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Die vorliegende Erfindung betrifft ein RFID-Funktionselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Transportsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10 und ein Verfahren zum Transport von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
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Aus dem Stand der Technik sind RFID-Leseeinheiten bekannt, die dynamisch LF-, HF- oder UHF-Tags auf einem transportierten Werkstück erfassen.
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Aus den Druckschriften
DE 100 40 550 A1 ,
EP 1 064 568 B1 und
WO 2109/002156 A1 sind sogenannte Lesetunnel bekannt, bei welchen RFID-Transponder (RFID-Tags) von einem RFID-Lesegerät ausgelesen werden. Die im Transponder gespeicherten Information werden zur Weiterbehandlung des Objekts genutzt.
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Diese Systeme sind konstruktiv aufwendig und damit wirtschaftlich nachteilig. Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte RFID-Leseeinheit beziehungsweise ein solches Transportsystem vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein RFID-Funktionselement nach den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Transportsystem nach den Merkmalen des Anspruchs 10 und ein Verfahren zum Transport von Werkstücken nach den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen, zugehörigen Unteransprüchen angegeben.
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Danach wird die Aufgabe gelöst durch ein RFID-Funktionselement, ausgebildet als ein Funktionselement zum Lesen und/oder Schreiben eines Daten-Tags, umfassend - ein Gehäuse, mit einer Funktionsseite, einer Rückseite, zumindest zwei sich gegenüberstehenden Seitenflächen sowie einer Längsachse und einer Höhe (H), eine Lesespule, ein Prozessormodul.
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Hierbei weist
- - das Gehäuse auf der Funktionsseite eine Gehäuselänge in Richtung der Längsachse auf, die zumindest das 1,5-Fache, insbesondere das Zweifache, der Gehäusebreite der Funktionsseite beträgt, und/oder
- - die Lesespule eine Spulenlänge in Richtung der Längsachse auf, die zumindest das 1,5-Fache, insbesondere das Zweifache, der Spulenbreite beträgt, wobei die Lesespule innerhalb des Gehäuses parallel, benachbart zur Funktionsseite und parallel zur Längsachse angeordnet ist.
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Mit der Gehäusebreite ist insbesondere die größte Erstreckung in Richtung quer zur Längsachse zu verstehen und in analoger Weise mit der Gehäuselänge die größte Erstreckung in Richtung der Längsachse des Gehäuses.
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Das Daten-Tag ist insbesondere ein HF-Tag (High Frequency-Tag), das bei einer Frequenz der Funkwellen von beispielsweise 13,56 MHz die Daten überträgt. Alternativ oder zusätzlich kann das Daten-Tag auch ein LF (Low Frequency-Tag) sein, das bei einer Frequenz von beispielsweise 120-140 kHz die Daten überträgt beziehungsweise ein UHF-Tag (Ultra High Frequency), das Daten bei oberhalb von 860 MHz überträgt.
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Insbesondere beträgt die Spulenlänge zumindest 80 % der Gehäuselänge, bevorzugt zumindest 90 % der Gehäuselänge. Vorteilhafterweise ist die Lesespule unmittelbar angrenzend beziehungsweise parallel zu den Seitenflächen des Gehäuses angeordnet.
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Wenn vorliegend die Lesespule als „benachbart zur Innenfläche der Funktionsseite“ beschrieben wird, ist dies als Anlage an der Funktionsseite und/oder geringförmiger vertikale Beabstandung von wenigen Millimetern zu verstehen, wie kleiner oder gleich 5 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 2 mm. Insbesondere bedeutet „benachbart“, dass zwischen der Lesespule und der Funktionsseite keine weiteren elektronischen oder elektrischen Bauteile angeordnet sind.
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Bei vorteilhaften Ausführungsformen kann das Gehäuse eine Grund- und/oder Schattenfläche aufweisen, die rechteckig, oval, elliptisch und/oder schiffchenartig ausgebildet ist. Hierbei können die Seiten auch mehrteilig sein. Gemeinsam ist der äußeren Form des Gehäuses, dass das Funktionselement als Ganzes in eine langgestreckte Nut eines Längsträgers oder einer Trägerschiene eingefügt werden kann, wie beispielsweise eine Trägerscheine oder ein Trägerprofil mit einer 4-fachen T-Nut, d.h. beispielsweise zumindest eine T-Nut auf jeder Seite des Trägers.
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Auch wenn vorliegend das Funktionselement und nachfolgend auch das Transportsystem beziehungsweise das Verfahren in einer vertikalen Ausrichtung beschrieben wird und hierzu Begrifflichkeiten verwendet werden, die auf die Schwerkraft und eine idealsenkrechte Ausrichtung Bezug nehmen, wie „oben“, „oberhalb“, „unten“, „unterhalb“, „horizontal“, „vertikal“ sowie entsprechende Seiten- oder Flächenbenennungen, so ist dies nicht einschränkend zu verstehen und dient nur der sprachlichen Beschreibung und dem leichteren Verständnis, hinsichtlich einer sehr häufigen, idealen Ausrichtung.
