WO2016029895A1

WO2016029895A1 - Elektronische überwachung der ladungssicherung von fahrzeugen

Info

Publication number: WO2016029895A1
Application number: PCT/DE2015/000417
Authority: WO
Inventors: Dirk Bruhn
Original assignee: Dirk Bruhn
Priority date: 2014-08-23
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2016-03-03
Also published as: DE112015003859A5; EP3215396A1; DE102014012508A1; WO2016029895A4; US20170267159A1; US10315555B2

Abstract

Fahrzeug, das eine Ladefläche aufweist, auf die ein Ladegut (3) aufsetzbar und fixierbar ist, indem wenigstens eine bewegbare, mechanische und in sich flexible Ladungssicherung (4) in Kontakt mit dem Ladegut bringbar ist und mittels wenigstens eines Ladungsmelders (7) das Vorhandensein von Ladegut auf der Ladefläche erfassbar ist und mit einer zentralen Kontrollbaugruppe die Signale aller Ladungsmelder erfassbar sind, wobei mittels wenigstens eines Sicherungssensors (5) der Betrag der Kraft erfassbar ist, mit der die Ladungssicherung auf das Ladegut einwirkt und von der Kontrollbaugruppe der Messwert,der Masse des Ladegutes erfassbar ist und durch die Kontrollbaugruppe überprüfbar ist, ob die Kraft in der Ladungssicherung dem Maß entspricht, das abhängig von der Masse des Ladegutes in den jeweils gültigen Vorschriften festgelegt ist.

Description

Elektronische Überwachung der Ladungssicherung von Fahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, das eine Ladefläche aufweist, auf die ein Ladegut aufsetzbar und fixierbar ist, indem wenigstens eine bewegbare, mechanische und in sich flexible Ladungssicherung in Kontakt mit dem Ladegut bringbar ist und mittels wenigstens eines Ladungsmelders das Vorhandensein von Ladegut auf der Ladefläche erfassbar ist und mit einer zentralen Kontrollbaugruppe die Signale aller Ladungsmelder erfassbar sind.

Alle Fahrzeuge, die Ladegut zu Lande, zu Wasser oder in der Luft transportieren, sind während der Fahrt Beschleunigungen und Verzögerungen in allen Richtungen ausgesetzt , die das Ladegut innerhalb des Fahrzeuges auf der Ladefläche verschieben und/oder umstürzen können. Das kann zu Schäden an der Ladung bis hin zum Umstürzen, Abstürzen oder Versinken des Fahrzeuges und dem Totalverlust der Ladung führen. Deshalb ist es üblich und durch viele Vorschriften geregelt, dass auf das Ladegut eines Fahrzeuges Gurte, Seile, Ketten, Bügel oder andere mechanische Ladungssicherungen aufgebracht werden, die das Ladegut auf der Ladefläche fixieren.

Nicht normierte Ladegüter werden zumeist mit Gurten, Seilen oder Ketten verzurrt, die ihrerseits in Ösen, Ringen, Laschen, Haken, Bügeln oder anderen Halterungen auf der Ladefläche befestigt werden. Ein Beispiel dafür enthält die DE 10 2011 101 907 A1.

Die Funktion aller dieser Einrichtungen hängt nachteiliger Weise stets davon ab, dass sie von zumindest angelerntem und ihrer Verantwortung bewusstem Personal manuell aktiviert werden. Bei Zweifeln an der ordnungsgemäßen Ausführung muss eine weitere Person mit erhöhtem Verantwortungsbewusstsein die ordnungsgemäße Aktivie-

BESTÄTIGUNGSKOPIE rung der Ladungssicherungen an allen relevanten Orten der Ladefläche nachprüfen.

Die Patentschriften DE 196 45 503 B4 und DE 103 16 993 B4 erläutern, dass ein Ladungsmelder das Vorhandensein von Ladegut auf Fahrzeugen erfasst, eine mechanische Ladungssicherung das Ladegut fixiert und jeweils ein Sicherungssensor prüft, ob alle Ladungssicherungen auch aktiviert sind. Weil nicht nur Gurte, sondern auch alle anderen länglichen und schlanken Ladungssicherungen stets elastisch sind, überprüft der Sicherungssensor oder ein anderer Sensor für die Spannkraft, ob die Ladungssicherungen mit einem bestimmten Mindestwert vorgespannt sind. Diese Informationen werden von einer Kontrollbaugruppe erfasst und dem Fahrzeugführer sichtbar gemacht.

Die Kontrollbaugruppe überwacht jedoch nur einen unteren Grenzwert für die Spannkraft in den Gurten und eine Obergrenze für die Masse des Ladegutes. Daraus ergibt sich als entscheidender Nachteil, dass es auch weiterhin in der fachlich qualifizierten Verantwortung des jeweiligen Fahrzeugführers liegt, die Masse der aktuellen Ladung zu erfassen und daraus zu berechnen, wie groß die Zugkraft in den Spanngurten sein muss. Wenn zum Beispiel die Spannkraft in den Gurten für die Absicherung eines Baggers ausreicht, würde sie einen gleichermaßen "abgesicherten" Kühlschrank zerstören.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile durch die Entwicklung einer Kontrollbaugruppe zu vermeiden, mit der schnell und einfach überprüfbar ist, ob Ladung vorhanden ist und ob dafür eine Ladungssicherung in einem ausreichenden Maße aktiviert ist. Eine verfeinerte Ausführungsvariante soll auf die Verwendung von normierten Ladungssicherungen mit relativ geringer Rückhaltekraft beschränkt werden. Die Kontrollbaugruppe soll dann die Anzahl der erforderlichen Ladungssicherungen berechnen. In einer weiter verbesserten Ausführungsform soll die Kontrollbaugruppe auch die Ausrichtung der Ladungssicherung erfassen und bei dem Wert für die Vorspannung berücksichtigen. Als Lösung lehrt die Erfindung, dass mittels wenigstens eines Sicherungssensors der Betrag der Kraft erfassbar ist, mit der die Ladungssicherung auf das Ladegut einwirkt und von der Kontrollbaugruppe der Messwert der Masse des Ladegutes erfassbar ist und durch die Kontrollbaugruppe überprüfbar ist, ob die Kraft in der Ladungssiche- rung dem Maß entspricht, das abhängig von der Masse des Ladegutes in den jeweils gültigen Vorschriften festgelegt ist.

