DE202007012013U1 - Metal barrel with transponder - Google Patents

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Abstract

Fass mit Transponder (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Transponderantenne in der metallischen zylindrischen Außenwand des Fasses, auf ein senkrecht zur Fasshauptachse polarisiertes elektrisches Hochfrequenzfeld abgestimmt, gebildet ist.barrel with transponder (10), characterized in that the transponder antenna in the metallic cylindrical outer wall of the barrel, on a vertical tuned to the barrel main axis polarized electric high-frequency field, is formed.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Metallfass mit Transponder, welches durch seinen Aufbau die Identifizierung des einzelnen Fasses, mittels elektromagnetischen Wellen, innerhalb eines ganzen Pulks ermöglicht.The The invention relates to a metal barrel with transponder, which by its construction the identification of the single barrel, by means of electromagnetic waves, within a whole pulse allows.

Stand der TechnikState of the art

Zur Optimierung von logistischen Vorgängen ist es notwendig Mehrwegbehälter für den Transport von Flüssigkeiten als Individuum an verschiedenen Punkten der Logistikkette zu identifizieren. Um dies zu erreichen werden oft RFID-Transponder benutzt, die mit jedem einzelnen Behälter verbunden werden, indem sie auf die Oberfläche der Stirnfläche aufgebracht werden. Wenn dann die Behälter mit der Stirnfläche nach oben gerichtet an einem Schreib-/Lesegerät vorbeigeführt werden, dessen Antenne sich oberhalb der Stirnfläche der Fässer und des Transponders befindet, können die Fässer anhand des individuellen Datensatzes, der aus dem Transponder gelesen wird, identifiziert werden. Gleichzeitig können aktuelle Informationen mittels Schreibvorgang im Transponder vermerkt werden.to Optimization of logistics operations, it is necessary reusable containers for the transport of liquids as an individual at different points in the logistics chain. To achieve this often RFID transponders are used with the every single container connected by being applied to the surface of the end face become. If then the containers with the face directed upward past a read / write device whose antenna above the face the barrels and the transponder can the barrels based on the individual record read from the transponder will be identified. At the same time, up to date information be noted by writing in the transponder.

Ein bedeutender Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass Fässer von Pulks, in denen sie auch übereinander angeordnet sind, nur identifiziert werden können, wenn sie zur obersten Ebene innerhalb des Pulks gehören, also kein Fass über den zu identifizierenden Fässern angeordnet ist. In diesem Fall ist zunächst ein Vereinzelungsvorgang der Ebenen des Pulks erforderlich. Dieser kann aber in Abhängigkeit von der Größe des Pulks und von der Geschwindigkeit des Logistikprozesses sehr aufwendig sein. Dieser Nachteil liegt in der Reflektionswirkung der oberen Fassebene und der daraus entstehenden Abschirmwirkung begründet.One significant disadvantage of this arrangement is that barrels of Pulks, in which they also superimposed are arranged, can only be identified if they are the supreme Belonging to the level within the pulse, So not a barrel over the barrels to be identified is arranged. In this case, first a singulation process the levels of the pulse required. This can be dependent on the size of the crowd and be very elaborate on the speed of the logistics process. This disadvantage lies in the reflection effect of the upper cup level and the resulting shielding effect justified.

Die ErfindungThe invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Konstruktion von Fass und Transponder zu finden, die die Identifizierung der einzelnen Fässer eines dreidimensionalen Pulks ermöglicht.task The invention is a construction of barrel and transponder to find the identification of the individual barrels of a three-dimensional pulse allows.

Um einzelne Fässer innerhalb eines Pulks zu erkennen, müssen zwei wesentliche Bedingungen erfüllt sein. Diese sind:

  • – Das Kommunikationsprotokoll zwischen RFID-Reader und Transponder muss die Pulkkommunikation unterstützen, also Netzwerkfähig sein und
  • – die zu lesenden/zu beschreibenden Transponder müssen sich in der Reichweite der Antenne des RFID-Lese-/Schreibgerätes befinden.
To recognize individual barrels within a cluster, two essential conditions must be met. These are:
  • - The communication protocol between RFID reader and transponder must support the pulse communication, ie be network capable and
  • - The transponders to be read / written must be in the range of the antenna of the RFID reader / writer.

Die erste Bedingung wird von den heute zur Verfügung stehenden RFID-Chips für Transponder sehr gut erfüllt.The The first condition is very much of the currently available RFID chips for transponders well fulfilled.