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Es ist dem Fachmann unmittelbar einsichtig, dass das Funktionselement grundsätzlich jede Ausrichtung und Einbaulage einnehmen kann, die auch hängend oder geneigt sein kann. Die analoge Betrachtung gilt auch für das Transportsystem sowie das Verfahren. So können beispielsweise schräge Steigförderer oder hängende Gleitgreifer vorgesehen werden, für welche die hierin beschriebenen erfinderischen Lösungen gleichermaßen mit geringen Anpassungen geeignet und nutzbar sind.
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Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn die Erfassungs- und Übertragungszeit für Daten über die Luftschnittstelle zw. Tag und Lesespule möglichst lang ist. Weil das RFID-Funktionselement in einer langgestreckten Nut einer Trägerschiene beziehungsweise eines Längsträgers angeordnet ist, kann somit bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen werden, dass die Gehäuselänge zumindest das 2,5-Fache der Gehäusebreite beträgt, bevorzugt zumindest das 3-Fache und/oder die Spulenlänge zumindest das 3-Fache der Spulenbreite beträgt, bevorzugt zumindest das 3,5-Fache.
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In der Luftschnittstelle zwischen einem RFID-Funktionselement und einem HF-Tag, ist die Übertragungsgeschwindigkeit begrenzt, so dass mit steigender Fördergeschwindigkeit der Werkstücke Nachteile für den übermittelbaren Datenumfang gegeben sind.
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Bei einem HF-Tag, das an einem Werkstück angebracht ist und bei einer Fördergeschwindigkeit von 0,5 m/s transportiert wird, kann eine zu lesende Datenmenge von 64 Byte innerhalb einer Lesespule mit einer Länge von 30 mm sicher übertragen werden.
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Mit fortschreitender Automatisierung, Leistungssteigerung und beispielsweise aufgrund von gesetzlichen Anforderungen wird der Bedarf zur Datenübermittlung immer umfangreicher und Grenzen der Datenübertragung müssen beachtet werden.
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Somit kann beispielsweise bei einem HF-Tag und bei einer Fördergeschwindigkeit von 1 m/s eine Datenmenge von 112 beziehungsweise 128 Bytes, die vom RFID-Funktionselement zu lesen sind, innerhalb einer (Lese-)Spulenlänge von 40 mm und der daraus resultierenden Verweilzeit von 40 ms im Erfassungsbereich der Lesespule nicht übertragen werden. Vorteilhafterweise kann bei der identischen Bauart und nur durch Verlängerung der Lesespule beziehungsweise des zugehörigen Gehäuses ein Anwender mit einer Lesespule von 80 mm Spulenlänge die Datenmenge von 112 beziehungsweise 128 Byte sicher übertragen, weil die Verweilzeit im Erfassungsbereich von 40 ms auf 80 ms linear verdoppelt wird.
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Weiterhin lässt sich das erfinderische RFID-Funktionselement sehr einfach entlang der gesamten Transportstrecke an den Fassungsort verschieben, der ggf. für eine Wartung besonders gut zugänglich ist und/oder an den sich ein geeignetes Ausschleusungsmittel, Ausschleusungsweiche, Bearbeitungsstation und/oder Greifer anschließt.
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Die vorliegende Erfindung erlaubt die Lesespule in geeigneter Weise zu vergrößern, ohne die baulichen Gegebenheiten am Transportsystem anpassen zu müssen oder nachteilig in das Verfahren eingreifen zu müssen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass das Verhältnis von Gehäusebreite zur Gehäusehöhe kleiner oder gleich 1,5 ist, insbesondere kleiner oder gleich 1 ist. Hierbei kann die Gehäusehöhe auch ein Fußelement umfassen beziehungsweise dessen Länge einschließen, welches unterhalb der Rückseite des Gehäuses angebracht ist oder sich bis unterhalb der Rückseite erstreckt.
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Somit kann bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen werden, dass an der Rückseite RFID-Funktionselement oder der Rückseite des Gehäuses zumindest ein Fußelement angeordnet ist. Solch eine Fußelement ist bevorzugt in der Länge verstellbar, so dass die Funktionsseite in einer definierten Höhe oder Ausrichtung relativ zu einer angrenzenden Außenfläche einer Trägerschiene oder eines Längsträgers ausgerichtet werden kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass aus Blickrichtung der Funktionsseite, das Prozessormodul nach der Lesespule angeordnet ist. Anders ausgedrückt, dass von oben gesehen, das Prozessormodul und/oder alles sonstigen Bauteile, insbesondere elektronischen Bauteile, nach der Lesespule angeordnet sind beziehungsweise alle elektronischen Bauteile zwischen der Rückseite und der Lesespule angeordnet sind.
