ist
dargestellt, die ein Frachtcontainer 10 von einer Umschlageinrichtung
wie einem Kran 52 transportiert und umgesetzt wird. Dabei
wird er beispielsweise von einem Greifer 53, der üblicherweise
auch als Spreader bezeichnet wird, an der oberen Abdeckung 12 angehoben.
Dazu befinden sich üblicherweise Aufnahmevorrichtungen
an den oberen Ecken des Frachtbehälters, in welche der Spreader 53 eingehakt
und eingerastet werden kann, damit der Container sich beim Transport
nicht vom Spreader löst. Der Frachtcontainer wird somit
in einer definierten Lage vom Spreader 53 gegriffen, und
lediglich die Ausrichtung des Spreaders wird vom Bediener des Krans
frei wählbar sein.
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Ein
Energie-Bereitstellungsmittel 41 ist beispielsweise an
einem Ausleger am Spreader 53 angebracht und steht über
Kabel in Verbindung mit einer Spannungsquelle, die in 3 nicht
dargestellt wird. Da es für den Bediener des Krans zu aufwändig ist,
den Spreader so zu drehen, dass sich das Energie-Bereitstellungsmittel 41 auf
der Seite eines bestimmten Energie-Empfangsmittels befindet, ist
es vorteilhaft, am Behälter zwei Energie-Empfangsmittel 23 und 23' vorzusehen,
so dass jeweils eines der Energie-Empfangsmittel richtig liegt und
für die Energieübertragung genutzt werden kann.
Alternativ könnte wenigstens ein Energie-Empfangsmittel
auch an der oberen Abdeckung 12 des Frachtbehälters
vorgesehen sein.
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In 4(a) ist eine schematische Seitenansicht
eines Frachtbehälters gezeigt, der von einem Zugfahrzeug
vor einer weiteren möglichen Umschlageinrichtung 40,
nämlich dem Ladetor 51 eines Gebäudes 50 abgestellt
wurde. Der Frachtbehälter wird dabei üblicherweise
auf Stützfüßen 55 abgestellt.
Die Ladeöffnung des Behälters wird geöffnet,
indem beispielsweise ein Rolltor nach oben bewegt oder zwei Flügeltüren
nach außen geklappt werden. Die Ladung des Behälters
kann nun entladen oder der Behälter beladen werden. Vorzugsweise
erfolgt die Übertragung von Energie auf das Speichermedium 22 der
Datenverarbeitungseinheit 20 des Behälters während
dieses Ladevorgangs. Dazu liegt ein Energie-Bereitstellungsmittel 41 des
Ladetores 51 im Bereich eines Energie-Empfangsmittels 23 des
Frachtbehälters. Da der Frachtbehälter üblicherweise
relativ zielgenau von einem Zugfahrzeug vor einem Ladetor abgestellt
wird, um beispielsweise das Ausfahren von Überladebrücken
zu ermöglichen, kann dabei auch eine ausreichend genaue
Ausrichtung des Energie-Empfangsmittels 23 an dem Energie-Übertragungsmittel 41 des
Ladetores 51 erfolgen. Sowohl das Energie-Empfangsmittel 23 als
auch das Energie-Bereitstellungsmittel 41 sind dabei so
angebracht, dass sie beim Ladevorgang nicht hinderlich sind.
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Beispielsweise
ist das Energie-Empfangsmittel 23 an einer Seitenkante
der Ladeöffnung 13 angebracht, wie es in 4(b) dargestellt ist. Das Energie-Bereitstellungsmittel
kann dabei seitlich so von der Decke der Ladeöffnung 51 herabhängen, dass
es für Personen nicht hinderlich ist. Alternativ könnte
das Energie-Empfangsmittel auch an der oberen Seite der Ladeöffnung 13 angebracht
sein. Das Energie-Bereitstellungsmittel 41 könnte
die Behälterwand in diesem Fall von oben kontaktieren bzw. an
der oberen Abdeckung 12 des Behälters anliegen. Das
Energie-Bereitstellungsmittel 41 steht in jedem Fall in
Verbindung mit einer Spannungsquelle 42 wie beispielsweise
dem öffentlichen Stromnetz.
