DE19911033B4

DE19911033B4 - Vorrichtung zur Datenübernahme bei Gruppen von Objekten

Info

Publication number: DE19911033B4
Application number: DE19911033A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Donnerhack; Udo Kutschinski; Guido Landen; Detlef Tiegs; Hans-Jürgen Wronski
Original assignee: Air Liquide Deutschland GmbH
Current assignee: Air Liquide Deutschland GmbH
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2019-03-13
Also published as: DE19911033A1

Abstract

Vorrichtung zur Datenübernahme und/oder Datenübertragung von mit einem elektronischen Datenträger ausgerüsteten Druckgasflaschen, wobei die Vorrichtung ortsfest aufgestellt wird und mehrere bewegliche Antennen enthält, die Antennen flexibel aufgehängt und in der Höhe verstellbar sind, wobei die Antennen an einer Befestigungseinrichtung (2) in einer Reihe oder in einem Feld angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine in der Höhe bewegliche Befestigungseinrichtung (2) enthält, an der die Antennen an einer Tragleitung (4) befestigt sind, wobei die Vorrichtung patronenförmige Gehäuse (5) für einzelne Antennen enthält.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Datenübernahme und/oder Datenübertragung von mit einem elektronischen Datenträger ausgerüsteten Gegenständen, insbesondere Druckgasflaschen.
Druckgasflaschen werden neuerdings mit einem elektronischen Datenträger, einem sogenannten Transponder, zur Flaschenidentifikation versehen, der in der Regel im Bereich des Halsringes der Druckgasflasche mittels eines Kunststoffbefestigungsringes angebracht ist. Druckgasflaschen mit einem solchen elektronischen Datenträger wird beispielsweise in DE 44 09 313 A1 (MG 1901) und EP 0 772 152 (MG 1968) beschrieben. Die Datenübernahme erfolgt bisher mit einem mobilen Handgerät als Lesegerät.
Zum automatischen Auslesen von Transpondern, die an über eine Fördervorrichtung bewegten Gegenständen befestigt sind, ist aus DE 692 15 246 T2 eine Vorrichtung bekannt, bei der um die Fördervorrichtung eine Rahmenantenne zum Senden von Daten ausgebildet ist, die um eine schwenkbare Antenne zur Aufnahme von Daten ergänzt ist. Aus EP 0 496 610 A2 ist ein System zum Abfragen von Transpondern bekannt, welches separate Sende- und Empfangsantennen enthält. Aus DE 44 39 914 A1 ist die Integration von Antennen in Fördereinrichtungen zum Transport einer Palette bekannt.
Die Handhabung von Druckgasflaschen bei der Gasabfüllung und dem Transport erfolgt in der Regel in Paletten (Gitterboxen). Die Datenübernahme mit einem Handgerät ist sehr mühsam und aufwendig.
Eine Automatisierung der Datenübernahme ist schwierig, da in den Paletten Druckgasflaschen unterschiedlicher Größe enthalten sein können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Datenübernahme von mit einem Transponder bestückten Gegenständen, insbesondere Druckgasflaschen, die in einer Gruppe zusammenstehen, bereitzustellen, wobei die Vorrichtung nach Möglichkeit vollautomatisch arbeiten soll.
Gelöst wurde die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist einsetzbar für von mit einem elektronischen Datenträger, vorzugsweise Transponder, bestückten Gegenständen, insbesondere Druckgasflaschen, wobei der Datenträger von oben zugänglich ist.
Die Vorrichtung wird im folgenden als Lesevorrichtung bezeichnet. Die Lesevorrichtung kann ein oder mehrere Lesegeräte enthalten. Lesevorrichtung und Lesegeräte sind vorzugsweise nicht nur zur Datenübernahme vom Datenträger (Lesen) sondern auch zur Datenübertragung auf den Datenträger (Schreiben) befähigt.