Es ist die Grundidee der Erfindung, dass für jegliches feste Ladegut auf der Ladefläche eines jeglichen Fahrzeugs eine einzige, zentrale Kontrolleinrichtung über einen ersten Sensor, den Ladungsmelder, erfasst, ob auf der Ladefläche ein Ladegut vorhanden ist und durch eine zweite Messeinrichtung die Masse des Ladegutes erfasst und durch einen dritten Sensor - den Sicherungssensor - die Kraft abfragt, mit der die mechanische Ladungssicherung auf das Ladegut einwirkt und aus diesen Daten errechnet, ob die aufgebrachte oder eingebrachte Kraft den jeweils gültigen Vorschriften entspricht.

Ein wesentlicher - aber vom Prinzip her nur optionaler - Teil der Kontrollbaugruppe ist ein Display, das dem Fahrer eines Lkw oder dem Führer eines Schiffes oder Luftfahrzeuges signalisiert, dass Ladung vorhanden ist und ob diese gesichert ist oder nicht. In einer sehr einfachen Ausführungsvariante ist jedem Ladungsmelder eine Kontrollleuchte zugeordnet. Sie leuchtet rot, wenn der Ladungsmelder das Vorhandensein eines Ladegutes meldet, aber ein Signal über ausreichende Kräfte in den zugeordneten Ladungssicherungen fehlt. So- bald dieses Signal anliegt, schaltet die Kontrollleuchte auf die Farbe Grün um. Eine sehr nützliche Zusatzausstattung ist eine weitere Kontrollleuchte, mit welcher die Betriebsbereitschaft der Kontrollbaugruppe selbst und der angeschlossenen Sensoren gemeldet wird. Zusätzlich oder alternativ können die Informationen der Kontrollbaugruppe an einen anderen Ort gesendet werden, wie z.B. an die Zentrale der Spedition, der Reederei, der Fluggesellschaft oder an eine überwachende Behörde.

Sinnvoll ist auch eine zeitabhängige Speicherung der Daten an Bord des Fahrzeuges oder außerhalb davon. Die erforderliche Größe des Datenspeichers kann dadurch begrenzt werden, dass zeitlich revol- vierend der älteste Datensatz immer wieder von dem neuesten, gerade eingetroffenen Datensatz überschrieben wird.

Die Kontrollbaugruppe ist über eine beliebig ausgeführte Verbindung an alle Ladungssensoren, alle Sicherungssensoren und die Messeinrichtung für die Masse angeschlossen. Denkbare mechanische Verbindungen sind Gestänge oder Wellen, die über Winkelhebel, Zahnräder, Schneckenräder, Zahnstangen oder Keile bewegt werden. Geeignete hydraulische Verbindungen sind Rohrleitungen, in denen eine Flüssigkeit durch Zylinder oder flexible Bälge in Strömung versetzt wird. Anwendbar ist auch eine pneumatische Übertragung der Informationen durch die Druckänderung eines Gases in Rohren.

Die Erfindung bevorzugt jedoch eine elektrische oder elektromagnetische Verbindung zwischen den Sensoren, der Messeinrichtung und der Kontrollbaugruppe, die dazu mit elektrischen Schnittstellen ausgerüstet sind. In diesem Fall besteht die Kontrollbaugruppe aus einem Gehäuse mit elektronischen Bauelementen auf einer Platine. Die mechanischen Schnittstellen der Ladungsmelder, der Messeinrichtungen für die Masse des Ladegutes und der Sicherungssensoren in den Ladungssicherungen sind an die Ausführung des jeweiligen Fahrzeugs, dessen Ausstattung und die dafür jeweils gültigen Vorschriften anzupassen.

Ein Fahrzeug im Sinne dieser Erfindung ist ein Lastkraftwagen, ein Personenauto mit einer Ladefläche, ein Eisenbahnwagen oder ein anderes Landfahrzeug oder ein Schiff oder ein anderes Wasserfahrzeug oder ein Luftkissenfahrzeug oder ein Boden-Effekt-Fahrzeug oder ein Flugzeug oder ein anderes Luftfahrzeug oder ein Raumfahrzeug oder ein dafür geeigneter Anhänger.

Die Ladungssicherung im erfinderischen Sinne ist ein bewegliches mechanisches Bauelement, das auf der Ladefläche oder in deren Nähe montiert ist. Es ist in sich mehr oder weniger flexibel.

Haltebügel, Trennwände oder Absperrgitter sind Beispiele für in sich wenig flexible Ladungssicherungen. Sie sind gegenüber der Ladefläche um wenigstens eine Bewegungsachse verschwenkbar oder verschiebbar, damit sie während des Beiadens von der Ladefläche entfernt werden und anschließend in mechanischen Kontakt mit der Ladung gebracht werden.

