DE102018212717A1 - Household refrigeration device with an antenna assembly - Google Patents
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Abstract
Ein Haushaltskältegerät 100 hat einen kühlbaren Innenraum (103) zum Lagern von Lebensmitteln, eine wärmeisolierte Wandung (93, 105) und eine mit einem RFID-Modul (12, 113) verbundene Antennenbaugruppe (10,115). Die wärmeisolierte Wandung (93, 105) umfasst einen dem kühlbaren Innenraum (103) zugewandten Innenbehälter (92, 107), eine Außenhülle (94, 109) aus Metall und eine zwischen dem Innenbehälter (92, 103) und der Außenhülle (94, 109) angeordnete Wärmeisolierung (96). Die Außenhülle (94, 109) weist eine Blechwand (28) mit einer Ausnehmung (26) auf, ein Hinterlegteil (24) ist an der Ausnehmung (26) angeordnet, die Antennenbaugruppe (10,115) ist in dem Hinterlegteil (24) angeordnet, und die Außenhülle (94, 109) weist einen Deckel (30) aus Metall auf, der außen über der Ausnehmung (26) angeordnet ist. Die Antennenbaugruppe (10,115) weist einen Reflektor (22) und eine parallel dazu angeordnete Antenne (20) auf.A household refrigeration device 100 has a coolable interior (103) for storing food, a heat-insulated wall (93, 105) and an antenna module (10, 115) connected to an RFID module (12, 113). The heat-insulated wall (93, 105) comprises an inner container (92, 107) facing the coolable interior (103), an outer shell (94, 109) made of metal and one between the inner container (92, 103) and the outer shell (94, 109) ) arranged thermal insulation (96). The outer shell (94, 109) has a sheet metal wall (28) with a recess (26), a backing part (24) is arranged on the recess (26), the antenna assembly (10,115) is arranged in the backing part (24), and the outer shell (94, 109) has a lid (30) made of metal, which is arranged on the outside over the recess (26). The antenna assembly (10, 115) has a reflector (22) and an antenna (20) arranged parallel to it.
Description
Die Erfindung betrifft ein Haushaltskältegerät mit einer Antennenbaugruppe.The invention relates to a household refrigerator with an antenna assembly.
Die
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Haushaltskältegerät anzugeben, welches ein RFID-Lesegerät mit einer Antennenbaugruppe aufweist.The object of the present invention is to provide an improved household refrigeration device which has an RFID reader with an antenna module.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Haushaltskältegerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object of the invention is achieved by a domestic refrigeration appliance with the features of claim 1.
Ein Haushaltskältegerät gemäß der Erfindung weist einen kühlbaren Innenraum zum Lagern von Lebensmitteln, eine wärmeisolierte Wandung, die einen dem kühlbaren Innenraum zugewandte Innenbehälter, eine Außenhülle aus Metall und eine zwischen dem Innenbehälter und der Außenhülle angeordnete Wärmeisolierung umfasst, und eine mit einem RFID-Modul verbundene Antennenbaugruppe auf. Die Außenhülle weist eine Blechwand mit einer Ausnehmung auf, ein Hinterlegteil ist an der Ausnehmung angeordnet, die Antennenbaugruppe ist in dem Hinterlegteil angeordnet, und die Außenhülle weist einen Deckel aus Metall auf, der außen über der Ausnehmung angeordnet. Dies hat einerseits Vorteil, dass die Antennenbaugruppe auch nach einem Schäumen des Gehäuses des Kältegeräts von außen zugänglich ist, und hat andererseits den Vorteil, dass die Antennenbaugruppe keine Strahlung von außerhalb des Kältegeräts empfängt und auch nicht nach außerhalb des Kältegeräts abstrahlt.A domestic refrigeration device according to the invention has a coolable interior for storing food, a heat-insulated wall, which comprises an inner container facing the coolable interior, an outer shell made of metal and a heat insulation arranged between the inner container and the outer shell, and one connected to an RFID module Antenna assembly on. The outer shell has a sheet metal wall with a recess, a backing part is arranged on the recess, the antenna assembly is arranged in the backing part, and the outer shell has a metal cover which is arranged on the outside over the recess. On the one hand, this has the advantage that the antenna assembly is accessible from the outside even after the housing of the refrigerator has been foamed, and on the other hand it has the advantage that the antenna assembly does not receive any radiation from outside the refrigerator and does not radiate it outside of the refrigerator.
