DE102019112360A1

DE102019112360A1 - Transportbehälter mit Intrusionssensor und Erkennungsverfahren

Info

Publication number: DE102019112360A1
Application number: DE102019112360.7A
Authority: DE
Inventors: Gabriel Rupprecht
Original assignee: CARGOGUARD GmbH
Current assignee: CARGOGUARD GmbH
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2020-11-12

Abstract

Die Erfindung soll einen Lager- oder Transportbehälter mit einem Sicherheitssystem versehen, das ein (unbefugtes) Öffnen des Behälters mit hoher Zuverlässigkeit erkennt und dennoch konstruktiv einfach ausgestaltet ist, insbesondere Störeinflüssen gegenüber immun ist. Vorgeschlagen wird dazu ein Behälter zum Aufbewahren oder Transportieren eines Gegenstands (6), wobei der Behälter (1) öffnungsfähig und schließbar ist und von dem Behälter (1) ein Innenraum (11) umfasst wird. Der Gegenstand (6) ist in den Innenraum einbringbar, wenn der Behälter (1) geöffnet ist oder der Innenraum vermag den Gegenstand (6) in geschlossenem Zustand des Behälters (1) aufzunehmen. Vorgesehen sind ein flexibler Beutel (9) im Innenraum (11), der ein Differenzvolumen zwischen dem Volumen des Gegenstands und einem Volumen des Innenraums im aufgeblähten Zustand mehr als zu füllen vermag; ein Einlassventil (7,7a), durch das ein Druck (P1) im flexiblem Beutel gegenüber einer Umgebung (10) des Behälters veränderbar ist, eine Drucksensoreinheit (3), durch die ein Druck (P1) im Innenraum (10) des flexiblen Beutels (1) messbar ist; eine Auswerteeinheit (8), durch die ein Signal erzeugbar ist, wenn ein von der Drucksensoreinheit (3) gemessener Druck (P1) im flexiblen Beutel einen Schwellenwert (P1') betragsmäßig unterschreitet oder eine Druckdifferenz (Δp1) betragsmäßig überschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter, in dem ein Gegenstand transportiert werden kann und der ein System zur Erkennung einer (unbefugten) Öffnung des Behälters umfasst (sog. „Intrusion“). Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Systeme zur Sicherung eines Transportgegenstands bekannt. Beispielsweise sind Transportbehälter bekannt, die relativ stabil ausgestaltet sind, sodass ein Öffnen durch mechanische Einwirkung (Aufbrechen) schwierig ist. Andere Transportbehälter umfassen ein hoch-komplexes mechanisches System, durch das ein Alarm ausgelöst wird, wenn der Behälter unbefugt geöffnet wird.
Die Sicherungsmechanismen von bekannten Transportbehältern sind relativ einfach zu umgehen und/oder die Sicherungsmechanismen sind sehr komplex. Transportbehälter mit komplexen Sicherungsmechanismen oder -systemen sind kostenintensiv. Außerdem ist die Handhabung von bekannten Sicherheits-Transportbehältern schwierig, da diese oft ein hohes Gewicht aufweisen und/oder sperrig sind oder andere Nachteile aufweisen.
Die Erfindung steht vor der Aufgabe, einen Lager- oder Transportbehälter mit einem Sicherheitssystem zu versehen, das ein (unbefugtes) Öffnen des Behälters mit hoher Zuverlässigkeit erkennt ist und dennoch konstruktiv einfach ausgestaltet ist, insbesondere Störeinflüssen gegenüber immun ist.
Gelöst wird die Aufgabe mit Anspruch 1 oder 21 oder 26.
Im Behälter erfolgt die Erkennung über den Druck in dem „flexibler Beutel“. Die Idee dabei ist, den Druck in dem flexiblen Beutel zu messen und zu erkennen, dass sich der Druck bei einem Öffnen des Behälters oder Beschädigung des Behälters verändert, namentlich sinkt, bevorzugt sprunghaft, also nicht langsam oder schleichend.
Bei einem geschlossenen steifen Behälter geht die Erfindung von einem Überdruck aus. Der flexible Beutel, der die Dichtigkeit sichert, hilft den Druck zu erhalten, auch wenn der Behälter selbst keine Dichtigkeit zum Druckerhalt besitzt.
Die Sicherungsfunktion findet dadurch statt, dass der Druck auf ein Fallen oder Sinken überwacht wird. Im flexiblen Beutel, z.B. aus einer gasdichten Folie, verliert der erzeugte Druck nur (extrem) langsam gegen den Außendruck (oder dem im übrigen Behälter bestehenden Innendruck). Typisch sind Wochen bis Monate, bis durch Diffusion durch die Folie ein Druckabfall erfolgt, der dem Schwellenwert zu nahe kommt.
Andererseits führt bei einer Verletzung der Außenhaut des Behälters oder durch Öffnen des Behälters „sehr schnell“ ein Druckabfall statt, was den sprunghaften Abfall kennzeichnet, oder anders herum, aus dem sprunghaften Abfall wird auf ein Öffnen oder Beschädigen des Behälters geschlossen. Der flexible Beutel, der zwischen dem schützendem Gut und der Hülle die durch die Innenseite des Behälters dargestellt wird, und sowohl beim Öffnen als auch bei mechanischem Eingriff durch Werkzeuge (Bohren, Schneiden ...) Schaden nimmt, wird eine Aufweitung sehr schnell erfolgen (speziell ist es weniger als 10sec., insbesondere weniger als 1sec.). Hierbei ist die Druckänderung um Zehnerpotenzen schneller als durch eine Diffusion oder kleinste Leckagen. Bereits der Druckabfall innerhalb 0,1sec bis 10sec ist eine Erkennung der Öffnung. Das soll hier unter „sprunghaft“ verstanden werden; das Gegenteil von schleichend.
