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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Erfassen der Zugkraft oder Zugspannung von Anschlagmitteln, wie zum Beispiel Gurten oder Ketten, insbesondere zur Ladungssicherung.
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Stand der Technik
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Zurrgurte und Ketten werden bei im Güterverkehr sowohl zur Straße, zur Bahn als auch auf See zur Ladungssicherung verwendet. Die Überprüfung der Spannung erfolgt manuell durch entsprechendes Personal.
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Die Überprüfung der Zugkraft kann jedoch nur in Pausen oder zu Beginn einer Fahrt überprüft werden. Ein Überdehnen der Gurte ist durch eine rein sensorische Prüfung ebenfalls schwer zu erfassen.
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Darstellung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Gerät zur Verfügung zu stellen, die eine Überprüfung der Zugkraft von Anschlagmitteln auch während einer Fahrt erlaubt, und die es zudem erlaubt, eine Abweichung von einer Soll-Zugkraft in beide Richtungen zu erfassen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Gerät gemäß Anspruch 1 gelöst. Ein erfindungsgemäßes System ist Gegenstand des Anspruchs 10 und ein erfindungsgemäßes Verfahren ist Gegenstand des Anspruchs 18. Weitere vorteilhafte Aspekte, Details und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
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Erfindungsgemäß wird ein Gerät zum Erfassen der Zugkraft von Anschlagmitteln vorgeschlagen, die folgende Merkmale umfasst:
- - wenigstens zwei über wenigstens ein Verbindungselement verbundene Kraftaufnahmeelemente, die zwischen Teilen des Anschlagmittels oder zwischen dem Anschlagmittel und einer Befestigung des Anschlagmittels angeordnet sind oder die einfach von dem Anschlagmittel umlaufen werden. Diese Kraftaufnahmeelemente können beispielsweise fest mit dem Anschlagmittel verbaut sein, so dass zwei getrennte Teile des Anschlagmittels an den Kraftaufnahmeelementen einwirken. Vorzuziehen ist jedoch eine später noch beschriebene Lösung, bei der das Anschlagmittel die Kraftaufnahmeelemente lediglich umläuft, da hier das Anschlagmittel selbst nicht modifiziert werden muss.
- - wenigstens eine Kraftmesseinrichtung, die angeordnet ist, um die zwischen den Kraftaufnahmeelementen wirkende Kraft zu messen. Die Kraftmesseinrichtung kann z.B. an dem Verbindungselement oder an dem wenigstens einem Kraftaufnahmeelement oder an der Verbindung zwischen dem Kraftaufnahmeelement und dem Verbindungselement angeordnet sein. Über die Kraftmesseinrichtung werden die auf die Kraftaufnahmeelemente einwirkenden Kräfte erfasst, woraus sehr einfach die Zugkraft und bei Kenntnis des aktiven Durchmessers des Anschlagsmittels die Zugspannung des Anschlagmittels abgeleitet bzw. errechnet werden kann.
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Weiterhin hat das Gerät eine Ausgabeeinrichtung, um die gemessene Kraft oder einen daraus abgeleiteten Wert anzuzeigen und/oder an eine Datenübertragungsvorrichtung oder einen Datenspeicher auszugeben.
In einfachster Ausgestaltung kann die Ausgabeeinrichtung als Dehnmesstreifen oder dergleichen wie bei einem Drehmomentschlüssel mit Anzeige ausgebildet sein.
An dem Gerät kann auch z.B. direkt über LEDs der Wert oder ein daraus abgeleiteter Wert angezeigt werden. Alternativ oder zusätzlich können die gemessenen Werte durch eine Übertragungsvorrichtung des Geräts an eine entfernt z.B. in einer Führerkabine oder in einem Lagerlogistikzentrum angeordnete Überwachungseinheit übermittelt werden. Man kann somit z.B. von einem entfernten Standort erfassen, wenn/ob die Ladungssicherung nicht mehr korrekt ist. Zudem kann durch nach der Übermittlung von ordnungsgemäßen Zugkraft/-spannungsdaten an die Überwachungseinheit grünes Licht für den Beginn einer Fahrt gegeben werden.