Die Antennenbaugruppe weist einen Reflektor und eine parallel dazu angeordnete Antenne auf. Dies hat den Vorteil, dass flächig baut und senkrecht zur Fläche wenig Raum einnimmt. Vorteilhaft ist auch, dass die komplette Antennenbaugruppe vormontiert werden kann und als Ganzes auf dem Hinterlegteil montiert wird, ohne dass eine Nachjustierung oder Feinausrichtung der Antenne vorgenommen werden muss.The antenna assembly has a reflector and an antenna arranged parallel to it. This has the advantage that the building is flat and takes up little space perpendicular to the surface. It is also advantageous that the complete antenna assembly can be preassembled and mounted as a whole on the backing part without having to readjust or fine-tune the antenna.
Das Haushaltskältegerät dient dem Zweck, eingelagerte Lebensmittel, die mit einem RFID Tag versehen sind, verwalten zu können. Das Haushaltskältegerät hat dazu die metallische Außenhülle, innerhalb der die eingeschlossenen RFID Tags mittels des RFID-Moduls und der RFID Antenne bzw. Antennenbaugruppe erfasst werden, während außerhalb des Kältegeräts befindliche RFID Tags nicht erfasst werden. Nicht benutzte RFID Tags können in dem Haushaltskältegerät aufbewahrt werden ohne erfasst zu werden, wenn sie abgeschirmt sind.The household refrigeration device serves the purpose of being able to manage stored food that is provided with an RFID tag. For this purpose, the household refrigeration device has the metallic outer shell, within which the enclosed RFID tags are detected by means of the RFID module and the RFID antenna or antenna module, while RFID tags located outside the refrigeration device are not detected. Unused RFID tags can be stored in the household refrigerator without being detected if they are shielded.
Durch eine eindeutige Zuordnung zwischen RFID Tag und Lebensmittel können so die entsprechenden eingelagerten Lebensmittel erfasst und verwaltet werden. Es kann damit der Lebensmittelbestand im Kühlschrank aus der Ferne abgefragt werden und auch eine automatische Vorratsergänzung für gewünschte bzw. ausgewählte Lebensmittel erfolgen.The corresponding stored food can be recorded and managed through a clear assignment between RFID tag and food. It can be used to query the food inventory in the refrigerator from a distance and also to automatically replenish the desired or selected food.
Das Hinterlegteil liegt vorzugsweise an einer Blechwand der Außenhülle des Kühlschranks an und ist in Isolationsmaterial eingeschäumt.The backing part preferably lies against a sheet metal wall of the outer casing of the refrigerator and is foamed in insulation material.
Eine Anordnung der RFID Antenne bzw. Antennenbaugruppe außerhalb des Isolierschaums ermöglicht einerseits eine gute Erfassung der RFID Tags und andererseits eine von außen zugängliche Lage im Kühlschrank.An arrangement of the RFID antenna or antenna module outside the insulating foam enables good detection of the RFID tags on the one hand and a location in the refrigerator that is accessible from the outside.
Das Hinterlegteil bzw. die Antennenbaugruppe sind vorzugsweise in der Decke des Kältegeräts angeordnet, alternativ sind auch Anordnungen in Seitenwänden, in der Rückwand im Boden oder in einer Tür möglich.The backing part or the antenna module are preferably arranged in the ceiling of the refrigerator, alternatively arrangements in side walls, in the rear wall in the floor or in a door are also possible.
