-
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Aufnahme von RFID-Transpondern. Das Gehäuse umfasst zwei zusammensetzbar ausgebildete Gehäuseelemente, die mit Aussparungen zur Aufnahme mindestens zweier RFID-Transponder ausgebildet sind. Nach dem Zusammensetzen der Gehäuseelemente umschließt das fertige Gehäuse die aufgenommenen RFID-Transponder vollständig. Die RFID-Transponder sind hierbei für sich gegenseitig nicht überschneidende Frequenzbereiche elektromagnetischer Wellen ausgebildet. Ein solches Gehäuse mit RFID-Transpondern dient zum Beispiel zur maschinell auslesbaren Kennzeichnung von Maschinen, Maschinenteilen und Gepäckstücken.
-
In RFID-Systemen (Radio-Frequency-Identification-Systemen) werden Informationen in einem RFID-Transponder gespeichert und meist mittels hochfrequenter elektromagnetischer Wellen von einem Lesegerät ausgelesen. RFID-Systeme finden Verwendung bei der Warenkennzeichnung, in der Logistik oder der Automatisierungstechnik. Dabei existieren passive Systeme, bei denen die elektrische Energie zum Betrieb des RFID-Transponders aus einem vom Lesegerät des RFID-Systems erzeugten elektromagnetischen Feld über Induktion aufgenommen wird. Ebenso können semi-aktive oder aktive RFID-Systeme zusätzlich Batterien enthalten um die nötige Sendeleistung beim Lesegerät zu reduzieren oder um die Reichweite des RFID-Systems zu erhöhen.
-
Dabei unterscheidet sich die maximal zu erreichende Übertragungsgeschwindigkeit und Reichweite je nach Frequenzband der verwendeten elektromagnetischen Wellen. Üblicherweise werden elektromagnetische Niedrigfrequenz-Felder (LF, 30 kHz bis 500 kHz) von Hochfrequenz-Feldern (HF, 3 MHz bis 30 MHz), Ultrahochfrequenz-Feldern (UHF, 433 MHz und 850 MHz bis 960 MHz) und Mikrowellen-Frequenz-Feldern (SHF, 2,4 GHz bis 2,5 GHz und über 5,8 GHz) unterschieden.
-
Für den Einsatz von RFID-Systemen im Maschinenbau, zum Beispiel zur Kennzeichnung von Maschinenteilen oder Ersatzteilen bei Wartungsvorgängen, werden besondere Anforderungen an solche Systeme gestellt. Häufig treten metallische Oberflächen und Objekte auf und es kann dadurch die Funktion und Reichweite von RFID-Systemen gestört und vermindert werden.
-
Eine weitere Anforderung an ein RFID-System im Maschinenumfeld ist, dass ausführliche Informationen zu Maschinen oder Maschinenteilen über kurze Distanzen gelesen oder abgelegt werden können, jedoch gleichzeitig eine schnelle Identifizierung von Ersatzteilen über große Distanzen und innerhalb eines Verbunds von mehreren Objekten möglich sein soll.
-
Hierbei stellt sich das Problem, dass bei großer Reichweite der RFID-Transponder und in einem Verbund von Objekten, der Datenschutz und/oder der Schutz vor unbefugtem Auslesen aus der Ferne sichergestellt werden muss.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuse zur Aufnahme von RFID-Transpondern zur maschinell auslesbaren Kennzeichnung von Objekten so bereitzustellen, dass eine schnelle Identifikation über große Reichweiten sowie die Speicherung ausführlicher Informationen und deren Auslesen über kurze Reichweiten ermöglicht.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuse gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind mit den in den abhängigen Ansprüchen bezeichneten Merkmalen möglich.