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Das Gerät kann in unterschiedlicher Weise mit dem Anschlagmittel zusammenwirken. So können in einer ersten Alternative zwei getrennte Abschnitte des Anschlagmittels, z.B. eines Spanngurtes oder einer Kette, mit den Kraftaufnahmeelementen verbunden sein, so dass die Zugkraft direkt auf die beiden Kraftaufnahmeelemente in entgegengesetzter Richtung wirkt, wie z.B. bei einer Gürtelschnalle. In einer einfachen Ausführungsform können so z.B. zwei zueinander parallele, insbesondere zylindrische Kraftaufnahmeelemente durch das wenigstens eine in Zugrichtung verlaufende Verbindungselement miteinander verbunden sein. Das Verbindungselement kann z.B. ein Gehäuse umfassen oder als Rahmen ausgebildet sein. Im Verbindungselement oder in der Halterung zumindest eines Kraftaufnahmeelements an dem Verbindungselement kann dann die Kraftmesseinrichtung angeordnet sein, z.B. eine Piezoelement, dass die einwirkende Kraft in ein elektrisches Signal umwandelt. Es können auch andere an sich bekannte Kraftmesseinrichtungen, z.B. auf Federbasis verwendet werden. Das elektrische Signal bzw. die Verformung können dann als Indikator für die auf das Anschlagmittel wirkende Zugkraft angezeigt werden. Im Fall einer Feder könnte z.B. eine parallel zur Federachse angeordnete Skala vorgesehen sein, in welcher die zulässige und minimale Zugkraft aufgeführt sind, analog zu einem Drehmomentschlüssel.
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Vorzugsweise sind die Kraftaufnahmeelemente hintereinander angeordnet, und entsprechen somit in ihrer Anordnung dem axialen Verlauf der Zugkraft auf das Anschlagmittel. Wenn die Kraftaufnahmeelemente zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig ausgebildet sind, können sie schonend von dem Anschlagmittel umgriffen oder umlaufen werden.
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Vorzugsweise sind die Kraftaufnahmeelemente parallel zueinander angeordnet, weil auf diese Weise eine optimale Krafteintragung auf die Kraftaufnahmeelemente möglich ist, ohne das Anschlagmittel aus seiner axialen Zugrichtung seitlich abzulenken oder zu verformen.
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In einer äußerst vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Kraftaufnahmeelemente durch wenigstens drei voneinander beabstandete Umlenkelemente zur Durchführung und Umlenkung des Anschlagmittels gebildet, welche drei Umlenkelemente nicht in einer Ebene liegen. Auf diese Weise kann ein bestehendes Anschlagmittel, z.B. Spanngurt einfach um die drei Umlenkelemente, z.B. zueinander parallele Zylinder, gelegt werden, ohne dass der Gurt modifiziert, z.B. aufgetrennt werden muss. Das Gerät lässt sich also bei allen bestehenden Spanngurten und Ketten problemlos anwenden. Das Anschlagsmittel wird durch die drei nicht in einer Ebene liegenden Umlenkelemente geführt und die zwischen den Umlenkelementen wirkende Kraft wird erfasst und als ein Wert für die Zugkraft oder Zugspannung des Anschlagsmittels angezeigt und/oder übertragen. Das Gerät lässt sich darüber hinaus entlang der gesamten Länge des Anschlagmittels anordnen und kann somit an einer optimalen Position angeordnet werden, z.B. an einer Stelle, an der man die Ausgabeeinrichtung am besten sieht, oder an einer Stelle, wo das Gerät in der Nähe einer drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung angeordnet ist.
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Vorzugsweise bestehen die drei Umlenkelemente aus Bolzen, die in Dreiecksform mittels zwei als Verbindungselemente fungierende Halteplatten verbunden sind. Das lose Ende des Anschlagmittels kann dann durch bzw. über die Bolzen geführt werden. Dies stellt eine sehr einfaches und robustes Gerät zur Zugkrafterfassung dar.
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Wenn die Umlenkelemente kammartig nur an einer Seite über das Verbindungselement verbunden sind, kann ein bereits angelegtes Anschlagmittel um sie herum geführt werden.
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Vorzugsweise liegen ein vorderes und ein hinteres Umlenkelement in einer Ebene liegen und dass ein mittleres Umlenkelement relativ zu dieser Ebene versetzt ist.
