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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kuppelstück zum Sichern von ersten Eckbeschlägen eines ersten Containers mit zweiten Eckbeschlägen eines zweiten Containers zumindest gegen horizontales Verschieben gegeneinander. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung aus einem Container und einem solchen Kuppelstück, sowie ein Containerschiff mit mehreren Stellplätzen für jeweils einen Stapel von übereinander gestapelten Containern, von welchen im gestapelten Zustand der unterste Container mittels Bodenkuppelstücken mit einem Containerfundament und die darüber gestapelten, oberen Container durch Kuppelstücke an ihren Eckbeschlägen miteinander zumindest gegen horizontales Verschieben gesichert sind. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung eines jeweiligen Zustands.
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Ein solches Kuppelstück ist zum Beispiel aus der
EP 1 534 612 B1 oder der
WO 3014/032659 A1 bekannt. Konkret zeigen diese Schriften sogenannte vollautomatische Twistlocks (Fully Automatic Twistlock - FAT).
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Das erfindungsgemäße Kuppelstück eignet sich ganz allgemein im Zusammenhang mit dem Transport von Containern auf Fahrzeugen. Die Erfindung ist aber ganz konkret auf den Seetransport von Containern an Bord von Containerschiffen gerichtet. An Bord dieser Containerschiffe werden Container im Schiffsrumpf (unter Deck) oder an Deck (auf dem Lukendeckel) des Schiffes als Containerstapel transportiert. Die unter Deck gestapelten Container werden in Zellgerüsten geführt und bedürfen keiner besonderen Sicherung. Nur falls 20-Fuß-Container auf Stauplätzen für 40-Fuß-Container geladen werden, ist eine Sicherung gegen horizontales Verschieben mittels Twiststackern nötig. „Horizontal“ meint im Rahmen der vorliegenden Offenbarung immer eine Richtung parallel zur Ebene des Schiffsdecks, während „vertikal“ die hierzu senkrechte Richtung ist.
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An Deck geladene Container sind untereinander durch geeignete Kuppelstücke zu verbinden. Konkret werden in einem Containerstapel zwei übereinander gestapelte Container an ihren Eckbeschlägen durch Kuppelstücke so miteinander verbunden, dass sie sowohl gegen horizontales Verschieben gegeneinander, als auch gegen Abheben des jeweils oberen Containers vom jeweils unteren Container gesichert sind (Sicherung/Verbindung gegen Abhebekräfte). Zwar werden die Container der untersten Lagen und mit Hilfe von Laschbrücken zuweilen auch Container höherer Lagen zusätzlich mit Zurrstangen gesichert. Oft sind die Kuppelstücke aber die einzigen Sicherungen der Container insbesondere höherer Lagen gegen Verlieren während des Seetransports. In der Praxis werden vollautomatische Kuppelstücke (Fully-Automatic Twistlock - FAT) und semiautomatische Kuppelstücke (Semi-Automatic Twistlock - SAT) eingesetzt. Die semiautomatischen Kuppelstücke werden zudem in Kombination mit Midlocks eingesetzt, falls 20-Fuß-Container auf Stellplätzen für 40-Fuß-Container gestapelt werden. Wie bereits erwähnt sind Beispiele für vollautomatische Kuppelstücke aus der
EP 1 534 612 B1 oder der
WO 3014/032659 A1 bekannt. Die vorliegende Erfindung ist sowohl in Verbindung mit den unter Deck verwendeten Twiststacker als auch mit den auf Deck verwendeten Twistlocks und Midlocks, sowie Bottomlocks vorteilhaft einsetzbar. Ein erfindungsgemäßes Sichermittel kann demnach ein Twiststacker, Bottomstacker, ein voll- oder semiautomatisches oder auch manuelles Twistlock, ein Midlock oder ein Bottomlock sein.
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Beim Stauen (Laden) der Container setzt der Stauer am Kai zunächst je ein Kuppelstück mit seinem oberen Kupplungsvorsprung in die vier unteren Eckbeschläge eines zu ladenden Containers ein und verriegelt sie dort vor. Hierdurch ist bereits sichergestellt, dass die Kuppelstücke zuverlässig mit den jeweiligen unteren Eckbeschlägen dieses zu ladenden Containers gekuppelt sind. Nun wird der Container von einem Kran (Containerbrücke) an Deck des Schiffes gehievt und dort auf einem bereits gestauten Container abgesetzt. Dabei fädeln die unteren Kupplungsvorsprünge in die vier oberen Eckbeschläge des bereits gestauten Containers ein. Die unteren Kupplungsvorsprünge greifen im nun gestapelten Zustand der Container in die oberen Eckbeschläge des bereits gestauten, nun unteren Containers ein und sichern den neu gestauten, nun oberen Container auf diese Weise gegen Verlieren während des Seetransports. Dieser Zustand wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung als gekuppelter oder verriegelter Zustand bezeichnet.
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Auf die gleiche Weise können auch Container der untersten (Boden-) Lage auf einem Containerfundament gesichert werden. Hier werden jedoch in der Praxis entsprechende Kuppelstücke (unter Deck Bottomstacker und auf Deck Bottomlocks) eingesetzt, die im Wesentlichen den zwischen den Containern verwendeten Twiststackern, Twistlocks oder Midlocks entsprechen, jedoch „über Kopf‟ zunächst in die Fundamente eingesetzt werden, und dann der jeweilige Container der Bodenlage gestaut. Die Containerfundamente sind ihrerseits auf dem Schiffsdeck bzw. dem Lukendeckel aufgeschweißt. Beim Laden des untersten Containers greifen obere Kupplungsvorsprünge der Bottomlock in untere Containereckbeschläge des unteren Containers ein und verriegeln. Der unterste Container ist sodann sowohl gegen horizontales Verschieben als auch gegen Abhilfekräfte gesichert. Aus der
WO 2016/126163 A2 ist ein Bottomlock bekannt, welcher einen Gewichtssensor aufweist, mit dem als Zustand des Bottomlock das auf ihm beruhende Gewicht erfasst wird. Die Summe der Gewichtsmessungen aller vier Bottomlock, die einem untersten Container zugeordnet sind, ergibt das jeweilige Stapelgewicht (Summe der Gewichte aller Container in dem Containerstapel). Das Gewicht eines geladenen Containers ergibt sich durch die Differenz des Stapelgewichts bevor und nachdem ein neu geladener Container geladen wurde. So wird genau ermittelt, wieviel ein bestimmter Container in einer bestimmte Lage eines bestimmten Containerstapels wiegt. Diese Information kann die Schiffsleitung mit dem für jedes Schiff vorhandenen Stauplan oder Seefrachtbrief abgleichen.
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Leider kommt es in der Praxis vor, dass einzelne an Deck geladene Container oder ganze Containerstapel während des Seetransports verloren gehen. Ursachen hierfür können zum Beispiel eine Nichtbeachtung des zulässigen Containergewichts für einen bestimmten Stellplatz und dadurch bedingte unzulässige Krafteinleitung in die Eckbeschläge und die Kuppelstücke sein. Dieses zu verhindern ist Gegenstand der vorstehend genannten
WO 2016/126163 A2 .
