Die Erfindung betrifft die Anordnung mindestens einer auf einem Antennenträger
befestigten Antenne für elektromagnetische Strahlung an einer aus Stahlblech
bestehenden Containerwand mit Belüftungsöffnungen, die mit einer gegen
Spritzwasser schützenden Abdeckung auf der Außenseite der Containerwand
verdeckt sind, wobei die Abdeckung vor den Belüftungsöffnungen einen Hohlraum
bildet.
Für den weltweiten Transport von Halbfertig- und Fertigprodukten
sind aus Stahlblech bestehende Container üblich. Die Container weisen auf einer
Stirnseite verschließbare Türen auf, die auch besonders gesichert werden
können. Die Wände der Container sind zur Stabilisierung üblicherweise
trapezförmig profiliert. Die Abmessungen der Container sind weitgehend genormt.
Für den Schiffstransport sind die Container stapelbar, wobei die Stapel miteinander
verriegelbar sind. Beim Bahn- und Lkw-Transport werden jeweils einzelne Container
verladen.
Zur Steuerung des Materialflusses von Halbfertigprodukten und auch
Fertigprodukten ist es notwendig, den Transportweg und den jeweiligen Standort der
Container verfolgen zu können. Teure Containerinhalte müssen darüber
hinaus gegen Diebstahl oder Manipulation der Ware überwacht werden. Gewünscht
wird eine möglichst lückenlose Überwachung bzw. Meldung bei Aufbruch
eines Containers.
Es ist bekannt, den Standort eines Containers z.B. über GPS (Global
Positioning System) zu bestimmen und über GSM (Global System for Mobile Communication)
zu melden. Die Standortmeldung kann auch eine Information über eine unzulässige
Öffnung des Containers enthalten.
Elektronische Systeme zur Standortbestimmung und Meldung können
in robuster und weitgehend wartungsfreier, sowie energiearmer Ausgestaltung konstruiert
werden, so daß sie bei Ausstattung mit modernen Batterien über einen langen
Zeitraum einsatzbereit bleiben. Voraussetzung für ihre Nachweisfunktion ist,
daß sie gegen Manipulation, Zerstörung oder Verlust am Container weitgehend
gesichert sind. Im Wartungsfall sollen sie darüber hinaus einfach und schnell
austauschbar sein. Zum Signalempfang und zur Signalübertragung weisen die Systeme
geeignete Antennen auf.
Bekannte Systeme zur Standortbestimmung und Überwachung der Container
sind als flache geschlossene Kästen mit innen liegenden Antennen ausgestaltet.
Diese Kästen sind in geeigneten Ausnehmungen außen am Container befestigt.
Den Türen des Containers können Sensoren zugeordnet sein, die eine unberechtigte
Öffnung der Tür detektieren. Andere bekannte Systeme sind an der Türinnenseite
befestigt, wobei ihre Antennen aus Dichtlippen der Türflügel herausgeführt
werden, bzw. in diese eingebaut sind.
Aus US 2004/0066328 A1 ist eine Anordnung bekannt, bei der in einem
auswechselbaren Kästchen eine Sendeelektronik mit Antenne vorhanden ist. Das
Kästchen wird außerhalb des Containers im Schließbereich der Containertüren
mechanisch gesichert auf eine Verriegelungsstange für die Containertüren
aufgesetzt. Ein Türöffnungssensor wird durch einen Türspalt hindurch
in den Containerinnenraum geführt und mit einer Sicherungselektronik in dem
Kästchen verbunden.
Aus WO 2004/021299 A1 ist eine Anordnung bekannt, bei der auf der
äußeren Containerwand in einem trapezförmig nach innen weisenden
Bereich eine Antennenanordnung befestigt und flächenbündig mit einer Kunststoffabdeckung
versehen ist.
An den Außenwänden der Container angebrachte Systeme können
beim Verladen und Stapeln der Container beschädigt werden. Außerdem kann
ein unberechtigter Eingriff zur Manipulation des Systems nicht zuverlässig
verhindert werden. Innen liegende Systeme benötigen in jedem Fall eine nach
außen geführte Antenne, da die Containerwandungen eine nahezu perfekte
Abschirmung für elektromagnetische Strahlung bilden. Die zwischen Dichtlippen
der Türflügel liegenden Antennen können bei geschlossenen Türen
an ihren außen liegenden Enden beschädigt werden und sind beim Bewegen
der Türflügel zusätzlichen Belastungen ausgesetzt.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der Antennen
anzugeben, die einerseits gegen Beschädigungen und Eingriffe von Außen
gesichert ist, eine zuverlässige Kommunikation von im Innern eines Containers
angeordneten elektronischen Systemen zur Standortbestimmung und Überwachung
des Containerinhalts mit der Außenwelt gewährleistet und die in einfacher
Weise nachrüstbar und austauschbar ist.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Die Unteransprüche sind auf Ausführungsasten der Erfindung gerichtet.