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Grundsätzlich kann ein Vorteil darin bestehen, dass das RFID-Funktionselement manuell oder mit einfachen Werkzeugen anbringbar ist. Somit kann bei einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen werden, dass an dem Gehäuse eine Arretierungseinheit angeordnet ist. Hierbei dient die Arretierungseinheit insbesondere dazu, die RFID-Funktionseinheit an- und/oder einzuklemmen und damit in ihrer Lage relativ zu einer Trägerschiene, einem Längsträger oder deren Nut festzulegen.
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Hierzu kann die Arretierungseinheit beispielsweise zumindest ein verstellbares Klemmelement aufweisen, wie zumindest eine Klemmbacke, Klemmscheibe und/oder Klemmschraube. Das Klemmelement kann durch Lageveränderung an zumindest eine seitlich angrenzende Wand, Deckenfläche oder Oberfläche an- oder aufgepresst werden. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Klemmelement eine Reib- oder Schneidstruktur als Oberfläche auf, so dass eine innige, schneidende und/oder kratzende Materialverbindung zwischen dem zumindest einen Klemmelement und der angrenzenden Wand, Deckenfläche oder Oberfläche herstellbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Arretierungseinheit in das Gehäuse des RFID-Funktionselements integriert, also hiervon zumindest teilweise umschlossen und/oder innerhalb des Gehäuses zumindest teilweise gelagert.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass eine Trägerschiene umfasst ist, welche eine Außenfläche und zumindest eine Nut aufweist, insbesondere zumindest eine Nut, die als T-Nut ausgebildet ist, wobei die Nut die Außenfläche in Längsrichtung unterbricht und wobei das Gehäuse in der Nut angeordnet ist. Anders ausgedrückt bilden die Trägerschiene und das Gehäuse mit allen innenliegenden Bauteilen und Elementen einen einzige Baueinheit -oder - gruppe.
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Vorliegend meint eine „T-Nut“ oder „T-förmige Nut“ eine Nut, deren Seitenflächen nicht parallel sind oder sich nach außen weiten, d.h. zur Außenfläche hin weiten. Ein T-Nut soll jegliche Nut-Geometrie sein, deren Schnittflächen quer zur Nut-Längsachse, aus Blickrichtung vom Nut-Grund zur Außenfläche eine Verengung, einen Überstand und/oder eine Hinterschneidung aufweist.
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Vorteilhafterweise weist die Trägerschiene zumindest zwei Nuten, insbesondere T-Nuten auf, bevorzugt vier Nuten, insbesondere T-Nuten. Dabei besteht eine vorteilhafte Ausführungsform darin, dass die Tragschiene eine im Wesentlichen quadratische Querschnittsfläche aufweist, die vier im Wesentlichen gleichförmige beziehungsweise identische T-Nuten beziehungsweise -Profile aufweist.
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In der bestimmungsgemäßen Einbaulage und in dem bestimmungsgemäßen Einbauzustand ist das eine Tragschiene umfassende Funktionselement ein integraler Bestandteil eines Längsträgers. Insbesondere ist die Tragschiene vorteilhafterweise baugleich mit dem Längsträger.
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Zur Bereitstellung eines möglichst breiten Erfassungskorridors oder Erfassungsbereiches, kann diese Ausführungsform dahingehend weiter verbessert werden, dass die Funktionsseite des Gehäuses und die Außenfläche der Trägerschiene im Wesentlichen eine gemeinsame Außenebene aufspannen. Hierbei kann die Funktionsseite geringfügig unterhalb der Außenfläche der Trägerschiene positioniert sein, dies sollte aber maximal 3 mm unterhalb der Außenfläche, bevorzugt weniger als 2 mm unterhalb der Ebene positioniert sein, die von der Außenfläche aufgespannt wird.
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Eine geringfügig tiefere Anordnung der Funktionsseite ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Außenfläche zur Auflage von bewegten Elementen dient, wie beispielsweise eines Transportmittels. Auf diese Weise wird das RFID-Funktionselement vor mechanischen Belastungen, wie beispielsweise Reibung, Stößen und Vibrationen geschützt.
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Bei einer weiter verbesserten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in der Ebene oder in dem Raum, den die Lesespule als erste Lesespule aufspannt, in Richtung der Längsachse eine weitere Lesespule angeordnet ist. Diese weitere Lesespule kann insbesondere unterschiedlich aufgebaut sein und für einen zur ersten Lesespule unterschiedlichen Frequenzbereich vorgesehen sein. So kann die erste Lesespule für den HF-Bereich und einen HF-Tag ausgebildet sein, wobei die weitere Lesespule für den UHF-Bereich und einen UHF-Tag ausgebildet ist.