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Beim Transport von Gütern mittels Containern auf Containerschiffen ist es für die Sicherheit und Zuverlässigkeit ferner unerlässlich, dass die an Deck geladenen Container durch die Kuppelstücke zuverlässig verkuppelt sind. Es kommt nämlich auch vor, dass beim Laden eines Containers eines oder mehrere der vier Kuppelstücke gar nicht erst korrekt mit dem zugehörigen Eckbeschlag des darunter angeordneten Containers verkuppeln. Durch rein visuelle Inspektion kann in dieses von den Stauern oder der Schiffsbesatzung insbesondere bei höheren Containerstapeln nicht zuverlässig erkannt werden. Der semiautomatische Twistlock CV-12 der Conver-OSR war deshalb mit einem roten Stößel in seiner Anschlagplatte ausgerüstet, welcher bei vollständiger Verdrehung des unteren Staukonus des Twistlock in die gekuppelte Stellung vollständig in die Anschlagplatte eingezogen wurde und daher nicht mehr sichtbar war, wenn man von unten am Containerstapel hinaufgeschaut hat. Bei unvollständig verdrehtem unterem Kupplungsvorsprung stand der Stößel jedoch vor und war sichtbar. Dieser Stößel hat aber nur angezeigt, dass der untere Staukonus vollständig in die gekuppelt Stellung verdreht ist. Damit ist noch nicht sicher gesagt, dass der Twistlock auch zuverlässig mit dem oberen Eckbeschlag des unteren Containers gekuppelt ist. Ferner ist dieses System nicht mit Midlocks oder vollautomatischen Kuppelstücken einsetzbar, da sie keine beweglichen unteren Kupplungsvorsprünge aufweisen. Wenn zwei 20-Fuß-Container hintereinander auf einem Stellplatz für 40-Fuß-Container geladen werden, besteht darüber hinaus zwischen ihnen nur eine Lücke von 3 Zoll. Daher wäre ein solcher Stößel auch bei einer analogen Ausrüstung von Midlocks oder vollautomatischen Kuppelstücken überhaupt nicht einsehbar, so dass eine visuelle Kontrolle dann ohnehin nicht möglich wäre. Aber auch an den zugänglichen Stirnseiten der Containerstapel wäre eine visuelle Inspektion sehr zeitaufwändig und fehlerträchtig.
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Ferner ist es in der Praxis schon dazu gekommen, dass ein einzelner Container z.B. durch einen Schaden eines Kühlaggregats oder Selbstendzündung der Ladung in Brand geraten ist. So kam es z.B. zu einer Selbstentzündung von Holzkohleladung auf dem Containerschiff MSC KATRINA in der Elbmündung am 30. November 2015 sowie der LUDWIGSHAFEN EXPRESS im Roten Meer am 21. Februar 2016; Untersuchungsberichte 455/15 bzw. 58/16 der Bundesstelle für Seeunfalluntersuchung (BSU). Ferner ist es am 3. Januar 2019 auf der YANTIAN EXPRESS zu einem Brand von an Deck geladenen Containern gekommen, als das Schiff sich mitten auf dem Atlantik befand. Ein solcher Brand kann, wie auf der YANTIAN EXPRESS konkret geschehen und insbesondere auf größeren Containerschiffen von der Schiffsbesatzung unbemerkt auf benachbarte Container übergreifen. Solche Brände sind derzeit nämlich schwer zu detektieren, da die Rauchentwicklung durch den geschlossene Natur der Container kaum nach außen dringt und der übliche Wind den wenigen Rauch schnell verdünnt. Zusätzlich können sich die Brände in Containern über sehr lange Zeiträume entwickeln, so dass sie bestenfalls bemerkt werden, wenn sie den betroffenen Container verlassen. Vor allem, wenn ein Container im vorderen, von der Brücke weit entfernten Bereich in Brand gerät, kann es sogar vorkommen, dass der Brand selbst dann nicht gleich erkannt wird. Hierdurch kann nicht nur ein erheblicher Teil der Ladung selbst vernichtet, sondern auch die Schiffstruktur aufgrund der Brandhitze erheblich beschädigt werden. Dieses gilt insbesondere für unter Deck geladene Container.
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Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kuppelstück, eine Anordnung, ein Containerschiff und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Sicherheit beim Transport von Containern auf Fahrzeugen, insbesondere auf Containerschiffen verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird mit einem Kuppelstück gemäß Anspruch 1, einer Anordnung nach Anspruch 5, einem Containerschiff gemäß Anspruch 8 und einem Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß ist das Kuppelstück durch einen Sensor, welcher dafür eingerichtet ist, einen jeweiligen Zustand des Kuppelstücks zu erfassen, und eine Sendeeinheit gekennzeichnet, die dafür eingerichtet ist, ein Identifikationssignal zum Identifizieren des Sensors und ein Zustandssignal, welches für den erfassten Zustand des Kuppelstücks repräsentativ ist, zu senden. Zwar können das Identifikationssignal und das Zustandssignal theoretisch getrennt voneinander gesendet werden. In der Praxis sind die gängigen Sendeeinheiten jedoch so eingerichtet, dass sie mit jedem Signal gleichzeitig auch eine eindeutige Kennung zu ihrer Identifikation senden. Eine echte Trennung von Zustandssignal und Identifikationssignal findet also in der Praxis nicht statt. Vielmehr werden sie als einheitliches Signal gesendet.
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Erfindungsgemäß ist aufgrund des Identifikationssignals bekannt, welches Sicherungselement das Zustandssignal liefert. Signalisiert das Zustandssignal einen Zustand, der ein Eingreifen der Schiffsbesatzung, des Kranführers oder des Stauers erfordert, kann die Ursache gezielt behoben werden bzw. eine Gegenmaßnahme ergriffen werden. Dabei kann das Besatzungsmitglied bzw. der Stauer gezielt zu dem betreffenden Kuppelstück gelotst werden und damit der Fehler sicher und schnell behoben werden. Erfindungsgemäß sind der Sensor und die Sendeeinheit in das Kuppelstück integriert. Dadurch werden bei jedem Einsetzen eines Kuppelstücks in einen Eckbeschlag eines Containers gleichzeitig auch der jeweilige Sensor und die zugehörige Sendeeinheit mit eingesetzt. Mehraufwand für ein gesondertes Anbringen fällt nicht an. Außerdem können herkömmliche Container verwendet werden, ohne dass diese umgerüstet werden müssten. Die Containerschiffe lassen sich durch einen einfachen Austausch der Kuppelstücke und Nachrüsten der zugehörigen Elektronik nachrüsten.
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Der Sensor kann zum Erfassen eines Abstandes zum oberen Eckbeschlag des unteren Containers und/oder einer Temperatur und/oder eines offenen bzw. geschlossenen Zustandes des Kuppelstücks und/oder einer Beschleunigung und/oder eines vorbestimmten Gases als den jeweiligen Zustand des Kuppelstücks, insbesondere Kuppelstücks ausgebildet sein. Im ersten Fall der Abstandsmessung wird beispielsweise angenommen, dass eine korrekte Verriegelung des Kuppelstücks vorliegt, wenn der von einem Abstandssensor gemessene Abstand in einem genau definierten Bereich liegt, innerhalb dessen - aufgrund von Erfahrung oder technischer Vorgabe, insbesondere des für das konkret verwendete Kuppelstück konstruktiv festgelegten Vertikalspiels zwischen dem untern Kupplungsvorsprungs und dem oberen Eckbeschlag des unteren Containers - von einer korrekten Verriegelung auszugehen ist. Somit kann mittels der Abstandssensoren zuverlässig ermittelt werden, ob jeder Container korrekt gekuppelt bzw. verriegelt und damit verankert bzw. gesichert ist. Falls bei einem Container ermittelt wird, dass er nicht korrekt verriegelt ist, liefern die von den Abstandssensoren übermittelten Signale - die nicht nur den jeweiligen Abstand zum zugehörigen Containereckbeschlag senden, sondern sich auch identifizieren und damit auf ihre zugeordnete räumliche Position im Containerstapel rückschließen lassen - eine zuverlässige Information, wo konkret ein bestimmtes Kuppelstück nicht richtig verriegelt ist. Daher kann bereits beim Beladen des Containerschiffs eine fehlerhafte Verriegelung festgestellt und behoben werden. Der Abstandssensor kann dabei so ausgebildet sein, dass er den vorhandenen Istabstand konkret misst. Alternativ kann der Abstandssensor auch so ausgebildet sein, dass er digital erfasst, ob ein vorbestimmter Abstand, beispielsweise das konstruktiv vorgegebene Vertikalspiel, unterschritten ist. Im letzteren Fall kann der Abstandssensor z.B. als Endschalter ausgebildet sein.
