DE19911034A1

DE19911034A1 - Haltevorrichtung mit austauschbarer Transpondereinheit

Info

Publication number: DE19911034A1
Application number: DE1999111034
Authority: DE
Inventors: Andreas Donnerhack; Udo Kutschinski; Guido Landen; Detlef Tiegs; Hans-Juergen Wronski
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Air Liquide Deutschland GmbH
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2000-09-21
Anticipated expiration: 2019-03-13
Also published as: DE19911034C2; DE19911034C5

Abstract

Die Vorrichtung (1) mit elektronischem Datenträger zur Identifikation und Kennzeichnung von Druckgasflaschen (5) enthält eine Haltevorrichtung (3) und eine elektronische Einheit (2) als getrenntes, bei Öffnung der Haltevorrichtung entnehmbares Bauteil. Die Haltevorrichtung (3) ist vorzugsweise ein Haltering (3), der vorteilhaft aus zwei Teilen (Halbschalen), die durch die Verrasterung unlösbar miteinander verbunden werden, besteht. Vorteilhaft bilden Träger (11), Antenne (10) und elektronischer Datenträger (z. B. Transponder) eine Einheit (2), die vom Haltering (3) aufgenommen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die bekannten Vorrichtungen für die Aufnahme elektronischer Datenträger für Druckgasflaschen bilden eine untrennbare Einheit zwischen Haltevorrichtung und elektronischer Einheit. In DE 44 09 313 (MG 1901) dient zur Aufnahme eines Transponders eine Lasche an einem Kunststoffring, der unterhalb des Druckgasflaschenkappengewindes angeordnet wird. Ein modifizierter Chipträger aus Kunststoff wird in EP 0 772 152 (MG 1968) beschrieben.

Bei den bekannten Vorrichtungen ist der Transponder-Chip an exponierter Stelle, daher besteht die Gefahr der Beschädigung bei dem Transport der Druckgasflaschen. Die Datenübertragung von dem Transponder-Chip an der Druckgasflasche kann bisher nur in unmittelbarer Nähe zum Transponder-Chip an einer Stelle an der Druckgasflasche erfolgen. Das Lesegerät muß daher zur Datenübernahme sehr genau an einem Punkt positioniert werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung, die die genannten Nachteile vermeidet und eine Auswechselbarkeit oder Weiterverwendung der elektronischen Einheit erlaubt, wenn die Haltevorrichtung wegen Beschädigung ausgetauscht werden muß.

Gelöst wurde die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in der Regel nicht nur zur Kennzeichnung von Druckgasflaschen, sondern allgemein zur Kennzeichnung von Behältern (z. B. Fässern) geeignet.

Die Vorrichtung enthält eine Haltevorrichtung (z. B. Haltering oder Gehäuse) und eine elektronische Einheit, die getrennte, eigenständige und voneinander lösbare Teile darstellen. Die elektronische Einheit enthält einen elektronischen Datenträger, in der Regel ein sogenannter Transponder, und eine Antenne, vorzugsweise eine Ringantenne. Die elektronische Einheit wird z. B. von dem Haltering aufgenommen und geschützt. Die die Haltevorrichtung wird in der Regel am Flaschenhalsring von Druckgasflaschen, vorzugsweise unlösbar (das heißt ohne Gewalteinwirkung nicht lösbar), befestigt. Druckgasflaschen sind beispielsweise aus Stahl, Edelstahl oder Aluminium oder sind sogenannte Composite-Gasflaschen.

Die Trennung von Haltevorrichtung und elektronischer Einheit hat mehrere Vorteile. So läßt sich die elektronische Einheit, insbesondere eine Einheit mit Transponder, mehrfach verwenden, selbst wenn die Haltevorrichtung (z. B. ein äußeres Gehäuse oder ein Haltering), beschädigt wurde oder wenn die Haltevorrichtung zur Druckgasflaschenbehandlung entfernt werden muß. Die elektronische Einheit läßt sich universeller verwenden. Zum Beispiel kann die elektronische Einheit in unterschiedlichst gestaltete Haltevorrichtungen eingebaut werden. Die Haltevorrichtung kann über die Funktion der Befestigung der elektronischen Einheit weitere Funktionen, z. B. Flaschenventilschutz, ausüben.