Unter einem flexiblen Beutel ist auch ein solcher zu verstehen, der sich aufzuweiten vermag, also elastisch oder sich auffaltet durch vorhandenes, frei werdendes Volumen. Z.B. ein in seiner Außenhaut gefalteter Beutel, der in den Behälter eingelegt wird, dieser dann geschlossen wird und der Beutel mit Druck versehen wird. Er wird den Druck aufnehmen, aber sich nicht über die Volumengrenze des Behälters hinaus ausdehnen. Die Außenhaut des Beutels kann sich ebenso elastisches Aufweiten. Ein größer werdendes Volumen, verglichen mit dem Differenzvolumen im Behälters (Behältervolumen abzgl. Transportgutvolumen) soll über die Druckerkennung im Beutel erfasst werden.
Der Beutel sollte druckdicht sein, insoweit, als sprunghafte Änderungen des Drucks von dem Sensor messbar sind, aber langsame Veränderungen durch Leckagen nicht als Öffnen erkannt werden.
Der flexible Beutel ist im Innenraum des Behälters zusammen mit dem zu schützenden Objekt oder Gegenstand (auch wertiges Objekt oder Transportgut benannt) angeordnet. Die Differenz der beiden Volumen aus Gegenstand und Innenvolumen des Behälters werden im geschlossenen Zustand von dem flexiblen Beutel eingenommen dem flexiblen Beutel ist ein Drucksensor zugeordnet, der außerhalb oder innerhalb des Beutel angeordnet sein kann. Er misst einen Druck im Innenraum des flexiblen Beutel.
Es ist ein Einlassventil dem flexiblen Beutel zugeordnet, mit dem der Druck im Innenraum des flexiblen Beutel verändert werden kann, insbesondere erhöht wird. Die Erhöhung bemisst sich nach dem Innenraum des Behälters außerhalb des Beutel, oder der Umgebung des (geschlossenen) Behälters.
Eine Auswerteeinheit ist im Innenraum des Behälters vorgesehen. Ihr wird das zumeist analoge Messsignal des Drucksensors zugeführt. Das Signal ist proportional dem (Innen)Druck im flexiblen Beutel. Die Auswerteeinheit erfasst oder erkennt, wenn der gemessene Druck sinkt. Dabei kann er einen Schwellenwert zum Vergleich heranziehen, der unterschritten wird, um eine Ausweitung oder Aufweitung des flexiblen Beutel zu erkennen. Diese Aufweitung ist der aufgeblähte Zustand, der sich durch den vorhandenen Innendruck des flexiblen Beutel und die Öffnung oder Beschädigung des Behälters ergibt. Wenn gesagt wird, dass „der Betrag des Druckes“ unterschieden wird, soll es die Lösungen erfassen, welche vom Vorzeichen unabhängig sind. Der Druck wird wirkungsmäßig kleiner, also betragsmäßig betrachtet, z.B. von aufgeladenen 1100 hPa auf 1049 hPa, wenn die Erkennungsschwelle bei 1050 hPa eingestellt ist, bei angenommener Auflösung von 1 hPa, die bei praktischen MEMS Drucksensoren aber weit genauer ist, z.B. 0,01hPa.
In einer weiteren Erfindung wird der Schwellenwert als Differenzwert im Zuge seines Verlaufs über der Zeit betragsmäßig überschritten. Alternativ sinkt der Differenzdruck (gegen den Aussenraum oder den übrigen Innenraum im Behälter) im Luftkissen unter eine Schwelle (einen Schwellenwert). Bei dieser Erfindung ist ein Luftkissen vorgesehen, das im Innenraum des Behälters angeordnet ist. Es wird mit einem Druckunterschied gegenüber dem Innenraum (oder Aussenraum) des Behälters versehen. Auch hier ist eine Sensoreinheit vorgesehen, mit der eine Veränderung des Drucks erfasst wird. Sie erfasst hier eine sprunghafte Veränderung des Drucks im Innenraum des Luftkissens, betrachtet über der Zeit. Differenzdruck misst auch ein Sensor, der relativ gegenüber einem Aussenraum (oder dem Raum außerhalb des Beutels bis zur Innenwand des Behälters) misst. Hierbei ist das Unterschreiten des Schwellenwertes zu erfassen (zu erkennen). Bei einer entstehenden Druckdifferenz, betrachtet über der Zeit, ist es ein Überschreiten des Differenz-Schwellenwerts (Schwellen-Differenzwertes) zu erkennen. Hier ist der Sprung als zeitabhängig zu erfassen (zu erkennen) und die Differenz ergibt ein zeitlich vorheriger Druckwert gegenüber einem zeitlich späteren Druckwert. Da beide Richtungen (früherer Wert minus späterer Wert und vice versa) möglich sind, soll zur Steigungserkennung auch hiervon einem „betragsmäßig“ größer werdenden Schwellen-Differenzwert gesprochen werden, ohne das ein Betrag tatsächlich gebildet wird, allein aus dem Grund, dass die Wirkung erfasst werden soll. Diese sprunghafte Veränderung führt zu der Erzeugung des zuvor genannten Signals.
Die Erkennung eines Sprungs ist auf mehrere Arten möglich, z.B. durch eine Steigungserkennung als Ableitung des Drucksignals. Es ist dabei z.B. ein gleitendes Fenster von einer gegebenen Zeitspanne über den Verlauf des gemessenen Drucks zu legen, um innerhalb des Fensters eine Steigungserkennung vorzunehmen und eine Sprunghöhe zu erfassen. Die Zeitspanne kann zwischen 1 sec. und 15 sec. liegen.