Wenn ein Container mit einer ungesicherten Teilbeladung auf einen Lkw verladen und durch - hoffentlich ausreichend dimensionierte - Twist-Locks (Sicherungsstifte) gesichert wird, dann kann bei Ausweichmanövern oder Bremsungen das Verrutschen des Ladeguts innerhalb des Containers dazu führen, dass das gesamte Fahrzeug umstürzt. Die Aufgabe, das Ladegut innerhalb des Containers ausreichend zu sichern und zu überwachen gleicht der Sicherung eines beliebigen Ladegutes auf der Ladefläche eines Lkw.

Für wechselnde, nicht normierte Ladungen von jeweils verschiedener Größe und Dimension ist eine flexible Ladungssicherung sinnvoll. Sie besteht aus einem Netz und/oder einem flächigen, textilen Material und/oder wenigstens einer Kette und/oder wenigstens einem Seil und/oder wenigstens einem Zurrgurt und/oder einem anderen länglichen und in sich beweglichen Element oder sie ist ein Verbund aus mehreren solcher Elemente.

Wie schon erwähnt ist jede Ladungssicherung - wie z.B. ein Gurt, aber auch ein Haltebügel - in sich mehr oder weniger elastisch.

Wenn er nur locker oder gar lose auf dem Ladegut aufliegt, kann er bei einer Verzögerung des Fahrzeuges das Ladegut nicht halten. Das Ladegut gerät durch die darin gespeicherte kinetische Energie gegenüber der Ladefläche in zunehmend schnellere Bewegung, so dass sich die Ladungssicherung schlagartig strafft und dabei womöglich überlastet wird. Die Lastverteilung verändert sich ungünstig und im Extremfall reißt oder bricht die Ladungssicherung, woraufhin das Ladegut von der Ladefläche herunter rutscht.

Um das zu verhindern muss zum Beispiel ein Gurt oder eine Kette mit einer bestimmten Kraft vorgespannt werden, die abhängig von der Masse des zu transportierenden Ladegutes in jeweils gültigen Vorschriften wie z.B. der VDI-Richtlinie 2700 festgelegt ist. Der Wert für die Masse muss beim Verladen durch eine geeignete Messeinrichtung gemessen und von der Kontrollbaugruppe erfasst werden. Es reicht nicht, den Wert nur abzuschätzen.

Der Fahrzeugführer hat sicher zu stellen, dass ein Gurt oder eine andere Ladungssicherung tatsächlich mit der vorschriftsmäßigen Kraft vorgespannt wird. In der erfindungsgemäßen Ausführung ist in die Ladungssicherung als Sicherungssensor eine Messvorrichtung für den Betrag der tatsächlich aufgebrachten Vorspannkraft eingebaut. Sie erfasst nicht nur das Überschreiten eines Schwellwertes sondern den jeweiligen Betrag und übermittelt diese Information an die Kon- trollbaugruppe. Als Sensor kann z.B. eine gekrümmte und an ihren Enden eingespannte Blattfeder dienen, die mittig mit der Zugkraft belastet wird. Ihre jeweilige Position wird elektrisch erfasst und an die Kontrollbaugruppe geleitet. Ein weiteres Beispiel für einen messenden Sensor ist ein Dehnungsmessstreifen - DMS -, der auf einer Metallplatte befestigt ist.

Bei jeder Art der Ladungssicherung muss die Mechanik und die Geometrie des Sicherungssensors daran angepasst werden, ob die Ladungssicherung das Ladegut umschlingt, darauf aufgedrückt oder dahinein gepresst wird. Wenn die Ladungssicherung ein Gurt, eine Kette oder ein Seil ist, wird der Sensor bevorzugt als ein Zwischenglied darin ein- oder angefügt.

In der Praxis der Ladungssicherung wird oft auf einer Ladefläche nicht nur ein einziges, einstückiges Ladegut verladen und gesichert, sondern mehrere. Für diesen Fall schlägt die Erfindung vor, dass die Ladefläche in Teilbereiche aufgeteilt wird, deren Anzahl und Größe sich nach der kleinsten, noch mit einiger Häufigkeit zu erwartenden Größe des Ladegutes orientieren. Jeder dieser Teilbereiche muss dann durch einen eigenen Ladungsmelder erfasst und vom benachbarten Bereich unterschieden werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist eine doppellagige und luftdichte Anti-Rutsch-Matte, die auf der Ladefläche aufliegt. Die beiden Lagen sind an ihren Kanten und an den Trennlinien der Teilbereiche luftdicht miteinander verbunden, so dass sich luftgefüllte Kammern bilden. An den Innenflächen der Kammern sind als Ladungsmelder Kontakte angebracht, die durch die Masse des Ladegutes aufeinander gedrückt und aktiviert werden. Eine andere Ausführungsvariante für die Ladungsmeldung sind wenigstens drei Kameras, Ultraschallsensoren oder Radarsensoren, die vorzugsweise an den Ecken der Ladefläche angebaut werden. Aus deren Signalen errechnet eine Auswertungselektronik in der Kontrollbaugruppe, welche Teilbereiche der Ladefläche mit Ladegut belegt sind.