Die Vorrichtung enthält eine einzelne Antenne oder vorzugsweise ein "Antennenarray" (Antennenmatrix), das ist eine Anordnung von Einzelantennen in einem Feld aus mindestens einer Zeile und mindestens zwei Spalten. Beispielsweise besteht das Antennenarray aus sechs Zeilen (Reihen) mit sechs Einzelantennen, also insgesamt 36 Einzelantennen in dem Feld (6 Zeilen und 6 Spalten).
Die Einzelantennen bestehen z. B. aus Schleifenantennen (Magnetspulen) oder Ferrit-Antennen. Ferrit-Antennen gibt es beispielsweise als sogenannte Schalenkerne (Topf mit zentralem inneren Stab) oder Stabantennen. Bevorzugt werden Ferrit-Stabantennen für die Lesevorrichtung eingesetzt. Die Einzelantennen sind an einer Befestigungsvorrichtung direkt oder über Leitungen befestigt. Die Befestigungsvorrichtung ist vorzugsweise eine Platte mit Befestigungspunkten, z. B. Aufhängepunkten. Die Befestigungspunkte sind in der Regel durch das Antennenarray festgelegt. In einer bevorzugten Ausführung der Vorrichtung sind die Einzelantennen an einer flexiblen Leitung (Tragleitung oder Zuleitung) hängend befestigt. Bei Verwendung von hängend befestigten Stabantennen befindet sich in der Regel deren Längsachse in vertikaler Richtung. Die Tragleitungen sind vorzugsweise von gleicher Länge. Jede einzelne Tragleitung wird vorzugsweise mit einer Führungsvorrichtung in der horizontalen Ebene gehalten und stabilisiert (fixiert). Die Führungsvorrichtung ist vorzugsweise eine Führungsplatte, das ist z. B. eine mit Bohrungen (Öffnungen), durch die die Tragleitungen geführt werden. Die Führungsplatte ist in der Regel fest montiert. Die Tragleitungen sind durch die Bohrungen (Öffnungen) in der Höhe (Vertikalen) frei beweglich. Die Führungsvorrichtung kann auch z. B. eine zylinderförmige Spirale für jede Antennen-Zuleitung oder ein ähnliches Hilfsmittel zur räumlichen Stabilisierung der Antennen sein. Die Führungsvorrichtung verhindert bei Verwendung von Einzelantennen mit Tragleitung ein Verheddern der Tragleitungen beim Betrieb der Lesevorrichtung.
Die Befestigungsvorrichtung, insbesondere die Befestigungsplatte mit den Befestigungs- oder Aufhängepunkten, ist vorzugsweise in der Höhe beweglich. Beispielsweise ist die Befestigungsplatte mit einer Führung ausgestattet und motorgetrieben absenkbar. Die Befestigungsplatte wird beispielsweise nacheinander in mindestens zwei Positionen gebracht, um die Transponder von großen und kleinen Druckgasflaschen in einer Palette lesen zu können. Zum Beispiel werden alle Einzelantennen eines Antennenarrays auf eine erste Höhe abgesenkt, die das Auslesen aller Transponder der größeren Druckgasflaschen ermöglicht, und sodann weiter auf einen zweiten Haltepunkt abgesenkt, der das Lesen aller Transponder der kleineren Druckgasflaschen gestattet. Aufgrund der begrenzten Reichweite der Antennen ist bei Anordnungen von Druckgasflaschen unterschiedlicher Größe eine variable Höhenverstellung der Antennen erforderlich. Auf eine Höhenverstellung kann verzichtet werden, wenn nur Druckgasflaschen gleicher Größe eingesetzt werden. Beim Lesevorgang werden die Einzelantenen möglichst in die Nähe des Bereiches gebracht, wo der Transponder oder die Antenne des Transponders angebracht ist, das ist in der Regel der Halsbereich einer Druckgasflasche.
Flächenhafte Antennen werden z. B. oberhalb der Flaschenkappen der Druckgasflaschen positioniert.