-
Ein erfindungsgemäßes Gehäuse umfasst zwei zusammensetzbar ausgebildete Gehäuseelemente. Diese Gehäuseelemente sind jeweils mit Aussparungen zur Aufnahme von RFID-Transpondern ausgebildet. Die Aussparungen sind den Abmessungen von RFID-Transpondern entsprechend und die RFID-Transponder können in sie eingelegt oder eingeschoben werden. Weiterhin sind die Gehäuseelemente so ausgebildet, dass nach dem Zusammensetzen der Gehäuseelemente die RFID-Transponder vollständig vom Gehäuse umschlossen werden. Die RFID-Transponder sind jeweils so ausgebildet, dass sie in einem Frequenzbereich elektromagnetischer Wellen betrieben werden, der sich mit dem Frequenzbereich anderer, ebenfalls in das Gehäuse eingelegter RFID-Transponder nicht überschneidet.
-
Auf diese Weise kann ein RFID-Transponder eines elektromagnetischen Frequenzbereichs eine Funktion erfüllen und ein weiterer RFID-Transponder eine andere. Aufgrund der nicht überlappenden elektromagnetischen Frequenzbereiche stört der Betrieb des einen RFID-Transponders auch nicht die Funktion der anderen.
-
Vorteilhafterweise ist das Gehäuse aus einem Kunststoff oder einem ähnlichen, für elektromagnetische Wellen möglichst durchlässigen Material ausgebildet. Damit behindert das Gehäuse das Auslesen der aufgenommenen RFID-Transponder nicht.
-
Bevorzugt können die RFID-Transponder eine speziell ausgebildete Antenne aufweisen, die eine ordnungsgemäße Funktion der RFID-Transponder auf metallischen Oberflächen gewährleistet. Solche speziellen Antennen sind unter anderem in
DE 10 2007 007 703 A1 offenbart. Die Antennen weisen derart ausgebildete Windungen auf, dass zumindest teilweise ein gemeinsames, ringförmiges Magnetfeld ausgebildet wird. RFID-Transponder, die mit einer solchen Antenne ausgebildet werden, können dann von einem erfindungsgemäßen Gehäuse aufgenommen werden, das auch an metallischen Oberflächen angebracht werden kann und dennoch eine Identifizierung des Objekts erlaubt. Dies kann zum Beispiel bei Maschinen, Maschinenteilen oder manchen Gepäckstücken wie Aluminiumkoffern von Vorteil sein.
-
Die Gehäuseelemente können insbesondere jeweils genau zwei Aussparungen für genau zwei RFID-Transponder aufweisen. Diese Aussparungen können in unterschiedlicher Größe ausgebildet sein, um Verwechslungen bei der Montage des Gehäuses und bei dem Einlegen der RFID-Transponder zu vermeiden und/oder um das Verwenden von RFID-Transpondern unterschiedlicher Frequenzbereiche oder Reichweiten erst zu ermöglichen.
-
Für RFID-Transponder, die auf eine hohe Reichweite ausgelegt sein können und auch noch in einem Abstand von mehreren Metern auslesbar sein sollen, kann eine solche Reichweite in der Regel nicht mit einem kleinen Volumen, also einer kleinen Aussparung realisiert werden. Daher können die in das Gehäuse einzubringenden RFID-Transponder durch ihre unterschiedlichen Reichweiten unterschiedlich große Aussparungen in den Gehäuseelementen erforderlich machen, um z. B. einen auf hohe Reichweite ausgelegten UHF-Transponder mit einem auf geringe Reichweite ausgelegten HF-Transponder in ein und demselben Gehäuse zu vereinen.
-
Die Montage des Gehäuses kann nach dem Einbringen der RFID-Transponder vorteilhafterweise durch Verkleben der Gehäuseelemente erfolgen. Andere ähnliche Methoden des dauerhaften Zusammenfügens können ebenso Verwendung finden.