Die Haltevorrichtung, insbesondere der Haltering, wird im allgemeinen aus einem formbaren, elektromagnetische Wellen nicht abschirmenden Material wie Kunststoff hergestellt. Vorzugsweise dienen thermoplastische Kunststoffe wie Polyamid, Polyolefin (z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, PVC, ABS), Polyester (PET, PBT, LCP) oder Polyacetal (z. B. Polyoxymethylen) zur Herstellung.

Der Haltering wird vorzugsweise aus zwei Teilen gebildet. Die Teile sind in der Regel halbkreisförmig und werden zu dem kreisförmigen Haltering zusammengesetzt. Die Teile werden in der Regel mechanisch verbunden, z. B. durch eine Steckvorrichtung an den Teilen (Steckverbindung, vorzugsweise unlösbar einrastend; einschnappende Steckverbindung), durch einen Clip-Verschluß, durch Verschraubung oder durch ein Befestigungsband (z. B. wie Kabelbinder). Die Verbindung der Teile der Haltevorrichtung kann auch durch Verkleben oder Verschweißen erfolgen.

Der Haltering kann je nach Anforderungen und Gegebenheiten modifiziert und an die verschiedenen Druckgasflaschentypen angepaßt werden. Bei einem Außendurchmesser von weniger als 140 mm (z. B. 125 mm) ist die Vorrichtung geeignet z. B. für 5- oder 10-Liter-Druckgasflaschen (Liter-Angabe = geometrisches Volumen). Der engste Innendurchmesser (Kragen) des Halteringes ist vorteilhaft so bemessen, daß der Kragen in die unterhalb des Gewindes des Flaschenhalsringes übliche rundumlaufende Einbuchtung greift. Bei einer 10-Liter-Druckgasflasche ist der Innendurchmesser des Halteringes ca. 78 mm, das heißt der Kragen bildet eine innere Kreisöffnung von ca. 78 mm. Der Durchmesser der rundumlaufenden Einbuchtung des Flaschenhalsringes kann variieren. Daher ist der innere Kragen des Halteringes vorteilhaft leicht oval ausgeführt, wodurch Abweichungen in der Tiefe der Einbuchtung des Flaschenhalsringes ausgeglichen werden können. Außerdem können die Teile des Halteringes zur Verbindung mit mehreren Raststufen versehen sein, wodurch der Haltering an abweichende Innendurchmesser der Einbuchtung des Flaschenhalsringes ebenfalls angepaßt werden kann.

Die elektronische Einheit enthält in der Regel einen Träger, eine Antenne und einen elektronischen Teil, im allgemeinen ein Transponder. Der Träger und die Antenne sind vorzugsweise ringförmig, insbesondere sind ringförmiger Träger und ringförmige Antenne so gestaltet, daß eine konzentrische Anordnung zur längsachse der Druckgasflasche in der Vorrichtung möglich ist. Der Träger ist z. B. ein Teil mit U-Profil, ein Spulenkörper oder ein anderes ringförmiges Kunststoffprofil. Der Träger besteht wie der Haltering vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff. Der Träger nimmt vorteilhaft den elektronischen Teil mit dem Transponder auf. Die Antenne, das heißt der Antennendraht, wird am Träger angebracht, z. B. durch Aufwickeln oder Einlegen in einen ringförmigen Hohlraum, der in der Regel an einer Seite, z. B. Oberseite oder Außenseite, offen ist. Der Träger verfügt im allgemeinen auch über einen Raum für die Anordnung des elektronischen Teils. Dieser Raum für die Elektronik wird beispielsweise durch eine nach innen gerichtete Erweiterung (an der Innenkante) des Trägers (z. B. nasenförmige Ausbuchtung; partielle oder vollständige radiale Verbreiterung nach innen) gebildet. Antenne und vorzugsweise der elektronische Teil wird vorteilhaft mit einer Gießmasse (z. B. aushärtende Gießmasse für Elektronikteile) am oder im Träger fixiert. Die elektronische Einheit, das heißt Träger mit Antenne und elektronischem Teil, hat zum Beispiel einen Außendurchmesser von 120 mm, einen Innendurchmesser von 100 bis 110 mm und eine Dicke von 5 mm, ausgelegt für einen Haltering für 10-Liter-Druckgasflaschen. Die elektronische Einheit wird vorzugsweise in der Haltevorrichtung, insbesindere im Haltering, so angeordnet, daß die Antenne zum Metallkörper des Flaschenhalsringes oder der Druckgasflasche einen Mindestabstand von 5 mm aufweist. Durch den Mindestabstand werden Störeffekte bei der Datenübertragung durch den Metallkörper vermieden und eine einwandfreie Datenübertragung gewährleistet.