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Für
eine induktive Übertragung von Energie auf eine Induktionsspule
des Energie-Empfangsmittels muss sich diese Induktionsspule in dem
Bereich eines Energie-Bereitstellungsmittels befinden, in dem das
von dem Energie-Bereitstellungsmittel erzeugte Magnetfeld wirkt.
Um eine möglichst genaue Ausrichtung beider Einrichtungen
zu gewährleisten, können Positioniervorrichtungen
vorgesehen sein, um den Frachtbehälter entsprechend zu
positionieren. Dies stellt jedoch bei bestehenden Umschlag- und
Ladevorgängen einen zusätzlichen Aufwand dar, was
zu unerwünschten Zeitverzögerungen führt.
Vorteilhafter kann es daher sein, wenn sich das Energie-Bereitstellungsmittel
einer Umschlag- und/oder Transporteinrichtung an der Position des
Energie-Empfangsmittels eines Behälters ausrichtet. Dies kann
beispielsweise manuell durch Ausrichtung einer Einrichtung durch
einen Bediener erfolgen. Um auch diese manuelle Tätigkeit
zu vermeiden, kann ein Energie-Empfangsmittel 41 beweglich
und federnd ausgeführt sein, wie es schematisch in 5 dargestellt ist.
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Das
Energie-Bereitstellungsmittel 41 gemäß 5 umfasst
einen abgewinkelten Arm 46, der durch eine Federung 47 beweglich
und federnd gelagert ist. Die Form des Arms ist dabei an die Bedingungen
und Abmessungen der jeweiligen Umschlag- und/oder Transporteinrichtung
angepasst. Am anderen Ende des Arms befindet sich eine Spule 44,
die von einer vorzugsweise elastischen Ummantelung 45 umgeben
ist. Bei der Ummantelung handelt es sich beispielsweise um eine
Gummikugel, die als Kontaktkugel dient. Die Spule 44 steht
in Verbindung mit einer Spannungsquelle 42.
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Auf
der Seite des Frachtcontainers 10 wird ein Energie-Empfangsmittel 23 dadurch
gebildet, dass in einem Wandbereich 16 der Behälterwand 11 eine
Induktionsspule 25 in die Behälterwand 11 eingebracht
ist. Da ein Frachtcontainer üblicherweise aus Stahlblech
besteht, ist dieser Bereich in der Behälterwand ausgespart
und durch eine Platte 16 aus nicht leitendem Material wie
beispielsweise einem Kunststoff ersetzt. Die Induktionsspule kann
direkt in das Kunststoffmaterial eingegossen sein. Die Spule 25 steht
in Verbindung mit dem Speichermedium 22, wobei ein Gleichrichter
zwischengeschaltet ist.
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In
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Platte 16 aus
nicht leitendem Material eine konkave Wölbung 15 auf.
Wird der Behälter 10 mit der Wölbung 15 in
Richtung des Energie-Bereitstellungsmittels 41 bewegt,
berührt die Kontaktkugel 45 den Wandbereich 16 des
Behälters und die Kontaktkugel wird gegen die Federkraft
des Energie-Bereitstellungsmittels abgebremst. Berührt
die Kontaktkugel 45 den Wandbereich 16 nicht genau
in der Mitte der Wölbung 15, kann sie ferner durch
die konkaven Seitenwände der Wölbung 15 in
die Mitte gedrückt werden. Die bewegliche und federnde
Lagerung des Energie-Bereitstellungsmittels 41 erlaubt
auch diese Bewegung der Kontaktkugel 45. Um ein solches
Gleiten der Kugel 45 in die Mitte der Wölbung 15 zu
ermöglichen, können die Oberflächen der
Kontaktkugel 45 und der Wölbung 15 entsprechend
glatt ausgeführt sein.