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Kritische Temperaturerhöhungen und/oder Temperaturgradienten deuten auf einen Brand eines Containers in der Nähe des das Zustandssignal sendenden Kuppelstücks hin. Somit können mit dem erfindungsgemäßen System erhebliche Sicherheitsvorteile beim Transport von Containern auf Containerschiffen erzielt werden. Weitere denkbare Anwendungsfälle für die vorliegende Erfindung sind die Messung einer Beschleunigung, um so das Absetzen des oberen Containers auf dem unteren Containers bzw. Containerfundament oder unzulässige Beschleunigungswerte und damit unzulässige auf das Kuppelstück wirkende Kräfte während des Seetransports zu erkennen, oder das Erkennen des Austretens eines vorbestimmten Gases aus Containern. Z.B. deutet das Vorhandensein von Reifegas als vorbestimmtes Gas darauf hin, das geladenes Obst zu schnell reift und zu verderben droht bzw. bereits verdorben ist. Selbstverständlich kann das vorbestimmte Gas auch Rauchgas sein, welches auf einen Brand hindeutet.
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Dem erfindungsgemäßen Kuppelstück kann dabei einer oder mehrere der vorgenannten oder auch anderen Sensoren zugeordnet sein. So kann ein Kuppelstück z.B. mit einem Abstandssensor und einem Temperatursensor ausgerüstet sein. Zusätzlich oder alternativ zu einem dieser Sensoren können auch ein Gassensor und/oder ein Sensor für den offenen bzw. geschlossenen Zustand des Kuppelstücks vorgesehen sein. Auf diese Weise lassen sich ein oder mehrere gefährliche Zustände eines Containers bzw. seiner Sicherung frühzeitig erkennen und ggf. beheben. Dabei kann jedes dem ersten Container zugeordnete Kuppelstück mit demselben Sensor, z.B. dem Abstandssensor, oder mit unterschiedlichen Sensoren oder Kombinationen von Sensoren ausgerüstet sein. So können z.B. die Kuppelstücke jedes Eckbeschlags mit einem Abstandssensor, aber nur eines dieser Kuppelstücke zusätzlich mit einem Temperatursensor oder zwei diametral gegenüberliegende Kuppelstücke zusätzlich mit je einem Temperatursensor ausgerüstet sein. Fehler der Verriegelung werden somit an jedem Kuppelstück überwacht, während es für eine frühzeitige Branderkennung ausreichend sein kann, dass nur eines oder zwei dieser Kuppelstücke zusätzlich mit dem Temperatursensor ausgerüstet sind. Vorteilhafterweise sind aber alle Kuppelstücke gleich ausgebildet, so dass der Stauer nicht aufpassen muss, welches Kuppelstück er in welchen Eckbeschlag einsetzt. Ferner können ein oder mehrere zusätzliche Sensoren auch direkt am Container angebracht sein oder werden.
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Die Sendeeinheit kann vorteilhafter Weise auch als Sende- und Empfangseinheit ausgebildet sein. So kann sie auch ein Signal, z.B. ein Aktivierungssignal oder einen Befehl beispielsweise zum Senden des Identifikationssignals und/oder des Zustandssignal bzw. eines Signals, welches sowohl den Zustand als auch die Kennung enthält empfangen.
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Um Energie für den Sensor oder die Sensoren sowie die Sendeeinheit zu sparen, sollte diese Abgeschaltet bzw. in einen Schlafmodus versetzt werden, wenn sie nicht gebraucht werden. Zu diesem Zweck weist das Kuppelstück nach einer Weiterbildung der Erfindung ein Aktivierungsmittel auf, welches zum Aktivieren und Deaktivieren ausgebildet ist. Dieses kann insbesondere ein Sensor sein, der dafür eingerichtet ist, ein Einsetzen des Kuppelstücks in einen Eckbeschlag zu erkennen. Hierfür eignet sich z.B. ein Näherungssensor, der erkennt, dass das Kuppelstück im Eckbeschlag des zu ladenden Containers eingesetzt wurde. Alternativ kann das Aktivierungsmittel auch ein Sensor sein, der erkennt, dass das Kuppelstück aus einer Box, einem sogenannte Bin, entnommen wurde. Eine manuelle Betätigung des Aktivierungsmittels durch den Stauer ist zwar auch möglich, aber aufgrund der Fehleranfälligkeit und des zusätzlichen Aufwands nicht bevorzugt.
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Eine erfindungsgemäße Anordnung ist aus einem Container und wenigstens einem in einen seiner unteren Eckbeschläge eingesetztes erfindungsgemäßes Kuppelstück gebildet. Mit dieser Anordnung werden ebenfalls die oben beschriebenen Vorteile erreicht. Vorzugsweise ist in jeden unteren Eckbeschlag je ein erfindungsgemäßes Kuppelstück eingesetzt. Zwar kann es für bestimmte Anwendungsfälle ausreichend sein, wenn nur in einen der Praxis stets vorhandenen vier Eckbeschläge ein erfindungsgemäßes Kuppelstück oder in z.B. zwei diametral gegenüberliegende Eckbeschläge je ein erfindungsgemäßes Kuppelstück und in die übrigen drei bzw. zwei Eckbeschläge Kuppelstücke nach dem Stand der Technik eingesetzt werden. Ein Beispiel hierfür könnte die Temperaturmessung zur Branderkennung oder die Gasmessung ebenfalls zur Branderkennung (Rauchgas) oder Reifegaserkennung sein. Dieses würde jedoch das Vorhalten von zwei verschiedenen Typen von Kuppelstücken an Bord erfordern und wäre fehlerträchtig. Diese Nachteile werden überwunden, wenn in jeden Eckbeschlag ein erfindungsgemäßes Kuppelstück eingesetzt wird. Für bestimmte Anwendungen, wie z.B. das Erkennen der korrekten Verriegelung der Kuppelstücke, dürfte das sogar erforderlich sein. In jedem Fall wird die Überwachung zudem engmaschiger und damit zuverlässiger.
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Nach einer Weiterbildung der Anordnung weist der Container eine zusätzliche Sendeeinheit auf. Die Sendeeinheit ist zum Senden eines Zustandes, beispielsweise einer Temperatur und/oder Vorhandensein eines vorbestimmten Gases und/oder Funktionsfehler eines Aggregats des Containers und/oder sich auf die Ladung innerhalb des Containers beziehende Daten, ausgebildet. Mithin lassen sich geeignete Zustände, wie zum Beispiel die Temperatur, das Auftreten von z.B. Reifegas oder die korrekte bzw. fehlerhafte Funktion eines Kühlaggregates mittels direkt am Container angebrachter Sensoren oder auch innerhalb des Containers, z.B. direkt an der Ladung oder einer Palette oder dergleichen, angeordneten Sensoren erfassen. Diese Sensoren sind mit der zusätzlichen Sendeeinheit gekoppelt, welche die erfassten Daten sendet. Hierdurch ist eine noch schnellere Meldung von eventuellen Gefahren, wie einem Brand, oder Fehlfunktionen an die Schiffsleitung möglich. Es versteht sich, dass auch die zusätzliche Sendeeinheit zum Empfangen von Signalen ausgebildet sein kann, analog zu der Sendeeinheit im erfindungsgemäßen Kuppelstück. Ferner ist es möglich, dass Zustandsdaten der Ladung über das Schiffsnetz nach außen, z.B. über Mobil- und/oder Satellitenfunk z.B. an den Eigentümer der Ladung oder des Containers, weitergeben werden.
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Das erfindungsgemäße Containerschiff zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eines der Bodenkuppelstücke für die Erfassung einer Gewichtsänderung eingerichtet ist; dass in wenigstens einen der Eckbeschläge jedes oberen Containers ein erfindungsgemäßes Kuppelstück eingesetzt ist; und dass wenigstens eine Basiseinheit zum Empfangen und Weiterleiten der Signale der Kuppelstücke vorgesehen ist. Verriegelt das wenigstens eine erfindungsgemäße Kuppelstück mit dem oberen Eckbeschlag des unteren Containers, sendet der entsprechende Sensor ein Signal. Nahezu geleichzeitig erfassen das wenigstens eine Bodenkuppelstück (der Bottomstacker oder das Bottomlock) eine Gewichtsänderung. Damit ist bekannt, auf welchem Containerstapel der neu geladenen Container abgesetzt wurde. Durch einfaches Zählen der Gewichtsänderungen ist auch die Lage des Containers und damit seine konkrete Position auf dem Containerschiff (Bay, Reihe und Lage) bekannt. Somit kann die von einem bestimmten Kuppelstück ausgehende Meldung eines fehlerhaften oder gar gefährlichen Zustandes einer konkreten Containerposition zugordnet werden. Die Schiffsbesatzung oder, falls die Meldung während des Lade-/Entladevorgangs auftritt, das Staupersonal können gezielt zu diesem Container gelotst werden und der Meldung nachgehen.