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Vorzugsweise weist das Gerät einen elektro-mechanischen Wandler auf, der derart angeordnet ist, dass er die zwischen den Kraftaufnahmeelementen wirkende Kraft in Energie umwandelt. Ein derartiger Wandler kann z.B. durch ein Piezoelement gebildet sein, dass zumindest einen Teil der auf die Kraftaufnahmeelemente wirkenden Kraft aufnimmt. Der elektro-mechanische Wandler bildet somit Teil einer Energieversorgungsschaltung, welche in der Lage ist, mittels der über das Anschlagmittel aufgebrachten Zugkraft die notwendige Energie zum Betrieb des Geräts bereitzustellen. Das Gerät wird somit energietechnisch autark (energy harvesting) und benötigt somit kein Ladegerät.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Gerät eine Mess- und/oder Auswerteelektronik auf, die einen Speicher für wenigstens einen Sollwert aufweist, wobei die Mess/Auswerteelektronik ausgebildet ist, um die Ausgabeeinrichtung in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis zwischen der gemessenen Kraft und dem Sollwert anzusteuern. Auf diese Weise kann durch die Ausgabeeinrichtung angezeigt werden, ob die aktuelle Zugkraft des Anschlagmittels zu sehr von einem Sollwert abweicht. Es könnte zum Beispiel angezeigt werden, ob der aktuelle Wert der Zugkraft zu hoch oder zu niedrig ist. Eine Bedienperson kann so z.B. Maßnahmen unternehmen, z.B. das Anschlagmittel untersuchen und/oder die Zugkraft manuell nachjustieren.
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Vorzugsweise hat das Gerät eine Datenübertragungsvorrichtung, die ausgebildet ist, in Kontakt mit einer entfernt angeordneten Auswerte- und/oder Anzeigeeinheit zu kommunizieren. Man kann somit die aktuellen Zugkraftwerte der verwendeten Anschlagmittel auf einer mit dem Internet verbundenen Überwachungszentrale anzeigen lassen oder sogar auf einem Smartphone von Personen, die mit der Ladungssicherung betreut sind.
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Vorzugsweise werden elektronische Komponenten des Geräts, wie eine/die elektronische Steuerung und/oder eine/die Datenübertragungsvorrichtung über eine drahtlose Energieübertragungseinrichtung gespeist. Somit lassen sich eine Vielzahl von mit dem erfindungsgemäßen Gerät versehenen Anschlagmitteln mit einer einzigen Energieversorgung betreiben, was die Kosten minimiert und den Aufwand für die Energieversorgung insgesamt verringert. Durch die drahtlose Energieübertragungsvorrichtung kann z.B. über ein elektro-magnetisches Feld ein in dem Gerät angeordneter Akku oder Kondensator geladen werden.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls ein System umfassend mehrere Geräte und wenigstens eine entfernt angeordnete Überwachungseinheit, die drahtlos mit den Geräten in Kommunikationsverbindung steht, welche Überwachungseinheit eine Steuerung und eine Anzeigeeinheit für die von dem Gerät erfasste Kraftwerte und/oder daraus abgeleitete Daten aufweist. Durch die Mehrzahl von Geräten in Verbindung mit der Überwachungseinheit lässt sich somit ein lückenloses Transportüberwachungssystem etablieren, in welchem der Zustand der Anschlagmittel über die gesamte Transportzeit überwachen lässt.
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Hierfür weist das System in dem Gerät und/oder in der Überwachungseinheit eine Uhrenschaltung auf oder mit einer externen Uhrenschaltung verbunden. Die Überwachungseinheit hat dann vorzugsweise einen Speicher, der konzipiert ist, gemessene Kraft-Daten oder daraus abgeleitete Daten zusammen mit dem Zeitpunkt ihrer Erfassung abzuspeichern.
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Wenn das System darüber hinaus einen GPS-Empfänger aufweist oder mit einem verbunden ist, kann es in einem Speicher gemessene Daten oder daraus abgeleitete Daten zusammen mit dem Standort ihrer Erfassung abspeichern. Man kann dann z.B. erkennen, wo z.B. eine Lockerung der Anschlagmittel auftrat. Man kann auf diese Weise sogar den Standort und den Zeitpunkt eines Diebstahls erfassen.
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Wie oben bereits aufgeführt umfasst das System vorzugsweise eine drahtlose Energieversorgung für alle Geräte auf der Basis elektro-magnetischer Felder. Die Funktionsfähigkeit des Messens und Anzeigens bzw. Übertragens der erfassten Werte kann somit bei allen Geräten über einen langen Zeitraum sicher gestellt werden.
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Vorzugsweise weist die Überwachungseinheit eine Kommunikationsverbindung mit einem öffentlichen Kommunikationsnetz auf, um die von der Kraftmesseinrichtung erfassten Kraftwerte oder daraus abgeleitete Daten an eine öffentlich-rechtliche Transportüberwachungsbehörde zu übermitteln, was z.B. für die Transportsicherung bei länderübergreifenden Transporten relevant sein kann.