Die Steigungserkennung des Drucksignals p(t) erfasst die „sprunghafte Veränderung“. Die zu erkennende Sprunghöhe blendet Störungen aus. Nur wenn beide Kriterien erfüllt sind, wird auf die sprunghafte Änderung des Druckverlaufs geschlossen, eine ausreichende Steigung und eine ausreichende Sprunghöhe ist zu erfassen (zu erkennen). Daraus wird auf einen Öffnungsvorgang oder eine Beschädigung des Behälters geschlossen.
Diese Signalverarbeitung des (analogen) Drucksignals erfolgt in eine Auswerteeinheit.
Die vorteilhaften Ausführungen, welche im Folgenden erklärt werden, sollen sich auf die erste Erfindung mit dem flexiblen Beutel und auf die zweite Erfindung mit dem Luftkissen beziehen.
Es können zwei oder mehr flexible Beutel vorgesehen sein. Sie sind Druck-kommunizierend im Behälter angeordnet. Es ist demnach einerlei, in welchem Beutel der Druck von der Drucksensoreinheit erfasst wird. Die mehreren Beutel können in verschiedenen Richtungen um das wertige Objekt gelegt sein, bei zwei Beuteln senkrecht zueinander.
Der Behälter kann eine Transportbox sein. Auch ein Transportkoffer ist möglich. Auch wenn kein Transport stattfindet, kann der Behälter zu Zwecken der Lagerung des Gegenstandes oder des wertigen Objekts vorgesehen sein. Besonders bei langfristigen Lagerungen ist der Schwellenwert niedriger, dennoch oberhalb des Normaldrucks zu legen. Lagerzeiten sind meist deutlich länger als Transportzeiten, so dass das parasitäre (langsame) Druckabsinken eine Rolle spielen kann.
Ein Überdruckventil kann mit Zugang zum Inneren des Behälters, nicht zum flexiblen Beutel, vorgesehen sein, um eine zu hohe Druckdifferenz zwischen Innenraum und Außenraum bei beispielsweise Flügen oder anderweitig stark reduziertem Außendruck zu vermeiden. Eine Differenzmessung Innenraum des Behälters gegen Innenraum des Behälters (den Zwischenraum oder Restraum im Behälter) zur Erkennung eine Öffnung fällt hierbei weg.
Eine Ansprechschwelle des Überdruckventils kann auf bei zumindest 200hPa oberhalb des normalen Luftdrucks am Ort der Beladung eingestellt sein, z.B. bei 1.200hPa, wenn am Beladungsort ein Luftdruck von 1.000hPa herrscht.
Der Behälter kann zwei relativ zueinander bewegbare oder trennbare Abschnitte aufweisen, beispielsweise durch Auseinandernehmen oder Öffnen per Scharnier. Beide Abschnitte können über eine Dichtung miteinander verbunden sein, die im geschlossenen Zustand des Behälters den Innenraum von der Umgebung zumindest annähernd druckdicht abschließt.
Eine elektrische Schließvorrichtung kann den Verschluss des Behälters von innen aus steuern. Hier kann eine elektrische Verriegelung vorgesehen sein. Deren Steuereinrichtung ist bevorzugt im Inneren des Behälters angeordnet, um sie bei geschlossenem Behälter unzugänglich zu machen. Die Schließvorrichtung kann der Auswerteeinheit funktional zugeordnet sein, auch sie sollte im Innenraum des Behälters angeordnet sein. Das Volumen welches die elektronische Auswerteeinheit einnimmt, ist vernachlässigbar. Der Drucksensor kann auch in den flexiblen Behälter hinein gelegt sein.
Eine Mehrfachverriegelung ist bevorzugt. Auch können bevorzugt mehrere verteilte Schließzapfen vorgesehen sein.
Der Drucksensor kann auf Halbleiterbasis ausgebildet sein. Er kann ein MEMS-Sensor sein. Sein Signal wird einer elektronischen Steuerung in der Auswerteeinheit zugeführt, bereits hier kann das Signal ein elektrisches Signal sein. Die Auswerteeinheit wird dieses Signal aufbereiten und mit dem Schwellenwert vergleichen. Die Auswerteeinheit kann ein weiteres elektrisches Signal abgeben, welches einer Funkeinrichtung als Erkennungssignal zugeführt werden kann. Diese Funkeinrichtung kann das Signal aus dem Inneren des Behälters heraus übertragen.
Das Senden kann an eine Leitstelle erfolgen, welche das Sendesignal als Meldesignal auswertet.
Der Drucksensor kann als Absolut-Sensor ausgebildet sein.
Er kann auch als Differenzdruck-Sensor ausgebildet werden. Der Begriff Differenzdruck wurde oben in seinen beiden Bedeutungen dargelegt. Als Sprungerkennung im zeitlichen Verlauf und als Messung gegenüber einem anderen Druck (an einem anderen Ort).
Bei der Ausbildung als Differenzsensor können andere Einflüsse berücksichtigt werden, beispielsweise kann der Schwellenwert verändert werden oder relativ zu einem anderen Messwert, z.B. Aussen, ausgebildet werden oder eine Druckdifferenz als Ansprechschwelle wird angepasst, z.B. abhängig von einem erwarteten Druckabfall beim Öffnen des Behälters.
Ist eine Differenzerkennung des Drucks an zwei Orten in der Auswerteeinheit vorgesehen, erfolgt der Vergleich der Abweichung im Innendruck mit dem eingestellten Vergleichs-Schwellenwert. Wird der „Sprung im Druckverlauf“ erfasst, auch als Differenzerkennung im zeitlichen Druckverlauf bezeichnet, wird mit einem Differenz-Schwellenwert verglichen, der zu überschreiten ist, um ein Signal der Intrusionserkennung zu erzeugen.