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Eine Ergänzung kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen werden, indem in der Ebene oder in dem Raum, den die Lesespule als Lesespule aufspannt, in Richtung der Längsachse ein Näherungssensor angeordnet ist, insbesondere eine induktiver Näherungssensor. Die Lesespule und der Näherungssensor können hierbei derart im Datenaustausch stehen, dass der Näherungssensor die Lesespule überwacht.
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Somit ist es möglich, dass der Näherungssensor die grundsätzliche Anwesenheit eines Werkstücks und/oder zumindest eines Daten-Tags erfasst. Somit kann eine erwartete Soll-Datenmenge oder Soll-Bit-Länge von einem ggf. gemeinsamen Prozessormodul überwacht werden. Erfasst beispielsweise ein induktiver Näherungssensor die Anwesenheit eines Werkstücks, ohne dass durch das Funktionselement der zugehörige, erwartete Datenumfang gelesen werden konnte, kann lokal oder über eine angeschlossenen Steuer- und Regelungseinheit eine entsprechende Warnmeldung herausgegeben werden und/oder das betreffende Werkstück ausgeleitet werden.
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Von der Erfindung ist weiterhin ein Transportsystem zur Förderung von Werkstücken mit jeweils zumindest einem Daten-Tag, insbesondere einem HF-Tag und deren dynamische Erfassung umfasst. Hierbei meint die dynamische Erfassung das Auslesen der Daten eines Daten-Tags, während das Werkstück bewegt wird.
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Das Transportsystem weist hierbei
- - zumindest ein RFID-Funktionselement zur Erfassung der Daten-Tags, insbesondere der HF-Tags,
- - ein antreibbares Transportmittel, auf dem zumindest ein Werkstück aufstellbar und bewegbar ist, wobei das Transportmittel eine Oberseite zum Auflegen von Werkstücken und eine Unterseite aufweist,
- - zumindest einen Längsträger mit einer Nut in Längsrichtung auf. Hierbei ist das RFID-Funktionselement nach einem der hierin genannten Varianten und Ausführungsformen ausgebildet und in die Nut des Längsträgers eingesetzt und/oder mit dessen Tragschiene am Längsträgers angebracht beziehungsweise zu einem einzigen Längsträger zusammengefügt.
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Das Transportmittel ist insbesondere ein endlos antreibbares Transportband, welches keine geschlossene, metallische Fläche zw. dem RFID-Funktionselement und einem aufstehenden Werkstück ausbildet. Das Transportmittel kann somit insbesondere ein Tablett oder ein Band sein, welches zumindest teilweise aus einem Kunststoff oder einem Gummi gebildet ist. Es kann zur Verbesserung der mechanischen Belastbarkeit ein Metallgewebe oder Metallmaschen umfassen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Transportsystems kann vorgesehen werden, dass das RFID-Funktionselement in einer Nut mit seiner Funktionsseite der Rückseite des Transportmittels parallel ausgerichtet und unmittelbar gegenüberliegend angeordnet ist.
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Bevorzugt liegt die Unterseite auf der Auflagefläche des Transportmittels auf dem Längsträger beziehungsweise der Tragschiene oder zumindest einer dortigen Schleifauflage auf.
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Zur korrekten Erfassung des Daten-Tags, insbesondere des HF-Tags und der Datenübermittlung muss dieser zentral auf der Unterseite des Werkstück angeordnet sein und analog muss die Nut des Längsträgers beziehungsweise der Tragschiene fluchtend und damit ebenfalls mittig angeordnet sein.
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Von der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Transport von Werkstücken mittels eines Transportsystems umfasst, wobei die Werkstücke zumindest einen Daten-Tag, insbesondere HF-Datentag, aufweisen, der beim Transport dynamisch ausgelesen wird. Hierbei wird vorteilhafterweise ein Transportsystem nach einer der Varianten oder Ausführungsformen verwendet, wie sie hierin beschrieben sind.
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Der Transport erfolgt insbesondere einreihig, das bedeutet, dass die Werkstücke in Transportrichtung hintereinander angeordnet sind und nicht im Pulk oder in querstehenden Reihen gefördert werden.
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Wenn ein mehrreihiger Transport vorgesehen wird, erfolgt der Transport vorteilhafterweise in mehreren Gassen, die durch jeweils zumindest ein Geländer voneinander getrennt sind, so dass die Werkstücke zwar parallel, aber innerhalb einer Gasse hintereinander gefördert werden.