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Vorzugsweise weist die Überwachungseinheit einen Speicher auf, um einen zeitlichen Verlauf der erfassten Kraftwerte und/oder der daraus abgeleiteten Daten abzuspeichern, was einen lückenlose Überwachung der Transportsicherung über eine gesamte Transportstrecke ermöglicht.
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Wenn die Überwachungseinheit eine Schnittstelle, insbesondere eine USB-Schnittstelle für ein Speichermedium aufweist, um gemessene und/oder gespeicherte Daten auf das Speichermedium zu übertragen, können die gemessenen Daten auch durch einen externes physisches Speichermedium gesichert werden, was insbesondere für die - auch staatlich vorgeschriebene - Datensicherung relevant ist.
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Das System ist insbesondere konzipiert zur Transportsicherung von Fracht im Straßen-, Schifffahrts- und Luftverkehr.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Transportsicherung einer Ladung durch unter Zugspannung stehende Anschlagmittel wie Ketten und/oder Bänder, wird in den Verlauf wenigstens eines Anschlagmittels ein oben beschriebenes Kraftmessgerät angeordnet wird, wobei die gemessene Kraft des wenigstens einen Anschlagmittels durch Vergleich mit wenigstens einem Sollwert überwacht wird, wobei ein Warnsignal oder eine Meldung abgegeben wird, wenn die gemessene Kraft von dem Sollwert um einen definierten Wert abweicht. Auf diese Weise kann z.B. ein Frachtführer ein locker gewordenes Anschlagmittel gleich nachspannen, bevor die Transportsicherheit gefährdet ist.
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Vorzugsweise wird der zeitliche Verlauf der gemessenen Kraft aufgezeichnet und/oder ausgegeben, und es wird ein Warnsignal oder eine Meldung ausgegeben, wenn der zeitliche Verlauf von einem Sollwertverlauf um einen definierten Wert abweicht. Man kann somit nicht nur erfassen, wenn die Zugkraft oder Zugspannung eines Anschlagmittels zu niedrig oder zu hoch ist, sondern man kann auch ein zu schnelle, Nachlassen der Zugkraft innerhalb des tolerierten Extremwertbereichs erfassen, was zum Beispiel auf ein beschädigtes Anschlagmittel hinweisen kann.
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Vorzugsweise werden mit der Erfassung der Kraft über die Kraftmesseinrichtung auch über ein Ortserfassungssystem erfasste Ortsdaten zum Zeitpunkt der Erfassung mit abgespeichert. Man erhält auf diese Weise ein Logbuch über die Transportsicherung während eines Transports.
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Die Erfindung kann neben der Transportsicherung auch zur Diebstahlsüberwachung von Fracht eingesetzt werden.
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Das Zurrkraftüberwachungssystem dient somit zur permanenten Kontrolle der Spannung der Anschlagmittel wie Zurrgurte, Seile, Bänder, Ketten oder ähnliches.
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Die Einsatzschwerpunkte bilden:
- - Transportwesen (LKW, Luft, See, Transporter, Anhänger)
- - Ladungssicherung (Lager, Warenhäusern, Lagerstätten)
- - Verzurrungen (Zelte, Abspannungen von Gerüsten)
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Durch die Erfindung werden folgende Vorteile realisiert:
- - Kontrollierte Ladungssicherung durch aktive Anzeige der Zugkraft des Anschlagmittels,
- - Schnelle Kontrolle des gesamten Zurrverbunds durch z.B. BAG, Polizei,
- - Aktiver Diebstahlschutz, weil Meldung erfolgt, wenn Anschlagmittel gelöst werden,
- - Frühzeitige Erkennung von Störungen, da aktive Meldung ob Anschlagmittel sich gelöst / gelockert haben (z.B. bei harten Brems- oder Ausweichmanövern)
- - Analoges gilt für die Verwendung in der Schifffahrt und im Luftfrachtverkehr
- - Vorhandene Anschlagmittel können weiterverwendet werden
- - Vermeidung von Überlastung der Anschlagmittel, durch spezielle Warnmeldung, z.B. durch blinkende Indikatoren
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Die Anzeige des Geräts kann auf unterschiedliche Weise erfolgen:
- So kann in einer einfachen Anzeige lediglich angezeigt werden, ob die Zugkraft unter/über einem vorgegebenen Wert oder innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegt. Z.B. rot -bei fehlerhaft, grün bei in Ordnung.
- In einer weiteren Ausbaustufe kann das Gerät eine Alarmfunktion aufweisen: Ein Signalgeber kann so z.B. eine Unterschreitung einer Referenzzugkraft zum Nutzer mittels drahtloser Funkübertragung senden.