-
Vorteilhafterweise können die vom Gehäuse umschlossenen RFID-Transponder beschreibar, insbesondere wiederbeschreibbar ausgebildet sein. Dadurch können Objekte, die ein erfindungsgemäßes Gehäuse mit RFID-Transpondern aufweisen, einzeln mit identifizierenden Daten oder technischen Informationen beschrieben werden. Dies kann auch noch nach der Fertigung des Objekts und/oder Gehäuses passieren. RFID-Transponder, die in ein erfindungsgemäßes Gehäuse eingebracht sind, können damit mehrmals an verschiedenen Objekten verwendet und jeweils neu beschrieben werden. Durch die Wiederbeschreibbarkeit der RFID-Transponder kann zum Beispiel auch der letzte Aktualisierungszeitpunkt oder das Datum des letzten Wartungsvorgangs in einem RFID-Transponder an einem Objekt gespeichert werden.
-
Aus Kostengründen kann es vorteilhaft sein, den maximalen Speicherumfang der Speichereinheit der in das Gehäuse eingebrachten RFID-Transponder nicht größer als unbedingt nötig auszubilden. Daher kann es vorteilhaft sein, dass einer der RFID-Transponder (insbesondere der für eine größere Reichweite ausgebildete) mit einer relativ kleinen Speichereinheit ausgebildet ist, sodass er nur identifizierende Daten speichern kann, ein weiterer RFID-Transponder hingegen mit einer ausreichend großen Speichereinheit ausgebildet ist, um auch detaillierte technische Informationen speichern zu können.
-
Die RFID-Transponder können für einen Frequenzbereich elektromagnetischer Wellen zwischen 860 MHz und 960 MHz ausgebildet sein. Dieser UHF-Frequenzbereich erlaubt ein schnelles Auslesen und ist weltweit nutzbar. Außerdem weisen RFID-Transponder, die für diesen Frequenzbereich ausgebildet sind, üblicherweise eine große Reichweite auf. Wird ein solcher UHF-RFID-Transponder mit einer Fernfeldantenne ausgestattet, können Reichweiten von mehr als einem Meter, insbesondere von mehr als fünf Metern, erreicht werden.
-
Weiterhin können einer oder mehrere der RFID-Transponder auch für einen Frequenzbereich elektromagnetischer Wellen zwischen 3 MHz und 30 MHz, insbesondere 13,56 MHz, ausgebildet sein, also HF-RFID-Transponder sein. Ein solcher RFID-Transponder kann mit einer Nahfeldantenne ausgebildet werden, was ein Auslesen und/oder Beschreiben des RFID-Transponders nur über kurze Distanzen von einigen Zentimetern, insbesondere weniger als 10 cm, möglich macht. Die zu kennzeichnenden Objekte und/oder der Abstand zwischen diesen Objekten sind/ist üblicherweise größer als diese Reichweite. Dadurch kann nur ein RFID-Transponder des jeweiligen Gehäuses an einem Objekt von einem für den Frequenzbereich der Nahfeldantenne ausgebildeten Lesegerät ausgelesen und/oder beschrieben werden. Es kann sich dann also nur jeweils ein RFID-Transponder im Empfangsbereich eines Lesegeräts des RFID-Systems befinden. Auf diese Weise kann der Datenschutz sichergestellt werden bzw. ein unbefugtes Auslesen aus der Ferne kann vermieden werden.
-
Vorteilhafterweise ist das Gehäuse so ausgebildet, dass es an Oberflächen befestigt und/oder fixiert werden kann, zum Beispiel durch Schrauben, durch einen Haftvermittler oder durch ein Klemmen in für das Gehäuse vorgesehene und speziell ausgebildete Halterungen am zu kennzeichnenden Objekt, etwa einer Maschine, einem Maschinenteil oder einem Gepäckstück. Hierzu können in den Gehäuseelementen Bohrungen für Schrauben, mit oder ohne Gewinde, vorgesehen sein, oder es können beispielsweise zu einer Struktur der Objektoberfläche entsprechende Klemmstrukturen in den Gehäuseelementen ausgebildet sein. Für den Einsatz von Haftvermittlern kann es vorteilhaft sein, die Oberfläche der Gehäuseelemente zumindest abschnittsweise glatt oder – abhängig vom verwendeten Haftvermittler – aufgeraut auszubilden.