Die Erfindung macht sich zunutze, daß genormte Container jeweils
an mindestens einer Seitenwand mit Belüftungsöffnungen versehen sind,
über die ein temperaturbedingter Druckausgleich des Containervolumens mit dem
Außenraum möglich ist. Die Belüftungsöffnungen bestehen üblicherweise
aus einem Raster von Bohrungen mit einem Durchmesser von etwa 8 mm. Von außen
ist auf dieses Raster eine gegen Spritzwasser schützende, nicht lösbare
Abdeckung gesetzt. Die Abdeckung bildet vor dem Lochraster einen geschlossenen Hohlraum, der
nach unten mit in der Höhe und Lage gegeneinander versetzt angeordneten Stegen
gegen eindringendes Spritzwasser geschützt ist. Darunter ist die Abdeckung
mit Schlitzen für den Lufteintritt versehen. Die Abdeckung ist in ein nach
innen weisendes Profilsegment der Containerwand eingesetzt, so daß sie gegen
Stöße beim Verladen gesichert ist. Der Hohlraum vor den Belüftungsöffnungen
hat eine Höhe von etwa 2,5 cm.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß der vorhandene
Hohlraum vor den Belüftungsöffnungen bei entsprechender Ausbildung und
Anordnung des Antennenträgers und der Antennenform ausreicht, um eine Empfangs-
und Sendeübertragung aus dem Containerinnenraum nach außen herstellen
zu können. Es muß lediglich darauf geachtet werden, daß die Abdeckung
aus Kunststoff besteht. Das Verschließen einzelner Belüftungsöffnungen
durch die Antennenanordnung beeinflußt den notwendigen Druckausgleich nicht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Anordnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend anhand der Figuren näher
beschrieben. Dabei zeigen
1 einen Ausschnitt einer Container-Außenseite
mit Abdeckung für Belüftungsöffnungen und
2 einen Querschnitt durch die Containerwand mit Antennenanordnung.
1 zeigt einen Ausschnitt aus einer trapezförmig
profilierten Containerwand 1 in Aufsicht von außen. In ein nach innen
weisendes Profilsegment 2 der Containerwand 1 ist eine Abdeckung
3 eingesetzt. Die Abdeckung 3 ist durch nicht weiter dargestellte
Befestigungsmittel fest mit der Containerwand 1 verbunden. Im unteren Bereich
der Abdeckung 3 sind Schlitze 4 als Luftdurchlaß angeordnet.
Im oberen Bereich ist ein durch die Abdeckung 3 geschütztes Raster
von Belüftungsöffnungen 5 angedeutet.
2 zeigt einen Querschnitt durch die Containerwand
1 im Bereich der Abdeckung 3. In der Containerwand 1
sind drei untereinander liegende Belüftungsöffnungen 5,
5', 5'' aus dem in 1 angedeuteten
Raster dargestellt. Die Abdeckung 3 bildet vor den Belüftungsöffnungen
5, 5', 5'' einen Hohlraum 6. Unterhalb des Hohlraums
6 sind drei in der Höhe und seitlich zueinander versetzt angeordnete
Stege 7 vorgesehen, die einen Eintritt von Spritzwasser durch die Schlitze
4 hindurch in den Hohlraum 6 verhindern. Die Abdeckung
3 ist durch eine Dichtung 8 auch rundum gegen Eindringen von Wasser
oder Staub geschützt. Die Dichtung 8 kann auch durch einen geeigneten
Kleber zur Befestigung der Abdeckung 3 an der Containerwand 1
dargestellt werden.
An der Innenseite 9 der Containerwand 1 ist ein
Antennenträger 10 angeordnet. Der Antennenträger 10
wird durch eine magnetisierbare Metallplatte 11 gebildet, die mit Permanentmagnetflächen
12, 13 versehen ist. Die Magnetflächen 12,
13 dienen der Haftung des Antennenträgers 10 an der Containerwand
1. Die Metallplatte 11 solldabei möglichst mit flächigem
Kontakt auf der Containerwand 1 anliegen. Der in der 2
dargestellte Luftabstand dient der deutlicheren Darstellung der Teile der Anordnung.
Außerdem wird dadurch angedeutet, daß in der Realität durch einen
ungleichmäßigen Lackauftrag auf der Containerwand 1 oder andere
Unebenheiten ein ideal flächiger Kontakt nicht zu erreichen ist, es sei denn
die Ansetzfläche wird vorher plan geschliffen.
Auf der Metallplatte 11 ist eine Antenne 14 derart
befestigt, daß sie durch eine Öffnung in der Metallplatte 11
hindurchgeht. Die Antenne 14 ist in einem Leitungsbereich in an sich bekannter
Weise von einer dielektrischen Ummantelung 15 und im übrigen von einer
abriebfesten Schutzhülle 16 umgeben. Die Schutzhülle
16 dient auch dazu, daß die Antenne 14 beim Einstecken in
eine der Belüftungsöffnungen 5, 5', 5'' nicht
beschädigt wird. Zusätzlich kann zum Schutz der Antenne in die Belüftungsöffnung
ein Kunstoffring eingesetzt sein.