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In einer sehr weit entwickelten Stufe können die Geräte die jeweilige Ist-Zugkraft auf ein Smartphone, Tablet, Notebook senden. Dazu kommt vorzugsweise eine speziell programmierte App zum Einsatz. Mittels dieser App können die einzelnen Geräte eingebunden und in Folge dessen mittels drahtloser Funkübertragung identifiziert werden.
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Hinsichtlich der Referenz- oder Sollwerte kann man zum Beispiel mit einem festen Referenzwert arbeiten, z.B. 1000 N. In diesem Fall muss das Anschlagmittel mindestens mit diesem Wert 1000 N gespannt werden, damit eine LED der Ausgabeeinrichtung grün leuchtet. Lockert sich der Gurt um einen bestimmten Wert (z.B. 20%), so wird dies durch den Indikator angezeigt (Farbe wechselt nach rot).
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In einer etwas weiter entwickelten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Referenzspannung eingelernt werden. Hierfür wird der Spannvorgang des Anschlagmittels verwendet, der beim Spannen ja laufend ansteigt. Ändert sich der Wert eine bestimmte Zeit lang nicht (z.B. nach 5 Sek), so wird dieser Wert als aktueller Referenzwert übernommen und die aktuelle Zugkraft des Anschlagmittels auf diesen Wert hin überwacht. Bei einer Änderung der Zugkraft ändert sich die LED der Ausgabeeinrichtung von grün nach rot. Der aktuelle Ist-Wert kann per App auf einem Smartphone angezeigt werden.
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Das erfindungsgemäße Gerät bzw. das erfindungsgemäße System kann noch folgende vorteilhafte Merkmale aufweisen:
- - Schnittstelle zur Einbindung in ein Infotainmentsystem eines LKWs, Schiffs oder Flugzeugs,
- - Schnittstelle für die Kontrollsysteme der Transportüberwachungsorganisationen.
- - Flugschreiberfunktion: Dokumentation der Zugkraftwerte der Anschlagmittel während des Transports, die im Schadensfall ausgelesen werden können
- - Überwachung und Speicherung der maximal aufgetretenen Zugkräfte im Anschlagsmittel.
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Das Gerät kann wasserdicht, frostsicher, überlastfähig, chemisch resistent, ölresistent, temperaturfest z.B. bis 130°, extreme mechanisch robust hergestellt werden.
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Eine integrierte Energiespeichereinheit kann zur Erhaltung der rudimentären Funktionen bei längerem Nichtgebrauch in dem Gerät angeordnet sein.
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Folgende Begriffe werden synonym verwendet: Referenzwert - Sollwert; System - Zurrkraftüberwachungssystem; Vorrichtung - Gerät; Ausgabeeinrichtung - Anzeigeeinrichtung - Übertragungseinrichtung; Zugkraft - Zugspannung - Zurrspannung - Zurrkraft; Kraftaufnahmeelement - Umlenkelement - Metallbügel - Kraftaufnahmebolzen;
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Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen von Gerät , System und Verfahren beliebig miteinander kombiniert werden können.
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Figurenliste
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Die Erfindung soll nachfolgend beispielsweise anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen
- 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Geräts zur Zugkrafterfassung eines Gurtes;
- 2 eine Seitenansicht II des Geräts aus 1;
- 3 eine Aufsicht III des Geräts aus 1;
- 4 eine Frontansicht IV des Geräts aus 1;
- 5 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Systems für die Sicherung einer LKW-Ladung;
- 6 eine detaillierte Frontansicht der Überwachungseinheit des Systems aus 5;
- 7 eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines in einen Spanngurt integrierten Zugkrafterfassungsgeräts in Schnallenform; und
- 8 eine weitere Ausführung eines Zugkrafterfassungsgeräts zur Verbindung zwischen einer Zurröse und einem Spanngurt.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zugkrafterfassungsgeräts 10 für einen Spanngurt 12.
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Das Gerät 10 enthält drei zueinander parallele Umlenkelemente in Form von kreiszylindrischen Bolzen 14, 16, 18, die parallel zueinander angeordnet und über zwei Verbindungselemente in Form von plattenförmigen Seitenwangen 20, 22 miteinander verbunden sind. Die Bolzen 14, 16, 18 sind an ihren Enden in Aufnahmebohrungen 23 der Seitenwangen 20, 22 über Verschraubungen 24 gehalten.