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Sind zwei oder mehr Eckbeschläge eines Containers mit den erfindungsgemäßen Eckbeschlägen versehen und ist der Sensor ein Sensor, der den Zustand erfasst, ein Abstandssensor, der ein korrektes Verriegeln des Kuppelstücks erfasst, so werden diese Kuppelstücke automatisch also zu einem bestimmten Container gehörend erfasst, sobald dieser Container auf dem unteren Container abgesetzt wird und die Kuppelstückeverriegeln. Wie oben bereits erläutert, erfassen die Bottomlocks dann ja eine Gewichtsänderung in unmittelbarem zeitlichem Zusammenhang mit dem Signal der erfindungsgemäßen Kuppelstücke, dass diese verriegeln. Fällt nun der Abstandssensor an einem dieser Kuppelstücke aus, so sendet dieser kein Signal, dass das Kuppelstück verriegelt ist. Dem muss der Stauer oder die Schiffsbesatzung dann nachgehen. Es besteht aber auch der weitere Nachteil, dass dieses Kuppelstück nicht als zu dem Container gehörend erkannt wird. Wenn die Kuppelstücke noch weitere Sensoren, wie z.B. einen Temperatursensor aufweisen, werden zwar weitere Temperatursignale übermittelt. Diese lassen sich dann aber nicht einem bestimmten Container zuordnen. Unzulässigen Temperaturen kann dann nicht gezielt nachgegangen werden. Daher ist es wünschenswert, dass die einem Container zugordneten Kuppelstücke auch dann als Gruppe erkannt werden, falls dieses nicht durch das bloße Absetzen des oberen, neu geladenen Container auf dem unteren Container gelingt.
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Zu diesem Zweck sind nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Containerschiffes wenigstens drei räumlich voneinander beabstandete Ortungseinheiten derart an Bord des Containerschiffes verteilt angeordnet, dass während des Hievens eines der Container an Bord des Schiffes eine Ortung jedes erfindungsgemäßen Kuppelstücks möglich ist. Mit den wenigstens drei räumlich voneinander beabstandeten Ortungseinheiten lässt sich z.B. mittels Trilateration die Position der erfindungsgemäßen Kuppelstücke erfassen und deren Weg während des Hievens des Containers an Bord des Schiffes verfolgen. Erfindungsgemäße Kuppelstücke, welche dasselbe Bewegungsmuster aufweisen, sind in Eckbeschläge desselben Containers eingesetzt, und können so als eine Gruppe erfasst werden. Sollte nun der Abstandssensor eines dieser ausfallen, werden sie dennoch als zu einem bestimmten Container gehörend erkannt. Dieses funktioniert sogar dann, wenn zwei oder gar drei Abstandssensoren ausfallen, solange noch wenigstens an einem der Kuppelstücke der Abstandssensor korrekt arbeitet und alle Kuppelstücke ihre Identifikation senden.
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Als Ortungseinheiten können die Basiseinheiten eingesetzt werden, welche auch zum Empfangen und Weiterleiten der Signale der Kuppelstücke vorgesehen sind. Gesonderte Ortungseinheiten sind dann nicht erforderlich.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn wenigstens eine Basiseinheit zum Senden von Signalen an die Kuppelstücke ausgebildet ist. Damit wird es möglich, Befehle an das wenigstens eine erfindungsgemäße Kuppelstück zu senden, wie beispielsweise ein Abfragesignal, mit welchem die von den Sensoren gemessenen Daten abgefragt werden. Auch kann es zum Einsparen von Energie sinnvoll sein, die Kuppelstücke während der Reise schlafen zu legen und nur in bestimmten Zeitintervallen in Betrieb zu setzen, um Daten abzufragen. Die Basiseinheit kann dann entsprechende Aktivierungs-/Deaktivierungssignale ggf. kombiniert mit einem Abfragesignal an die Kuppelstücke senden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Containerschiffes ist für eine vorbestimmte Gruppe von Basiseinheiten jeweils eine Relaiseinheit zum Empfangen und ggf. Senden aller von und/zu dieser Gruppe von Basiseinheiten gesendeten Signale und für deren Weiterleitung an eine Verarbeitungseinheit eingerichtet. Damit lassen sich auch größere Strecken, als sie durch die Reichweite der Basiseinheiten sonst möglich wären, überwinden. Auch hier ist es wieder möglich, dass bestimmte, über das Schiff verteilte Basiseinheiten gleichzeitig auch als die Relaiseinheiten fungieren, so dass gesonderte Relaiseinheiten nicht erforderlich sind. Bei der Verarbeitungseinheit kann es sich bevorzugt um einen Bordcomputer handeln.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung eines jeweiligen Zustands eines Kuppelstücks weist die folgenden Schritte auf: Einsetzen eines Kuppelstücks nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in wenigstens einen der unteren Eckbeschläge eines zu ladenden Containers und Hieven des zu ladenden Container auf einen bereits geladenen Container; Senden eines Identifikationssignals von diesem Kuppelstück an eine Basiseinheit; Erfassen des Absetzens des zu ladenden Containers auf den bereits geladenen Container und Senden eines Zustandssignals an eine Basiseinheit; Erfassen einer Gewichtsänderung an einem Bodenkuppelstück, welches den untersten Container eines Containerstapels mit einem Containerfundament verbindet, und Senden eines Gewichtsänderungssignals an die Basiseinheit; Weiterleitung des Signals an eine Verarbeitungseinheit, insbesondere einen Bordcomputer, und Bestimmen, ob das Kuppelstück zum gleichen Containerstapel wie das Bodenkuppelstück gehört, insbesondere anhand einer Zeitdifferenz zwischen dem Zustandssignal und dem Gewichtsänderungssignal. Wie bereits oben erwähnt, werden in der Praxis alle gesendeten Signale immer auch eine Kennung enthalten über welche sich das Kuppelstück oder das Bodenkuppelstück identifiziert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist die gleichen bereits beschriebenen Vorteile auf wie das erfindungsgemäße Kuppelstück und das erfindungsgemäße Containerschiff. Da das jeweilige Kuppelstück bereits vor dem Absetzen des neu zu ladenden Containers auf einem bereits geladenen Container sein Identifikationssignal sendet, kann z.B. die korrekte Verriegelung unmittelbar beim Beladevorgang überprüft werden. Damit können der Stauer, der Kranführer und/oder die Schiffsbesatzung sofort reagieren, falls keine erfolgreiche bzw. korrekte Kuppelung/Verriegelung gemeldet wird, und durch entsprechendes Eingreifen eine korrekte Kuppelung/Verriegelung herbeiführen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der jeweilig Zustand der Kuppelstücke bzw. Daten von Sensoren, die mit der zusätzlichen Sendeeinheit gekoppelt sind, zyklisch und/oder nach Aufforderung durch die Verarbeitungseinheit, insbesondere auch während des Transports der Container, erfasst und eine Anzeige des Zustandes und/oder eines Alarmsignals sowie der Position des zughörigen Kuppelstücks veranlasst werden, um in Zweifelsfällen oder zur Verbesserung der Sicherheit durch kontinuierliche Überwachung eine erneute Überprüfung einer korrekten Kuppelung/Verriegelung oder eines anderen Zustandes vorzunehmen. Z.B. kann auch eine Temperatur fortlaufend oder periodisch gemessen werden, um frühzeitig z.B. einen Brand zu erkennen. Weitere Zustandsdaten können ebenfalls fortlaufend oder periodisch gemessen werden, um gefährliche Zustandsänderungen frühzeitig zu erkennen.