Gemäß einer Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts weist das Hinterlegteil eine in einer ersten Ebene liegende Montagefläche, eine in einer zweiten Ebene liegende Referenzfläche und eine in einer dritten Ebene liegende Bodenfläche auf, und der Reflektor ist an der Montagefläche in definiertem Abstand zu der Montagefläche befestigt. According to one embodiment of the household refrigeration device, the backing part has a mounting surface lying in a first level, a reference surface lying in a second level and a floor surface lying in a third level, and the reflector is fastened to the mounting surface at a defined distance from the mounting surface.
Dies hat den Vorteil, dass Lage der Antennenbaugruppe sowohl zu dem Innenbehälter als auch zu der Blechwand der Außenhülle gut definiert ist. Dazu der Reflektor als Referenzfläche der Antennenbaugruppe verwendet.This has the advantage that the position of the antenna assembly with respect to both the inner container and the sheet metal wall of the outer shell is well defined. For this purpose the reflector is used as the reference surface of the antenna module.
Gemäß einer Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts weist die Antenne ein PCB mit einer ersten Metallschicht auf, die eine Außenfläche und mindestens eine Einkoppelfläche hat, wobei die Metallschicht zwischen der Außenfläche und der Einkoppelfläche rahmenartig ausgenommen ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die Antenne aus einem üblichen Material gefertigt werden kann und dass Antenne und Reflektor eine vorteilhafte Strahlungscharakteristik haben.According to one embodiment of the household refrigeration device, the antenna has a PCB with a first metal layer, which has an outer surface and at least one coupling surface, the metal layer between the outer surface and the coupling surface being recessed like a frame. The advantage of this embodiment is that the antenna can be made from a common material and that Antenna and reflector have advantageous radiation characteristics.
Gemäß einer Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts ist die Einkoppelfläche rechteckig ist. Bezüglich einer rechteckigen PCB hat dies den Vorteil, dass eine symmetrische Anordnung mit einer guten Abstrahlcharakteristik leicht erreicht werden kann.According to one embodiment of the household refrigeration device, the coupling surface is rectangular. With regard to a rectangular PCB, this has the advantage that a symmetrical arrangement with good radiation characteristics can easily be achieved.
Es können auch mehrere Einkoppelstellen vorgesehen sein. Diese können mit separaten Antennenkabeln verbunden und an das RFID-Modul angeschlossen sein. Die erhöht vorteilhaft sowohl die Zuverlässigkeit als auch die Abstrahlcharakteristik.Several coupling points can also be provided. These can be connected with separate antenna cables and connected to the RFID module. This advantageously increases both the reliability and the radiation characteristic.
Gemäß einer Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts ist die Außenfläche mit dem Reflektor elektrisch leitend verbunden. Dies hat den Vorteil einer günstigen Strahlungscharakteristik.According to one embodiment of the household refrigeration device, the outer surface is electrically conductively connected to the reflector. This has the advantage of favorable radiation characteristics.
Gemäß einer Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts besteht die elektrische Verbindung zwischen Außenfläche und Reflektor aus einer metallischen Schraubverbindung, die vorzugsweise in der Mitte des PCB angeordnet ist. Der Vorteil der metallischen Schraubverbindung, liegt in der mechanischen Stabilität und der einfachen Montage. Die Lage in der Mitte des PCB ist sowohl stabilitätsfördernd als auch günstig bezüglich der Strahlungscharakteristik.According to one embodiment of the household refrigeration device, the electrical connection between the outer surface and the reflector consists of a metallic screw connection, which is preferably arranged in the middle of the PCB. The advantage of the metallic screw connection lies in the mechanical stability and the simple assembly. The position in the middle of the PCB promotes stability as well as favorable in terms of radiation characteristics.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts weist die Antennenbaugruppe ein Antennenkabel auf, welches ein Koaxialkabel ist, dessen Seele mit der Einkoppelfläche elektrisch leitend verbunden ist und dessen Außenleiter mit dem Reflektor elektrisch leitend verbunden ist. Dies hat den Vorteil einer guten elektrischen Anbindung der Flächen an das Kabel.According to a further embodiment of the household refrigeration device, the antenna assembly has an antenna cable, which is a coaxial cable, the core of which is electrically conductively connected to the coupling surface and the outer conductor of which is electrically conductively connected to the reflector. This has the advantage of a good electrical connection of the surfaces to the cable.