Insbesondere bei einer Lesevorrichtung mit absenkbaren Einzelantennen ist der Einsatz von Antennengehäusen mit verjüngtem oder spitzzulaufendem Ende (z. B. zylindrisches Gehäuse mit parabelförmig zulaufendem Ende oder Gehäuse in Patronenform) vorteilhaft. Das Gehäuse ist besonders vorteilhaft für ein Abgleiten oder Vorbeigleiten an Druckgasflaschen, insbesondere bei dem Lesevorgang kleinerer Druckgasflaschen. Das Gehäuse besteht in der Regel aus Kunststoff, z. B. Polyacetal, insbesondere Polyoxymethylen. Das Gehäuse hat z. B. eine Länge von 23 bis 25 cm und einen Durchmesser von 4 cm bei rundem Querschnitt. Das Gehäuse besteht vorteilhaft aus zwei Teilen, die zusammengesteckt werden.
In der Regel werden Druckgasflaschen aus Stahl oder Aluminium, z. B. in den Größen 1, 5, 10 und 50 Liter (geometrische Größe), verwendet. Die Druckgasflaschen werden gewöhnlich in einer Transportvorrichtung, üblicherweise in Paletten oder Gitterboxen, transportiert. Die üblichen Paletten haben eine Größe von z. B. 100 cm × 100 cm × 100 cm (Höhe × Breite × Tiefe). Diese Paletten fassen beispielsweise dreißig 10 Liter-Druckgasflaschen. Die Paletten sind im allgemeinen aus Metall. Die Transportvorrichtungen mit den Druckgasflaschen werden gewöhnlich bei der Behandlung im Gasewerk mit Förderbändern bewegt.
Als elektronischer Datenträger dient vorzugsweise ein Datenträger-Chip oder Transponder-Chip, der in der besonders bevorzugten Ausführung lesbar und mehrmals beschreibbar ist. In der Regel werden über Radiowellen die im Chip gespeicherten Daten an ein mobiles Erfassungsgerät (Lesegerät) gesendet, dort angezeigt, zwischengespeichert und anschließend an eine zentrale Recheneinheit mit z. B. ein Datenbank übertragen. Mit den Daten wird z. B. ein detaillierter Lieferschein, der Flaschennummern, Produktnummern, Produktbezeichnungen und Flaschenvolumen aufführt, automatisch erstellt. Der Kunde kann das System zur Optimierung der Lagerwirtschaft nutzen. Eine Software bietet im Lagerbetrieb eine Vielzahl von Auswertungsmöglichkeiten, unter anderem Bestands-, Bewegung-, Standzeiten-, Mietkontroll- und TÜV-Terminlisten. Bei Bedarf stehen weitere Auswertungskriterien zur Verfügung.
In jeder der (beiden) Haltepositionen können die zugehörigen Druckgasflaschen in der Regel nicht alle gleichzeitig ausgelesen werden, da hierfür für jede Einzelantenne unabhängig voneinander operierende Lesegeräte benötigt werden würden, wobei sich die Einzellesevorgänge auch bei synchronisierten Lesegeräten gegenseitig beeinflussen können. Deshalb wird die Antennenmatrix vorteilhaft in unterschiedliche Lesefelder aufgeteilt, deren räumlicher Abstand so groß ist, daß sich die Lesereichweiten der Lesefelder nicht überschneiden. Innerhalb eines jeden Lesefeldes befinden sich mehrere Antennen, bei beispielsweise 4 Lesefeldern (und damit 4 unabhängigen Lesegeräten) für 36 Einzelantennen befinden sich jeweils 9 Antennen in einem Lesefeld. Jede dieser 9 Antennen eines Feldes wird einzeln und nacheinander vom Lesegerät angesprochen, während gleichzeitig ein anderes Lesegerät die 9 Antennen seines Lesefeldes der Reihe nach aktiviert. Durch die Verwendung mehrerer, parallel arbeitender Lesegeräte verkürzt sich außerdem die benötige Zeit für den gesamten Lesevorgang pro Druckgasflascheneinheit (Palette), da für einen einzelnen Lesevorgang ca. 3 Sekunden benötigt werden, die sich bei nacheinanderfolgender Ausführung addieren.
Da einerseits die räumliche Anordnung der Druckgasflaschen in der Regel nicht vorgegeben ist, sondern bei jeder Palette eine andere sein kann und sich andererseits die Lesereichweiten einander benachbarter Antennen überschneiden müssen, werden in der Regel von jeder aktivierten Einzelantenne mehrere Transponder angesprochen und ausgelesen. Das gleichzeitige Auslesen von mehreren Transpondern in dem gemeinsamen Erfassungbereich in einer Antenne ist mit speziellen, sogenannten antikollisionsfähigen Transpondern möglich. Zur störungsfreien Datenübernahme bei einer Ansammlung von Druckgasflaschen sind z. B. antikollisionsfähige Transponder vom Typ "HITAG1" der Firma Philips geeignet.