-
Eines oder mehrere der Gehäuseelemente kann/können außerdem mit Klartext graviert, bedruckt oder beschriftet sein, um eine Identifikation von Objekten auch ohne RFID-Lesegerät zu ermöglichen. Ein Gehäuseelement kann auch beschriftbar ausgebildet sein, und etwa mit einer ebenen, für Folienstifte und/oder CD-Marker kompatibel polierten Fläche versehen sein. Dadurch kann auch eine Wiederverwendbarkeit des Gehäuses mit den eingebrachten RFID-Transpondern gewährleistet werden.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn alle Gehäuseelemente in identischer Form und Größe ausgebildet werden. Damit kann bei ihrer Herstellung darauf verzichtet werden, zwei unterschiedliche Formen, etwa für ein oberes und ein unteres Gehäuseelement entwerfen und die Maschinen zu ihrer Herstellung dementsprechend kompliziert ausbilden zu müssen.
-
Dabei können die Gehäuseelemente in Form zweier flacher, zusammensetzbarer Gehäusehälften mit jeweils genau zwei nebeneinanderliegenden Aussparungen zur Aufnahme von RFID-Transpondern ausgebildet sein. Vorteilhaft ist es auch, wenn die zwei Aussparungen in der Ebene der Fläche der Gehäuseelemente nebeneinander liegen.
-
Dabei kann es vorteilhaft sein, die Gehäuseelemente mit einem eine Fläche des Gehäuseelements außen umlaufenden Rand gleicher oder zumindest abschnittsweise gleicher Höhe auszubilden. Der Rand kann dann nach dem Verkleben zweier Gehäuseelemente die Höhe des gesamten Gehäuses definieren und die RFID-Transponder vollständig im inneren Volumen des Gehäuses einschließen.
-
Der Rand eines derart ausgebildeten Gehäuseelements kann dann zumindest abschnittsweise auch mit einer Erhebung ausgebildet sein, die dann spiegelsymmetrisch auf der anderen Seite des Gehäuseelements durch eine symmetrisch zur Erhebung geformte Vertiefung ausgeglichen wird. Dadurch können identisch geformte Gehäuseelemente eine Struktur aufweisen, die die Montage des Gehäuses oder das Einbringen der RFID-Transponder erleichtert. So kann durch einen abgesenkten Rand an der Stelle der Vertiefung ein RFID-Transponder eingeschoben statt eingehoben werden und dadurch die Orientierung der einzelnen Teile bei der Fertigung erleichtert werden. Außerdem kann dadurch auch die Positionierung der zwei Gehäuseelemente bei der Fertigung erleichtert werden, da damit ein Verrutschen, wie bei einem gleichmäßig hohen, umlaufenden Rand am Gehäuseelement möglich, vermieden werden kann.
-
Es zeigen:
-
1: ein Gehäuseelement in Draufsicht und von schräg oben.
-
2: den Prozess des Zusammenfügens und die dazugehörige Orientierung zweier Gehäuseelemente.
-
3: ein zusammengefügtes und ein offenes Gehäuse vor dem Verschließen, mit RFID-Transpondern.
-
1 zeigt ein Gehäuseelement 1a in Draufsicht (1a) und ein Gehäuseelement 1b von schräg oben (1b) aus denen ein Gehäuse durch Zusammenfügen beider Gehäuseelemente 1a, 1b gefertigt werden kann. Hierbei können die zwei Gehäuseelemente 1a, 1b passgenau aufeinander gesetzt und dann zum Beispiel durch Verkleben miteinander verbunden werden. Zur Orientierungshilfe ist jedes Gehäuseelement dabei mit einem Steg 5 und einer Vertiefung 4 angrenzend an die Aussparung 3 zur Aufnahme eines UHF-RFID-Transponders (nicht gezeigt) ausgebildet. Eine weitere, seitlich neben der Aussparung 3 und durch einen Quersteg von dieser getrennt angeordnete und hinsichtlich ihrer Aufnahmefläche (Länge × Breite) kleinere Aussparung 2 dient zur Aufnahme des HF-RFID-Transponders (nicht gezeigt). Mit Hilfe der Bohrungen 6 kann das fertige Gehäuse nach dem Einbringen der RFID-Transponder durch Schrauben (nicht gezeigt) an Oberflächen von zu kennzeichnenden Objekten befestigt werden.