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. Eine Software bietet im Lagerbetrieb eine Vielzahl von Auswertungsmöglichkeiten, unter anderem Bestands-, Bewegung-, Standzeiten-, Mietkontroll- und TÜV-Terminlisten.

Die bevorzugte Vorrichtung mit Haltering und integriertem Transponder-Chip mit Ringantenne ist sehr vorteilhaft bei der Kennzeichnung oder Identifikation von Druckgasflaschen. Die in der Regel unlösbar an der Druckgasflasche angebrachte Vorrichtung bietet dem Transponder-Chip großen Schutz und durch die Ringantenne ist der Transponder-Chip von allen Seiten les- und beschreibbar, was bisher nicht möglich war. Durch die im wesentlichen rotationssymmetrische Anordnung, die eine richtungsunabhängige Datenübernahme oder Datenübertragung ermöglicht, lassen sich automatische Lese-/Schreibprozesse, z. B. im Füllprozeß von Druckgasflaschen, einfacher durchführen.

Für die elektronische Ausführung des Transponders ist die Verwendung eines antikollisionsfähigen integrierten Schaltkreises (zum Beispiel "HITAG1" der Firma Philips) besonders vorteilhaft. Dieser erlaubt das parallele und ungestörte Auslesen mehrerer Transponder.

Durch den Anbringungsort der elektronischen Einheit, im Falle der Druckgasflaschenkennzeichnung in der Regel im Bereich des Flaschenhalses, verändern sich sowohl die elektrische Güte der Antenne (Antennenspule), als auch die Resonanzfrequenz. Im Interesse einer möglichst großen Reichweite wird eine hohe elektrische Güte der Antenne (Antennenspule) bevorzugt. Die Güte wird jedoch durch die Anwesenheit von Aluminium oder Stahl im Zentrum der Vorrichtung und damit im Maximum des magnetischen Feldes gemindert. Deshalb ist eine Randbedingung der elektronischen Ausführung eine möglichst hohe Leerlaufgüte in Luft, damit die unter Belastung (d. h. im Anwendungsfalle) verbleibende Güte für einen einwandfreien Datenaustausch bei möglichst großer Reichweite ausreichend ist. Erzielt wird die geforderte hohe Leerlaufgüte durch die Verwendung von Kupferlackdraht oder von Litzendraht (HF-Litze) mit möglichst großem Querschnitt für die Antenne. Statt einem für Standard-Industrie-Transponder üblichen

Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,08 mm, das entspricht einem Querschnitt von etwa 5000 Quadratmikrometer, erweist sich ein Draht oder eine Litze mit einem Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 0,3 mm, bevorzugt im Bereich von 0,15 bis 0,3 mm, insbesondere im Bereich von 0,2 bis 0,3 mm, für die Antenne als vorteilhaft. Ein Durchmesser von 0,3 mm entspricht einem Querschnitt von etwa 71 000 Quadratmikrometer. Die Resonanzfrequenz des Transponders wird bei Anwesenheit von Aluminium oder Stahl im Anwendungsfalle erhöht. Da durch gesetzliche Bestimmungen nur der Betrieb auf einer vorgegebenen, festen Frequenz, zum Beispiel 125 kHz, möglich ist, muß die Resonanzfrequenz im Anwendungsfalle der Frequenz des magnetischen Erregerfeldes (zum Beispiel 125 kHz) entsprechen. Hierfür muß die Resonanzfrequenz des Transponders so weit abgesenkt werden, daß sich im Anwendungsfalle wieder die gewünschte Resonanzfrequenz (von z. B. 125 kHz) einstellt.