Gemäß einer Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts weist das PCB eine der ersten Metallschicht gegenüberliegende zweite Metallschicht auf, wobei die erste Metallschicht auf der dem Reflektor abgewandten Seite des PCB angeordnet ist. In dieser Anordnung lässt sich vorteilhaft der Reflektor mit einer metallischen Schraubverbindung mit der Außenfläche des PCB verbinden, wobei ein Schraubenkopf auf der ersten Metallschicht aufliegt.According to one embodiment of the household refrigeration device, the PCB has a second metal layer opposite the first metal layer, the first metal layer being arranged on the side of the PCB facing away from the reflector. In this arrangement, the reflector can advantageously be connected to the outer surface of the PCB with a metallic screw connection, a screw head resting on the first metal layer.
Die erste und die zweite Metallschicht können miteinander elektrisch leitend verbunden sein, wobei elektrisch isolierte Bereiche und elektrische Trennungen zwischen gegeneinander isolierten Bereichen einer Metallschicht Entsprechungen auf der anderen Metallschicht aufweisen.The first and second metal layers can be connected to one another in an electrically conductive manner, wherein electrically insulated areas and electrical separations between mutually insulated areas of one metal layer have correspondences on the other metal layer.
Gemäß einer Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts weist die zweite Metallschicht eine Lötstelle mit einer Lötverbindung der Seele auf. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Seele mit einer zweiten Lötstelle an dem PCB befestigt ist und dadurch die mechanische Zuverlässigkeit der Anbindung der Seele verbessert wird.According to one embodiment of the household refrigeration device, the second metal layer has a solder joint with a solder connection of the soul. This has the advantage that the core is attached to the PCB with a second soldering point and the mechanical reliability of the connection of the core is thereby improved.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts weist der Reflektor Schellen auf die den Außenleiter des Antennenkabels klemmen. Dies hat den Vorteil, dass das Antennenkabel zuverlässig am Reflektor gehalten und definiert positioniert ist.According to another embodiment of the household refrigeration device, the reflector has clamps which clamp the outer conductor of the antenna cable. This has the advantage that the antenna cable is reliably held on the reflector and positioned in a defined manner.
Gemäß einer Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts weist das RFID-Modul eine Platine auf und das Antennenkabel ist an die Platine angeschlossen. Dies ist bei der Montage des Kältegeräts vorteilhaft. Es kann beispielsweise das Antennenkabel mit einem zweipoligen Stecker mit der Platine verbunden werden.According to one embodiment of the household refrigeration device, the RFID module has a circuit board and the antenna cable is connected to the circuit board. This is advantageous when installing the refrigerator. For example, the antenna cable can be connected to the board with a two-pin connector.
Gemäß einer Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts weist die Antennenbaugruppe Abstandshülsen zwischen dem Reflektor und der Antenne auf, welche den Abstand zwischen Antenne und Reflektor definieren. Dies hat den Vorteil, dass der definierte Abstand zwischen Antenne und Reflektor mit Standard-Kunststoffteilen erreicht werden kann.According to one embodiment of the household refrigeration device, the antenna assembly has spacer sleeves between the reflector and the antenna, which define the distance between the antenna and reflector. This has the advantage that the defined distance between antenna and reflector can be achieved with standard plastic parts.