Jedem Teilbereich muss eine dazu passende Ladungssicherung mit einem Sicherungssensor zugeordnet werden. Sofern diese Zuordnung nicht durch eine Mechanik fest vorgegeben ist, sondern frei wählbar ist, wie zum Beispiel bei einem Gurt, der wahlweise in zwei von zahlreichen Zurrösen einklinkbar ist, muss die gewählte Zuordnung an die Kontrollbaugruppe gemeldet werden. Prinzipiell denkbar ist eine manuelle Eingabe durch einen Bedienperson.

Die Erfindung bevorzugt jedoch, dass der jeweils gewählte Befestigungsort eines jeden Sicherungssensors auf der Ladefläche von der Kontrollbaugruppe selbsttätig erfasst und abgespeichert wird. Diese Ortsbestimmung kann zum Beispiel zusätzlich in drei Ladungsmelder an den Ecken der Ladefläche integriert werden, die die Richtung von Signalen aus den Sicherungssensoren erfassen und an die Kontrollbaugruppe melden, die daraus den jeweiligen Punkt auf der Ladefläche errechnet.

Als Ladungsmelder wurden bereits Schaltkontakte, Ultraschallsensoren, ein Radargerät oder eine Kamera genannt. Einsetzbar sind alternativ Laserstrahlen oder Lichtschranken. Geeignet sind unter anderem Licht ausstrahlende Leisten, die auf einer Bordwand der Ladefläche angeordnet werden. Sie bilden einen Lichtvorhang, dessen Lichtstrahlen auf der gegenüberliegenden Bordwand in einer Empfängerleiste nur dort empfangen werden, wo kein Ladegut den Lichtstrahl unterbricht. Neben dem berührungslosen Erfassen des Ladegutes kann eine Ladung auch mittels berührender Sensoren detektiert werden. Bereits erwähnt sind Schaltkontakte auf den Innenflächen von Luftkammern in einer doppellagigen Anti-Rutsch-Matte. Alternativ kann die Belastung dieser Luftkissen durch ein Ladegut über die Änderung des Luftdruckes gemessen werden. Denkbar sind vertikal bewegliche Stifte in Bohrungen der Ladefläche, deren kugelförmige oder kegelförmige Spitzen vom Ladegut gegen die Kraft einer Feder nach unten gedrückt werden. Diese Stifte können zu abgewinkelten Schwenkhebeln erweitert werden, die jeweils um ein Schwenkgelenk in oder an der der Ladefläche beweglich sind. Eine kurze Hubbewegung an der die Last erfassenden Spitze wird durch den Hebel in eine lange Bewegung am anderen Hebelende übersetzt. Alternativ anwendbar sind auch alle anderen derzeit bekannten und noch bekannt werdenden Vorrichtungen und Verfahren zur Positionsbestimmung eines Gegenstandes auf einer Ebene.

Bei Fahrzeugen für einstückiges Ladegut reicht es aus, die Masse des Ladegutes durch Veränderungen am Fahrzeug nach dem Aufsetzen zu messen. Beispiele sind die Veränderung der Bodenfreiheit, die Kontraktion des Fahrwerkes, die Änderung des Luftdruckes in luftgefüllten Reifen eines Landfahrzeuges oder eines noch auf dem Boden befindlichen Luftfahrzeuges, die Veränderung der mittleren Eintauchtiefe eines Wasserfahrzeuges oder die Messung der Verformung eines Tragwerkes unterhalb der Ladefläche. Zur Messung dieser Parameter sind auf aktuellem Stand der Technik zahlreiche Sensoren verfügbar. Aus dem Betrag dieses Signals wird auf die Masse des Ladegutes rückgeschlossen und in der Kontrollbaugruppe daraus die vorschriftsgemäße Spannkraft in der Ladungssicherung berechnet. Die Erfindung bevorzugt elektrische Verbindungen zwischen der Kontrollbaugruppe, den Messeeinrichtungen für die Masse des Ladegutes, den Sicherungssensoren sowie den Ladungsmeldern. Es ist selbstverständlich möglich, dass jeder Sensor und jeder Melder über ein Kabel mit der Kontrollbaugruppe verbunden wird. Zur Reduzierung der Anzahl von Kabeln und Steckverbindungen ist es jedoch vorteilhafter, die genannten Bauelemente stern- und/oder ringförmig miteinander und mit der Kontrollbaugruppe zu verkabeln und über dieses Kabel alle Meldungen und Abfragen mittels eines CAN-Bus oder eines anderen Bussystems zu senden und zu empfangen.

Der oft raue Betrieb eines Lastentransporters setzt elektrische Kabel erhöhtem Verschleiß aus, weshalb eine kabellose Verbindung robuster ist. Deshalb schlägt die Erfindung vor, die Sicherungssensoren und andere Sensoren und/oder die Ladungsmelder über ein RFID (Radio-Frequenz-IDdentifikations-System) oder eine andere

Funkstrecke mit der Kontrollbaugruppe zu verbinden.

Darüber können nicht nur Daten empfangen und Abfragen gesendet werden, sondern auch elektrische Versorgungsenergie transportiert werden, so dass die Sensoren und Melder keinen eigenen Energiespeicher benötigen. Alternativ sind jedoch elektrische Batterien in robuster Ausführung bekannt, die über mehrere Jahre eines typischen Betriebs hinweg ausreichende Energiemengen liefern.