Ist die Druckdifferenz zwischen Aussen und Innen hoch, bspw. oberhalb von 50 kPa kann die Ansprechschwelle gesenkt werden. Erwartet werden kann ein großer Druckabfall, daher ist eine Störung durch eine zu hoch gelegte Ansprechschwelle vermeidbar. Ist eine Differenzerkennung in der Auswerteeinheit vorgesehen, erfolgt der Vergleich der Änderung im Innendruck des flexiblen Beutels mit dem eingestellten Vergleichs-Schwellenwert auf ein Überschreiten (betragsmäßig betrachtet).
Bei einem Absolutwert-Sensor kann der Vergleichswert als Schwellenwert fest (unveränderbar) vorgegeben sein. Die Erfassung orientiert sich an einer betragsmäßigen Unterschreitung des vor-gegebenen Schwellenwerts. Die Unterschreitung erfolgt, weil der mit Druck aufgeladene flexible Beutel sein Volumen durch Öffnen des Behälters vergrößern kann.
Der flexible Beutel kann mit einer Folie ausgebildet oder ausgekleidet werden, oder aus anderen Werkstoffen, die textiler Natur, Fasermaterial oder verstärkte Papierbahnen sein können. Wird eine Folie als luftdicht gewählt, so ist sie luftdicht relativ zu einer sprunghaften Veränderung des Drucks. Eine langsame Veränderung des Drucks über Stunden oder Tage, ist nicht zur Erfassung vorgesehen.
Es kann eine Pumpe vorgesehen sein, die separat vorgesehen werden kann, und an das Einlassventil angeschlossen werden kann. Das Einlassventil kann einen Stutzen aufweisen, dem ein Ventil zugeordnet ist. Der Stutzen ist ein Schlauchstück und „dicht“ mit dem flexiblen Beutel verbunden. Bevorzugt kann die Pumpe Batterie-betrieben sein. Sie wird verwendet, um den flexiblen Beutel mit Druck aufzuladen, wenn der Behälter geschlossen ist.
Die Pumpe kann auch dauerhaft angeschlossen bleiben und ein Volumenstrom-begrenztes Gasvolumen über das Einlassventil zuspeisen, wenn Leckagen auszugleichen sind. Eine solche Zufuhr kann dauerhaft oder intervallmäßig erfolgen.
Eine Erhöhung des Luftdrucks in dem flexiblen Beutel wird von der beanspruchten Erfassung des Drucks nicht erkannt, nur ein Abfallen des Luftdrucks.
Die Reduzierung des maximalen Luftstroms kann höchstens 5 %, bevorzugt höchstens ein Prozent des Volumenstroms betragen, mit dem eine Druckdifferenz von 10 kPa zwischen Innenraum von flexiblen Beutel und der Umgebung über einen Zeitraum von 1 min erhalten wird.
Die Pumpe kann eine erhöhte Druckdifferenz von 10 kPa, bevorzugt 100 kPa, weiter bevorzugt 400 kPa und noch weiter bevorzugt zumindest 800 kPa erzeugen, gemessen zwischen dem Innenraum des Beutel und dem Innenraum des Behälters (oder Aussen im Aussenraum 10). Diese Messung bezieht sich auf einen geschlossenen Behälter.
Hilfseinheiten können vorgesehen sein, eine Markier-Einheit, welche nach einem Erkennen eines geöffneten oder beschädigten Behälters den Gegenstand mit z.B. Tinte markiert, alternativ als Beschädigungseinheit auch beschädigt z.B. als Schredder. Wertige Gegenstände sind unter anderem Prüfungsunterlagen, sensible Dokumente, Datenträger, Ausweispapiere, Geldscheine oder Wertpapiere.
Der Schwellenwert, der zum Ansprechen des zu stark abfallenden oder auch hier sprunghaft abfallenden Drucks herangezogen wird, sollte oberhalb des normalen Luftdrucks liegen, zwischen 870 hPa und 1100 hPa, also eine Spanne von ca. 200 hPa abdecken, welche Druckwerte auf der Erde an jeweils extremen Orten maximal und minimal auftreten. Naturgemäß liegt er unterhalb des Ladedrucks des flexiblen Beutels. Der Einsatz einer Schwellenwertdifferenz, die oberhalb von 10 kPa liegt und unterhalb von 50 kPa, gibt gleichermaßen Zuverlässigkeit vor einem fehlerhaften Ansprechen und Sicherheit, dass ein Ansprechen erfolgt.
Der Aufbau des Behälters innen kann es erfordern, zwei oder mehr separate flexible Beutel zu verwenden, um das Restvolumen zu füllen, welches nach Einlegen des Gegenstands oder wertigen Objekts im Innenraum des Behälters verbleibt. Der flexible Beutel oder das Luftkissen ist funktionell so ausgebildet, dass es das Differenzvolumen zu überfüllen vermag. Es kann sich auf ein Volumen erweitern, das größer ist, als das Differenzvolumen, abzüglich noch vorhandener Schaltungskomponenten im Innenraum des Behälters (meist in ihrer Größe vernachlässigbar). Der Druck des Aufladens in dem geschlossenen Zustand wird bevorzugt nicht erfasst, sondern der Zustand des Abfallens dieses Drucks, der durch Öffnen des Behälters oder Beschädigen des Behälters eintritt. Der flexible Beutel oder das Luftkissen dehnt sich dann volumenmäßig aus, über das Differenzvolumen hinaus, so dass ein Sinken seines Innendrucks stattfindet.
Wird ein Differenzwert erfasst, z. B. durch den MEMS selber, kann der Ladedruck laufend erfasst werden. Diese Differenz wird gleichzeitig gemessen, zwischen zwei verschiedenen Orten.