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Vorteilhafterweise weisen die Werkstücke auf der Unterseite oder auf der Standfläche zumindest ein Daten-Tag auf, das von dem RFID-Funktionselement ausgelesen wird. Bei einer verbesserten Ausführungsform sind zwei Tags auf beziehungsweise an dem Werkstück vorgesehen, welche mittels derselben oder unterschiedlicher Frequenzen auslesbar und/oder beschreibbar sind.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische, vertikale Schnittdarstellung des Transportsystems mit einer ersten Ausführungsform des RFID-Funktionselements,
- 2 eine Draufsicht auf das Transportsystem nach 1,
- 3 in drei Teildarstellungen I., II. und III. drei schematische Ausführungsformen der RFID-Funktionselemente und
- 4 eine weitere Ausführungsform eines RFID-Funktionselements mit einem integrierten Näherungssensor.
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Das Ausführungsbeispiel eines Transportsystems 300, wie es in der 1 dargestellt ist, umfasst eine Trägerschiene 310 als Teil eines Längsträgers 320, ein Trägerelement 322, einen Geländerhalter 326, ein Geländer 328, ein RFID-Funktionselement 100 und ein Transportmittel 324. Auf dem Transportmittel 324 ist ein Werkstück 200 angeordnet, das ein HF-Tag 210, eine Oberseite 212 und eine Unterseite 214 aufweist, wobei das HF-Tag 210 an der Unterseite 214 des Werkstücks 200 angebracht ist. Das Transportmittel 324 ist ein motorisch angetriebenes, endlos umlaufendes Transportband, das aus einer Vielzahl von aneinander gelagerten und zueinander schwenkbaren Kunststoffgliedern gebildet ist.
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Das Geländer 326 ist an dem Geländerhalter 326 befestigt, insbesondere hinsichtlich seiner Lage relativ zum Transportmittel 324 verstellbar befestigt und/oder gelagert. Die Trägerschiene 310 ist in dem gezeigten Beispiel ein Teilabschnitt des größeren Längsträgers 320, der mehrteilig ausgebildet ist, wobei nachfolgend nur die Trägerschiene 310 beschrieben wird. Die Trägerschiene 310 ist in der dargestellten Ausführungsform symmetrisch ausgebildet und weist vier T-förmige Nuten 314 auf (auch T-Nut 314 genannt), vier zueinander senkrecht stehende Seitenflächen 316, eine aus der Bildebene heraustretendes und als „X“ dargestellte Längsachse 150, eine vertikale Mittelachse 152 und eine horizontale Mittelachse 154. Das Trägerelement 322 ist auf der Bodenfläche 156 in nicht näher dargestellter Weise befestigt. Zur sprachlichen Unterscheidung wird hierin die horizontale, obere Seitenfläche 316, die parallel zum Transportmittel 324 ausgerichtet ist, als Außenfläche 312 bezeichnet.
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Das Trägerelement 322 ist an einer vertikalen Seitenfläche 316 der Trägerschiene 310 angelegt und weist eine im Vertikalschnitt dargestellte T-förmige Schiene 318 auf, die sich im formschlüssigen Eingriff mit einer seitlichen T-Nut 314 der Trägerschiene 310 befindet und in nicht näher dargestellter Weise mit der T-Nut 314 verklemmt ist. Die Nutbreite 330 der T-Nuten 314 beträgt in dem gezeigten Beispiel 8 mm in allen vier T-Nuten 314 und beschreibt die engste Nutöffnung, quer zu einer der Mittelachsen 152, 154.
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Das RFID-Funktionselement 100 weist eine Längsachse 118 auf und ist in der oberen T-Nut 314 der Trägerschiene 310 eingebracht, so dass die Längsachse 150 der Trägerschiene 310 und die Längsachse 118 des RFID-Funktionselements 100 zueinander parallel ausgerichtet sind. In einer idealsymmetrischen Anordnung spannen die beiden Längsachsen 118, 150 und die vertikale Mittelachse 152 eine gemeinsame vertikale Ebene auf.
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Das RFID-Funktionselement 100 weist ein Gehäuse 102, eine obere Funktionsseite 104, eine Rückseite 106, eine Lesespule 110 und ein Prozessormodul 112 auf. Die Lesespule 110 dient zur Erfassung und zum Auslesen des HF-Tags 210 und ist parallel zur Funktionsseite 104 und dieser unmittelbar gegenüber angeordnet. Das RFID-Funktionselement 100 in der T-Nut 314 derart angeordnet, wobei insbesondere das Gehäuse 102 des RFID-Funktionselements 100 derart dimensioniert ist, dass die Oberfläche der Funktionsseite 104 mit der Außenfläche 312 der Tragschiene 310 eine gemeinsame Ebene aufspannt oder eine gemeinsame Fläche bildet. Eine solche Anordnung ist insbesondere dann besonders vorteilhaft, wenn das Transportmittel 324 auf der Außenfläche 312 schleifend aufliegt. In der 1 ist das Obertrum eines endlos umlaufenden Transportmittels 324 dargestellt, das zurücklaufende Untertrum, der motorische Antrieb und/oder die Umlenkungen sind nicht dargestellt.
