DE3629244A1

DE3629244A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des gewichtes und/oder der raeumlichen schwerpunktlage von containern

Info

Publication number: DE3629244A1
Application number: DE19863629244
Authority: DE
Inventors: Carsten Prof Dr Ahrens
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1986-08-28
Publication date: 1987-03-26

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Gewichtes und/oder der räumlichen Schwerpunktlage von Containern sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Eine Gewichtsmessung erfolgt während des Umschlags von Containern in der Regel nicht, sondern die Containergewichte werden den Begleitpapieren entnommen. Oft stimmen aber die angegebenen Gewichte nicht mit den tatsächlichen Gewichten überein, d. h. in der überwiegenden Zahl sind die Gewichte zu gering angegeben. Insbesondere für den Schiffstransport ist dies nachteilig, ja sogar gefährlich, da sich aus einem erhöhten Gewicht ein erhöhter Tiefgang und somit schlechtere Stabilitätseigenschaften des Schiffes ergeben. Einen noch größeren Einfluß auf die Stabilitätseigenschaften von Schiffen hat aber die Höhenschwerpunktlage der Ladung. Bei Containern wird die Lage des Schwerpunkts im allgemeinen bei halber Länge, Breite und Höhe angenommen, da die See-Berufsgenossenschaft und der Germanische Llyod davon ausgehen, daß durch diese Annahme genügend Stabilitätsreserven vorhanden sind. In Einzelfällen werden auch Stabilitätsberechnungen auf der Grundlage von auf 45% der Höhe und z. T. sogar 40% der Höhe liegenden Schwerpunkten genehmigt. Die genauen, d. h. die tatsächlichen durch Gewicht und Schwerpunktlage der Container bestimmten Verhältnisse ergeben sich aber erst nach der vollständigen Beladung des Schiffes durch dessen Tiefgang und Schräglage, da eine vor der Ladung durchgeführte Momentenrechnung nicht zu einem korrekten Ergebnis führen kann, wenn unvollständige oder falsche Gewichtsangaben sowie unbekannte Schwerpunktlagen zugrundegelegt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur genauen Bestimmung des Gewichtes und/oder der räumlichen Schwerpunktlage von Containern anzugeben, wobei die für diese Bestimmung erforderlichen Messungen ohne nennenswerte Beeinträchtigungen des Verladevorganges, d. h. ohne Verlängerung oder Verzögerung der Umschlagzeit, bereits vor und/oder während der Verladung möglich sein sollen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in einer ersten Messung die an den Anschlagpunkten eines in einer Ausgangslage hängenden und/oder stehenden Containers auftretenden Zug- und/oder Druckkräfte gemessen werden, der Container nachfolgend aus der Ausgangslage um einen definierten Winkel verkippt wird, in einer zweiten Messung die an den Anschlagpunkten des verkippten Containers auftretenden Zug- und/oder Druckkräfte gemessen werden und aus den ermittelten Werten das Gewicht und/oder die Schwerpunktlage des Containers errechnet wird. Hierdurch ist es möglich, direkt während des Verladevorganges von Containern deren Gewicht und Schwerpunktlage zu bestimmen, insbesondere wenn Mittel zur Kraftmessung direkt in einer Verladeanlage installiert werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn zur Errechnung des Gewichtes oder der Schwerpunktlage ein elektronischer Rechner verwendet wird, da hierdurch die Zeitverzögerung beim Containerumschlag in einem vertretbaren Rahmen gehalten werden kann.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich durch vorzugsweise vier Kraftaufnehmer aus, auf denen jeweils ein Container steht (Standversion) und/oder daran hängt (Hangerversion), wobei der Container zusammen mit den Kraftaufnehmern um eine seiner Kanten verschwenkbar ist und die Kraftaufnehmer über elektrische Verbindungsmittel mit einer elektronischen Auswerteinheit verbunden sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung enthalten.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des mechanischen Teils einer Standversion einer Vorrichtung nach der Erfindung mit aufgesetztem Container,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild des elektrischen Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines auf Kraftaufnehmern stehenden Containers,