Gemäß einer Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts weist der Reflektor vorzugsweise verpresste Gewindehülsen auf. Der Vorteil der Gewindehülsen am Reflektor ist eine zuverlässige Schraubverbindung, die in Verbindung mit Abstandshülsen auch gleichzeitig zuverlässig den gewünschten Abstand zwischen Antenne und Reflektor schafft.According to an embodiment of the household refrigeration device, the reflector preferably has pressed threaded sleeves. The advantage of the threaded sleeves on the reflector is a reliable screw connection, which in conjunction with spacer sleeves also reliably creates the desired distance between the antenna and reflector.
Gemäß einer Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts ist die Antenne mittels Schrauben aus Kunststoff am Reflektor befestigt. Die Köpfe dieser Schrauben haben vorzugsweise eine definierte Dicke. Dies hat den Vorteil, dass Antenne und Reflektor an den Befestigungsstellen isoliert sind und die definierte Dicke einen Mindestabstand zwischen der Antenne und dem Boden des Hinterlegteils gewährleistet.According to one embodiment of the household refrigerator, the antenna is attached to the reflector by means of plastic screws. The heads of these screws preferably have a defined thickness. This has the advantage that the antenna and reflector are insulated at the fastening points and the defined thickness ensures a minimum distance between the antenna and the bottom of the backing part.
Vorzugsweise sind die Gewindehülsen bündig mit der Oberfläche des Reflektors, die dem Deckel zugewandt ist.The threaded sleeves are preferably flush with the surface of the reflector which faces the cover.
Gemäß einer Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts ragt der Reflektor seitlich über die Antenne hinaus. Dies hat den Vorteil einer günstigen Strahlungscharakteristik.According to one embodiment of the household refrigeration device, the reflector protrudes laterally beyond the antenna. This has the advantage of favorable radiation characteristics.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts weist das Hinterlegteil einen Aufnahmeraum für das RFID-Modul auf. Dies hat den Vorteil, dass RFID-Modul und Antennenbaugruppe in einem gemeinsamen Hinterlegteil angeordnet sind. Damit ist ein kurzes Antennenkabel möglich und es wird nur eine einzige Verbindung vom Hinterlegteil nach außen, nämlich von dem RFID-Modul beispielsweise zur einer Steuerungseinheit oder zu einer Spannungsversorgung, erforderlich.According to a further embodiment of the household refrigeration device, the backing part has a receiving space for the RFID module. This has the advantage that the RFID module and antenna module are arranged in a common backing part. This makes a short antenna cable possible only a single connection from the back part to the outside, namely from the RFID module, for example to a control unit or to a voltage supply, is required.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung besitzt das RFID-Modul ein Gehäuse, das in das Hinterlegteil über einen Schnappmechanismus eingeclipst wird. Dies hat den Vorteil einer einfachen Handhabung bei der Montage.According to a further embodiment, the RFID module has a housing which is clipped into the backing part via a snap mechanism. This has the advantage of simple handling during assembly.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist in das Gehäuse des RFID-Modul die Platine eingeschnappt. Dies hat den Vorteil einer einfachen Handhabung bei der Montage.According to a further embodiment, the circuit board is snapped into the housing of the RFID module. This has the advantage of simple handling during assembly.
Gemäß einer Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts ist das Hinterlegteil in dem Isolationsmaterial eingeschäumt. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Schäumprozess zur Herstellung des Gehäuses des Kältegeräts ein Raum für den nachträglichen Einbau der Antennenbaugruppe und gegebenenfalls des RFID-Moduls freigehalten wird.According to one embodiment of the household refrigeration device, the backing part is foamed into the insulation material. This has the advantage that a space for the subsequent installation of the antenna module and, if appropriate, of the RFID module is kept free in a foaming process for producing the housing of the refrigeration device.