Die zweite Bedingung wird Erfindungsgemäß durch ein Fass mit Transponder nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.The second condition is inventively by a barrel with transponder after the independent Claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent subclaims.

Im Wesentlichen ist dafür zu sorgen, dass der RFID-Chip des Transponders, der nach heutigem Sand der Technik alle elektronischen Baugruppen des Transponders enthält, mit einer Antenne verbunden wird, die ein elektrisches Feld besitzt, welches im Wesentlichen quer zur Längsachse der gestapelten Behälter gerichtet ist. Das senkrecht zum elektrischen Feld stehende magnetische Feld muss demnach im Wesentlichen parallel zur Längsachse der gestapelten Behälter gerichtet sein.in the Essence is for that to make sure that the transponder's RFID chip following today's sand the technology contains all electronic components of the transponder, with connected to an antenna having an electric field, which is directed substantially transverse to the longitudinal axis of the stacked containers is. The perpendicular to the electric field magnetic field must therefore be directed substantially parallel to the longitudinal axis of the stacked containers be.

In Bezug auf stehend übereinander gestapelte zylindrische Bierfässer bedeutet das also, das elektrische Feld sollte horizontal und das magnetische Feld vertikal angeordnet sein.In Referring to standing one above the other stacked cylindrical beer kegs So that means the electric field should be horizontal and that magnetic field can be arranged vertically.

Die Ausrichtung der Antenne des RFID-Lese-/Schreibgerätes sollte analog zu der Antenne der Transponder gewählt werden. Eine zirkulare Ausrichtung ist allerdings ebenfalls möglich. Hierbei ist allerdings mit großem Energieverlust zu rechnen.The Orientation of the antenna of the RFID reader / writer should be be selected analogous to the antenna of the transponder. A circular Alignment is also possible. Here is, however with big Energy loss to count.

Die Transponderantennen sollten sich dabei an der zylindrischen Außenwand der Fässer befinden.The Transponder antennas should be on the cylindrical outer wall the barrels are located.

Durch diese Anordnung können nun auch Transponder von Fässern erreicht werden, die sich an Fässern befinden, die durch andere Fässer „verdeckt" werden. Dies wird erreicht, da die derart gerichteten Funkwellen einfach den durch die Fassringe vorgegebenen Abstand zwischen den metallischen Fasszylindern passieren können. Durch hinreichende Reflektion werden so sogar Transponder erreicht, die optisch aus der Richtung der Antenne des Lese-/Schreibgerätes nicht sichtbar sind. Die Sicherheit, mit der die Identifikation eines einzelnen Fasses erfolgt, kann deutlich erhöht werden, indem mehrere Transponder auf dem Umfang eines Fasses verteilt werden.By this arrangement can now also transponders of barrels can be achieved, which is attached to barrels which are "hidden" by other barrels achieved, since the thus directed radio waves simply by the drum rings predetermined distance between the metallic drum cylinders can happen. Due to sufficient reflection, even transponders can be reached, not visually from the direction of the antenna of the reader / writer are visible. The security with which the identification of a single barrel, can be significantly increased by multiple transponders be distributed on the circumference of a barrel.

Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention

Die Ausführung wird anhand von Beispielen erläutert. Diese sind in den 1 bis 6 dargestellt. Hierbei zeigen:The execution will be explained by means of examples. These are in the 1 to 6 shown. Hereby show:

1 Vorgefertigter Transponder, Draufsicht 1 Prefabricated transponder, top view

2 Vorgefertigter Transponder, Seitenansicht 2 Prefabricated transponder, side view

3 Vorgefertigter Durchbruch in Fasswandung oder Kragen 3 Prefabricated breakthrough in barrel wall or collar

4 An Durchbruch angesetzter Transponder 4 At breakthrough transponder

5 Abschirmung, Draufsicht, Version 2 5 Shielding, top view, version 2

6 Transponder in Fassmaterial mit Abschirmung, Seitenansicht, Version 2 6 Transponder in barrel material with shielding, side view, version 2