Fig. 5 eine Stirnansicht eines Containers in waagerechter und gekippter Lage,

Fig. 6 schematische Darstellungen der auftretenden Kräfte bei einem hängenden Container,

Fig. 7 bis 9 weitere schematische Darstellungen der bei Verkippen des Containers auftretenden Kräfte,

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Containers mit möglichen Kippkanten,

Fig. 11 eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform einer Standversion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 12 eine vergrößerte Detailansicht von Fig. 11,

Fig. 13 eine Seitenansicht einer weiteren Standversion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 14 und 15 Seitenansichten von Hangerversionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit Spreadern und

Fig. 16 eine weitere alternative Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung unter Verwendung eines Portalstaplers.

Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung des Gewichtes und/oder der räumlichen Schwerpunktlage von Containern (Fig. 1 und 2) besteht aus einem Rahmen 1, auf den ein Container 2 aufsetzbar ist (Standversion). Alternativ zum dargestellten Beispiel kann der Container 2 auch - ggf. über Seile oder dergleichen - an dem Rahmen 1 aufgehängt werden (Hangerversion), so daß sich die Erfindung auch direkt an Container-Verladebrücken und Portalstaplern einsetzen läßt. Der Rahmen 1 weist vorzugsweise die gleiche Breite und Länge wie der Container 2 auf, wobei es zweckmäßig ist, den Rahmen 1 für die größten vorkommenden Container zu bemessen und Halterungen in den entsprechenden Maßen kleinerer Container vorzusehen. In den Auflagepunkten des Containers 2 sind in dem Rahmen 1 vorzugsweise vier Kraftaufnehmer 3, 4, 5, 6 angeordnet. Dabei handelt es sich um elektrische Zug- oder Druckkraftaufnehmer, vorzugsweise mit integrierten Meßverstärkern und A/D- Wandlern 7 (Fig. 4). Der Rahmen 1 steht vorteilhafterweise auf höhenveränderbaren Stützen 8, die per Hand einstellbar oder hydraulisch ausgebildet sein können. Mittels dieser Stützen 8 ist der Rahmen in der Waagerechten ausrichtbar. Zur Kontrolle der Ausrichtung ist mindestens eine Libelle (nicht dargestellt) an dem Rahmen 1 befestigt. Der Container 2 ist erfindungsgemäß um eine seiner Kanten, vorzugsweise um eine untere Längskante 9 (bei einem hängenden Container um eine obere Längskante) kippbar, wozu an dem Rahmen 1 zweckmäßigerweise zwei hydraulische Kolben-Zylindereinheiten 11 befestigt sind. Zur Begrenzung der Verschwenkung des Containers 2 weist der Rahmen 1 einen einstellbaren Anschlag und zur sicheren Halterung und Führung beim Aufsetzen des Containers 2 Führungsschienen 12, Stoßdämpfer 13 und/oder Arretierungen auf, wobei letztere mittels einer Hydraulik 14 befestigbar und lösbar sind. Die hydraulischen Kolben-Zylindereinheiten 11 sind erfindungsgemäß über Rohr- oder Schlauchleitungen mit einer Hydraulikpumpe fest verbunden, die ebenso wie die Kraftaufnehmer 3, 4, 5, 6 über Verbindungskabel fest mit einem elektronischen Rechner 16 verbunden ist, so daß während der Messung aufgenommene Meßwerte automatisch ausgewertet werden können. Der Rechner 16 steuert dabei erfindungsgemäß auch die Verschwenkung des Containers 2. Weiterhin steuert der Rechner 16 über einen Multiplexer 17 die Wahl des jeweiligen Meßkanals, d. h. des jeweils an eine Stromversorgung 18 und an die Auswertung angeschlossenen Kraftaufnehmers 3, 4, 5, oder 6. Die aufgenommenen Meßwerte werden somit vorteilhafterweise einzeln Kanal für Kanal von dem Rechner abgefragt und ausgewertet. Die verstärkten analogen Meßsignale werden über einen Analog-/Digitalwandler 19 in durch den Rechner 16 verwertbare Digitalsignale umgesetzt.