Gemäß einer Ausgestaltung des Haushaltskältegeräts ist zwischen der Blechwand der Außenhülle und dem Deckel eine Dichtung aus einem Kunststoffmaterial, vorzugsweise einem Thermoplastischen Elastomer, angeordnet. Damit wird der Vorteil eines sicheren Schutzes gegen das Eindringen von Feuchtigkeit von außen erreicht.According to one embodiment of the household refrigeration device, a seal made of a plastic material, preferably a thermoplastic elastomer, is arranged between the sheet metal wall of the outer casing and the cover. This achieves the advantage of reliable protection against the ingress of moisture from outside.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
-
1 einer schematischen perspektivischen Darstellung eines Haushaltskältegeräts mit einem wärmeisolierten Korpus und mit einer Antennenbaugruppe gemäß der Erfindung, und -
2 eine schematische Schnittansicht einer Antennenbaugruppe gemäß der Erfindung in einer Decke eines Haushaltskältegeräts.
-
1 a schematic perspective view of a household refrigerator with a thermally insulated body and with an antenna assembly according to the invention, and -
2 is a schematic sectional view of an antenna assembly according to the invention in a ceiling of a household refrigerator.
Das Haushaltskältegerät
Mit dem RFID-Modul
Die Antennenbaugruppe
Die Antennenbaugruppe
Über dem Hinterlegteil ist ein Deckel
Der Reflektor
Die Antenne
Ein Antennenkabel
Die Abschirmung
Ein Port
Die Antennenbaugruppe
Eine Antenne
Die Schrauben
Die Antenne
Das Hinterlegteil
Alternativ zur Positionierung der Antennenbaugruppe
Der Reflektor
Das Hinterlegteil
Eine wärmeisolierte Wandung
Die Außenhülle
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Antennenbaugruppeantenna assembly
- 1212
- RFID-ModulRFID module
- 1414
- Deckeblanket
- 1515
- Gehäusecasing
- 1616
- Kältegerätsrefrigeration unit
- 2020
- Antenneantenna
- 2222
- Reflektorreflector
- 2424
- Hinterlegteilbacking piece
- 2626
- Ausnehmungrecess
- 2828
- Blechwandsheet metal wall
- 3030
- Deckelcover
- 3232
- Dichtungpoetry
- 3434
- PCBPCB
- 36, 3836, 38
- Metallschichtmetal layer
- 4040
- Unterbrechunginterruption
- 4242
- Außenflächeouter surface
- 4444
- Einkoppelflächecoupling surface
- 4646
- Antennenkabelantenna cable
- 4848
- Koaxialkabelcoaxial
- 5050
- Seelesoul
- 5252
- Abschirmungshielding
- 5454
- Lötstellesoldered point
- 5656
- Schelleclamp
- 58 58
- Portport
- 6060
- Steckerplug
- 62, 6362, 63
- DistanzhülseStand Off
- 64, 6564, 65
- Schraubescrew
- 66, 6766, 67
- Gewindehülsethreaded sleeve
- 68, 6968, 69
- Schraubenkopfscrew head
- 7070
- AbstandsdomAbstandsdom
- 7171
- Montageflächemounting surface
- 7373
- Bodenflächefloor area
- 7272
- Referenzflächereference surface
- 7474
- Zwischenebenebetween level
- 76, 7876, 78
- Einbauvertiefunginstallation depression
- 80, 8280, 82
- Bodenground
- 8484
- Modulgehäusemodule housing
- 8686
- Schnappmechanismussnap mechanism
- 9090
- Platinecircuit board
- 9292
- Innenbehälterinner container
- 9393
- Wandungwall
- 9494
- Außenhülleouter shell
- 9696
- Wärmeisolierungthermal insulation
- 9898
- Isolationsschauminsulating foam
- 100100
- HaushaltskältegerätHousehold refrigerator
- 101101
- KältegerätetürRefrigerator door
- 103103
- Innenrauminner space
- 105105
- Wandungwall
- 107107
- Innenbehälterinner container
- 109109
- Außenhülleouter shell
- 111111
- Ausnehmungrecess
- 113113
- RFID-ModulRFID module
- 115115
- Antennenbaugruppeantenna assembly
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 1666820 A1 [0002]EP 1666820 A1 [0002]
- DE 102013216763 [0003]DE 102013216763 [0003]
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Applications Claiming Priority (1)
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