Eine Differenzbildung kann ebenso bei einer Absolutmessung zu zwei zeitlich beabstandeten Zeitpunkten stattfinden. Diese Differenzmessung mit dem zeitlichen Abstand von beispielsweise 0,5 sec erfasst schon dem Grunde nach die Erkennung eines Abfalls des Drucks über der Zeit, als Ansteigen des Differenzdrucks (oder dem Auftreten einer sprunghaften Druckdifferenz).
Der flexible Beutel oder das Luftkissen können von einem reißfesten Gewebe umgeben sein, z.B. PE mit Gewebe. Eine flexible Hülle ist von Vorteil, aber auch eine Hülle, die unter Druck ein größeres Volumen einnimmt, als das Differenzvolumen ist möglich, wenn sich diese flexible Hülle ausfaltet oder volumenmäßig anderweitig zu vergrößern in der Lage ist.
Andere Ausführungen sind auch möglich, auch wenn sie nicht explizit genannt sind. Alle hier offenbarten Optionen können auch miteinander kombinatorisch zusammengenommen werden und sind nicht zwingend an den Absatz gebunden, in dem sie zwischen mehreren Alternativen stehen.
Die Ausführungsformen der Erfindung sind anhand von Beispielen dargestellt und nicht auf eine Weise, durch die Beschränkungen aus den Figuren in die Patentansprüche übertragen oder hineingelesen werden. Gleiche Bezugszeichen geben gleiche Elemente an. Nicht alle Beispiele sind in den Figuren grafisch dargestellt.

1 zeigt einen durch einen flexiblen Beutel 9 überwachten Behälter 1.
2 zeigt einen durch zwei flexible Beutel 9a, 9b überwachten Behälter 1.
3 zeigt schematisch ein Beispiel eines zeitlichenDruckverlaufs zur Erkennung einer Öffnung des Behälters 1 und ein Signal s8(t).
3a zeigt ein Beispiel einer elektrischen Steuerung mit Druckerfassung.

Hierbei sind

9 Flexibler Beutel zur Aufrechterhaltung eines Innendrucks bei einem nicht druckdichten Behälter 1.
1 Behälter für den gesicherten Transport eines Transportguts oder seiner gesicherten Lagerung.
3 Drucksensor, der als Absolut- oder Differenzdrucksensor ausgeführt sein kann.
4 Schließsystem, welches mechanisch oder elektrisch ausgelöst werden kann und mit der Steuereinrichtung in einer Auswerteeinheit 8 verbunden ist.
5a Überdruckventil zur Entlastung bei zu hohem Druck.
6 zu schützendes Objekt (wertiges Objekt oder Transportgut).
7a Einlassventil, über welches die Befüllung des Drucks im Volumen des Beutels 9 erfolgt. An diesem Ventil 7a kann hierzu eine elektrische Pumpe 7bangeschlossen sein (nicht gezeigt), z.B. über einen vom flexiblen Beutel ausgehenden Stutzen 7.
8 Auswerteeinheit mit elektronischer Steuerung, die aus den Signalen des Drucksensors 3 Signale zur Meldung (Datenübertragung oder Alarmierung) erzeugt und mit einer externen Einheit über Funk zum Beispiel als IOT-Device verbunden ist. Die Steuerung und Erkennung des Schließzustandes des Behälters kann auch von der Auswerteeinheit 8 übernommen werden.
10 Umgebung des Behälters 1.
11 Innenraum des Behälters 1.

In 1 ist ein Behälter 1 als Halbschalenkoffer dargestellt. Der Behälter 1 umfasst zwei Abschnitte 1a, 1b, die im Wesentlichen gleich ausgestaltet sind (als Halbschalen). Der Behälter 1 umfasst ein Ventil 7a, das über eine batteriebetriebene Pumpe 7b angeschlossen sein kann. Ein Schlauchstutzen 7 mündet in den flexiblen Beutel 9. Die Pumpe 7b ist wirkungsmäßig durch ihren Volumenstrom 7b symbolisch dargestellt.
Der Behälter 1 kann durch die Schließvorrichtung 4 als Verriegelungsvorrichtung verriegelt sein, z.B. durch eine elektrisch angesteuerte Pilzkopfverriegelung (nicht dargestellt). Weiterhin umfasst der Behälter 1 eine Drucksensoreinheit 3, die so angeordnet ist, dass der Innendruck im flexiblen Beutel 9 erfasst werden kann.
Eine Funkeinheit 8a sendet auf Grundlage des Signals der Auswerteeinheit 8 ein Signal an beispielsweise eine Leitstelle. In der Leitstelle kann das Signal der Funkeinheit 8a ausgewertet werden und erforderliche Maßnahmen ergriffen werden, z.B. kann Sicherheitspersonal, das sich in der Nähe des Behälters 1 befindet, alarmiert werden. Als Alarm wird auch eine bloße Meldung angesehen, die den nicht mehr gegebenen Schließzustand des Behälters 1 anzeigt oder darüber benachrichtigt (meldet).
Im Behälter 1 kann eine nicht dargestellte Markiereinheit oder Beschädigungseinheit vorgesehen sein, die auf Grundlage des Signals der Auswerteeinheit 8 aktiviert wird. Wird die Markiereinheit oder Beschädigungseinheit aktiviert, kann beispielsweise das in dem Behälter 1 transportierte wertige Objekt 6, z.B. ein Bündel Geldscheine, so markiert oder beschädigt werden, dass er/sie unbrauchbar sind.
Eine nicht dargestellte Alarmeinheit kann an dem Behälter 1, beispielsweise an der Außenseite des Behälters 1, angeordnet sein und einen Lautsprecher und/oder eine Lampe (nicht in 1 dargestellt) umfassen. Die Alarmeinheit kann auf Grundlage des Signals der Auswerteeinheit 8 ein Warnsignal erzeugen. Das Warnsignal der Alarmeinheit kann ein akustisches Signal, beispielsweise ein Heulton, und/oder ein optisches Signal, beispielsweise ein blinkendes Licht, sein.