Praktisch kann die benötigte Feldverteilung erreicht werden, indem vorgefertigte Transponder (10) mit einseitig abgeschirmter Schlitzantenne (12) in die zylindrische Außenwand (30, 40) des Fasses oder einen eventuell vorhandenen Kragen (30, 40) eingeschweißt bzw. befestigt werden und der Schlitz parallel zur Hauptachse des Fasses gerichtet wird, d. h. senkrecht bei sehenden zylindrischen Fässern. Durch die Verwendung von Schlitzantennen wird erreicht, dass die Anordnung mit der Oberfläche des Fasses (40, 63) bündig ausgeführt werden kann. Die einseitige Abschirmung (20) der Schlitzantenne sorgt zum einen für die Entkopplung vom Fassinnenraum oder von den Verhältnissen hinter dem Fasskragen und zum anderen für die notwendige mechanische Stabilität. Die Ausführung der Dicke des Bleches, welches zur einseitigen Abschirmung (20) der Schlitzantenne verwendet wird, ist für die elektrische Funktion unerheblich. Bei sehr dicker Ausführung kann es jedoch mechanische Kräfte übernehmen, die andernfalls bei Überbeanspruchung (z. B. Sturz) die Anordnung der Antenne (12) und des Transponders (10) verformen würden. Der neu entstandene Hohlraum (21) zwischen Schlitzantenne (12) und rückseitiger Abschirmung (20) sollte aus Gründen der mech. Stabilität und der Korrosionsvermeidung vollständig mit Kunststoff gefüllt werden.In practice, the required field distribution can be achieved by using prefabricated transponders ( 10 ) with one-sided shielded slot antenna ( 12 ) in the cylindrical outer wall ( 30 . 40 ) of the barrel or a possibly existing collar ( 30 . 40 ) are welded or fastened and the slot is directed parallel to the main axis of the barrel, ie vertically in viewing cylindrical barrels. The use of slot antennas ensures that the arrangement with the surface of the barrel ( 40 . 63 ) can be carried out flush. The one-sided shielding ( 20 ) of the slot antenna ensures on the one hand for the decoupling of the barrel interior or the conditions behind the barrel collar and on the other hand for the necessary mechanical stability. The execution of the thickness of the sheet, which for one-sided shielding ( 20 ) of the slot antenna is irrelevant to the electrical function. However, in the case of a very thick design, it can take over mechanical forces which would otherwise damage the arrangement of the antenna in case of overstressing (eg camber). 12 ) and the transponder ( 10 ) would deform. The newly formed cavity ( 21 ) between slot antenna ( 12 ) and back shield ( 20 ) should be for the sake of mech. Stability and corrosion prevention can be completely filled with plastic.

In der Praxis kann der Transponder vorgefertigt werden. Dazu wird in ein Blech, welches die einseitige Abschirmung (20) realisiert, eine Vertiefung von etwa einem sechstel der Schlitzlänge eingebracht. Diese sollte eine runde Grundfläche mit etwas größerem Durchmesser als die Schlitzlänge (12) besitzen, kann aber auch eckig ausgeführt werden. Anschließend wird das vorgeschnittene Blech (11) mit der Schlitzantenne (12) und dem bereits kontaktierten Transponderchip (13) in die Vertiefung eingelegt. Es könnte so den Abschluss der Vertiefung bilden. Anschließend ist der entstandene Holraum (21) in der Vertiefung bis einschließlich Schlitzantenne (12) mit Kunststoff auszufüllen. Die Vertiefung im Abschirmblech (20) kann dabei bereits vorverfüllt sein. Nach dem Einlegen Bleches (11) mit der Schlitzantenne (12) und dem Transponderchip (13) wird dann nur noch der restliche Holraum (21) verfüllt.In practice, the transponder can be prefabricated. This is done in a sheet, which is the one-sided shield ( 20 ), a recess of about one sixth of the slot length introduced. This should have a round base with a slightly larger diameter than the slot length ( 12 ), but can also be performed square. Subsequently, the pre-cut sheet ( 11 ) with the slot antenna ( 12 ) and the already contacted transponder chip ( 13 ) inserted in the recess. It could thus form the conclusion of the recess. Subsequently, the resulting holraum ( 21 ) in the recess up to and including slot antenna ( 12 ) filled with plastic. The depression in the shielding plate ( 20 ) can already be pre-filled. After inserting sheets ( 11 ) with the slot antenna ( 12 ) and the transponder chip ( 13 ) then only the remaining space ( 21 ).