An dem Rechner 16 sind Anschlußmöglichkeiten für Datensichtgeräte 22, Eingabeterminals 23, Drucker 24 und/oder Datenspeicher 25 vorgesehen. Als Datenspeicher 25 eignen sich beispielsweise Floppy-Disks. Der Rechner 16 und die an ihn angeschlossenen Einrichtungen sind vorteilhafterweise in einem wetterfesten Gehäuse 26 untergebracht.

Zur Durchführung einer Messung wird zunächst der Rahmen 1 in der Waagerechten ausgerichtet. Allgemeine Angaben, wie Containernummer, Abmessungen, Bestimmungsort, Meßort, Datum, Uhrzeit und dergleichen, können über das Eingabeterminal 23 in den Rechner 16 eingegeben werden. In einer ersten Messung werden zunächst die in den Auflagepunkten des Containers 2 auf die Kraftaufnehmer 3 bis 6 wirkenden Kräfte F ₁, F ₂, F ₃, F ₄ bei waagerecht stehendem Container 2 Kanal für Kanal durch den Rechner 16 abgefragt und gespeichert. Danach löst der Rechner 16 automatisch die Verschwenkung des Containers 2 um eine untere Längskante 9 aus. Vorzugsweise wird der Container 2 um einen Winkel ϕ von ca. 10° verschwenkt. Es erfolgt nun die Aufnahme der Kräfte F ₁′, F ₂′, F ₃′, F ₄′ bei verschwenktem Container, wobei wichtig ist, daß die Kraftaufnehmer derart angeordnet sind, daß nur Kräfte, d. h. Kraftkomponenten, in einer definierten, vorzugsweise in vertikaler Richtung gemessen werden. Nachfolgend steuert der Rechner 16 die Rückverschwenkung des Containers.

Anhand der ermittelten Meßwerte errechnet der Rechner nun mittels der Formeln oder das Gewicht (die Masse) des Containers.

Weiterhin werden (siehe hierzu Fig. 5 und 6) die räumlichen Koordinaten L _S, B _S und H _S des Schwerpunktes S aus den Formeln

(Standversion), da F ₃ + F ₄ ≦λτ F ₃′ + F ₄′

(als Kontrollmessung), da F ₁′ + F ₂′ ≦λτ F ₁ + F ₂

(Hangerversion), F ₃′ + F ₄′ ≦λτ F ₃ + F ₄
bzw. (F ₁ + F ₂ ≦λτ F ₁′ + F ₂′) (als Kontrollmessung)
errechnet. In diesen Formeln bedeuten g die Erdbeschleunigung (9,81 m/sec²), ϕ den Kippwinkel des Containers und B, L, H die Breite, Länge, Höhe des Containers, gemessen von einem Bezugspunkt, vorzugsweise einer unteren Ecke des Containers aus (siehe Fig. 6). Die angegebenen Formeln gelten nur für eine waagerechte Ausgangslage (Anfangskippwinkel ϕ = 0°). Für eine definierte nicht-waagerechte Ausgangslage (Anfangswinkel ϕ ₁ und Kippwinkel ϕ ₂-ϕ ₁ bekannt) gilt (siehe Fig. 7 und 8):
Kräfte bei Ausgangslage ϕ ₁: F ₁′, F ₂′, F ₃′, F ₄′,
Kräfte bei Kipplage ϕ ₂: F ₁″, F ₂″, F ₃″, F ₄″

mg = F ₁′ + F ₂′ + F ₃′ + F ₄′ = F ₁″ + F ₂″ + F ₃″ + F ₄″

für die Standversion (Fig. 7): und für die Hangerversion (Fig. 8):
L _S wie oben
H _S(2) = H + H _S(1)
B _S entsprechend