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Während des Hievens eines Containers an Bord des Schiffes können das diesem Container zugeordneten Kuppelstück (Kuppelstücke) und ggf. weitere Sensoren am Continer aufgrund ihres Bewegungsmusters beim Hieven als eine Gruppe erfasst werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die an ein Ereignis gekoppelte Zustandsänderung immer für alle vier Kuppelstück und ggf. dem am Container zusätzlich angeordneten Sensor der Gruppe gelten.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Kuppelstück mit den Erfindungsmerkmalen in Vorderansicht;
- 2 Einsetzen eines Kuppelstücks nach 1 in einen untern Eckbeschlag eines zu ladenden Containers;
- 3 den zu ladenden Container während des Hievens;
- 4 Absetzen des zu ladenden Containers auf einem bereits geladenen Container;
- 5 ein Gewicht-Zeit-Diagramm mit Gewichtsänderungen eines Containerstapels während des Ladens eines Containers und Signalen von Kuppelstücken nach 1;
- 6 einen Containerstapel aus zwei übereinander gestapelten Containern währen der Seereise;
- 7 Entladen eines Containers;
- 8 ein Gewicht-Zeit-Diagramm mit Gewichtsänderungen eines Containerstapels während des Entladens eines Containers;
- 9 Entnahme des Kuppelstücks nach 1 vom unteren Eckbeschlag des entladenen Containers;
- 10 eine Anordnung aus einem Container und Kuppelstücken nach 1;
- 11 Laden der Anordnung nach 8 auf einem Containerschiff im Querschnitt;
- 12 das Laden gemäß 9 in Draufsicht;
- 13 Absetzen der Anordnung nach 8 auf einen bereits geladenen Container.
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1 zeigt als ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Kuppelstück
20 ein sogenanntes vollautomatisches Twistlock (Fully Autoamitc Twistlock - FAT). Konkret baut das Kuppelstück
20 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf einem vollautomatischen Twistlock nach der
WO 2014/032659 A1 auf. Das Kuppelstück
20 weist in Übereinstimmung mit herkömmlichen Kuppelstücken einen oberen Kupplungsvorsprung
21 auf, welchen der Stauer in den unteren Eckbeschlag
22, eines zu ladenden Containers
23 einsetzt und dort vorverriegelt (
2). Ferner weist das Kuppelstück
20 einen unteren Kupplungsvorsprung
24 auf, welcher beim Laden und Absetzen des zu ladenden Containers
23 auf einem bereits geladenen Container
25 in den oberen Eckbeschlag
26 dieses Containers
25 eingreift (
4). Der neu zu ladende bzw. gerade neu geladene Container
23 wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung auch als oberer Container
23 und der bereits geladene Container
25 als unterer Container
25 bezeichnet. Zwischen den Kupplungsvorsprüngen
21,
24 ist im vorliegenden Fall eine Anschlagplatte
27 vorgesehen, welche im gekuppelten Zustand auf dem oberen Eckbeschlag
26 des unteren Containers
25 liegt und auf welcher wiederum der untere Eckbeschlag
22 des oberen Containers
23 aufsteht.
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Das Kuppelstück 20 verfügt über eine Sendeeinheit 28, welche eine Kennung aufweist, über welche das Kuppelstück 20 identifiziert werden kann. Die Sendeeinheit 28 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel im oberen Kupplungsvorsprung 21 untergebracht. Sie kann jedoch auch an jeder anderen geeigneten Stelle im Kuppelstück 20 untergebracht sein. Ferner weist das Kuppelstück 20 einen oder mehrere Sensoren auf, welche einen jeweiligen Zustand des Kuppelstücks 20 erfassen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Kuppelstück 20 einen Abstandssensor 29 auf. Der Abstandssensor 29 kann den Abstand zum unteren Container 25 messen. Im vorliegenden Fall ist der Abstandssensor 29 in der Anschlagplatte 27 angeordnet, und zwar an deren Unterseite 30. Der Abstandssensor 29 misst den Abstand der Unterseite 30 der Anschlagplatte 27 zur Oberseite 31 des oberen Eckbeschlags 26 des unteren Containers 25 (siehe 4 und 6). Alternativ kann der Abstandsensor 29 auch im unteren Kupplungsvorsprung 24 angeordnet sein und misst dann z.B. den Abstand zum Grund des Eckbeschlags 26. Weitere geeignete Positionen für den Abstandssensor 29 sind denkbar und erschließen sich für den Fachmann auf der Grundlage der vorliegenden Offenbarung.
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Das von dem Abstandssensor 29 übermittelte Signal mit dem Abstand zum oberen Eckbeschlag 26 des unteren Containers 25 kann der konkrete momentane Abstand (z. B. in mm) oder auch ein einfaches Ja/Nein-Signal sein, ob der Abstand innerhalb des Bereichs liegt, der ein korrektes Kuppeln des Kuppelstücks 20 mit dem oberen Eckbeschlag 26 des unteren Containers 25 anzeigt. Bei dem Abstandssensor 29 selbst kann es sich um einen Ultraschallsensor, einen Lasersensor oder einen anderen für die Messung eines Abstandes geeigneten Sensor handeln. Zum Erfassen des Ja/Nein-Signals reicht ein einfacher Endschalter oder ein Piezoelement als Abstandssensor 29, der beim korrekten Kuppeln ausgelöst wird, also z. B. wenn der Abstandsensor 29 auf dem oberen Eckbeschlag 26 (oder - wenn der Abstandsensor im untern Kupplungsvorsprung 24 angeordnet ist - auf den Grund des Eckbeschlags 26) aufliegt.
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Neben dem Abstandssensor
29 kann das Kuppelstück
20, wie oben angedeutet, einen oder mehrere weitere Sensoren aufweisen. Im vorliegenden Fall weist das Kuppelstück noch einen Temperatursensor
32 und einen weiteren Abstandssensor
29 auf. Der Temperatursensor
32 ist vorliegend ebenfalls an der Unterseite
30 der Anschlagplatte
27 angeordnet und misst die Temperatur des oberen Eckbeschlags
26 des unteren Containers
25 und kann so z.B. zur Brandmeldung verwendet werden. Der weitere Abstandssensor
29 ist im Schaft
34 des oberen Kupplungsvorsprungs
21 angebracht und misst den Abstand zum Rand eines Langlochs im unteren Eckbeschlag
22 des oberen Containers
23. Hierüber kann erkannt werden, dass das Kuppelstück
20 in einen Eckbeschlag
22 eingesetzt wurde und dieses Signal zum Aktivieren der Sendeeinheit
28 sowie der übrigen Sensoren
28,
32 genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich zu den genannten Sensoren
29,
33,
34 können je nach gewünschtem Anwendungsfall andere/weiter Sensoren, wie beispielsweise ein Gassensor oder ein Beschleunigungsaufnehmer, vorgesehen sein. Der Gassensor kann z.B. zum Detektieren von Rauchgas, welches auf einen Brand hindeutet, oder zum Detektieren von Reifegas, welches auf ein Verderben von geladenen Lebensmitteln hindeutet, eingerichtet sein. Der Beschleunigungsaufnehmer kann genutzt werden, um während des Seetransports durch Schiffsbewegungen (Rollen, Stampfen, Gieren) induzierte Beschleunigungen und damit Kräfte auf die Kuppelstücke
20 und Eckbeschläge
22,
26 oder auch der im Container transportierten Ladung zu erfassen. Einen weiteren oder alternativen Hinweis auf derartige Kräfte liefern auch Laständerungen, welche durch hierfür eingerichtete Bottomlocks
35 gemessen werden. Ein Beispiel für derartige Bottomlocks
35 ist aus der eingangs bereits genannten
WO 2016/126163 A2 bekannt.