Aluminium und Stahl verändern die Resonanzfrequenz des Transponders leicht unterschiedlich, so daß ein Kompromiß der sich tatsächlich einstellenden Resonanzfrequenz in der Nähe von zum Beispiel 125 kHz einstellt. In der bevorzugten mechanischen und elektrischen Ausführung der Vorrichtung ergibt sich eine optimale Resonanzfrequenz in Luft von 109,5 kHz in Luft für eine Resonanzfrequenz von etwa 125 kHz im Anwendungsfalle.

Eine besonders bevorzugte Ausführung des Halteringes besteht aus zwei halbkreisförmigen Hälften oder Halbschalen, die im wesentlichen gleich sind. Der Haltering ist weitgehend symmetrisch aufgebaut. Es sind in der Regel keine zusätzlichen Teile außerhalb des Halteringes angebracht. Zur Montage dieser Vorrichtung wird die elektronische Einheit in die eine Hälfte des Halteringes eingelegt, über den Halsring der Druckgasflasche geführt, dann die zweite Hälfte über die elektronische Einheit gezogen und die Hälften am Halsring zusammengesteckt. Die Hälften werden besonders bevorzugt durch eine einrastende, nicht mehr lösbare Steckverbindung arretiert, wobei vorteilhaft als einziges Werkzeug beim Verrastern eine handelsübliche Zange verwendet wird.

Die Vorrichtung bietet Vorteile bei der Handhabung. Die Haltevorrichtung ist witterungsbeständig, diebstahl- und manipulationssicher und leicht - ohne spezielles Werkzeug - schnell und einfach zu montieren. Außerdem ist eine Wiederverwendung der elektronischen Einheit bei Beschädigung der Haltevorrichtung ohne weiteres möglich.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Schema einer Vorrichtung mit geteiltem Haltering und elektronischer Einheit (mit Ringantenne, Transponder und Träger),

Fig. 2 zeigt schematisch ein Teil (eine Hälfte) des Halteringes von Fig. 1,

Fig. 3 zeigt einen Träger (Draufsicht) der elektronischen Einheit mit nach innen gerichteter Erweiterung (Ausbuchtung) zur Aufnahme der Elektronik.