Eine Alternative zu oder Ergänzung von einer Batterie ist ein elektrischer Generator, der aus der Ladungssicherung einen - extrem geringen - Teil der mechanischen Energie zum Spannen der Ladungssicherung oder aus Erschütterungen des Ladegutes während der Fahrt des Fahrzeuges auf unebener Fläche abzweigt und in elektrische Energie umwandelt. Dazu ist ein erster Teil des Generators - z.B. eine elektrische Spule - mechanisch mit einem ersten Teil einer Ladungssicherung verbunden. Letzteres bewegt sich bei der Aktivierung der Ladungssicherung oder durch Erschütterungen während der Fahrt des Fahrzeuges gegenüber einem zweiten Teil der Ladungssi- cherung, das mit einem zweiten Teil des Generators - z.B. einem

Permanentmagneten - verbunden ist. Die Bewegung des Permanentmagneten induziert in der Spule einen elektrischen Strom, der die Sensoren und Melder speist. Die Sicherungssensoren sind grundsätzlich einer ganz bestimmten

Ladungssicherung zugeordnet und im aktivierten Zustand mechanisch fest damit verbunden, weil nur dann eine zentrale Überwachung möglich ist. Es ist eine sinnvolle Variante, die Sicherungssensoren unterhalb der Ladefläche anzuordnen und sie dort mit Zurrösen oder anderen Befestigungselementen für eine mechanische Ladungssicherung zu verbinden. Auf den Schaft einer solchen Zurröse kann zum Beispiel ein Dehnungsmessstreifen aufgeklebt werden. Alternativ ist der Schaft in einem linearen Gleitlager gegen die Kraft einer Feder beweglich. Die jeweilige Position der Zurröse tastet ein Hall- Generator ab, aus dessen Signal die Zugkraft berechnet wird.

Wenn die Ladefläche und die darauf angeordneten Befestigungselemente durch eine erfindungsgemäße Sicherungsüberwachung nicht verändert werden sollen, müssen die Sicherungssensoren in die Ladungssicherungen eingebaut werden. Wenn sie sich im aktivierten Zustand an einem ganz bestimmten, eindeutig definierten Ort auf der

Ladefläche befinden, wie zum Beispiel bei einer fest eingesteckten Trennwand, dann kann dieser Ort in der überwachenden Kontrollbaugruppe fest eingegeben werden. Wenn aber ein Sicherungssensor in einem Gurt, einem Seil oder einer Kette eingebaut ist, die an verschiedenen Ösen oder Haken eingehängt werden kann, ist es sinnvoll, dass der Ort des jeweils gewählten Hakens selbsttätig der Kontrollbaugruppe mitgeteilt wird. Dafür wird die Genauigkeit eines GPS-Modul (Global-Positioning-System-Modul) in der Regel nicht ausreichen. Genauer wird ein bordeigenes Ortungssystem sein - wie zum Beispiel drei Empfänger an Ecken der Ladefläche, die jeweils die Richtung eines Signals vom Sicherungssensor empfangen und diese Information an die Kontrollbaugruppe weitergeben, in der daraus der aktuelle Ort des Sensors bestimmt wird.

Wenn von beiden Enden eines Gurtes ein solches Ortungssignal ausgesendet und ausgewertet wird und wenn die Ladungsmelder den Ort und die Größe des Ladegutes erfassen, dann kann die Kontrollbaugruppe sogar überprüfen, ob das Ladegut auch an allen Seiten vorschriftsmäßig gesichert ist. Wenn zum Beispiel nur ein Gurt von vorne nach hinten über das Ladegut verläuft, aber ein Gurt von der linken zur rechten Seite noch fehlt, gibt die Kontrollbaugruppe eine Warnmeldung„Gurt seitlich fehlt!".

Wenn zum Beispiel bei einer Baumaschine die Gurte nur an das Ladegut heran geführt sind, um dort eingehakt zu werden, aber nicht darüber hinweg und die beiden hinteren Gurte nur auf kürzestem Wege mit den nächstliegenden Ecken des Ladegutes verbunden sind, sich jedoch vorschriftswidrig nicht gegenseitig überkreuzen, so gibt die Kontrollbaugruppe die Warnmeldung aus: "Hintere Gurte bitte kreuzen!".

Beim Verzurren eines Ladegutes soll der Winkel zwischen dem Gurt und der Ladefläche - der so genannte Verzurrwinkel - möglichst nahe an 90° liegen. Wenn er kleiner als etwa 83° ist, so muss die Vorspannkraft im Gurt entsprechend erhöht werden. Sie wird nach folgender Formel berechnet: Stf = F_g x ( (a - μ) / (μ x sin a) ) , wobei gilt: Stf : Vorspannkraft im Gurt Fg : Gewichtskraft der Ladung a : maximale Beschleunigung in Bruchteilen der Gewichtskraft Fg , üblicherweise 0,8 für in Fahrtrichtung verlaufende

und 0,5 für quer zur Fahrtrichtung ausgerichtete Gurte, μ: der Gleitreibungswert der Ladung auf der Ladefläche

oc: Verzurrwinkel zwischen dem Gurt und der Ladefläche.

Die Erfindung schlägt deshalb vor, dass in einer weiteren Ausstattungsvariante in den Gurt auch ein Sensor zur Erfassung des Ver- zurrwinkels α eingebaut wird und diese Information an die Kontrollbaugruppe weitergeleitet wird. Derartige Sensoren sind auf aktuellem Stand der Technik bekannt und katalogmäßig lieferbar. Wenn darüber hinaus auch das Gewicht der Ladung durch einen entsprechenden Sensor erfasst und an die Kontrollbaugruppe weitergeleitet oder anderweitig in die Kontrollbaugruppe eingegeben wird, so kann dort nach der oben genannten Formel die nötige Vorspannkraft berechnet werden.