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Als
Alternative zu einer konkaven Wölbung 15 kann
auch ein Trichter vorgesehen sein, dessen Trichterwand sich nach
außen hin verbreitert. Um eine möglichst genaue
Ausrichtung der Kontaktkugel 45 und damit der Spule 44 des
Energie-Bereitstellungsmittels 41 an der Spule 25 des
Energie-Empfangsmittels 23 zu erreichen, kann die Trichterwand auch
durch die Behälterwand 11 hindurch ragen. Die Induktionsspule 25 des
Energie-Empfangsmittels 23 ist dabei entsprechend weit
hinter der Behälterwand 11 angeordnet.
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Sollen
für die Ausrichtung des Energie-Empfangsmittels 23 an
dem Energie-Bereitstellungsmittel 41 keine manuellen Tätigkeiten
erforderlich sein, sind somit jegliche Einrichtungen denkbar, welche
eine Ausrichtung des Energie-Bereitstellungsmittels 41 ermöglichen,
die durch die Bewegung des Frachtcontainers erzwungen wird. Dabei
ist jedoch zu berücksichtigen, dass an der Außenseite
des Frachtcontainers keine hervorragenden Einrichtungen vorgesehen
werden sollten, die bei der Handhabung des Behälters stören
oder beschädigt werden können. Die Einrichtungen
zur Ausrichtung des Energie-Empfangsmittels 23 an dem Energie-Bereitstellungsmittel 41 sind
daher vorzugsweise in die Behälterwand 11 des
Frachtbehälters integriert.
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Sind
durch die Energieübertragung per Induktion größere
Distanzen überbrückbar, ist es auch möglich,
das Energie-Bereitstellungsmittel 41 als Platte auszuführen,
die an der Behälterwand 11 anliegt, ohne in einer
bestimmten Position ausgerichtet zu werden. Diese Platte kann in
einem größeren Umkreis um die Spule 25 des
Energie-Empfangsmittels 23 herum an der Behälterwand 11 anliegen.
Eine federnde Lagerung dieser Platte an einem Arm ist jedoch auch
hier zweckmäßig.
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Die Übertragung
von Energie auf das Energie-Empfangsmittel eines Frachtbehälters
kann sofort erfolgen, sobald sich die Spule innerhalb des Magnetfelds
des Energie-Bereitstellungsmittels befindet. Alternativ kann das
Energie-Empfangsmittel 23 ein Signal an das Energie-Bereitstellungsmittel 41 senden,
dass eine Energieübertragung initiiert werden soll. Zuvor
kann das Energie-Empfangsmittel den Ladezustand des Speichermediums 22 bestimmen
und auswerten. Hat der Ladezustand einen bestimmten Wert unterschritten,
wird das Signal für eine Energieübertragung an
das Energie-Bereitstellungsmittel 41 gesendet. Alternativ
kann der Ladezustand vom Energie-Empfangsmittel an das Energie- Bereitstellungsmittel
gesendet werden, welches den Ladezustand auswertet und gegebenenfalls
eine Energieübertragung initiiert.
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Die Übermittlung
dieses Signals über den Ladezustand bzw. die Initiierung
einer Energieübertragung kann über die Sendeeinrichtung 21 der
Datenverarbeitungseinheit 20 erfolgen. Alternativ kann die
Datenverarbeitungseinheit 20 für diesen Zweck eine
ergänzende Übermittlungseinrichtung 24 beispielsweise
in Form eines RFID-Transponders aufweisen, der von einem Lesegerät 43 des
Energie-Bereitstellungsmittels 41 ausgelesen wird. Der
aktuelle Ladezustand des Speichermediums 22 wird im Chip des
RFID-Transponders 24 gespeichert und kann von der Leseeinrichtung 43 des
Energie-Bereitstellungsmittels 41 ausgelesen werden. Das
Energie-Bereitstellungsmittel wertet den Ladezustand aus und initiiert
gegebenenfalls eine Energieübertragung. In einem weiteren
Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Übertragung
von Informationen über den Ladezustand des Speichermediums 22 ebenfalls
induktiv über die Spulen 25 und 44 des
Energie-Empfangsmittels bzw. des Energie-Bereitstellungsmittels.
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Ist
eine Energieübertragung erfolgt, wird diese vorzugsweise
als Ladezyklus in der Datenverarbeitungseinheit 20 gespeichert.