Fig. 1 zeigt eine Haltevorrichtung aus zweiteiligem Haltering 3. Der Haltering 3 besteht bei dem gezeigten Beispiel aus zwei identischen Teilen (Halbringe), die unlösbar (einschnappend) zusammengesteckt werden. Ein Halbring ist in Fig. 2 gezeigt und wird unten näher beschrieben. Der Haltering 3 weist an der Oberseite einen überstehenden Kragen auf der zur Befestigung am Flaschenhalsring 4 dient. Der Kragen steht bei dem gezeigten Beispiel (für 10-Liter Stahlflasche) etwa 8 mm gegenüber den anderen Haltering-Innenkanten nach innen über. Der Kragen greift in die Einbuchtung am Flaschenhalsring unterhalb des Gewindes. Der Haltering 3 enthält mindestens eine ringförmige Hohlkammer zur Aufnahme der elektronischen Einheit 2. Die elektronische Einheit 2 weist einen Träger 11, die Antenne 10 (Antennendraht) auf. Der Träger ist vorzugsweise zur Aufnahme der Antenne 10 rinnenförmig gestaltet. Der elektronische Teil mit dem Transponder (nicht gezeigt) wird auch am oder im Träger 11 angeordnet und ist mit der Antenne 10 verbunden. Zur Montage der Vorrichtung an dem Flaschenhalsring 4 wird die elektronische Einheit 2 in die Hohlkammer eines Halbringes gesteckt und diese Anordnung mit der inneren Öffnung der elektronischen Einheit 2 über das Gewinde am Flaschenhalsring 4 geführt und am Flaschenhalsring in der vorgesehenen Position ausgerichtet. Dann wird ein zweiter (in der Regel identisch aufgebauter) Halbring auf das freie Ende der elektronischen Einheit 2 geschoben und die beiden Halbringe zusammengesteckt, wobei eine unlösbare, einrastende (einschnappende) Verbindung zwischen den beiden Halbringen bewirkt wird. Die Antenne 10 hat einen Mindestabstand von 5 mm zum Flaschenhalsring 4, wodurch Störungen bei der Datenübertragung vermieden werden. Der Haltering 3 hat im Beispiel einen Außendurchmesser von 125 mm, einen unteren Innendurchmesser von 94 mm, einen oberen Innendurchmesser von 78 mm, eine Höhe von 19 mm und eine Wandstärke um 1 mm. Der Haltering 3 ist aus Polyoxymethylen (POM). Die elektronische Einheit 2 bzw. der Träger 11 haben im Beispiel einen Außendurchmesser von 120 mm, einen Innendurchmesser von 110 mm und eine Höhe von 5 mm. Vorzugsweise werden die Antenne 10 in dem rinnenförmigen Raum des Trägers 11 und der elektronische Teil (in einem offenen Raum in einer nach innen gerichteten Ausbuchtung des Trägers, siehe Fig. 3) vergossen.

Fig. 2 zeigt ein Schema eines Halbringes von Haltering 3. Zur Verbindung zweier Halbringe weist der Halbring einen Stecker 6, einen Stift 7, eine Steckdose 8 und eine Stiftdose 9 auf Stecker 6 und Steckdose 8 sind so gestaltet, daß beim Zusammenstecken eine unlösbare Verbindung entsteht. Zu diesem Zweck hat der Stecker 6 hakenförmige Rippen, die in der Steckdose 8 einrasten. Der gezeigte Halbring besitzt auf der linken Seite eine überstehende Lippe, die in eine entsprechende Aussparung auf der rechten Seite des Halbringes paßt.

Fig. 3 zeigt einen Träger 11 (Draufsicht) mit nach innen gerichteter Erweiterung des Trägers zur Aufnahme des elektronischen Teils, insbesonderes des Transponder- Schaltkreises.

Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung

2

elektronische Einheit

3

Haltering

4

Flaschenhalsring

5

Druckgasflasche

6

Stecker

7

Stift

8

Steckdose

9

Stiftdose

10

Antenne

11

Träger

Claims

1. Vorrichtung (1) mit elektronischem Datenträger zur Identifikation und Kennzeichnung von Druckgasflaschen (5), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) eine Haltevorrichtung (3) und eine elektronische Einheit als getrenntes, bei Öffnung der Haltevorrichtung entnehmbares Bauteil enthält.

2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Einheit einen elektronischen Datenträger, eine Antenne (10) und einen Träger (11) enthält.

3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (3) ein Haltering (3) ist, der aus mindestens zwei Teilen zusammengefügt wird.

4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (3) aus zwei identischen Teilen zusammengesetzt wird.

5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Einheit (2) einen Transponder als elektronischen Datenträger enthält.

6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Einheit (2) einen antikollisionsfähigen Transponder als elektronischen Datenträger enthält.

7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (3) unlösbar mit der Druckgasflasche (5) verbunden ist.

8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) außerhalb der Haltevorrichtung (3), insbesondere des Halteringes (3), keine überstehenden Teile aufweist.

9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (3), insbesondere der Haltering (3), weitgehend symmetrisch aufgebaut ist.

10. Druckgasflasche (5) mit einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

11. Elektronische Einheit (2) in Ringform, enthaltend einen ringförmigen Träger (11), eine ringförmige Antenne (10) und einen elektronischen Datenträger.

12. Verwendung der elektronischen Einheit (2) nach Anspruch 11 bei Druckgasflaschen.