Wenn die Kontrollbaugruppe - wie zuvor beschrieben - über den jeweiligen Ort von Anfang und Ende eines jeden Gurtes, die darin aktuell eingestellte Vorspannkraft sowie die ungefähre Größe und Begrenzung des Ladegutes informiert ist, so kann sie eine Meldung darüber ausgeben, ob eine ausreichende Anzahl von Gurten vorhanden ist und ob diese Gurte auch ausreichend vorgespannt sind.

Eine äquivalente Meldung kann auch dann ausgegeben werden, wenn Gurte verwendet werden, deren Haltekraft nur auf einen ganz bestimmten Wert ausgelegt ist. In diesem Fall gibt die Kontrollbaugruppe eine Meldung darüber aus, ob die Anzahl der vorgespannten Gurte in Fahrtrichtung und quer zur Fahrtrichtung ausreicht. Die Erfindung geht davon aus, dass sich im Bereich oder in jedem Teilbereich der gesamten Ladefläche ein einstückiges Ladegut befindet. Wenn auf ein Fahrzeug mehrere Ladegüter von sehr unterschiedlicher Größe und sehr unterschiedlichem Gewicht aufgeladen und gesichert werden sollen, so wird nachdrücklich empfohlen, die gesamte Ladefläche in dafür angepasste Teilbereiche aufzuteilen. Wenn sich jedoch ein Fahrzeugführer dafür entscheidet, auf einen relativ großen Teilbereich der Ladefläche zwei oder mehr vergleichsweise kleine Ladegüter als eine Gruppe aufzuladen und diese durch eine gemeinsame Ladungssicherung abzusichern, so übernimmt er auch die Verantwortung dafür, dass alle Ladegüter der Gruppe von der Ladungssicherung erfasst werden und sich alle Ladegüter unterhalb der Ladungssicherung gegeneinander in ausreichendem Maße abstützen können.

Eine Meldung über die erforderliche Anzahl und Spannung der Gurte wird vorzugsweise auf einem Display dargestellt, das die Ladefläche des Fahrzeuges und den ungefähren Umriss der Ladung sowie deren Gewicht wiedergibt. Die jeweils erkannten Gurte werden durch Linien dargestellt. Durch die Farbe Rot wird symbolisiert, dass der Gurt zwar vorhanden aber noch nicht ausreichend vorgespannt ist. Wenn die erforderliche Vorspannkraft erreicht ist, wechselt die Farbe auf Grün. Auf Druck der Taste„Ladungssicherung o.k?" wird dem Nutzer mitgeteilt, wo und ggf. wie viele Gurte noch fehlen oder ob die Ladungssicherung gemäß den vorliegenden Daten der Kontrollbaugruppe ordnungsgemäß ist.

Diese Informationen aus der Kontrollbaugruppe sollten während des Beiadens vorzugsweise auf ein Smartphone oder ein anderes, mobiles Display geleitet werden, dass der Fahrer oder ein anderer Verantwortlicher des Fahrzeuges einsehen kann, während er am Verzurren der Ladung arbeitet. Während der Fahrt sollten diese Informatio- nen von dem Smartphone oder von einem anderen Display im Sichtbereich des Fahrzeugführers abrufbar sein. Als Nachweis für die ordnungsgemäße Sicherung der Ladung ist es hilfreich, wenn am Ende des Beladungsvorganges die Daten über das Ladegut und dessen Sicherung ausgedruckt und/oder archiviert werden. Es ist eine mögliche Variante der erfindungsgemäßen Überwachung der Ladungssicherung, dass die Daten in der Kontrollbaugruppe gespeichert sind und aus diesem Speicher ausgedruckt oder ausgelesen werden. Die Erfindung ist auf keine bestimmte Form der Datenspeicherung und Datennutzung begrenzt.

Im Folgenden sollen weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert werden. Dieses soll die Erfindung jedoch nicht einschränken, sondern nur erläutern. Es zeigt in schematischer Darstellung: Figur 1 : Seitenansicht eines Lkw mit Ladegut, dessen Ladungssicherung überwacht ist.

Figur 1 zeigt die Seitenansicht eines Fahrzeugs (1 ), hier eines Lkw^'s, der mit einer Ladefläche (2) ausgerüstet ist, die mit einem Ladegut (3) beladen ist. Auf der Ladefläche (2) sind Zurrösen (21 ) befestigt, in die eine Ladungssicherung (4) eingehakt ist, hier ein Zurrgurt (4). Er ist der besseren Erkennbarkeit halber mit einem sehr dicken Strich eingezeichnet. In seinen vorderen Teil ist eine Spannvorrichtung (41 ) eingefügt, zu erkennen am halbkreisförmigen Seitenteil, das eine - hier nicht sichtbare - Welle zum Aufwickeln des Gurtes trägt. In Figur 1 ist sehr deutlich zu erkennen, wie der Zurrgurt (4) in die vordere Zurröse (21 ) eingehängt ist, von dort über alle Kanten des Ladegutes (3) jeweils mit einem Kantenschutz weiter geführt ist und mit seinem anderen Ende in die hintere Zurröse (21 ) eingehakt ist. Nahe dem vorderen Ende des Zurrgurtes (4) ist ein erfindungsgemäßer Sicherungssensor (5) im rechteckigen Gehäuse eingefügt. In Figur 1 ist sofort nachvollziehbar, dass eine Spannkraft in Längsrichtung des Zurrgurtes (4) auch den Sicherungssensor (5) längt. Diese - sehr kleine - Verlängerung kann z.B. durch einen - hier nicht eingezeichneten - Dehnungsmessstreifen - DMS - erfasst werden. Ebenfalls nicht eingezeichnet ist, wie das Ausgangssignal des DMS durch einen Funksender zur Antenne (62) geleitet wird. In Figur 1 eingetragen ist, wie das Signal über ein Kabel in die Kontrollbaugruppe (61 ) zur Auswertung fließt. Das Ergebnis wird über ein Kabel im Führerstand (6) zum Display (63) im Sichtbereich des Fahrzeugführers geführt und optisch angezeigt.