Auch das versteckte Melden ist möglich, das z.B. von der Leitstelle erfasst wird.
Weiterhin umfasst der Behälter 1 ein Ventil 5a das in geöffnetem Zustand den Innenraum 11 des Behälters 1 druck- oder fluidkommunizierend mit der Umgebung 10 des Behälters 1 verbindet. Dadurch kann ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum 11 (mit innerer Wandfläche 11a) des Behälters 1 und der Umgebung 10 des Behälters 1 durchgeführt werden. Dies ist insbesondere vorgesehen, wenn der absolute Druck P0 der Umgebung 10 des Behälters 1 stark sinkt, beispielsweise während dem Start eines Flugzeugs, das den Behälter 1 transportiert. Der Stutzen 5 zum Ventil 5a kann auch wegfallen.
In 1 ist ein Behälter der umschriebenen Art gezeigt, der mit dem flexiblen Beutel 9 zusätzlich zu dem zu sichernden wertigen Objekt 6 im Inneren 11 des geschlossenen Behälters vorgesehen ist. Der flexible Beutel 9 ist an die Drucksensoreinheit gekoppelt, mit der er in Druckverbindung steht. Die Sensoreinheit 3 hat einen Stutzen 3a, mit welchem sie mit dem Inneren der flexiblen Hülle 9 gekoppelt ist.
Eine nicht dargestellte Alternative legt den Drucksensor 3 in die flexible Hülle 9 hinein, aus der die - nicht dargestellten - Signalleitungen der Drucksensoreinheit herausgeführt sind. Sie leiten die Sensorsignale elektrisch zur Auswerteeinheit 8.
Deutlich vergrößert zur Veranschaulichung, tatsächlich aber sehr viel kleiner ist die elektronische Steuerung 8 und die Funkeinheit 8a dargestellt, die elektrisch über die Signalleitungen mit dem Drucksensor 3 in Verbindung steht. Die elektronische Steuerung ist auch Auswerteeinheit 8 genannt, respektive Bestandteil davon.
Das zu sichernde Objekt 6 ist eingehüllt dargestellt, es ist aber nicht erforderlich, das Objekt einzuhüllen, es ist ausreichend, wenn sich die flexible Hülle 8 durch die Befüllung mit Druck im geschlossenen Innern 11 des Behälters 1 ausweiten kann und dabei mit einem Druck an der Innenwand 11a des Behälters anliegt, um bei einem Öffnen des Behälters auszuweichen und das raummäßig verfügbare Volumen im Innern des Beutels 9 zu vergrößern. Dadurch sinkt der Druck, der von dem Drucksensor 3 erfasst wird.
Die Überfüllung durch Aufladung mit Druck im flexiblen Beutel bei geschlossenem Behälter symbolisiert die immanente Fähigkeit sich auszuweiten, wenn dem flexiblen Beutel 9 Gelegenheit oder Raum dazu gegeben wird, also der Innenraum 11 sich durch Öffnen oder Beschädigen der Wände des Behälters erweitert wird. Dem folgt der flexible Behälter 9, auch er erweitert sich und senkt seinen Innendruck, insbesondere als Sprung über der Zeitachse.
Die grafische Darstellung eines bspw. Druckverlaufs über der Zeitachse ist aus 3 zu ersehen.
Der Ladedruck P1 ist in dem Zustand anzutreffen, zu dem die flexible Hülle 9 mit Druck gefüllt ist und der Behälter 1 geschlossen ist, während er das zu schützende, wertige Objekt 6 aufnimmt.
Bei einem Öffnen des Behälters oder bei einer Beschädigung des Behälters, weitet sich die flexible Hülle zu einem größeren Volumen aus, was zum Zeitpunkt T0 erfolgt. Der Druck im Inneren der Hülle 9 sinkt, was durch den Funktionsverlauf dargestellt wird. Die Zeit, in der er sinkt ist mit dT veranschaulicht. Er sinkt bspw. auf P2. Der Druck, auf den der Innendruck der Hülle 9 fällt, liegt oberhalb des normalen Außendrucks P0, aber messbar unterhalb von Pi=P1.
In einem bevorzugten Beispiel ist P1 1.100 hPa und P1' als Schwellenwert bei 1.050hPa. Die Zeitspanne T ist 1sec bis 2sec.
Eine Zeitverzögerung von T0 bis zu T1 tritt ein, weil die Erkennung des Schwellenwerts einen Sicherheitsabstand legt, so dass ein Ansprechen erst ab dem Absinken des Drucks bis zu P1' erfolgt.
Bei einer Differenzmessung (entlang der Zeitachse t) ist die Erkennungsdifferenz dp1.
Der Zeitpunkt des Ansprechens ist T1. Der gesamte Druckabfall durch Öffnen des Behälters 1 ist dP, ausreichend ist ein Abfall des Drucks um dp1 oder ein Sinken des Absolutdrucks unter P1', um Anzusprechen.
Gemessen über den Drucksensor 3 und sein elektrisches Ausgangssignal, das der Steuerung zugeführt wird, ergibt sich ein Spannungssignal oder ein Stromsignal s8(t). Es entspricht einer Sprungfunktion, die bei T1 z.B. von logisch 0 auf logisch 1 wechselt (oder vice versa).
Das Blockschaltbild zeigt 3a. Der Drucksensor 3 erfasst den Druck und wandelt ihn als MEMS in einen Spannungssignal s3, das über die elektronische Steuerung in der Auswerteeinheit 8 ein Ansprechsignal s8(t) erzeugt, welches dem Sprungsignal der 3 entspricht.