Bei einer undefinierten, nicht-waagerechten Ausgangslage (nicht definierter Anfangswinkel ϕ ₁ ≦ωτ 5°, aber definierter Kippwinkel ϕ ₂-ϕ ₁) ist L _S wie oben angegeben. In den obigen Gleichungen für H _S läßt sich ersetzen

mit einem Fehler von weniger als + 2,4% für ϕ ₁ ≦ωτ 5° und ϕ ₂-ϕ ₁ 10°. Durch diese Näherung wird die Lage des Höhenschwerpunktes um maximal 2,4% zu hoch bestimmt. Weiterhin gilt: mit einem von H _S und ϕ ₁ abhängigen Fehler, der für ϕ ₁ ≦ωτ 5° und H _S ≦ωτ 0,7 B bei maximal 5% liegt.

Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Messungen ist auch eine nicht-vertikale Kraftmessung unter Berücksichtigung der Reibung denkbar (siehe Fig. 9). Hier werden nach dem Verkippen statt der Vertikalkräfte F ₁′, F ₂′, F ₃′, F ₄′, die Komponenten F ₁*, F ₂*, F ₃*, F ₄* gemessen, wobei gilt: F* = F′ · cos ϕ. Dabei sollte zur Erzielung einer größeren Genauigkeit F ₁′ + F ₂′ noch um die Reibungskraft F _R = µ · m · g · sin ϕ · cos ϕ (µ = Reibungskoeffizient) korrigiert werden.

Die bisherigen Überlegungen beziehen sich auf ein Verkippen des Containers um die Kippkante 9 gemäß Fig. 4 bis 6. Bei Verkippen um andere Kippkanten 9 a, 9 b (Fig. 10) müssen die entsprechenden Größen in den Formel vertauscht werden; z. B. gilt für die Kippkante 9 a:

Über das Datensichtgerät 22 und/oder den Drucker 24 erfolgt nach der Messung und der Auswertung die Ausgabe und Darstellung des Meßergebnisses, wobei auch die vor der Messung eingegebenen allgemeinen Angaben zweckmäßigerweise mit ausgegeben werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eichfähig, indem definierte Massen an definierten Orten innerhalb eines leeren Containers angebracht werden.

Die Vorrichtung, d. h. die Steuerung durch den Rechner, ist so einstellbar, daß die gesamte Messung nicht länger als eine halbe Minute dauert, so daß keine nennenswerten Verzögerungen des Container-Umschlages zu befürchten sind.

Neben der beschriebenen automatischen Berechnung der Gewichts- und/oder Schwerpunktwerte durch den Rechner 16 ist es alternativ natürlich ebenfalls möglich, die Kraftmeßwerte lediglich zu erfassen und größenmäßig zu bestimmen und nachfolgend die erforderlichen Berechnungen anhand der angegebenen Formeln "manuell" durchzuführen.