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An der nach oben weisenden Kante 26 der Seitenwangen 20, 22 sind zwei grüne Leuchtdioden 28 und zwei rote Leuchtdioden 30 angeordnet, welche die Ausgabe- bzw. Anzeigeeinrichtung des Geräts 10 darstellen.
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Die Bolzen 14, 16, 18 umfassen einen vorderen Bolzen 14, einen mittleren Bolzen 16 und einen hinteren Bolzen 18. Der vordere und der hintere Bolzen 14, 18 sind in einer Ebene x (2) angeordnet, während der mittlere Bolzen 16 mit dem Abstand d über dieser Ebene x angeordnet ist.
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Der Spanngurt 12 läuft somit unter dem vorderen und hinteren Bolzen 14, 18, ist aber über den mittleren Bolzen 16 geführt. Durch den Spanngurt 12 wird somit bei Anlegen einer Zugspannung oder Zugkraft eine Kraft zwischen dem mittleren Bolzen 16 einerseits und den vorderen und hinteren Bolzen 14, 18 andererseits ausgeübt. Diese Zugkraft ist in Richtung auf die Ebene x (entsprechend dem Pfeil d) gerichtet.
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In einer der Seitenwangen oder in beiden Seitenwangen ist in der Aufnahme für den mittleren Bolzen 16 eine Kraftmesseinrichtung angeordnet, vorzugsweise auf Piezobasis. Weiterhin weist das Gerät eine Mess- und Auswerteelektronik 32 auf, die einen Referenzwertspeicher aufweist.
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Das Gerät 10 ist alternativ in zwei Ausführungsformen herstellbar.
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In einer ersten Ausführungsform ist in dem Referenzwertspeicher der Messelektronik ein festen Referenzwert abgelegt, der z.B. einer Gurtspannkraft von 1000 N entspricht. In diesem Fall muss der Gurt 12 mindestens mit dem Wert 1000 N gespannt werden, damit die grüne LED 28 leuchtet. Lockert sich der Gurt um einen bestimmten Toleranzwert (z.B. 20%), so wird dies durch die rote LED angezeigt. Man hat also eine zuverlässige Rückmeldung über die roten und grünen LEDs 30, 28, ob der Gurt 12 vorschriftsmäßig gespannt ist. In der Mess- und Auswerteelektronik 32 lassen sich optional zusätzlich obere Referenzwerte abspeichern, so dass auch ein Überspannen des Gurtes (z.B. mehr als 30% über Referenzwert) durch die roten LEDs 30 oder durch eine andere Betätigungsform der roten LEDs, z.B. Blinken, angezeigt werden kann.
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In einer optionalen Ausbildungsform der Erfindung kann die Referenzspannung eingelernt werden. Hierfür wird beim Spannvorgang des Gurtes 12 die Kraft beobachtet, die beim Spannen ja laufend ansteigt. Ändert sich der Wert eine bestimmte Zeit lang nicht (z.B. nach 5 Sek), so wird dieser Wert als aktueller Referenzwert übernommen, was über die grüne LEDs 28 angezeigt werden kann, und die aktuelle Zugkraft oder Zugspannung des Gurtes 12 wird auf diesen Wert hin überwacht. Bei einem Absinken der Zugkraft des Gurtes unter den zulässigen Toleranzwert, werden die roten LEDs 30 angesteuert. Die Mess- und Auswerteelektronik kann eine Datenübertragungsvorrichtung aufweisen, durch welche sich die erfassten Werte auf ein Smartphone übertragen und dort anzeigen lassen können.
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Ein erfindungsgemäßes Transportsicherungssystem 34 eines LKW 35 ist in 5 dargestellt.
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Das System 34 umfasst vier Geräte 10 gemäß 1, die in dem Verlauf von Spanngurten 12 in der in 1 beschriebenen Weise eingefädelt sind. Die Spanngurte 12 dienen zum Sichern einer Fracht 33, z.B. von Baumstämmen. Das System 34 weist darüber hinaus eine zentrale drahtlose Energieversorgung 36 für die vier Geräte 10 auf, die jeweils eine Energieversorgungsschaltung aufweisen, durch welche über das von der Energieversorgung 36 generierte elektro-magnetische Feld Energie für den Betrieb des Geräts 10 bereit gestellt wird. Hierdurch werden somit insbesondere die Mess- und Auswerteelektronik 32, die LEDs 28, 30 und eine Sendeeinrichtung des Geräts 10 gespeist. Über die Sendeeinrichtung jedes Geräts werden die von der Messeinrichtung erfassten Daten an eine Überwachungseinheit 38 gesendet, die im Führerhaus 40 des LKW angeordnet ist, und eine Antenne 42 aufweist, über welche sie die Signale der Geräte 10 empfängt.