Dieses bei T1 den Pegel wechselnde Ansprechsignal s8 wird der Funkeinheit 8a zugespeist, die es an eine außen liegende externe Einheit weitergibt (ist nicht dargestellt).
Die Variante der 2 unterscheidet sich strukturell von derjenigen der 1 durch das Vorsehen von zwei getrennten flexiblen Beuteln, oder aber Luftkissen 9a, 9b. Diese beiden sind strömungsmäßig über einen Verbindungskanal 9c miteinander verbunden. Diese Druckkommunikation ist vorgesehen, wenn der Sensor 3 in oder an einem der beiden flexiblen Beutel vorgesehen ist, um ansprechen zu können.
Im gezeigten Beispiel ist der Drucksensor außerhalb der beiden flexiblen Beutel 9a, 9b vorgesehen und über den Stutzen 3a mit dem oberen flexiblen Beutel 9a druckmäßig gekoppelt. Der Druck im zweiten Beutel 9b wird über den Verbindungskanal 9c erfasst. Die Aufteilung der Beutel kann es vereinfachen, den Behälter zu füllen und Leerräume im geschlossenen Zustand zu vermeiden.
Die Bauelemente der 2 entsprechen denjenigen der 1.
Erläutert werden soll für beide Figuren, dass die Pumpe als bevorzugt Batterie-betriebene Pumpe 7b am Schlauchstück 7 vorgesehen sein kann, dem das Ventil 7a zugeordnet ist.
Eine weitere Ausführung ist diejenige des Vorsehens eines Ventils 5a am optionalen Stutzen 5, der mit dem Behälter verbunden ist, oder zum Innern des Behälters führt, aber nicht mit dem flexiblen Beutel 9 gekoppelt ist. Er ermöglicht eine Druckentlastung durch Öffnen des Ventils 5a, wenn der Außendruck im Bereich 10 zu stark sinkt und die Druckdifferenz auf eine oder alle Wände des Behälters 1 zu hoch wird.

Claims

Behälter zum Aufbewahren oder Transportieren eines Gegenstands (6), wobei der Behälter (1) öffnungsfähig und schließbar ist und von dem Behälter (1) ein Innenraum (11) umfasst wird, wobei der Gegenstand (6) in den Innenraum einbringbar ist, wenn der Behälter (1) geöffnet ist oder der Innenraum den Gegenstand (6) in geschlossenem Zustand des Behälters (1) aufzunehmen vermag, der Behälter (1) mit (a) einem flexiblen Beutel (9) im Innenraum (11), der ein Differenzvolumen zwischen dem Volumen des Gegenstands (6) und einem Volumen des Innenraums im aufgeblähten Zustand mehr als zu füllen vermag, also ein Volumen aufweist, das größer als das Differenzvolumen ist; (a) einem Einlassventil (7,7a) am flexiblen Beutel (9), durch das ein Druck (P1) im flexiblem Beutel gegenüber einer Umgebung (10) des Behälters veränderbar ist; (b) einer Drucksensoreinheit (3), mit der ein Druck (P1) im Innenraum (10) des flexiblen Beutels (9) messbar ist; und (c) einer Auswerteeinheit (8, 8a), mit der ein Signal erzeugbar ist, wenn ein von der Drucksensoreinheit (3) gemessener Druck (P1) im flexiblen Beutel (9) einen Schwellenwert (P1') betragsmäßig unterschreitet oder eine gemessene Druckdifferenz (dp1) betragsmäßig überschreitet.
Behälter nach Anspruch 1, wobei zwei oder mehr flexible Beutel (9a,9b) druck-kommunizierend im Behälter angeordnet sind.
Behälter nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Behälter (1) ein Transportbehälter ist, insbesondere ein Transportkoffer oder eine Transportbox.
Behälter nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Behälter durch ein Überdruckventil (5) gegen Beschädigung geschützt wird, insbesondere eine Ansprechschwelle des Überdruckventils bei zumindest 200hPa oberhalb des normalen Luftdrucks am Ort der Beladung eingestellt ist.
Behälter nach einem der vorigen Ansprüche, wobei der Behälter (1) zumindest einen ersten und einen zweiten Abschnitt (1a, 1b) umfasst, wobei die Abschnitte (1a, 1b) voneinander trennbar sind, um den Behälter (1) zu öffnen, und die Abschnitte (1a, 1b) miteinander verbindbar sind, um den Behälter (1) zu schließen.
Behälter nach Anspruch 5, wobei zumindest der erste Abschnitt (1a) eine Dichtung umfasst, die dichtend an dem zweiten Abschnitt (1b) anliegt, wenn der Behälter (1) geschlossen ist, insbesondere der erste und zweite Abschnitt (1a, 1b) jeweils eine Dichtung umfasst und die Dichtungen zumindest abschnittsweise aneinander anliegen, wenn der Behälter (1) geschlossen ist.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Behälter (1) eine elektrische Schließvorrichtung (4) umfasst, die den Behälter (1) über eine Steuereinrichtung verriegelt.
Behälter nach Anspruch 7, wobei der Behälter (1) eine Mehrfachverriegelung umfasst, durch die der Behälter (1), insbesondere elektrisch, verriegelbar ist.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8 wobei die Drucksensoreinheit (3) zumindest einen Halbleiterdrucksensor umfasst, insbesondere einen MEMS Drucksensor.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Drucksensoreinheit (3) einen Differenzdrucksensor zur Bestimmung einer Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des flexiblen Beutels (9) und der Umgebung (10) des Behälters (1) umfasst, und die Auswerteeinheit (8) eine Intrusion des Behälters (1) als Signal (s8) meldet wenn die gemessene Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des flexiblen Beutels und der Umgebung (10) den Schwellenwert (P1') unterschreitet.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der flexible Beutel aus einer Folie gebildet ist, an der das Einlassventil (7a) als ein Schlauchstück (7) einstückig angeordnet ist, insbesondere die Folie luftundurchlässig ist.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei eine Pumpe (7) vorgesehen ist, die an dem Einlassventil (7a) angeschlossen ist, insbesondere eine batteriebetriebene Pumpe.