Zusätzlich können weitere Angaben wie die Zeit
und der Ort des Ladevorgangs gespeichert werden.
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Mehrere
der beschriebenen Frachtbehälter bilden ein Behälterlogistiksystem,
bei dem die mobilen Behälter zwischen mehreren Umschlag-
und/oder Transporteinrichtungen 40 bewegt werden, an denen sich
geeignete Energie-Bereitstellungsmittel zur Übertragung
von Energie auf die Speichermedien der Frachtbehälter befinden.
Die Energie-Empfangsmittel sind so ausgeführt, dass ihre
Art und Position an die Gegebenheiten der jeweiligen Umschlag- und/oder
Transporteinrichtung angepasst sind und an einem Behälter
gegebenenfalls mehrere Energie-Empfangsmittel vorgesehen sind, um
die Übertragung von Energie an unterschiedlich ausgebildeten
Stationen zu ermöglichen. Dabei müssen nicht an jeder
Umschlag- und/oder Transporteinrichtung Energie-Bereitstellungsmittel
vorgesehen werden, sondern es reicht aus, eine bestimmte Anzahl
auszurüsten. Eignen sich bestimmte Umschlag- und/oder Transporteinrichtungen
nicht als Stationen für die Energieübertragung,
werden sie daher nicht mit einem Energie-Bereitstellungsmittel ausgestattet.
Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Frachtcontainer durch
verschiedene Unternehmen gemietet und genutzt werden und einzelne
Nutzer in ihrer Infrastruktur keine Energie-Bereitstellungsmittel
vorsehen möchten.
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Vorzugsweise
sollten die ausgerüsteten Umschlag- und/oder Transporteinrichtungen
jedoch geographisch so verteilt sein, dass eine flächendeckende
Versorgung der Speichermedien der Behälter gewährleistet
ist. Alternativ können nur an ausgesuchten Stationen Energie-Bereitstellungsmittel
vorgesehen werden, an denen jeder Frachtbehälter eines
Behälterlogistiksystems statistisch gesehen sehr oft gehandhabt
wird.
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In 6 ist
ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Behälterlogistiksystems dargestellt, bei dem ein mobiler
Frachtbehälter 10 beispielsweise an dem Ladetor 51 eines
Gebäudes 50 be- und/oder entladen wird, ein weiterer
Frachtbehälter 10' durch einen Lastkraftwagen 54 transportiert wird
oder ein anderer Frachtbehälter 10''' durch einen
Kran 52 umgesetzt wird. Während der Kran 52 und
das Ladetor 51 über Energie-Bereitstellungsmittel
zum induktiven Aufladen von Speichermedien der elektronischen Geräte
des Behälters verfügen, ist der Lastkraftwagen 54 beispielsweise
nicht mit einem Ladegerät ausgestattet. Alle Behälter
können jedoch Daten über das Sendegerät 21 ihrer
Datenverarbeitungseinheit 20 an eine zentrale Station 30 übermitteln,
welche alle Behälter des Behälterlogistiksystems überwacht.
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Ferner
ist es bei der Handhabung von Behältern möglich,
dass diese übereinander und/oder nebeneinander abgestellt
und für einen bestimmten Zeitraum an einem Abstellort gelagert
werden, wie es für zwei Frachtbehälter 10''' und 10n oben rechts in 6 dargestellt
ist. In diesem Zustand verbrauchen die elektrischen Geräte
der Behälter Energie, es ist jedoch nicht abzusehen, wann
sie wieder in den Bereich einer Umschlag- und/oder Transporteinrichtung mit
einem Energie-Bereitstellungsmittel kommen. Daher kann vorgesehen
sein, dass die Datenverarbeitungseinheit eines Behälters
den aktuellen Ladezustand ihres Speichermediums fortlaufend an die zentrale
Station 30 übermittelt. Diese wertet den Ladezustand
und die geplante zukünftige Verwendung des Behälters
aus. Ist es für den Behälter geplant, dass dieser
bald für einen Umschlag- oder Ladevorgang in den Bereich
eines Energie-Bereitstellungsmittels gelangt, wird keine Aktion
ausgelöst. Ist jedoch abzusehen, dass der Behälter
auf seinen nächsten Stationen nicht in den Bereich eines
Energie-Bereitstellungsmittels gelangt oder sein Lagerplatz für
einen längeren Zeitraum nicht geändert wird, können
Maßnahmen zur aktiven Aufladung des Akkus des jeweiligen
Behälters erfolgen. Beispielsweise kann eine Bedienperson
ein tragbares Energie-Bereitstellungsmittel zu dem Container befördern und
das Speichermedium manuell aufladen. Alternativ kann der Einsatzplan
des Behälters geändert werden, um ihn so bald
wie möglich einer Umschlag- und/oder Transporteinrichtung
zuzuführen, in welcher eine Energieübertragung
erfolgen kann.