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Die Vorderseite der Überwachungseinheit 38 ist in 6 dargestellt. Die Überwachungseinheit 38 hat ein Gehäuse 44, welches in dem Führerhaus 40 des LKW 35 verbaut ist. Hauptteil des Gehäuses ist ein großes Display 46, eine Menüsteuerung, eine Warnleuchte 50, ein erster Druckknopf 52 zur Datenübertragung an einen externen Server, ein zweiter Druckknopf 54 zur Abspeicherung der erfassten und aufgenommenen Daten auf ein USB-Speichermedium als auch ein USB-Port 56 für ein USB-Speichermedium.
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Die Überwachungseinheit 38 hat weiterhin einen Realzeit-Uhrenbaustein 58, der vorzugsweise mit der Atomuhr synchronisiert ist, als auch einen GPS-Empfänger 60 zur laufenden Standort-Erfassung des LKW 35.
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Die Überwachungseinheit 38 weist ferner eine zweite Antenne 62 zur Verbindung mit einem öffentlichen Funknetzwerk auf, durch welche sie mit dem Internet 54 verbindbar ist.
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Über das Internet ist beispielsweise eine ständige Überwachung zum Beispiel durch eine öffentliche Überwachungsbehörde wir dem BAH möglich, oder eine Nachverfolgung durch einen Server des Logistik- oder Transportunternehmens.
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Durch eine in der Überwachungseinheit 38 angeordnete Auswerteeinheit können die von den Geräten 10 erfassten Kraftdaten und oder die von deren Mess- und Auswerteelektronik 32 verarbeiteten Daten über die Antenne 42 empfangen und aufbereitet werden. so kann z.B. über die von der Messeinrichtung des Geräts erfassten Kraftdaten und Zuordnungstabellen und Referenzwerte die Zugkraft oder Zugspannung des Anschlagmittels 12 errechnet werden. Über die Menüsteuerung 48 lassen sich verschiedene Anzeigemodi zur Anzeige der Daten auf dem Display 46 auswählen, wie z.B. das gerade auf dem Display 46 dargestellte Balken-Diagramm 66, das die aktuelle Zugkraft aller vier Geräte 10 in Balkenform 68 zwischen einem Minimalwert 70 und einem Maximalwert 72 anzeigt. Wird einer der Werte erreicht, leuchtet die Warnlampe 50 auf und optional kann ein akustisches Signal über einen Lautsprecher 74 ertönen. zudem kann in dem Fall eine automatische Datenübertragung über die zweite Antenne 62 über das Funknetz an eine zentrale Überwachungsstelle erfolgen.
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Es sind noch andere Darstellungsmodi vorstellbar, wie z.B. der zeitliche Verlauf der Zugkraft der Gurte 12, um eventuelle Schäden oder Materialermüdung auszumachen. Weiterhin kann z.B. der Ladezustand der von der zentralen Energieversorgung 36 gespeisten Energieversorgungsschaltung der Geräte angezeigt werden, als auch Funktionsdaten über die Tätigkeit der Energieversorgung 36, wie z.B. dessen elektrische Feldstärke. Über die beiden Druckknöpfe 52, 54 können vom Fahrer jederzeit die Daten über das Funknetzwerk übermittelt bzw. auf ein USB-Speichermedium geladen werden.
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Die Überwachungseinheit 38 kann optional noch eine Bluetooth®-Schnittstelle zur Datenübertragung z.B. auf ein Smartphone aufweisen. Die ist jedoch auch über die zweite Antenne 62 mittels des Funknetzes möglich.
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Generell kann auch die Kommunikation der Überwachungseinheit 38 mit den Geräten über ein Funknetzwerk kurzer Reichweite, z.B. Bluetooth® erfolgen
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7 zeigt ein schnallenförmiges Zugkrafterfassungsgerät 80, dessen Funktionalität im Wesentlichen gleich der des Zugkrafterfassungsgerät 10 aus 1 ist. Identische oder funktionsgleiche Teile in allen Figuren sind dabei mit den identischen Bezugszeichen versehen.
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Das Gerät 80 ist hier in einen Spanngurt 88 integriert. Das Gerät einen schnallenförmigen Grundkörper 82 mit zwei Kraftaufnahmebolzen 15, 17 die von jeweils einem Schlaufenabschnitt 84 zwei separater Spanngurtteile 88a, 88b umgeben sind, welche Schlaufenabschnitte durch Vernähen und oder Verschweißen entlang der Nahtlinien 86 erreicht wird.