Für die Funktion der erfindungsgemäßen Ladungsüberwachung unbedingt erforderlich sind die beiden Ladungsmelder (7) an der vorderen und der hinteren Kante der Ladefläche (2). In Figur 1 ist durch konzentrische Kreisbogensegmente symbolisiert, dass sie Radarwellen oder Ultraschallsignale aussenden, die von den Außenflächen des Ladegutes (3) reflektiert und wieder zu - nicht extra eingezeichneten - Empfängern in den Ladungsmeldern (7) zurück gesandt werden. In Figur 1 nicht sichtbar sind zwei weitere Ladungsmelder (7) nahe der hier ebenfalls nicht sichtbaren Längskante der Ladefläche (2). Insgesamt ist also die Ladefläche (2) an allen vier Ecken mit je einem Ladungsmelder (7) ausgerüstet. Dadurch werden alle Außenflächen des Ladegutes (3) erfasst und von den Ladungsmeldern (7) über je eine - hier ebenfalls nicht eingezeichnete - Funkverbindung an die Antenne (62) und in die Kontrollbaugruppe (61 ) gemeldet. Aus diesen vier Signalen wird in der Kontrollbaugruppe (61 ) errechnet, wo sich ungefähr die Außenkanten des Ladegutes (3) befinden und wie groß der Abstand zu den Zurrösen (21 ) ist. In Figur 1 sind die Ladungsmelder (7) als ein winkliger Hebel geformt, der unterhalb der Ladefläche (2) gelenkig befestigt ist und nur mit einer beidseits abgeschrägten Spitze über die Ladefläche (2) hinausragt. Im Normalfall wird dieser Hebel durch eine - nicht eingezeichnete - Feder an die Unterseite der Ladefläche (2) gedrückt. Wenn beim Be- oder Entladen ein Ladegut (3) über die Kante der Ladefläche (2) hinweg geschoben werden sollte, so klappen die Ladungsmelder (7) nach unten weg und werden nicht beschädigt.

Das Gewicht des Ladegutes (3) wird von der Kontrollbaugruppe (61 ) über - hier nicht eingezeichnete Sensoren - an der Luftfederung der Hinterachse erfasst und aus den erfassten Daten errechnet, in welche Zurrösen (21) ein Zurrgurt (4) eingehakt werden soll und welche vorschriftsgemäße Vorspannkraft aufzubringen ist.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Zwischenstand der Sicherungsarbeiten am Ladegut (3) fehlt zum Beispiel noch ein zweiter, quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges (1) verlaufender, zweiter Zurrgurt (4), der an den mittleren Zurrösen (21 ) einzuhängen ist.

In Figur 1 beträgt der Zurrwinkel zwischen dem Zurrgurt (4) und der Ladefläche (2) etwa 60°. Dieser Wert liegt deutlich unterhalb der Grenze von etwa 83°, unterhalb derer die Zugkraft in Abhängigkeit vom Sinus des Zurrwinkels erhöht werden muss. Diese Erhöhung ist in Figur 1 dann gut nachvollziehbar, wenn man sich einen Kraftvektor in Richtung des Zurrgurtes (4) vorstellt und diesen gedanklich in seine senkrecht und waagerecht zur Ladefläche (2) verlaufenden Komponenten aufspaltet.

In Figur 1 ist nicht explizit eingezeichnet, dass der aktuelle Betrag des Winkels α an die Kontrollbaugruppe (61 ) drahtlos übermittelt wird und dort ein Korrekturfaktor für die Vorspannkraft im Zurrgurt (4) berechnet wird. Bezugszeichenliste α Neigungswinkel zwischen Ladungssicherung 4 u. Ladefläche 2

1 Fahrzeug

2 Ladefläche im oder auf dem Fahrzeug 1

21 Zurröse auf Ladefläche 2

3 Ladegut, auf Ladefläche 2 aufsetzbar

4 Ladungssicherung zur Fixierung von Ladegut 3,

z.B. ein Zurrgurt

41 Spannvorrichtung eines Gurtes als Ladungssicherung 4 5 Sicherungssensor, erfasst die Kraft mit der die Ladungssicherungen 4 auf das Ladegut 3 einwirken

6 Führerstand des Fahrzeugs 1

61 Kontrollbaugruppe, mit allen Sicherungssensoren 5, allen

Ladungsmeldern 7 und der Messeinrichtung zur Erfassung der Masse des Ladegutes 3 verbunden

62 Antenne zur drahtlosen Verbindung zwischen der Kontrollbaugruppe 61 , den Sicherungssensoren 5 sowie den

Ladungsmeldern 7

63 Display für Auswertungsergebnisse der Kontrollbaugruppe 6 7 Ladungsmelder, meldet das Vorhandensein von Ladegut 3 auf der Ladefläche 2