Um die Antenne 14 herum ist auf der Metallplatte
11 ein an sich üblicher Steckeranschluß 17 vorgesehen,
der elektrisch leitenden Kontakt zur Metallplatte 11 hat. Die Metallplatte
11 bildet damit die Massebezugsfläche für die Antenne
14. Das an den Steckeranschluß 16 anzuschließende Verbindungskabel
von der Antenne 14 zu der Empfangs- bzw. Sendeelektronik ist nicht dargestellt.
Die Metallplatte 11 ist an einer Längsseite rechtwinklig
zur Containerwand 1 abgewinkelt. An dieser Abwinklung 18 ist ein
Griff 19 parallel zur Containerwand 1 befestigt. Der Griff
19 dient zum Abheben des Antennträgers 10 von der Containerwand
1. Andere Ausführungsformen einer Angriffsmöglichkeit zum Abheben
der magnetisch haftenden Metallplatte 11 liegen im Rahmen fachmännischen
Handelns.
Zur Anordnung des Antennenträgers 10 mit der daran befestigten
Antenne 14 an der Containerwand 1 wird das mit der Schutzhülle
16 versehene Antennenende durch eine der Belüftungsöffnungen
5' hindurchgesteckt und in den Hohlraum 6 eingeführt. Die
in den Hohlraum 6 einzuführende Länge der Antenne 14
ist von der Übertragungsfrequenz abhängig. Bei vorgegebener Höhe
der Abdeckung 3 im Bereich des Hohlraums 6 ist es daher vorteilhaft,
wenn die Antenne 14 flexibel ausgebildet ist, so daß auch längere
Antennen 14 sich beim Anstoßen an der Abdeckung 3 daran gleitend
umbiegen können. Als flexible Antennenformen eignen sich insbesondere Stab-
und Helix-Antennen, die auch vor dem Einführen in den Hohlraum
6 mit einer leichten Krümmung versehen werden können. Selbstverständlich
können auch andere Antennenformen, z.B. Chip-Antennen, mit Abstimmung auf andere
Übertragungsfrequenzen eingesetzt werden, soweit sie sich durch eine der Belüftungsöffnungen
5 in den Hohlraum 6 einführen lassen.
Eine Helix-Antenne ist in den für GPS und GSM verwendeten Frequenzbereichen
im wesentlichen eine durch Aufwickeln verkürzte Stabantenne. Die Gesamtlänge
des aufgewickelten Drahtes wirkt dabei als Lambda/4 Antenne. Durch die effektive
Länge des Helix in Verbindung mit einem gestreckten Teil als Stabantenne zwischen
dem Fußpunkt und dem Beginn der Helix läßt sich die Antenne auf zwei
Resonanzfrequenzen abstimmen, bei denen sie an 50 Ohm Antennenwiderstand angepaßt
werden kann. In der Anwendung einfacher ist es jedoch, für unterschiedliche
Frequenzen separate Antennenträger vorzusehen.
Für die Funktion der Metallplatte 11 als Massebezugsfläche
ist eine durch Versuche leicht zu ermittelnde Mindestfläche vorzusehen. Dabei
kann es sich ergeben, daß die Metallplatte 11 beim Ansetzen an die
Containerwand 1 neben der zum Einführen der Antenne in den Hohlraum
6 benutzten Belüftungsöffnung 5' weitere Belüftungsöffnungen
5, 5'' überdeckt. Sollte dabei eine Störung des Druckausgleichs
für den Container-Innenraum festgestellt werden, so kann die Metallplatte
11 mit einem an das Raster der Belüftungsöffnungen
5, 5', 5'' angepaßten Lochraster 20 versehen
werden.
Anstelle der magnetischen Haftung des Antennenträgers
10 an der Containerwand 1 kann auch eine mechanische Befestigung
in Form einer Spreizvorrichtung vorgesehen sein, die an der Metallplatte
11 so befestigt ist, daß sie beim Einführen einer Antenne in
eine der Belüftungsöffnungen in eine weitere Belüftungsöffnung
eingreift und darin z.B. über ein Hebelwerk verriegelt werden kann. Wenn die
Metallplatte 11 zusätzliche Löcher 20 aufweist, kann
auch ein separates Spreizelement durch einander gegenüber liegende Löcher
zur Befestigung des Antennenträgers 10 vorgesehen sein.
Der beschriebene Antennenträger 10 stellt ein robustes
Bauelement dar, das in seinen Abmessungen in vielfältiger Weise an die durch
die Belüftungsöffnungen vorgegebenen Bedingungen angepaßt werden
kann.
- 1
- Containerwand
- 2
- nach innen weisendes Profilsegment
- 3
- Abdeckung
- 4
- Schlitze zum Lufteintritt
- 5
- Belüftungsöffnung
- 6
- Hohlraum
- 7
- Stege
- 8
- Dichtung
- 9
- Innenseite
- 10
- Antennenträger
- 11
- Metallplatte
- 12, 13
- Permanentmagnet-Flächen
- 14
- Antenne
- 15
- dielektrische Ummantelung
- 16
- Schutzhülle
- 17
- Steckeranschluß
- 18
- Abwinklung
- 19
- Griff
- 20
- Lochraster