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Die beiden Kraftaufnahmebolzen 15, 17 sind durch zwei Seitenwangen 20, 22 verbunden, in denen die Messeinrichtung als auch die Mess- und Auswerteelektronik und die LED-Anzeigen 28, 30 angeordnet sind.
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8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Zugkrafterfassungsgeräts 90, dessen Funktionalität im Wesentlichen gleich der der Zugkrafterfassungsgeräte 10 aus 1 und 80 aus 7 ist.
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Dieses Gerät 90 weist als erstes Kraftaufnahmeelement einen ersten Umlenkbolzen 14 auf, um den der Spanngurt 12 herumgeführt wird. Das Gerät 90 weist als zweites Kraftaufnahmeelement einen Metallbügel 92 auf, die zur Festlegung an einer Zurröse an einem Lagerplatz eines LKW, Flugzeugs, Schiffes oder Gebäudes dient. Der Metallbügel 92 wird über einen Schraubbolzen 94 mit Schraubkopf 96 mit den beiden Seitenwangen 20, 22 verbunden, welche die Verbindungselemente zwischen den beiden Kraftaufnahmeelementen 14, 92 darstellen. Der Vorteil dieses Geräts 90 besteht darin, dass es in Verbindung mit herkömmlichen Spanngurten 12 und herkömmlichen Zurrösen verwendbar ist.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel begrenzt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Patentansprüche realisiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zugkrafterfassungsgerät für einen Spanngurt
- 12
- Spanngurt - Anschlagmittel
- 14
- vorderer Bolzen - vorderes Umlenkelement
- 15
- erster Kraftaufnahmebolzen
- 16
- mittlerer Bolzen - mittleres Umlenkelement
- 17
- zweiter Kraftaufnahmebolzen
- 18
- hinterer Bolzen - hinteres Umlenkelement
- 20
- erste Seitenwange - erstes Verbindungselement
- 22
- zweite Seitenwange - zweites Verbindungselement
- 23
- Aufnahmebohrung in den Seitenwangen für die Bolzen
- 24
- Verschraubung der Bolzen mit den Seitenwangen
- 26
- Oberkante der Seitenwange
- 28
- grüne LED der Ausgabeeinrichtung
- 30
- rote LED der Ausgabeeinrichtung
- 32
- Mess- und Auswerteelektronik
- 33
- zu sichernde Fracht, z.B. Baumstämme
- 34
- System zur Transportsicherung
- 35
- LKW
- 36
- zentrale drahtlose Energieversorgung
- 38
- Überwachungseinheit
- 40
- Führerhaus des LKW
- 42
- Empfangsantenne der Überwachungseinheit
- 44
- Gehäuse der Überwachungseinheit
- 46
- Display der Überwachungseinheit
- 48
- Menüsteuerung
- 50
- Warnleuchte
- 52
- erster Druckknopf zur Datenübertragung
- 54
- zweiter Druckknopf zur USB-Speicherung
- 56
- USB-Anschluss
- 58
- Uhrenbaustein, vorzugsweise Atomuhr synchronisiert
- 60
- GPS-Empfänger
- 62
- zweite Antenne für Funknetzwerk
- 64
- Internet
- 66
- Balkendiagramm
- 68
- Zugspannung-Zugkraft Darstellung in Balkenform
- 70
- Minimalwert für die Zugkraft
- 72
- Maximalwert für die Zugkraft
- 74
- Lautsprecher für akustisches Warnsignal
- 80
- zweite Ausführungsform eines in einem Spanngurt integrierten Zugkrafterfassungsgeräts für einen Spanngurt
- 82
- schnallenförmiger Grundkörper des Zugkrafterfassungsgeräts
- 84
- Schlaufenabschnitt der beiden Spanngurtteile 88a,b
- 86
- Naht zur Bildung der Schlaufenabschnitte
- 88
- Spanngurt mit integriertem Zugkrafterfassungsgerät
- 88a,b
- zwei separate Abschnitte des Spanngurtes
- 90
- dritte Ausführungsform eines Zugkrafterfassungsgeräts für einen Spanngurt zur Anordnung zwischen Zurröse und Spanngurt
- 92 94 96 x
- durch den vorderen und hinteren Bolzen aufgespannte Ebene
- d
- Abstand des mittleren Bolzen von der Ebene