Zur Komplettierung ist nun ein Durchbruch (31, 41) in die Außenwand oder den Kragen des Fasses einzubringen. Das erfolgt mittels Laserschneider, Wasserstrahlschneider oder Stanzwerkzeug. Die Kontur des Durchbruchs (31) sollte präzise an die Kontur des vorgefertigten Transponders (10) angepasst sein. Nach dem Einlegen des Transponders erfolgt dessen Ausrichtung, derart, dass der Schlitz der Schlitzantenne auf die zuvor beschriebene Feldausrichtung (Schlitz steht parallel zur Fasshauptachse) abgestimmt ist. Anschließend wird der Transponder (10) mit dem Fass oder dessen Kragen verschweißt. Damit ist der Fassinnenraum zwar um das Volumen des Transponders (10) reduziert aber der Transponder ragt nicht über die ursprüngliche Oberflächenebene des Fasszylinders oder des Kragens hinaus. Im Falle des Kragens ist die Erhöhung der Stabilität, die mit der Montage des Transponders (10) einhergeht vorteilhaft. Sie vermindert die Beschädigungsmöglichkeiten des Transponders (10) erheblich.Completion is now a breakthrough ( 31 . 41 ) in the outer wall or the collar of the barrel. This is done by laser cutter, water jet cutter or punching tool. The contour of the breakthrough ( 31 ) should be precisely aligned with the contour of the prefabricated transponder ( 10 ) be adjusted. After inserting the transponder its orientation is such that the slot of the slot antenna on the previously described field alignment (slot is parallel to the barrel main axis) is tuned. Then the transponder ( 10 ) welded to the barrel or its collar. Thus, the drum interior is indeed the volume of the transponder ( 10 ) but reduces the transponder does not protrude beyond the original surface level of the barrel cylinder or the collar. In the case of the collar is the increase in stability associated with the assembly of the transponder ( 10 ) is advantageous. It reduces the damage possibilities of the transponder ( 10 ) considerably.

Möchte man auf die Vorfertigung des Transponders verzichten, kann durch Vertauschung der Arbeitsschritte auch die Schlitzantenne (62) direkt in das Metall des Fasses (63) eingebracht werden. Die vorgefertigte und mechanisch verstärkend wirkende Abschirmung (50, 60) wird dann nach dem Verbinden des Transponderchips (64) mit der Schlitzantenne (62) ausgehend von der Fass- oder Krageninnenseite hinter die Schlitzantenne geschweißt bzw. verbunden. Anschließend wird der entstandene Holraum (61) hinter der Antenne (62) mit Kunststoff gefüllt.If you want to dispense with the prefabrication of the transponder, by interchanging the steps and the slot antenna ( 62 ) directly into the metal of the barrel ( 63 ) are introduced. The prefabricated and mechanically reinforcing shielding ( 50 . 60 ) is then connected after connecting the transponder chip ( 64 ) with the slot antenna ( 62 ) welded from the barrel or collar inside behind the slot antenna or connected. Subsequently, the resulting hollow space ( 61 ) behind the antenna ( 62 ) filled with plastic.

Die beschriebenen Arbeitsschritte können mittels automatischer Fertigungsstraße auch mobil auf einem Fahrzeug durchgeführt werden. Dazu werden die notwendigen Bearbeitungsmaschinen an einem Fließband angeordnet. Paletten mit auszurüstenden Fässern werden auf das Fahrzeug gegeben. Am Ende der Fertigungsstraße stehen dann die ausgerüsteten Fässer zur Abholung bereit.The described steps can by means of automatic production line also be carried out on a vehicle. These are the necessary processing machines arranged on a conveyor belt. pallets to be equipped with barrels are given to the vehicle. Stand at the end of the production line then the equipped ones barrels Ready for pickup.

Da für die notwendigen trennenden Arbeitsschritte Laserschneidgeräte eingesetzt werden, ist es sinnvoll diese Technologie (Laserschweißgeräte) auch für die verbindenden Arbeitsschritte zu verwenden.There for the necessary separating steps laser cutting tools used It makes sense to use this technology (laser welding equipment) as well for the to use connecting work steps.

Die durch Ausführung des Transponders mit nahezu völliger Metallumhüllung erreichte Stabilität und Robustheit ist weit höher als bei anderen bekannten Lösungen, bei denen der Transponder nach unterschiedlichen Methoden auf die Oberflächenebene aufgebracht wird und damit exponiert ist.The by execution the transponder with almost complete metal sheath reached stability and Robustness is far higher than in other known solutions, in which the transponder by different methods on the surface plane is applied and thus exposed.