Bei einer alternativen Ausführungsform einer Standversion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (Fig. 11 und 12) sind vorzugsweise vier zum Beispiel manuell betätigbare Hydraulik-Heber 31, 32 vorgesehen, die jeweils ca. 10 t (100 kN) Tragkraft aufweisen. Diese Heber 31, 32 sind den Ecken des Containers 2 gegenüberliegend anzuordnen. Zwei auf der Seite der Kippkante 9 seitlich neben dem Container 2 anzuordnende Heber 31 sind fest auf jeweils einer Grundplatte 33 montiert (verschweißt, verschraubt). Jeder dieser feststehenden Heber 31 (Fig. 12) weist eine vertikal bewegliche Kolbenstange 34 auf, an der eine Hebestange 35 befestigt ist, die im dargestellten Beispiel ausgehend von der Kolbenstange 34 einen sich waagerecht in Richtung des Containers 2 erstreckenden Schenkel 35 a, einen sich an diesen anschließenden, parallel zu der Kolbenstange 34 senkrecht nach unten verlaufenden Schenkel 35 b sowie einen sich von letzterem waagerecht in Richtung des Containers 2 erstreckenden Schenkel 35 c aufweist. Das freie Ende des Schenkels 35 c ist als vorzugsweise zylindrischer Bolzen oder aber als sogenannter Twistlock ausgebildet, der in eine kreisförmige oder rechteckige Halterungsöffnung 36 (corner casting) in der Wandung des Containers 2 eingreift. Der zylindrische Bolzen dient somit als Schwenklagerung des Containers 2 für eine Verschwenkung um die Kippkante 9. Zwischen dem Schenkel 35 b und der Wandung des Containers 2 ist zum Beispiel ein Rollrad 37, eine Kugel oder dergleichen angeordnet, wodurch eine bei Verkippen des Containers 2 an dieser Stelle auftretende Reibung reduziert, aber auch ein Kippen der Heber selbst in Richtung des Containers 2 verhindert wird. An der Grundplatte 33 ist eine sich senkrecht zu dieser nach oben erstreckende Platte 38 zur seitlichen Kippsicherung des Containers 2 befestigt. Die auf der Hubseite 39 des Containers 2 anzuordnenden Heber 32 sind jeweils um eine Achse 41 kippbar auf einer Grundplatte 42 angeordnet, die analog zu den Grundplatten 33 eine Platte 43 zur Kippsicherung aufweist. Während der Anwendung der Vorrichtung sind die Platten 38 und 43 über vorzugsweise kreuzweise verlaufende Streben 44 miteinander verbindbar. Jeder Heber 32 trägt an seiner Kolbenstange ebenfalls eine Hubstange, die analog zu der Hubstange 35 der Heber 31 ausgebildet ist und ebenfalls mit einem zylindrischen Bolzen oder einem Twistlock in eine Öffnung des Containers 2 eingreift (analog zu Fig. 12). Vorzugsweise ist in bzw. an den senkrechten Schenkeln 35 b jeder Hebestange 35 ein Kraftaufnehmer 45 (z. B. Dehnungsmeßstreifen) angeordnet.

Zur ersten Messung wird der Container 2 mit allen vier Hebern 31, 32 in eine waagerechte Lage angehoben. Die zweite Messung erfolgt, nachdem die beiden Heber 32 der Hubseite 39 den Container 2 um den definierten Kippwinkel ϕ verkippt haben.

Die Ausführungsform eignet sich aufgrund ihrer einfachen Ausbildung (Minimalversion) insbesondere als tragbare Meßvorrichtung, die eingesetzt werden kann, wenn einmalig und ohne Zeitdruck gemessen wird.

Bei der in Fig. 13 dargestellten weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich ebenfalls um eine Standversion. Bei dieser Ausführung sind die Kraftaufnehmer 3, 4, 5, 6 in einem Plattenrahmen 47 eingebaut, der den Container 2 aufnimmt und als Ganzes zusammen mit dem Container 2 verkippt wird. Der Plattenrahmen 47, der Führungsschienen 12 zur Halterung und Führung des Containers 2 aufweist, ist um eine Achse 48 schwenkbar auf einem Sockel 49 befestigt. Der Sockel 49 weist mindestens einen hydraulischen Heber 51 auf, dessen Kolbenstange 52 in Pfeilrichtung 53 bewegbar und über eine Gelenkverbindung 54 an dem Plattenrahmen 47 befestigt ist. Die Kraftaufnehmer 3 bis 6 können sich über Federelemente 55 an dem Plattenrahmen 47 abstützen. Da bei dieser Ausführungsform die Kraftaufnehmer 3 bis 6, der Plattenrahmen 47 und der Container 2 als Ganzes gemeinsam verschwenkt werden, können nach dem Verschwenken keine vertikalen Kräfte gemessen werden. Es ist daher in diesem Fall bei der Berechnung die Reibung zu berücksichtigen, wie dies oben bereits beschrieben ist.