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In
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ferner vorgesehen,
dass sich Behälter gegenseitig mit Energie versorgen können.
Beispielsweise kann das Energie-Empfangsmittel eines Behälters
auch als Energie-Bereitstellungsmittel ausgebildet sein, um in seiner
Spule ein magnetisches Feld zu erzeugen, dass in den Induktionsspule
eines anderen Behälters eine Spannung induziert. Dieser
Vorgang kann initiiert werden, sobald ein Behälter über
eine Leseeinrichtung 43' von der Sendeeinrichtung 21 oder
einer zusätzlichen Übermittlungseinrichtung 24 beispielsweise
in Form eines RFID-Transponders eines benachbarten Behälters
das Signal erhält, dass eine Energieübertragung
benötigt wird. Eine Energieübertragung wird veranlasst,
wenn der Ladezustand des Energie liefernden Behälters dies
zulässt. Alternativ oder zusätzlich zu dieser
Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Übertragung
von Energie von einem ersten Behälter auf einen zweiten Behälter
durch die zentrale Station 30 initiiert wird, welche über
die Ladezustände aller Behälter informiert ist.
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Um
eine gegenseitige Ladung von Behältern zu ermöglichen,
ohne dass diese zuvor gezielt aneinander ausgerichtet wurden, werden
an einem Behälter zweckmäßigerweise mehrere
Energie-Bereitstellungsmittel bzw. Energie-Empfangsmittel an geeigneten
Positionen angeordnet. Da im Bodenbereich eines Frachtbehälters
erfindungsgemäß keine Energie-Empfangsmittel vorgesehen
sein sollen, da dies für die meisten Umschlag- und/oder
Transporteinrichtungen nachteilig ist, erfolgt vorzugsweise eine
Energieübertragung zwischen Behältern, die nebeneinander
angeordnet sind und deren Energie-Empfangsmittel und Energie-Bereitstellungsmittel
auf gleicher Höhe liegen.
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- 10,
10', 10'', 10''', 10n
- Behälter,
Container
- 11
- Behälterwand
- 12
- Abdeckung
- 13
- Ladeöffnung,
Rolltor, Flügeltür
- 14
- Rückseitige
Behälterwand
- 15
- Wölbung,
Trichter
- 16
- Wandbereich,
Platte (nicht leitend)
- 20
- Datenverarbeitungseinheit
- 21
- Sendeeinheit
- 22
- Speichermedium,
Akku, Doppelschichtkondensator
- 23,
23'
- Energie-Empfangsmittel
- 24
- Übermittlungseinrichtung, RFID-Transponder
- 25
- Spule
des Energie-Empfangsmittels
- 30
- Überwachungsstation
- 40
- Umschlageinrichtung
für Behälter, Transporteinrichtung für
Behälter
- 41,
41'
- Energie-Bereitstellungsmittel
- 42
- Spannungsquelle
- 43,
43'
- Leseeinrichtung
- 44
- Spule
des Energie-Bereitstellungsmittels
- 45
- Ummantelung,
Kontaktkugel
- 46
- Arm
- 47
- Federung
- 50
- Gebäude
- 51
- Toröffnung,
Ladetor
- 52
- Kran
- 53
- Greifer,
Spreader
- 54
- Lastkraftwagen
- 55
- Stützfuß
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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