Die Ausgänge aller Lesegeräte (in dem genannten Beispiel 9 Stück) werden in der Regel über ein Bussystem an einen Rechner angeschlossen, der die ausgelesenen Daten verwaltet. Das mehrfache Auslesen des immer gleichen Transponders einer Druckgasflasche wird einfach daran erkannt, daß der ausgelesene Dateninhalt identisch ist. In einer Datenbank werden also alle eingelesenen Datensätze einmal übernommen, bei Wiederholung eines identischen Datensatzes erfolgt keine Neuaufnahme. Im Idealfall enthält die Datenbank so viele Datensätze, wie die Palette Druckgasflaschen. Der Lesevorgang in jeder Ebene für diese verschiedenen Flaschenhöhen wird jeweils so lange fortgesetzt, bis keine neuen Datensätze mehr ausgelesen werden, sondern statt dessen bereits erfaßte Daten wiederholt gelesen werden.
Verallgemeinemd kann man an Stelle der beschriebenen Antennenanordnung von einem dreidimensionalen Antennenarray sprechen, d.h. eine Anordnung mehrerer Antennen, die in allen drei Dimensionen entsprechend der gewünschten Feldverteilung plaziert werden können.
Anstelle der beschriebenen Antennenanordnung kann für bestimmte Paletten auch eine andere, einfachere Anordnung verwendet werden. Besteht eine Palette beispielsweise aus ähnlich hohen Druckgasflaschen, so kann eine flächenhaft ausgeführte Antennenanordnung auf den Flaschenpulk abgesenkt werden. Diese Anordnung würde während des Lesevorganges entweder auf den Flaschenköpfen ruhen oder in einem bestimmten Abstand zu den Köpfen gehalten.
Bei der flächenhaft ausgeführten Anordnung werden auch magnetische Schleifenantennen eingesetzt, im einfachsten Fall eine einzige oder ein Feld (Array) von mehreren Schleifenantennen in einer Ebene.
Da sich die Transponder auch in Bewegung lesen lassen, kann als einfache Anordnung auch ein einzeiliges Antennenarray benutzt werden. Diese einzeilige Antennenanordnung kann aus vertikal aufgehängten Ferrit-Stabantennen bestehen. Bei einem Lesevorgang während einer Bewegung von Druckgasflaschen mit Transponder ist natürlich die Verwendung eines flächenhaften Antennenarrays ebenso möglich. Die zu erfassenden Objekte werden in kontinuierlicher Bewegung unter dem Antennenarray durchgeführt. Alternativ kann auch das Antennenarray, insbesondere die Antennenzeile, bewegt werden. Die zu erfassenden Objekte müssen bei dieser Variante innerhalb einer bestimmten Breite stehen. Die abzutastende Länge ist variabel.
Die Steuerung der Vorrichtung übernimmt für einen vollautomatischen Betrieb auch die Steuerungsfunktionen der notwendigen Peripherie hierfür; zum Beispiel die Steuerung eines Förderbandes, welches die zu lesenden Paletten in die Leseposition innerhalb der Lesevorrichtung transportiert und von dort nach erfolgtem Lesevorgang zu einer Abnahmestelle.
Für einen vollautomatischen Betrieb notwendig ist eine zusätzliche technische Einrichtung, weiche die Zahl der zu lesenden Druckgasflaschen in einer Palette erfaßt, um die so ermittelte Zahl mit der Zahl von der Lesevorrichtung korrekt gelesener Druckgasflaschen zu vergleichen. Für den Fehlerfall stimmt die auf unterschiedlichem Wege ermittelte Druckgasflaschenzahl nicht überein.
In Frage kommen folgende technischen Lösungen zur Erfassung der Zahl an Druckgasflaschen:

– optische Methoden (zum Beispiel Kamerasysteme, Lichtschranken, Reflexmarkierung),
– akustische Methoden (zum Beispiel Ultraschall-, Impuls-, Echo-Verfahren),
– Hochfrequenzverfahren (zum Beispiel Mikrowellen-, Radar-, Aktiv-Infrarot) und
– Methoden über die Erfassung des Gewichtes.

Bei einem halbautomatischen Betrieb ist die Zählung der Druckgasflaschen durch den Bediener der Anlage möglich.
Die Anordnung kann nicht nur zur halb- oder vollautomatischen Identifizierung von Druckgasflaschen in einer Palette genutzt werden. Die Vorrichtung kann auch überall dort vorteilhaft eingesetzt werden, wo es um die Identifizierung einzelner oder sämtlicher gekennzeichneter Teile innerhalb eines Gebindes oder einer Transportverpackung geht.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.
1 zeigt ein Schema eines Ausführungsbeispiels der Lesevorrichtung (Querschnitt).
2 zeigt die räumliche Ansicht einer Lesevorrichtung.
3 zeigt ein Gehäuse für eine Einzelantenne im Querschnitt.
Die Lesevorrichtung 1 in 1 enthält eine in der Höhe verstellbare Befestigungsvorrichtung 2, die als Befestigungsplatte ausgeführt ist. An der Befestigungsvorrichtung 2 sind die Tragleitungen 4 mit den Gehäusen 5, worin jeweils eine Einzelantenne enthalten ist, befestigt. Die Einzelantennen, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, bilden das Antennenarray. Der Querschnitt läßt nur eine Zeile (Reihe) von Einzelantennen erkennen. Die Lage der Tragleitungen 4 wird durch die Führungsvorrichtung 3, die hier aus einer Platte mit Öffnungen für die Durchführung der Tragleitungen 4 besteht, stabilisiert. Die Führungsvorrichtung 3 ist in der Lesevorrichtung 1 fest eingebaut. Die Antennengehäuse 5 sind am unteren Ende verjüngt. Dadurch wird ein Ab- oder Vorbeigleiten an den Druckgasflaschen 6 beim Absenken der Einzelantennen durch Absenken der Befestigungsvorrichtung 2 erleichtert. Von den Druckgasflaschen 6 in dem Transportbehälter 7 (Palette oder Gitterbox) sind nur eine große und eine kleine Druckgasflasche 6 stellvertretend gezeigt. Der Transportbehälter 7 mit den Druckgasflaschen 6 befindet sich üblicherweise auf einer Transportvorrichtung 14, z. B. einem Förderband.
2 gibt eine räumliche Vorstellung von der als Beispiel gezeigten Lesevorrichtung 1. Die Tragleitungen 4 sind nicht eingezeichnet. Von den Einzelantennen im Gehäuse 5 ist nur eine Antenne gezeigt. Die Befestigungsvorrichtung 2 in Form einer Platte ist mit zwei seitlichen Führungsschlitten 13 verbunden, die auf den Führungsschienen 8 laufen. Die Befestigungsvorrichtung 2 wird mittels Motorantrieb 10 über eine Antriebswelle 11 und über das Übersetzungsteil 12 mit einem Zahnradantrieb in der Höhe bewegt.
Die Positionen in der Höhe können beispielsweise über justierbare Näherungsschalter vorgegeben werden. Die Führungseinrichtung 3 ist fest am Gestell 9 montiert. Die Druckgasflaschen 6 befinden sich gewöhnlich in einem Transportbehälter 7 (nicht gezeigt) auf einer Transportvorrichtung 14 (nicht gezeigt). Bewegung der Befestigungsvorrichtung 2, Lesevorgang und Transport der Druckgasflaschen 6 werden in der Regel mit einer Computersteuerung gesteuert. Bei entsprechender Ausstattung kann die Lesevorrichtung 1 und der Lesevorgang vollautomatisch betrieben werden.
Das in 3 gezeigte Beispiel des Antennengehäuses 5 besteht aus zwei Teilen, dem unteren Teil 5a mit verjüngten Ende und die Kappe 5b. Beide Teile sind in der Regel aus Kunststoff und werden nach Aufnahme der Stabantenne zusammengesteckt.

1: Lesevorrichtung
2: Befestigungsvorrichtung
3: Führungsvorrichtung
4: Tragleitung
5: Gehäuse mit Einzelantenne
6: Druckgasflasche mit Transponder
7: Transportbehälter
8: Führungsschiene
9: Gestell
10: Antriebsmotor für Höhenverstellung
11: Antriebswelle
12: Übersetzung für Zahnriemenantrieb
13: Führungsschlitten für Befestigungseinrichtung
14: Transportvorrichtung

Claims

Vorrichtung zur Datenübernahme und/oder Datenübertragung von mit einem elektronischen Datenträger ausgerüsteten Druckgasflaschen, wobei die Vorrichtung ortsfest aufgestellt wird und mehrere bewegliche Antennen enthält, die Antennen flexibel aufgehängt und in der Höhe verstellbar sind, wobei die Antennen an einer Befestigungseinrichtung (2) in einer Reihe oder in einem Feld angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine in der Höhe bewegliche Befestigungseinrichtung (2) enthält, an der die Antennen an einer Tragleitung (4) befestigt sind, wobei die Vorrichtung patronenförmige Gehäuse (5) für einzelne Antennen enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Datenträger Transponder sind.