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Das Prozessormodul 112 ist strom- und datenleitend mit der Lesespule verbunden und dient zur Erfassung, Steuerung und zumindest teilweisen Auswertung der von der Lesespule 110 von den HF-Tags 210 erfassten Daten. Hierbei wird vorliegend von einer Lesespule 110 gesprochen, wobei das RFID-Funktionselement 100 und die zugehörige (Lese-)Spule 110 auch als Schreib-Lesekopf ausgebildet sein können und entsprechend den HF-Tag 210 mit Daten beschreiben können.
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Das RFID-Funktionselement 100 weist weiterhin eine Arretierungseinheit 130 auf, die als kleines Dreieck dargestellt ist und in den nachfolgenden 2, 3 näher beschrieben wird.
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In der 2 ist das RFID-Funktionselement 100 von oben in einer Einbaulage dargestellt, die der aus 1 entspricht. Auf der Außenfläche 312 der Transportschiene 310 liegt das Transportmittel 224 auf, auf welchem ein Werkstück 200 mit einer runden Grund- oder Schattenfläche aufsteht. Hierbei sind zwei Ausführungsformen dargestellt, wobei die eine Ausführungsform darin besteht, dass das Transportmittel 224 an der Unterseite etwas außermittig ein vollständiges quadratisches HF-Tag 210 aufweist, wobei das HF-Tag 210 mittig angeordnet ist. Hierbei meint „mittig“, dass beim bestimmungsgemäßen Transport des Werkstücks 200 das HF-Tag 210 zumindest teilweise oberhalb der Längsachse 150 angeordnet ist. Bei der gestrichelt dargestellten weiteren Ausführungsform ist die Tag-Spule 218 auf der Unterseite zentriert angeordnet, d.h. insbesondere zentriert zu einer Mittellinie des Werkstücks 200, die parallel zur Längsachse 150 orientiert ist, wobei der Tag-Chip 220 innerhalb der Tag-Spule 218 platziert ist. Das Werkstück 200 wird in Pfeilrichtung von links nach rechts transportiert.
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Das RFID-Funktionselement 100 ist weitgehend rechteckig ausgebildet und weist zwei langgestreckte Seitenflächen 114, zwei kurze Stirnflächen 116 und eine Arretierungseinheit 130 an der rechten Stirnfläche 116 auf. Im Inneren des RFID-Funktionselements 100 ist die Lesespule 110 angeordnet, die ebenfalls eine lange Spulenlängsseiten 214 und eine kurze Spulenstirnseite 216 aufweist.
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Die Arretierungseinheit 130 umfasst ein um eine vertikale Drehachse drehbares Klemmelement 132, das in einem Winkelabschnitt entlang einer Außenkante eine vertikal ansteigende, schräge Ebene oder Klemmfläche 135 aufweist und ein Eingriffselement 134. Das Klemmelement 132 kann über das als Kreuzschlitz ausgebildete Eingriffselement 134 mit einem Werkzeug gedreht werden, so dass die Klemmfläche 135 in nicht dargestellter Weise gegen eine innere Oberfläche der T-Nut 314 gepresst wird und hierdurch das RFID-Funktionselement 100 in der T-Nut insgesamt verklemmt wird.
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In der dargestellten Ausführungsvariante weisen die langgestreckten Seitenflächen 114 des RFID-Funktionselements 100 die fünffache Länge der beiden kurzen Stirnflächen 116 auf. Die im Inneren des RFID-Funktionselements 100 angeordnete Lesespule 110 ist ebenfalls in Richtung der Längsachse 118 langgestreckt und parallel zur Funktionsseite 104 ausgerichtet. Die beiden langen Spulenlängsseiten 214 der Lesespule 110 weisen in der dargestellten Ausführungsvarianten eine Spulenlänge 120 auf, die das 5,5-Fache der Spulenstirnseiten 216 und damit Spulenbreite 122 beträgt, wie insbesondere in 3 im Detail dargestellt wurde. Der Erfassungskorridor 128, in dem der HF-Tag 210 von dem RFID-Funktionselement 100 erkannt werden kann, ist aufgrund der hohen Lage der langgestreckten Lesespule 110 sehr breit und beträgt das 3-Fache der Spulenbreite 122.