-
2 zeigt, wie das Gehäuse eines Typenschilds durch Zusammenfügen zweier Gehäuseelemente 1 gebildet wird. Dazu sind die wie in 1 gezeigt ausgebildeten Gehäuseelemente 1 während des Zusammenfügens so wie in 2 gezeigt zueinander ausgerichtet. Damit fügt sich der Steg 5 des einen Gehäuseelements 1a passgenau in die spiegelsymmetrisch angeordnete und ausgebildete Vertiefung 4 des anderen Gehäuseelements 1b, sodass die ins fertig montierte Gehäuse 7 eingebrachten RFID-Transponder nach dem Zusammenfügen der Gehäuseelemente 1a, 1b vom Gehäuse vollständig umschlossen sind. Da die Bohrungen 6 der Gehäuseelemente 1a, 1b direkt übereinander angeordnet sind, können Schrauben an den Seiten des Gehäuses zur Befestigung an Objekten hindurchgeführt werden.
-
Ein fertiges Gehäuse 7 mit Klartext-Beschriftung 8 ist in 3 gezeigt. Desweiteren ist ein Gehäuseelement 1a nach dem Einbringen des HF-RFID-Transponders 9 und des UHF-RFID-Transponders 10 abgebildet. Nach Zusammenfügen zweier Gehäuseelemente 1a, 1b kann das fertige Gehäuse wie gehabt mithilfe der Bohrungen 6 durch Anschrauben an Oberflächen befestigt werden.
-
3 zeigt auch das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gehäuses, das fertige Gehäuse 7. Dieses wurde aus zwei Kunststoff-Gehäuseelementen 1 zusammengesetzt und mit eingraviertem Klartext 8 beschriftet. Ein einzelnes Gehäuseelement 1 ist 93 mm lang, 48 mm breit und – vom Steg 5 und der Vertiefung 4 abgesehen – 2,5 mm hoch.
-
Jedes Gehäuseelement 1 ist mit zwei Aussparungen ausgebildet, in die ein UHF-RFID-Transponder 10 und ein HF-RFID-Transponder 9 eingebracht werden können. Der UHF-RFID-Transponder ist dabei mit einer Fernfeldantenne und zum Betrieb zwischen 860 MHz und 960 MHz ausgebildet, was eine größere Reichweite für Lese- und Schreibvorgänge ermöglicht.
-
Der HF-RFID-Transponder 9 ist zum Betrieb bei 13,56 MHz und mit einer Nahfeldantenne ausgebildet. Darüberhinaus ist der HF-RFID-Transponder 9 mit einer Speichereinheit ausgebildet, die groß genug ist, um detaillierte technische Daten zu speichern und die auch mehrfach beschrieben werden kann. Im Gegensatz dazu ist die Speichereinheit des UHF-RFID-Transponders 10 nur insoweit ausgebildet, dass identifizierende Daten für Objekte gespeichert und mehrfach geschrieben werden können.
-
Darüberhinaus weisen die RFID-Transponder eine spezielle Antenne gemäß
DE 10 2007 007 703 A1 auf, die ihren Betrieb in und/oder auf metallischen Oberflächen erlaubt.
-
Das Gehäuse wird mittels der zwei Bohrungen 6 an den zu identifizierenden Objekten befestigt. Mit dem Verkleben der Gehäuseelemente 1 sind schließlich sowohl der HF-RFID-Transponder als auch der UHF-RFID-Transponder vollständig vom Gehäuse umschlossen und damit vor Umwelteinflüssen geschützt.
-
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 102007007703 A1 [0012, 0036]