In Fig. 14 und 15 sind Hangerversionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Ein rechteckiger, der Breite und Länge des Containers 2 entsprechender Heberahmen, ein sogenannter Spreader 57, weist im Bereich seiner vier Ecken jeweils einen Zapfen, einen sogenannten Twistlock 58 auf. Jeder Twistlock 58 weist einen um seine Längsachse 59 drehbaren Kopf 61 auf, der in die entsprechende Halterungsöffnung (corner casting) 36 auf der Oberseite des Containers 2 eingreift und durch Drehung um einen Winkel von in der Regel etwa 90° verriegelt wird. Erfindungsgemäß sind nun die Kraftaufnehmer 3, 4, 5, 6 an oder in den Tragbolzen 62 der Twistlocks 58 angeordnet. Die Twistlocks 58 sind derart an dem Spreader 57 befestigt, daß sie nach oben, d. h. in Pfeilrichtung 63 frei verschiebbar und dadurch versenkbar und in entgegengesetzter Richtung gegen die Kraft von Federn 64 verschiebbar sind. Diese Anordnung dient der Dämpfung von Stoß- und Beschleunigungskräften beim Aufsetzen und Anheben des Containers 2. Da es bei Container-Hebezeugen möglich ist, die beiden Zugseilpaare 65 unabhängig von den Zugseilpaaren 66 zu verfahren, kann der gesamte Spreader 57 zusammen mit dem Container 2 verkippt werden (Fig. 14). Diese Ausführung gestattet ein Verkippen des Containers 2 um seine obere Kippkante 9 (Fig. 6). Alternativ dazu kann an der Unterseite des Spreaders 57 auch ein Plattenrahmen 67 um eine Achse 68 schwenkbar gelagert sein (Fig. 15), wobei dann der Plattenrahmen 67 die Twistlocks 58 aufweist. Im zuletzt genannten Fall ist ein hydraulischer Heber 69 zwischen dem Spreader 57 und dem Plattenrahmen 67 angeordnet, mittels dem der Plattenrahmen 67 um den Kippwinkel ϕ nach unten verschwenkt werden kann. Diese Ausführung gestattet ein Verkippen des Containers 2 um alle Kippkanten 9, 9 a, 9 b (Fig. 10).

Bei den beschriebenen Hangerversionen ist es zweckmäßig, wenn die Twistlocks 58 derart verkippbar gelagert sind, daß vertikale Kräfte gemessen werden können. Werden jedoch kippsichere Twistlocks 58 verwendet, so ist bei der Messung nicht-vertikaler Kräfte die Reibung gemäß oben beschriebener Theorie zu berücksichtigen.

Bei den Containerbrücken und Portalstaplern werden Meßkabel 71 und sonstige Zuleitungen 72 parallel zu den Zugseilen mitgeführt (Fig. 14).

Die einfachste Art des Verkippens des Containers 2 ergibt sich unter Verwendung eines herkömmlichen Portalstaplers 73 (Fig. 16), auch Straddle Carrier genannt, der den Container 2 aufnehmen kann und fahrbar ist. Diese Fahrbarkeit wird dazu ausgenutzt, um den Container 2 zu verkippen, indem der Portalstapler 73 ausgehend von einer horizontalen Ebene 74 auf eine um den Kippwinkel ϕ ansteigende schiefe Ebene 75 auffährt. Für Kontrollmessungen ist es zweckmäßig, wenn sich an diese schiefe Ebene 75 eine weitere horizontale Ebene 76 und eine im Winkel ϕ abfallende schiefe Ebene 77 anschließen, so daß der Portalstapler 73 eine Meßfahrt in Pfeilrichtung 78 ausführen kann. Der Container 2 ist dabei vorzugsweise wiederum über mit Kraftaufnehmern versehenen Twistlocks an dem Portalstapler 73 befestigt.