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Hierbei ist der Vorteil der Anordnung besonders gut erkennbar: Trotz der sehr kompakten und schmalen Bauform des RFID-Funktionselements 100 steht eine mehrfache Strecke der Spulenbreite 122 für die Datenübertragung zur Verfügung. Weiterhin ist, aufgrund der hohen Einbaulage der Lesespule 110, unmittelbar benachbart zu der Funktionsseite 104 des RFID-Funktionselements 100 und unmittelbar unterhalb der Außenfläche 312 der Trägerschiene 310, ein breiter Erfassungskorridor 128 zur Verfügung, so dass das HF-Tag 210 mit einer großen Toleranz auf einer mittleren Fläche der Unterseite 214 des Werkstücks 200 angebracht werden kann und trotzdem sicher in den Erfassungsbereich beziehungsweise Erfassungskorridor 128 der Lesespule 110 gelangt.
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In den 1 und 2 zeigt sich auch der Vorteil und die vorzugsweise Montage des RFID-Funktionselementes 100, der von oben in die Nut 314 eingeführt werden kann. Es ist nicht erforderlich, die Trägerschiene 310 zu demontieren oder in sonstiger Weise zu lösen, um kopfseitig das RFID-Funktionselement 100 einzuschieben. Vielmehr kann es an jedem beliebigen Abschnitt entlang der Längsachse 150 der Trägerschiene 310 und des fertig montierten Transportsystems 300 unmittelbar erstmalig angeordnet, nachgerüstet oder in der Position verändert werden.
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In der 3 sind in drei Teildarstellungen I.-III. insbesondere drei unterschiedliche Formen eines Gehäuses 102, drei unterschiedliche Formen einer Lesespule 110 und drei Varianten von Arretierungseinheiten 130 dargestellt.
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In der Teildarstellungen I. der 3 weist das Gehäuse 102 zwei parallele Seitenflächen 114 auf, wobei die Stirnflächen 116 jeweils als durchgehende Radien ausgebildet sind. Die als gestrichelte Linie dargestellt Lesespule 110 weist ebenfalls zwei parallele Spulenlängsseiten 124 auf, wobei die beiden Spulenstirnseiten 126 jeweils zwei kleine Radien und einen kurzen, geraden Abschnitt aufweisen. Die Arretierungseinheit 130 in der Teildarstellung I. der 3 umfasst im Wesentlichen zwei gelagerte und zueinander verschiebliche Klemmelemente 132, ein Kopplungselement 136, ein Eingriffselement 134 und eine drehbare Gewindestange 138. Das Kopplungselement 136 ist hierbei zur Kraftweiterleitung als Getriebeeinheit ausgebildet, so dass mittels des Eingriffselements 134 am Kopplungselement 136 und eines Werkzeugs (nicht dargestellt) die Gewindestange 138 in Rotation gebracht werden kann, wodurch der Abstand der beiden Klemmelemente 132 zueinander linear verändert wird und diese in der T-Nut 314 an inneren Seiten- und/oder Oberflächen klemmend in Anlage gebracht werden. Hierdurch wird das gesamte RFID-Funktionselement 100 in der T-Nut 314 der Trägerschiene 210 sicher fixiert. In nicht dargestellter Weise kann ein Klemmelement 132 oder können beide Klemmelemente 132 eine schräge Anlagefläche aufweisen, so dass analog zur Ausführung der 2, das RFID-Funktionselement 100 auf den Boden der T-Nut 314 gepresst wird.
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Die beiden Teildarstellungen II. und III. zeigen RFID-Funktionselemente 100 mit Gehäusen 102, die schiffchenartig ausgebildet sind. Die Variante der Teildarstellung II. weist die Form eines Ovals auf und hat somit sowohl an den Seitenflächen 114 als auch an den beiden kurzen Stirnflächen 116 jeweils einen Radius oder einen radialen Verlauf in Umfangsrichtung. Die Lesespule 110 folgt diesem Verlauf des Gehäuses 102 nicht in identischer Weise, vielmehr weist die Lesespule 102 zwei gerade Spulenlängsseiten 124 auf, wobei die Spulenstirnseiten 126 einen Radius aufweisen beziehungsweise in Umfangsrichtung einen radialen Verlauf in Umfangs-/Umlaufrichtung der Lesespule haben. Die Gehäusebreite 140 ergibt sich an der größten Breitenerstreckung, vorliegend wegen der Symmetrie des Gehäuses 102, also in der Mitte des RFID-Funktionselements 100 beziehungsweise des Gehäuses 102 mit der ovalen Grundstruktur.
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Die schematisch dargestellte Arretierungseinheit 130 ist zweigeteilt, wobei jeweils ein Teil an jedem Ende des Gehäuses 102 des RFID-Funktionselements 100 angeordnet ist. Jedes Teil wird bei dieser Ausführungsform klemmend an eine Seite oder Oberfläche der T-Nut 314 in Anlage gebracht.