Sollte die exponierte Ausführung gegenüber der Einbringung des Durchbruchs von Vorteil sein, läst sich ein entsprechend vorgefertigter Transponder auch auf die Oberfläche des Fasses aufbringen (z. B. Schweißen oder Kleben). Das Gehäuse ist dazu geringfügig anzupassen. Bei vorrangig wagerechter Ausrichtung des elektrischen Feldes läst sich dann immer noch der Vorteil der sehr großen Lesereichweite und die damit verbundene Pulklesefähigkeit nutzen.If the exposed design is advantageous over the introduction of the breakthrough, a suitably prefabricated transponder can also be applied to the surface of the drum (eg welding or gluing). The housing is to be slightly adapted. In the case of predominantly level alignment of the electric field, it is advisable then still take advantage of the very large reading range and the associated readability.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein.The in the foregoing description, claims and drawings Features of the invention can both individually and in any combination for the realization of the invention in its various embodiments of importance be.

Claims (15)

Fass mit Transponder (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Transponderantenne in der metallischen zylindrischen Außenwand des Fasses, auf ein senkrecht zur Fasshauptachse polarisiertes elektrisches Hochfrequenzfeld abgestimmt, gebildet ist.Barrel with transponder ( 10 ), characterized in that the transponder antenna in the metallic cylindrical outer wall of the barrel, matched to a polarized perpendicular to the barrel main axis electric high frequency field is formed. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transponderantenne in der zylindrischen Außenwand des Fasskragens, gebildet ist.Arrangement according to claim 1, characterized that the transponder antenna in the cylindrical outer wall of the barrel collar, is formed. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet, dass die Energie- und Informationsübertragung überwiegend durch die elektrische Komponente des Feldes erfolgt.Arrangement according to claim 1, characterized in that the Energy and information transfer predominantly takes place through the electrical component of the field. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (12) des Transponders als Schlitzantenne ausgeführt ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna ( 12 ) of the transponder is designed as a slot antenna. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzantenne (12) eine rückseitige Abschirmung (20) aus elektrisch leitendem Material besitzt.Arrangement according to claim 4, characterized in that the slot antenna ( 12 ) a back shield ( 20 ) of electrically conductive material. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der entstandene Holraum (21) hinter der Schlitzantenne (12) mit dielektrischem Material gefüllt ist.Arrangement according to claim 5, characterized in that the resulting hollow space ( 21 ) behind the slot antenna ( 12 ) is filled with dielectric material. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgefertigte Transponder (10) an einem zuvor in das Fassmaterial (30, 40) eingebrachten Durchbruch (31, 41) befestigt ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the prefabricated transponder ( 10 ) on a previously in the barrel material ( 30 . 40 ) breakthrough ( 31 . 41 ) is attached. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgefertigte Transponder (10) in ein zuvor in den Fasskragen (30, 40) eingebrachten Durchbruch (31, 41) eingebracht ist.Arrangement according to claim 7, characterized in that the prefabricated transponder ( 10 ) in a previously in the barrel collar ( 30 . 40 ) breakthrough ( 31 . 41 ) is introduced. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzantenne (62) direkt in das ursprüngliche Fassmaterial (63) eingebracht ist.Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the slot antenna ( 62 ) directly into the original drum material ( 63 ) is introduced. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Abschirmung (60) von innen an das Fassmaterial (63) angebracht ist.Arrangement according to claim 9, characterized in that the rear shield ( 60 ) from the inside to the drum material ( 63 ) is attached. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzantenne (62) direkt in den ursprünglichen Fasskragen (63) eingebracht ist.Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the slot antenna ( 62 ) directly into the original barrel collar ( 63 ) is introduced. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Abschirmung (60) von innen an das Material des Fasskragens (63) angebracht ist.Arrangement according to claim 11, characterized in that the rear shield ( 60 ) from the inside to the material of the keg collar ( 63 ) is attached. Anordnung nach Anspruch 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Holraum (61) hinter der Schlitzantenne (62) mit dielektrischem Material ausgefüllt ist.Arrangement according to claim 10 or 12, characterized in that the hollow space ( 61 ) behind the slot antenna ( 62 ) is filled with dielectric material. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (12) in Form eines vorgefertigten Transponders außen an den zylindrischen Teil des Fasses angebracht ist.Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the antenna ( 12 ) is mounted in the form of a prefabricated transponder on the outside of the cylindrical part of the barrel. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Unfang des Fasses mehrere Transponder der beschriebenen Bauart angebracht sind.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that on the beginning of the barrel several transponders the type described are attached.
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