Moderne Spreader bieten die Möglichkeit, ihre Tragrahmen teleskopartig in der Größe zu verändern, um einen einzelnen 20′ (610 cm) Container, einen einzelnen 40′ (1220 cm) Container oder auch zwei 20′ (610 cm) Container hintereinander aufzunehmen (nicht dargestellt). Zur gleichzeitigen Bestimmung des Gewichtes und/oder der räumlichen Schwerpunktlage von zwei Containern müßten entsprechend bis zu acht Kraftaufnehmer installiert und die Hardware der Auswerteinheit auf eine entsprechende Anzahl von Meßkanälen ausgelegt werden.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn eine automatisierte Meßeinrichtung, die beispielsweise Lichtschranken oder dergleichen aufweist, zur Höhenbestimmung des Containers 2 verwendet wird. Die gemessene Höhe sollte unmittelbar dem Rechner 16 zugeführt werden.

Eine Beeinträchtigung des Umschlagtempos der Container durch die Messung von Gewicht (Masse) und Schwerpunktkoordinaten kann auch bei großen Umschlagterminals nicht auftreten, wenn die Messung z. B. direkt beim Anliefern bzw. Abladen der Container erfolgt, da die Mehrzahl der Container zunächst für Stunden bis Tage auf Abruf gestapelt werden. Auch für direkt vom Anlieferer auf das Schiff zu verladende Container würde sich nur eine Verzögerung von der Dauer etwa eines Meßvorganges ergeben, wenn pro Containerbrücke eine Meßvorrichtung vorhanden ist.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Maßnahmen.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung des Gewichtes und/oder der räumlichen Schwerpunktlage von Containern, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Messung die an den Anschlagpunkten eines in einer Ausgangslage hängenden und/oder stehenden Containers auftretenden Zug- und/oder Druckkräfte gemessen werden, der Container nachfolgend aus der Ausgangslage um einen definierten Winkel verkippt wird, in einer zweiten Messung die an den Anschlagpunkten des verkippten Containers auftretenden Zug- und/oder Druckkräfte gemessen werden und aus den ermittelten Werten das Gewicht und/oder die Schwerpunktlage des Containers errechnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Anschlagpunkten des Containers auftretenden Zug- und/oder Druckkräfte von geeichten Zug- und/oder Druckkraftaufnehmern erfaßt werden, die elektrische Ausgangs- Meßsignale in Abhängigkeit von den auftretenden Kräften erzeugen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßten Meßsignale über Meßverstärker und einen Analog-/ Digitalwandler zur Auswertung einem Mikrocomputer zugeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kraftaufnehmer mit integriertem oder unmittelbar anschließendem Meßverstärker sowie vorzugsweise mit integriertem AD-Wandler verwendet werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen über Meßverstärker/AD-Wandler mit den Kraftaufnehmern verbundenen Multiplexer die Meßsignale Kanal für Kanal durchgeschaltet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Multiplexers und somit die Kanalwahl durch den Mikrocomputer erfolgt.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Mikrocomputer der Meßvorgang automatisch gesteuert wird, die Meßsignale verarbeitet und die Ergebnisse zusammen mit vor der Messung einzugebenden allgemeinen Angaben, wie Ort, Datum, Uhrzeit, Containernummer, Abmessungen, Bestimmungsort oder dergleichen, über ein Datensichtgerät und/oder einen Drucker dargestellt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß alle Daten in Datenspeichern gespeichert werden.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Container um eine untere oder eine obere Seitenkante verkippt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Container um einen Winkel von etwa 10° verkippt wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß vier Kraftaufnehmer verwendet werden.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung der Kraftaufnehmer, Meßverstärker und/oder AD-Wandler durch den Mikrocomputer erfolgt.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die analogen Meßsignale direkt am Meßverstärker durch AD-Wandler digitalisiert werden, um einen wesentlich weniger störanfälligen Übertragungsweg der Meßsignale zum Mikrocomputer zu gewährleisten.