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Bei der Ausführungsvarianten gem. der Teildarstellung III. weist das Gehäuse 102 beidseitig eine stumpf angeflachte Form auf, so dass die Stirnflächen 116 in Umlaufrichtung des Gehäuses 102 etwas schmaler sind als die maximale Gehäusebreite 140 beziehungsweise ein schräges Seitenübergangsstück zw. den Stirnflächen 116 und den Seitenflächen 114 angeordnet ist.
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Die Arretierungseinheit 130 ist an der rechten Stirnfläche 116 des Gehäuses 102 angedeutet.
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Schließlich zeigt die 4 eine weitere Ausführungsform eines RFID-Funktionselements 100 mit einem integrierten, induktiven Näherungssensor 160, der durch eine zugehörige, kreisrunde Induktionsspule skizziert ist, wobei die Spulengeometrie beziehungsweise die Spulengrundfläche hierauf nicht eingeschränkt ist. Zwischen dem Näherungssensor 160 und der Lesespule 110 ist eine metallisches Abschirmelement 162 vorgesehen, um wechselseitige Störeinflüsse zu verhindern. Die Lesespule 110 und die Induktionsspule sind mit einer gemeinsamen Prozessoreinheit verbunden. Neben diesem zusätzlichen Näherungssensor 160 des zusätzlichen Abschirmelements 162, entspricht diese Ausführungsform der 1, wobei das Gehäuse 102 eine entsprechend größere Gehäuselänge 142 aufweist, aber die Spulenlänge 120, die Spulenbreit 122 und somit auch deren Größenverhältnis identisch sind. In analoger Weise wie die induktionsspule des Näherungssensors, kann eine weitere Lesespule angeordnet sein, wie beispielsweise eine LF- und/oder eine UHF-Lesespule, wobei das Gehäuse 102 dann entsprechend verlängert ist.
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Diese weitere Lesespule und/oder die Induktionsspule des Näherungssensors sind im Wesentlichen in einer Ebene beziehungsweise einem gemeinsamen Raum, insbesondere einem horizontal erstreckten Raum angeordnet. Bei gestapelten Spulensystemen eines entsprechenden Näherungssensors ist die oberste Spule, insbesondere die oberste Empfangsspule im Wesentlichen auf derselben Höhe, unmittelbar benachbart zur Funktionsseite des RFID-Funktionselements angeordnet.
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Insgesamt sollen die für die Vorrichtung beziehungsweise das Segment genannten Vorteile und Aspekte identisch oder in analoger Weise auch für das Verfahren gelten und umgekehrt. Weiterhin sind die gezeigten Elemente untereinander austauschbar und nicht auf die jeweils gezeigte Ausführungsform beschränkt. So kann insbesondere eine Form eines Gehäuses 102, einer Lesespule 110 und/oder eines Arretierungseinheit 130 auch bei anderen Ausführungsformen des RFID-Funktionselements 100 vorgesehen werden.
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Hier sollen alle Aspekte und Vorteile des Verfahrens identisch oder in analoger Weise auch für die Vorrichtung gelten und umgekehrt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- RFID-Funktionselement
- 102
- Gehäuse
- 104
- Funktionsseite
- 106
- Rückseite
- 108
- Seitenfläche
- 110
- Lesespule
- 112
- Prozessmodul
- 114
- Seitenfläche
- 116
- Stirnfläche
- 118
- Längsachse (von 100)
- 120
- Spulenlänge
- 122
- Spulenbreite
- 124
- Spulenlängsseite
- 126
- Spulenstirnseite
- 128
- Erfassungskorridor
- 130
- Arretierungseinheit
- 132
- Klemmelement
- 134
- Eingriffselement
- 135
- Klemmfläche
- 136
- Kopplungselement
- 138
- Gewindestange
- 140
- Gehäusebreite
- 142
- Gehäuselänge
- 150
- Längsachse
- 152
- Mittelachse, vertikal
- 154
- Mittelachse, horizontal
- 156
- Bodenfläche
- 158
- Längsachse (von
- 160
- Näherungssensor
- 162
- Abschirmung
- 200
- Werkstück
- 210
- Daten-Tag, HF-Tag
- 212
- Oberseite
- 214
- Unterseite
- 218
- Tag-Spule
- 220
- Tag-Chip
- 300
- Transportsystem
- 310
- Trägerschiene
- 312
- Außenfläche, (auch eine Seitenfläche 316)
- 314
- Nut, T-Nut
- 316
- Seitenfläche
- 318
- Schiene, T-förmig
- 320
- Längsträger
- 322
- Trägerelement
- 324
- Transportmittel
- 326
- Geländerhalter
- 328
- Geländer
- 330
- Nut-Breite
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10040550 A1 [0003]
- EP 1064568 B1 [0003]
- WO 2109002156 A1 [0003]