Claims

Ansprüche

Fahrzeug (1) das eine Ladefläche (2) aufweist, auf die ein Ladegut (3) aufsetzbar und fixierbar ist, indem wenigstens eine bewegbare, mechanische und in sich flexible Ladungssicherung (4) in Kontakt mit dem Ladegut (3) bringbar ist, und

- mittels wenigstens eines Ladungsmelders (7) das Vorhandensein von Ladegut (3) auf der Ladefläche (2) erfassbar ist und

- mit einer zentralen Kontrollbaugruppe (61 ) die Signale aller Ladungsmelder (7) erfassbar sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

- mittels wenigstens eines Sicherungssensors (5)

der Betrag der Kraft erfassbar ist, mit der die Ladungssicherung (4) auf das Ladegut (3) einwirkt und

- von der Kontrollbaugruppe (61 ) der Messwert der Masse des Ladegutes (3) erfassbar ist und

- durch die Kontrollbaugruppe (61) überprüfbar ist, ob die Kraft in der Ladungssicherung (4) dem Maß entspricht, das abhängig von der Masse des Ladegutes (3) in den jeweils gültigen Vorschriften festgelegt ist.

Fahrzeug (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

- seine Ladefläche (2) in zwei oder mehr Teilbereiche aufteilbar ist, die jeweils mit wenigstens einer mechanischen Ladungssicherung (4) ausgestattet sind und

- durch einen oder mehrere Ladungsmelder (7) erfassbar ist, welche Teilbereiche der Ladefläche (2) mit einem Ladegut (3) belegt sind und

- die Kontrollbaugruppe (61 ) alle Belegungen erfasst. Fahrzeug (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladungsmelder (7) das zu überprüfende Ladegut (3) direkt erfasst, in dem er als

- ein Ultraschallsensor oder

- ein Laserstrahl oder

- eine Lichtschranke oder

- ein Radar mit elektromagnetischen Wellen oder

- eine Kamera mit einer Bildauswertung oder

- eine andere, direkt auf das Ladegut (3) wirkende Sensoreinrichtung ausgeführt ist.

Fahrzeug (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass durch den Ladungsmelder (7) die Überprüfung des Vorhandenseins und der Rückschluss auf die Masse des Ladegutes (3)

- mittels eines Schalters und der Abtastung eines Schwenkhebels oder einer Schubstange oder einer anderen, von der Masse des Ladegutes (3) beim Aufsetzen auf die Ladefläche (2) bewegbaren Mechanik oder

- durch die Messung des Drucks in wenigstens einem gasbefüllten Kissen auf der Ladefläche (2) oder

- durch die Messung der Veränderung der Bodenfreiheit oder die Messung der Kontraktion des Fahrwerkes oder die Messung der Änderung des Druckes in gasgefüllten Reifen eines Landfahrzeuges oder eines noch auf dem Boden befindlichen Luftfahrzeuges

- oder durch die Messung der Veränderung der mittleren Eintauchtiefe eines Wasserfahrzeuges oder

- durch die Messung der Verformung eines Tragwerkes unterhalb der Ladefläche (2)

erfolgt, indem die jeweiligen Zustände und/oder die Messwerte vor und nach dem Beladen des Fahrzeuges (1) miteinander verglichen werden.

5. Fahrzeug (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungssicherungen (4) und ein damit gegebenenfalls verbundener Sicherungssensor (5) an einem von mehreren, verschiedenen Orten auf der Ladefläche lösbar befestigt werden können und über ein GPS-Modul (Global-Positioning-

System-Modul) oder ein bordeigenes Ortungssystem kabellos die jeweilige Position der Ladungssicherungen (4) erfassbar und von der Kontrollbaugruppe (61 ) anzeigbar ist.

Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Integration eines Sicherungssensors (5) in einem Seil, einer Kette oder einer anderen länglichen und in sich beweglichen Ladungssicherung (4) ein weiterer Sensor den Ver- zurrwinkel α der Ladungssicherung (4) gegenüber der Ladefläche (2) erfasst und der Kontrollbaugruppe (61 ) meldet.

Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kontrollbaugruppe (61 ) aus den Informationen

- über den jeweiligen Ort auf der Ladefläche von Anfang und Ende einer jeden länglichen Ladungssicherung (4) und

- über die darin aktuell eingestellte Vorspannkraft und

- über die ungefähre Größe und Begrenzung und Masse des

Ladegutes

ermittelt und nach außen gemeldet wird

- ob eine ausreichende Anzahl von Ladungssicherungen (4)

vorhanden ist oder

- ob diese Gurte auch ausreichend vorgespannt sind.

8. Fahrzeug (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kontrollbaugruppe (61 ) aus den Informationen

- über die maximal zulässige Vorspannkraft und

- über die ungefähre Größe und Begrenzung und Masse des

Ladegutes

ermittelt und nach außen gemeldet wird,

- wie groß die erforderliche Anzahl von Ladungssicherungen (4) in Fahrtrichtung und quer zur Fahrrichtung ist

9. Fahrzeug (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrollbaugruppe (61 ) einen Speicher für die Ergebnisse der Abfragung der Ladungsmelder (7) und der Sicherungssensoren (5) aufweist und darin die Ergebnisse zumindest der jeweils letzten Abfragung speicherbar sind und/oder auf einem Display (63) im Führerstand (6) des Fahrzeuges (1 ) anzeigbar und/oder von einer Kontrollstelle außerhalb des Fahrzeuges (1) abfragbar sind.