14. Vorrichtung zur Bestimmung des Gewichtes und/oder der räumlichen Schwerpunktlage von Containern, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 13, gekennzeichnet durch vorzugsweise vier Kraftaufnehmer (3, 4, 5, 6; 45), auf denen jeweils ein Container (2) steht und/oder daran hängt, wobei der Container (2) zusammen mit den Kraftaufnehmern (3, 4, 5, 6; 45) um eine seiner Kanten verschenkbar ist und die Kraftaufnehmer (3, 4, 5, 6; 45) über elektrische Verbindungsmittel vorzugsweise mit einer elektronischen Auswerteinheit verbunden sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftaufnehmer (3, 4, 5, 6) in einem Rahmen (1) angeordnet sind, der vorzugsweise die Breite und Länge eines Containers (2) aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) auf in der Höhe veränderbaren Stützen (8), insbesondere Hydraulikstützen, steht, mittels denen er in der Waagerechten ausrichtbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) zur Kontrolle der waagerechten Ausrichtung mindestens eine Libelle aufweist.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) zur Verschwenkung des Containers (2) mindestens eine, vorzugsweise zwei hydraulische Kolben-Zylindereinheiten (11) aufweist.

19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Anprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) einen einstellbaren Anschlag zur Begrenzung der Verschwenkung des Containers (2) aufweist.

20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) Führungsschienen (12), Stoßdämpfer (13) und/oder Arretierungen für den Container (2) aufweist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Kolben-Zylindereinheiten (11) über Rohr- oder Schlauchleitungen mit einer Hydraulik-Pumpe (15) fest verbunden sind.

22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftaufnehmer (3, 4, 5, 6) sowie die Hydraulikpumpe (15) über Verbindungskabel fest mit einem elektronischen Rechner (16) verbunden sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kraftaufnehmern (3, 4, 5, 6) und dem Rechner (16) vorzugsweise integrierte Meßverstärker (7) und AD-Wandler (19) und ein Multiplexer (17) angeordnet sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rechner (16) jeweils mindestens ein Datensichtgerät (22), ein Eingabeterminal (22), ein Drucker (24) und/oder ein Datenspeicher (25) anschließbar ist.

25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rechner (16) eine Stromversorgung (18) für die Kraftaufnehmer (3, 4, 5, 6) angeschlossen ist.

26. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftaufnehmer (3, 4, 5, 6) integrierte Meßverstärker (7) aufweisen.

27. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (16) sowie die an ihn angeschlossenen Einrichtungen in einem wetterfesten Gehäuse (26) untergebracht sind.

28. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftaufnehmer (45) an vorzugsweise vier einzelnen Hydraulikhebern (31, 32) angeordnet sind, die jeweils an ihrer Kolbenstange (34) eine mit dem Container (2) verbindbare Hebestange (35) aufweisen.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der der Kippkante (9) des Containers (2) gegenüberliegenden Hubseite (39) angeordneten Hydraulikheber (32) auf einer Grundplatte (42) schwenkbar gelagert sind.

30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikheber (31, 32) über Streben (44) miteinander verbindbar sind.

31. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen auf einem Sockel (49) um eine horizontale Achse schwenkbar gelagerten, den Container (2) aufnehmenden Plattenrahmen (47), der in den Anschlagpunkten für den Container (2) die Kraftaufnehmer (3, 4, 5, 6) aufweist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftaufnehmer (3, 4, 5, 6) an den Twistlocks (58) eines Spreaders (57) von Container-Hebezeugen angeordnet sind.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Spreader (52) um eine horizontale Achse verschwenkbar ist.

34. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreader (52) einen um eine horizontale Achse (68) schwenkbaren Plattenrahmen (67) aufweist, an dem die Twistlocks (58) angeordnet sind.

35. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftaufnehmer in den Container-Befestigungspunkten eines Portalstaplers (73) angeordnet sind, wobei der Portalstapler (73) zusammen mit dem Container (2) mittels einer schiefen Ebene (75, 77) kippbar ist.

36. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 35, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise mit dem Rechner (16) verbundene automatische Meßeinrichtung zur Höhenbestimmung des Containers (2).

37. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 36, gekennzeichnet durch eine automatische, vorzugsweise mit dem Rechner (16) verbundene Meßeinrichtung zur Bestimmung des Kippwinkels ϕ.