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An Bord eines Containerschiffes wird das insoweit beschriebene Kuppelstück 20 wie folgt verwendet:
- Nach der Anlieferung des neu zu ladenden Containers 23 an den Kai wird dieser von einem Containerkran so angehoben, dass ein Stauer je ein Kuppelstück in jeden der in der Praxis stets vier unteren Eckbeschläge 22 des zu ladenden (oberen) Containers 23 einsetzen kann (2). Wenigstens eines dieser Kuppelstücke ist ein Kuppelstück 20 nach der vorliegenden Erfindung. In der Praxis werden jedoch stets in alle vier unteren Eckbeschläge 22 Kuppelstücke 20 nach der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, schon um Fehler durch zwei unterschiedliche Typen von Kuppelstücken zu vermeiden und/oder die Messdichte zu erhöhen. Die Messung einer korrekten Verriegelung der Kuppelstücke 20 mit oberen Eckbeschlägen 26 des bereits geladenen Containers 25, auf welchem der obere Container 23 beim Laden abgesetzt wird, sollte schon aus Sicherheitsgründen mit allen vier Paaren von oberen und unteren Eckbeschlägen 22, 25 mittels der erfindungsgemäßen Kuppelstücke 20 durchgeführt werden.
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Die Kuppelstücke 20 gehören in der Praxis zum Containerschiff und werden von diesem in eigens dafür vorgesehenen Kästen, in der Praxis als Bins bezeichnet, mitgeführt, soweit sie während einer Reise nicht zum Sichern von Containern benötigt werden. Der Stauer entnimmt die Kuppelstücke 20 aus einem dieser Bins und setzt sie in die unteren Eckbeschläge 22 ein (2). Um Energie zu sparen, werden die Kuppelstücke 20 in einen Ruhemodus versetzt, solange sie sich in den Bins befinden und nicht in einen unteren Eckbeschlag 22 eingesetzt sind. Sie werden durch ein Aktivierungssignal aufgeweckt. Dieses Signal kann z.B. die erste Abstandsmessung durch den Abstandssensor 29 sein, sobald sich die Anschlagplatte 27 des Kuppelstücks 20 einem oberen Eckbeschlag 26 des unteren Containers 25 nähert oder auf ihm aufsetzt. Im letzteren Fall, kann der Abstandssensor ein einfaches Piezoelement sein, welches beim Aufsetzen einen Stromstoß als Aktivierungssignal sendet und damit auch gleichzeitig die korrekte Verriegelung signalisiert.
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Im Falles des Kuppelstücks 20 gemäß 1 dient jedoch der weitere Abstandssensor 29 zur Aktivierung des Kuppelstücks 20. Der weitere Abstandssensor 29 wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung daher auch als Aktivierungssensor 33 bezeichnet. Mittels dieses Aktivierungssensors 33 wird erkannt, dass das Kuppelstück 20 mit seinem oberen Kupplungsvorsprung 21 in einen unteren Eckbeschlag 22 eingesetzt wurde und das Kuppelstück 20 mittels dieses Signals aktiviert wird. Der Aktivierungssensor 33 kann wiederum ein Piezoelement sein, welches beim Anstoßen des Schaftes 34 am Rand des Langlochs des Eckbeschlags 22 einen Stromstoß als Aktivierungssignal sendet.
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Dem Fachmann erschließen sich auf der Grundlage dieser Offenbarung weitere geeignete Positionen für den Aktivierungssensor. Ferner kann der Aktivierungssensor 33 auch so ausgebildet sein, dass er bereits die Entnahme des Kuppelstücks 20 aus dem Bin erkennt und das Aktivierungssignal sendet. In allen genannten Fällen ist das Kuppelstück bereits durch den Aktivierungssensor 33 aktiviert, so dass bereits während des Hievens des Containers 23 an Bord des Containerschiffes Signale gesendet werden können. Diese Variante ist insbesondere in Verbindung mit einer Weiterbildung der Erfindung von Bedeutung, die weiter unten noch anhand der 10 bis 13 näher erläutert wird.
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Die aus dem neu zu ladenden (oberen) Container
23 und den Kuppelstücken
20 gebildete Anordnung wird nun an Bord des Containerschiffes gehievt (
3) und dort auf einem der bereits geladenen (unteren) Container
25 abgesetzt (
4). In
4 ist konkret das Absetzen des oberen Containers
23 auf dem unteren Container
25 der untersten Lage gezeigt. Dieser Container ist, wie bereits erwähnt, durch die Bottomlocks
35 in üblicher Weise mit Containerfundamenten verbunden, die im vorliegenden Fall zur Gewichtsmessung eingerichtet sind, z.B. durch die Bottomlocks
35 nach der
WO 2016/126163 A2 . Aufgrund des Absetzens des oberen Containers
23 auf dem unteren Container
25 ändert sich das Gewicht des Containerstapels (Stapelgewicht). Diese Änderung des Stapelgewichts wird durch die Bottomlocks
35 erkannt und ein entsprechendes Gewichtssignal
36 gemeinsam mit einer Kennung für das jeweilige Bottomlock, von welchem das Gewichtssignal
36 ausgeht, an eine Basiseinheit
37 gesendet, von denen sich vorzugsweise mehrere an Bord des Schiffes verteilt an geeigneten Stellen befinden. Die Position der Bottomlocks
35 auf dem Schiff ist bekannt. In der Praxis verbleiben sie stets in ihren Containerfundamenten. In unmittelbarem zeitlichem Zusammenhang erfassen die Abstandssensoren
29 der Kuppelstücke
20 den Abstand zum jeweiligen oberen Eckbeschlag
26 des unteren Containers
25 und senden mittels der Sendeeinheit
28 ein entsprechendes Abstandssignal
38 ebenfalls an die Basiseinheit
37. Auf diese Weise kann erfasst werden, ob die Kuppelstücke
20 ordnungsgemäß mit den Eckbeschlägen
26 verriegelt haben. Zusammen mit dem Abstandssignal senden die Sendeeinheiten
28 ein Identifikationssignal (ID), so dass das Abstandssignal einer bestimmten ID und damit einem bestimmten Kuppelstück
20 zugeordnet werden kann, ohne das damit schon bekannt wäre, wo sich dieses Kuppelstück befindet. In der Praxis enthält das Abstandssignal, wie alle anderen vom Kuppelstück
20 gesendeten Zustandssignale, bereits das Identifikationssignal. Zu welchem Containerstapel der neu geladene (obere) Container
20 gehört und in welcher Lage er sich befindet, wird aufgrund der Gewichtsmessung mittels der Bottomlocks
35 erkannt. Dieses verdeutlicht das Diagramm nach
5.
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Die Abzisse des Diagramms gemäß 5 zeigt die Zeitachse, während die Ordinate das von den Bottomstackern 35 angezeigte Stapelgewicht (Summe der auf den einzelnen Bottomstacker 35 ruhenden Lasten) eines bestimmten Containerstapels zeigt. Der zeitliche Der stufenartige Gewichtsverlauf 39 über der Zeit in 5 gezeigt. Sobald der obere Container 23 auf dem unteren Container 25 abgesetzt wird, ändert sich das Stapelgewicht um das Gewicht des oberen Containers 23 sprunghaft. In unmittelbarem zeitlichen Zusammenhang (wenn auch nicht notwendiger Weise genau gleichzeitig) senden die Sendeeinheiten 28 der Kuppelstücke 20 des neu geladenen Containers ihre Abstandssignale, wie durch die Gruppe von vier Punkten 40 in 5 dargestellt. Jeder Punkt steht für den Zeitpunkt eines Abstandssignals eines der Kuppelstücke 20. Zum Vergleich ist eine zweite Gruppe von Punkten 41 gezeigt, welche für zu einem früheren Zeitpunkt gesendete Abstandssignale von Kuppelstücken 20 stehen. Aufgrund des zeitlichen Abstandes zum Gewichtsanstieg nach der Linie 39 müssen diese zu einem anderen Containerstapel gehören. Damit ist bekannt, zu welchem der Containerstapel an Bord des Containerschiffes der neu geladene Container 23 gehört. Durch einfaches Zählen der durch die Bottomstacker 35 gemessenen Gewichtsänderungen ist auch die Lage des neu geladenen Containers 23 innerhalb des Stapels bekannt. Das Stapelgewicht ist zunächst einmal „Null“. Wird der unterste Container eines Stapels geladen (Container der Bodenlage), ändert sich das Stapelgewicht zunächst sprunghaft um sein Gewicht. Nun folgt der Container der zweiten Lage mit einer zweiten sprunghaften Gewichtsänderung um sein Gewicht, und so weiter. Dabei verriegelt das in die unteren Eckbeschläge 22 des neu geladenen (oberen) Containers 23 eingesetzte Kuppelstück 20 mit den oberen Eckbeschlägen 26 des obersten bereits geladenen (dann unteren) Containers 25, was durch ein entsprechendes Abstandssignal 38 angezeigt wird.