Behälter nach Anspruch 12, wobei die Pumpe einen volumenstrombegrenztes Gasvolumen über das Einlassventil (7a) zuzuführen in der Lage ist.
Behälter nach Anspruch 13, wobei der maximale Volumenstrom der Pumpe höchstens 5 %, insbesondere höchstens 1 %, des Volumenstroms ist, der notwendig ist, eine Druckdifferenz (dp1) von 10 kPa zwischen dem Innenraum des Beutels und der Umgebung (10) des Behälters (1) über einen Zeitraum von 1 min zu erhalten.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei durch die Pumpe (5) eine Druckdifferenz (dp1) von mindestens 10 kPa, bevorzugt mindestens 100 kPa, bevorzugter mindestens 400 kPa, noch bevorzugter mindestens 800 kPa zwischen dem Innenraum des Beutels und dem Innenraum des Behälters (1) erzeugbar ist, wenn der Behälter (1) geschlossen ist.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Behälter (1) eine Funkeinheit (8a) umfasst, von der das Signal an eine Leitstelle sendbar ist, wobei die Funkeinheit insbesondere im Innenraum (11) des Behälters (1) angeordnet ist.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Behälter (1) eine Markiereinheit oder eine Beschädigungseinheit umfasst, um den Gegenstand (6) in dem Behälter (1) zu markieren oder zu beschädigen ist, wenn die Auswerteeinheit (8) ein Signal erzeugt, insbesondere die Markiereinheit oder Beschädigungseinheit elektrisch oder elektromagnetisch mit der Auswerteeinheit (8) gekoppelt ist.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Schwellenwert (P1') oberhalb des normalen Luftrucks (P0) liegt, insbesondere oberhalb von 900 hPa, oder die gemessene Druckdifferenz (dp1) im Zeitverlauf des Innendrucks (p(t)) des flexiblen Beutels (9) erfasst wird.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei zwei separate flexible Beutel (9a,9b) gebildet sind, die über eine Verbindung (9c) fluidkommunizierend gekoppelt sind.
Behälter nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die flexible Hülle des flexiblen Beutels von einem reissfesten Gewebe umgeben ist.
Gesicherter Behälter zum Aufbewahren oder Transportieren eines wertigen Objekts (6), wobei der Behälter (1) öffnungsfähig und schließbar ist und der Behälter (1) einen Innenraum (11a) umfasst, in den bei geöffnetem Behälter das wertige Objekt (6) einbringbar ist und der geschlossene Behälter (1) das wertige Objekt umschließt, der Behälter (1) mit (a) zumindest einem Luftkissen (9,9a,9b) im Innenraum (11a) des Behälters (1), um dies mit einem Druckunterschied gegenüber einem weiter aussen liegenden Raum (11,10) des Behälters zu versehen; (b) einer Sensoreinheit (3), zur Erfassung einer sprunghaften Veränderung des Drucks (P1) im Innenraum (11) des Luftkissens; (c) einer Auswerteeinheit (8) zur Erzeugung eines Signals, wenn die Druckdifferenz (dp) der sprunghaften Veränderung eine vorgegebene Druckdifferenz (dp1) als Schwelle betragsmäßig überschreitet oder ein Druck im Luftkissen (9,9a,9b) unter einen Schwellenwert (P1') sinkt.
Behälter nach einem der Ansprüche 21 ff, wobei das Luftkissen eine flexible Hülle aufweist, die druckdicht ausgebildet ist.
Behälter nach einem der Ansprüche 21 ff, wobei das Luftkissen von einem reissfesten Gewebe umgeben ist.
Behälter nach einem der Ansprüche 21 ff, wobei das zumindest eine Luftkissen ein gegenüber dem Differenzvolumen aus Behälter und Volumen des wertigen Objekts (6) erweiterbares Volumen hat, um bei einem Öffnen des Behälters zu expandieren und den Druck im Luftkissen (9) abzusenken.
Behälter nach einem der Ansprüche 21 ff, wobei das zumindest eine Luftkissen ein Ventil (7) aufweist, über welches eine anzuschließende Pumpe einen Innendruck aufzubauen erlaubt.
Behälter nach einem der vorigen Ansprüche ab Anspruch 21, wobei die Sensoreinheit (3) in dem zumindest einen Luftkissen angeordnet ist.
Verfahren zum Aufbewahren oder Transportieren eines wertigen Objekts (6), wobei ein Behälter (1) geöffnet und nach Einlegen des wertigen Objekts (6) und eines flexiblen Beutels oder eines Luftkissens (9;9a,9b) als Beladung eines Innenraums (11a) des Behälters geschlossen wird; wobei ein Druck (P1) in dem flexiblen Beutels oder dem Luftkissens (9;9a,9b) aufgebaut wird, der höher ist als der Luftdruck am Ort der Beladung; mit einem der Merkmale eines der vorigen Ansprüche.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei als Innendruck (P1) in dem Beutel oder dem Luftkissen (9) ein Druck von im Wesentlichen 1.100 hPa aufgebaut wird, und der Schwellenwert (P1') bei im Wesentlichen 1050 hPa liegt.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei „im Wesentlichen“ ein Spanne von ±10%, bevorzugt ±5%, weiter bevorzugt ±1% umfasst.