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Die an die Basiseinheit 37 gesendeten Signale werden von dieser an eine CPU 42, beispielsweise einen Bordcomputer des Containerschiffes übermittelt und von diesem ausgewertet. Die Messwerte oder ein daraus resultierendes Alarmsignal werden der Schiffsleitung und/oder anderen Crewmitgliedern und/oder anderen Stauer und/oder dem Kranführer angezeigt, die dann entsprechend reagieren können. Die auf dem Schiff verteilten Basiseinheiten 37 können mit der CPU verkabelt sein oder ihre Signale über Funk übermitteln. Um auch größere Strecken, als es die Reichweite der Basiseinheiten 37 erlauben, zu überbrücken, können Relaiseinheiten vorgesehen sein, welche die Signale einer der Basiseinheiten 37 empfangen und weiterleiten. Im dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel dienen die Basiseinheiten 37 untereinander auch als Relaiseinheiten. Reicht die Reichweite einer der Basiseinheiten 37 nicht aus, um die CPU 42 direkt zu erreichen, übermittelt sie ihr Signal an eine andere, erreichbare Basiseinheit 37, welche das Signal ggf. über weitere Basiseinheiten 37 an die CPU 42 weiterleitet.
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Nach dem Absetzen, also insbesondere während der Seereise, erfassen die Sensoren je nach gewünschtem Anwendungsfall eine jeweilig Zustandsgröße, welche dann mittels der Sendeeinheit 28 an die Basiseinheit 37 gesendet wird. Von dort gelangen die Signale, wie oben beschrieben, ggf. über weitere Basiseinheiten 37 an die CPU 42. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 von Kuppelstücken 20 mit Abstandssensor 29 und Temperatursensor 32 werden der Abstand und die Temperatur fortlaufend oder regelmäßig gemessen und mittels der Sendeeinheit 28 über eine oder mehrere Basiseinheiten 37 an die CPU gesendet und von dieser zur Anzeige für die Schiffsleitung aufbereitet.
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Die Basiseinheiten 37 können über eine eigene Stromversorgung z. B. mittels Batterie, verfügen oder an die elektrische Stromversorgung des Containerschiffs angeschlossen sein. Wie sich bereits aus dem Vorstehenden ergibt, werden die Basiseinheiten 37 entsprechend der Reichweite der Funksignale strategisch auf dem Containerschiff verteilt.
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Aufgrund der erfassten und mittels der CPU 42 der Schiffleitung angezeigten Signale können Störungen sofort und gezielt untersucht werden, da nicht nur die Art der Störung, sondern auch von welchem der geladenen Container diese Störung ausgeht, angezeigt werden kann. So kann schon beim Stauen untersucht werden, worauf z.B. eine fehlerhafte Verriegelung zurückzuführen ist. Im Idealfall kann dann noch durch einfaches wieder Anheben des oberen Containers 23 und erneutes Absetzen auf dem unteren Container 25 eine korrekte Kupplung/Verriegelung herbeigeführt werden. Schlägt das fehl, kann der betroffene Container wieder ausgeladen werden, um das Problem zu beheben. Wie bereits beschrieben, können die Abstandssensoren 29 auch während des Seetransports zu verschiedenen weiteren Zeitpunkten aktiviert werden, um vor einem ungewollten Entriegeln während des Seetransports zu warnen. Ebenso liefern weitere Sensoren, z.B. der Temperatursensor 32, fortlaufend oder periodisch Daten, welche mittels der Sendeeinheit 28 übermittelt werden und so die Schiffsleitung vor Gefahren warnen.
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Die Sendeeinheit 28 kann auch als Sende- und Empfangseinheit ausgestaltet sein, welche über eine oder mehrere Basiseinheiten 37 Signale von der CPU 42 empfängt. Auf diese Weise können auch auf Anforderung Messungen durchgeführt und an die CPU 42 gesendet werden. Insbesondere ist es möglich, zur Stromeinsparung die Kuppelstücke 20 mittels eines Ruhesignals in einen Ruhe- oder Schlafmodus zu versetzen und mittels eines, ggf. periodischen Aktivierungssignals durch die CPU 42 wieder zu aktivieren und die Messdaten abzurufen.
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7 zeigt das Entladen eines oberen Containers 23, in der Fachsprache als Löschen von Ladung, also des Containers 23 bekannt). Dieser wird mit einem Containerkran vom unteren Container 25 abgehoben, wobei vollautomatische Kuppelstücke 20 automatisch entriegeln. Ein semiautomatisches Twistlock (Semi Automatic Twistlock - SAT) oder ein manuelles Twistlock müssen zuvor durch einen Stauer entriegelt werden. Die Übertragung von Signalen ist ab diesem Zeitpunkt nicht mehr erforderlich. Die Bottomlocks 35 erfassen jedoch noch die Gewichtsänderung. Der entsprechende Gewichtsverlauf 39 über der Zeit ist in dem Diagramm gemäß 8 angegeben. Damit ist bekannt, dass der Containerstapel um eine Lage kleiner geworden ist. Wird nun anstelle des gerade entladenen (gelöschten) Containers 23 ein neuer Container 23 geladen, ist aufgrund der oben Anhand der 3 bis 5 beschriebenen Vorgehensweise wieder nicht nur seine Zugehörigkeit zu diesem Containerstapel, sondern auch seine Lage bekannt.
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Nach dem Entladen (Löschen) des oberen Containers 23 werden die Kuppelstücke 20 wieder aus den Eckbeschlägen 22 entnommen (9), wobei diese mittels des Aktivierungssensors 33 wieder in einen Ruhe- oder Schlafmodus versetzt werden können, und in ein Bin abgelegt.
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Eine Weiterentwicklung der insoweit beschriebenen Erfindung ist in den 10 bis 13 dargestellt, in denen gleiche Bauteile mit denselben Bezugsziffern wie in den 1 bis 9 bezeichnet sind. 10 zeigt eine Anordnung aus einem Container 43 und in dessen untere Eckbeschläge 22 eingesetzten Kuppelstücken 20. Der Container 43 weist jedoch noch wenigstens eine eigene, zusätzliche Sendeeinheit 44 auf. Die Sendeeinheit kann mit einem zusätzlichen Sensor oder auch mit innerhalb des Containers 43 angeordneten Sensoren gekoppelt sein, welche Zustandsdaten an oder im Container erfassen. Dabei kann es sich wieder um einen Temperatursensor und/oder einen Gassensor und/oder einen Beschleunigungsaufnehmer handeln. Ferner kann ein Sensor, der eine Funktion eines Aggregats am Container, wie z.B. ein Kühlaggregat, überwacht, oder von Daten innerhalb des Containers zu Einsatz kommen. Solche Daten innerhalb des Containers können z.B. Daten zur Überwachung der Ladung und/oder Daten, mit denen z.B. der Reeder die Ladung verfolgt und/oder überwacht sein. Die Signale der wenigstens einen Sendeeinheit 44 werden zusammen mit einem Identifikationssignal (ID) für den Sendeeinheit 44 über eine der Basiseinheiten 37 ebenfalls an die CPU 42 gesendet. In der Praxis enthalten die Signale Sendeeinheit 44 das Identifikationssignal. Die wenigstens eine zusätzliche Sendeeinheit 44 kann dabei permanent am Container 43 angebracht sein oder vom Stauer manuell angebraucht werden, bevor der Container 43 auf das Containerschiff geladen wird. Im ersten Fall müss die Sendeeinheit 44 und mir ihre gekoppelte Sensoren gesondert aktiviert werden, im letzten Fall können diese automatisch beim Anbringen am Container 43 aktiviert werden.
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Der Container 43 wird nun durch einen Containerkran, auch als Containerbrücke 45 bezeichnet, an Bord eines Containerschiffes 46 gehievt. Dieser Vorgang ist in den 11 und 12 gezeigt. Im Bereich ist zur Verdeutlichung neben dem zu ladenden Container 43 noch ein im Bereich der Containerbrücke 45 ruhender Container 47 dargestellt.
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Das Containerschiff 46 ist an seiner zum Kai zeigenden Längsseite mit, nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vier, Ortungseinheiten versehen. Es versteht sich, dass das Containerschiff 46 auch an der anderen Längsseite Ortungseinheiten aufweisen kann, falls das Containerschiff, was in der Praxis regelmäßig der Fall sein wird, mal mit der einen und mal mit der anderen Längsseite am Kai anlegt. Als Ortungseinheiten werden nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorteilhaft wieder einige der an Bord bereits vorhandenen Basiseinheiten 37 verwendet.
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Die als Ortungseinheiten dienenden Basiseinheiten 37 messen fortlaufend die Abstände der vier Kuppelstücke 20 und der am Container 43 angebrachten Sendeeinheit 44, indem Signale zwischen den jeweiligen Sendeeinheiten 28, 44 und den Basiseinheiten 37 ausgetauscht werden. So kann mittels z.B. Trilateration, alternativ aber auch mittels Triangulation, die Position der Kuppelstücke 20 und der Sendeeinheit 44 bestimmt werden. Hierfür sind wenigstens drei als Ortungseinheiten dienende Basiseinheiten 37 erforderlich. Wie gezeigt, werden aber vorzugsweise vier Basiseinheiten 37 hierfür eingesetzt.
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Aufgrund dieser fortlaufenden Positionsbestimmung lässt sich für jeden der vier Kuppelstücke 20 und auch für die Sendeeinheit 44 ein Bewegungsmuster ermitteln. In 11 sind exemplarisch vier verschiedene Orte 43I, 43II, 43III und 43IV des Containers 43 während des Hievs gezeigt. Die vier Kuppelstücke 20 und die Sendeeineheit 44 weisen untereinander das gleiche Bewegungsmuster auf und können so als zum gleichen Container 43 gehörend als Gruppe erkannt werden. Damit ist auch bekannt, welchem Container 43 in welchem Containerstapel und in welcher Lage innerhalb des Containerstapels die Sendeeinheit 44 zugeordnet ist. Aufgrund von Signalen dieser Sendeeinhet 44 ermittelte Störungen können wiederum gezielt untersucht und behoben werden.
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Auch bei den neu zu ladenden Containern 23 ohne zusätzliche Sendeeinheit 44, wie oben beschrieben, lässt sich die Zusammenfassung zu einer Gruppe vorteilhaft einsetzen. Fällt nämlich an einem oder gar an zwei oder drei der Kuppelstücke 20 der Abstandssensor 29 aus, so geht von ihm kein Abstandssignal 38 aus, wenn der obere Container 23 auf dem unteren Container 25 abgesetzt wird. Es ist dann nicht bekannt, zu welchem Container 23 das betreffende Kuppelstück 20 gehört und folglich wo an Bord es sich befindet. Sind die Kuppelstücke 20 jedoch wie oben beschrieben zu einer Gruppe zusammengefasst, reicht das Abstandssignal 38 eines der Kuppelstücke 20 aus, um zu bestimmen, zu welchem Container 23 es gehört. Zwar wird es aufgrund des fehlenden Abstandssignals 38 aufgrund des defekten Abstandssensors 29 zu einer Fehlermeldung kommen, der nachzugehen ist. Die Funktion weiterer Sensoren, wie beispielsweise des Temperatursensors 32 am betreffenden Kuppelstück 20 und der entsprechende Datenaustausch mit der CPU 42 ist jedoch nicht notwendiger Weise gestört und das Kuppelstück kann weiterhin zu anderen Zwecken, wie z.B. der Brandmeldung, eingesetzt werden.
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Im Extremfall wäre aufgrund der Zusammenfassung zu einer Gruppe sogar eine Bestimmung der Position, an welche ein bestimmter Container 23, 43 geladen wird, ganz ohne die Abstandssensoren 29 nur aufgrund des Bewegungsmusters möglich. Aufgrund der Abmessungen der Containerbrücken 45 kann immer nur ein Container 23, 43 in einer bestimmten Bay geladen werden. Selbst eine gleichzeitige Ladung von Containern 23, 43 in unmittelbar benachbarte Bays ist in der Praxis kaum möglich. Das Bewegungsmuster lässt sich nun zumindest solange erfassen, wie der Container noch über dem Kai bewegt wird. Damit ist bekannt, in welcher Bay der Container geladen wird. Senden die zu einem bestimmten Stauplatz für Containerstapel innerhalb dieser Bay gehörenden Bottemlocks 35 nun in einem bestimmten Zeitfenster eine Gewichtssignal 36, wird dadurch angezeigt, dass dieser Container 23, 43 zu diesem Containerstapel gehört.
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Beim Entladen der Container 43 bzw. 23 wird wieder wie anhand der 6 bis 8 beschrieben vorgegangen. Eine Verfolgung des Bewegungsmusters der Kuppelstücke 20 und ggf. des Sensors 44 ist dabei nicht erforderlich.
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Die vorstehend beschriebene Technik ist nich auf Twistlocks oder Midlocks für auf Deck geladene Container beschränkt. Sie lässt sich auf alle Arten von Kuppelstücken, z.B. für Twiststacker für unter Deck geladene Container vorteilhaft einsetzen.
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Es versteht sich, dass bei der vorliegenden Erfindung ein Zusammenhang zwischen einerseits Merkmalen besteht, die im Zusammenhang mit Verfahrensschritten beschrieben wurden, sowie andererseits Merkmalen, die im Zusammenhang mit entsprechenden Vorrichtungen beschrieben wurden. Somit sind beschriebene Verfahrensmerkmale auch als zur Erfindung gehörige Vorrichtungsmerkmale - und umgekehrt - anzusehen, selbst wenn dies nicht explizit erwähnt wurde.
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Es ist festzuhalten, dass die unter Bezug auf einzelne Ausführungsformen bzw. Varianten beschriebene Merkmale der Erfindung, wie beispielsweise Art und Ausgestaltung der einzelnen Komponenten des erfindungsgemäßen Systems einerseits - wie beispielsweise der Abstandssensoren, der Basiseinheiten 37 sowie der Verarbeitungseinheit - sowie deren räumliche Anordnung andererseits oder die jeweilige Durchführung und Reihenfolge der einzelnen Verfahrensschritte, auch bei anderen Ausführungsformen vorhanden sein können, außer wenn es in der vorliegenden Beschreibung oder den beigefügten Ansprüchen anders angegeben ist oder sich aus technischen Gründen von selbst verbietet. Von derartigen, in Kombination beschriebenen, Merkmalen einzelner Ausführungsformen müssen außerdem nicht notwendigerweise immer alle Merkmale in einer betreffenden Ausführungsform realisiert sein.
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Bezugszeichenliste
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- 20
- Kuppelstück
- 21
- (oberer) Kupplungsvorsprung
- 22
- (unterer) Eckbeschlag
- 23
- (oberer) Container
- 24
- (unterer) Kupplungsvorsprung
- 25
- (unterer) Container
- 26
- (oberer) Eckbeschlag
- 27
- Anschlagplatte
- 28
- Sendeeinheit
- 29
- Abstandssensor
- 30
- Unterseite
- 31
- Oberseite
- 32
- Temperatursensor
- 33
- Aktivierungssensor
- 34
- Schaft
- 35
- Bottomlock
- 36
- Gewichtssignal
- 37
- Basiseinheit
- 38
- Abstandssignal
- 39
- Gewichtsverlauf
- 40
- Gruppe von Punkten
- 41
- Gruppe von Punkten
- 42
- CPU
- 43
- Container
- 44
- Sendeeinheit
- 45
- Containerbrücke
- 46
- Containerschiff
- 47
- Container
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1534612 B1 [0002, 0004]
- WO 3014/032659 A1 [0002, 0004]
- WO 2016/126163 A2 [0006, 0007, 0035, 0040]
- WO 2014/032659 A1 [0032]