DE202012008230U1

DE202012008230U1 - Kennzeichnung von Holz-Mehrwegpaletten mit gekapselten UHF-RFID-Transpondern

Info

Publication number: DE202012008230U1
Application number: DE201220008230
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: FALKENHAHN, MARCUS, DE; JANSEN, ROLF, PROF. DR.-ING., DE; Siegel Ellen De
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2012-10-05
Anticipated expiration: 2022-08-30

Abstract

Vorrichtung zur Kennzeichnung einer Holz-Mehrwegpalette durch einen RFID-Transponder (5), dadurch gekennzeichnet, dass in der Holz-Mehrwegpalette mindestens eine zumindest bei der Bestückung mit dem RFID-Transponder (5) zugängliche Aufnahmeöffnung (2) vorgesehen ist, in die ein gekapselter RFID-Transponder (5) einbringbar und unverlierbar an der Holz-Mehrwegpalette festlegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kennzeichnung von Holz-Mehrwegpaletten mit RFID-Transpondern gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
Zur Kennzeichnung von Holzpaletten werden bisher hauptsächlich optische Kennzeichnungen eingesetzt. Diese werden entweder direkt in das Holz eingebrannt, aufgedruckt oder als Etiketten aufgeklebt oder angeheftet bzw. angenagelt. Diese optischen Kennzeichnungen besitzen systembedingte Nachteile. So muss bei optischen Kennzeichnungen stets eine freie Sichtlinie vom erfassenden Sensor zu der an der Palette angebrachten Kennzeichnung bestehen. Dies erschwert die gleichzeitige Auslesung und Identifikation von mehreren Kennzeichnungen an z. B. unterschiedlichen Objekten, da die Objekte Kennzeichnungen an anderen Objekten unter Umständen verdecken können. Außerdem kann die teilweise Verdeckung beispielsweise durch Ladeeinheitensicherungsmaßnahmen (z. B. umhüllende Schrumpf- oder Wickelstretchfolie) die Auslesung der Kennzeichnungen erschweren oder sogar vollständig verhindern.
Optische Kennzeichnungen sind zudem besonders anfällig gegenüber Verschmutzungen und Beschädigungen, da sie an der Außenseite der Palette angebracht werden müssen. Bei aufgeklebten oder angehefteten Etiketten besteht zudem die Gefahr, dass diese verloren gehen und eine Identifikation des Ladungsträgers vollständig unmöglich wird.
Gegenüber den optischen Kennzeichnungsverfahren bietet die Identifikation mittels RFID-Technik (Radiofrequente Identifikation) den Vorteil, dass selbst durch andere Objekte hindurch die Daten auf dem RFID-Transponder als Informationsträger ausgelesen werden können. Dies erlaubt eine Kapselung der Transponder und somit einen erhöhten Schutz gegenüber Beschädigungen. Außerdem ist die Speicherkapazität der Transponder nicht – wie bei optischen Kennzeichnungen – von deren Größe abhängig.
Die RFID-Technik hat sich bereits in einigen Branchen etabliert. Bisher werden jedoch nur Ladungsträger aus Kunststoff serienmäßig mit RFID-Transpondern versehen. Hierbei werden die Transponder in die Kunststoffpaletten mit eingegossen (nach dem sog. In-Mould-Verfahren). Dies geschieht in der Regel aus Platz- und auch aus Schutzgründen in den Palettenklötzen.
Erste Versuche zur Kennzeichnung von Holz-Paletten mit RFID-Transpondern wurden zwar bereits unternommen, diese weisen jedoch noch einige deutliche Nachteile auf.
Die Kennzeichnung mittels LF-Nageltranspondern (125 kHz) wurde bereits vor einigen Jahren versucht. Die Transponder werden hierbei in Form von Nägeln in die Palette eingebracht. Bedingt durch die LF-Technik ist jedoch die Auslesereichweite stark eingeschränkt (nur ca. 5 cm–10 cm). Darüber hinaus sind diese Transponder aufgrund der verhältnismäßig hohen Menge an Kupfer für die Antennenstruktur relativ teuer.
Die Anbringung von HF- oder UHF-Transpondern als aufgeklebte oder angeheftete Smart-Label ist zwar preisgünstig realisierbar, birgt jedoch die Gefahr der Beschädigung oder des Verlusts des Transponders aufgrund der oftmals rauen Umweltbedingungen bei der Handhabung von Paletten, ähnlich wie dies auch bei einem Barcode der Fall wäre.
Bei dem Forschungsprojekt „SmaRTI”, das in Kooperation von dem Fraunhofer Institut für Logistik und Materialfluss in Dortmund sowie den Unternehmen Mars, Rewe und Chep bearbeitet wird, werden Holzpaletten ebenfalls mit UHF-RFID-Transpondern gekennzeichnet. Diese Kennzeichnung erfolgt durch das Aufkleben eines Smart-Labels am mittleren Seitenklotz einer Holzpalette mittels Heißkleber. Diese Kennzeichnung erlaubt zwar zusätzlich eine optische Identifikation mittels Barcode, bietet jedoch keinen ausreichenden Schutz gegenüber Beschädigungen beispielsweise durch die Zinken eines Gabelstaplers bei Rangiervorgängen oder auftretenden Scherkräften, wenn mehrere Paletten dicht aneinander gestellt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kennzeichnung von Holz-Mehrwegpaletten mit UHF-RFID-Transpondern vorzuschlagen, durch die die vorstehenden Nachteile beseitigt oder vermeindert werden.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 in Zusammenwirken mit den Merkmalen des Oberbegriffes. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kennzeichnung einer Holz-Mehrwegpalette durch einen RFID-Transponder zeichnet sich dadaurch aus, dass in der Holz-Mehrwegpalette mindestens eine zumindest bei der Bestückung mit dem RFID-Transponder zugängliche Aufnahmeöffnung vorgesehen ist, in die ein gekapselter RFID-Transponder einbringbar und unverlierbar an der Holz-Mehrwegpalette festlegbar ist. Durch die vollständige Integration eines z. B. in Kunststoff gekapselten Transponders vorteilhafterweise in den Palettenklotz einer Holz-Mehrwegpalette lässt sich ein deutlich höherer Schutz des RFID-Transponders gegenüber Beschädigungen als die bisher Einrichtungen erreichen. Gleichzeitig wird durch die Aufnahme des RFID-Transponders innerhalb des Palettenklotzes automatisch ein Mindestabstand gegenüber störenden metallischen Objekten, wie beispielsweise den Zinken eines Gabelstaplers oder Handgabelhubwagens erzielt. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Auslesung der Transponderinformationen. Darüber hinaus ist der Transponder besser gegen weitere störende Einflüsse wie Feuchtigkeit oder Temperaturschwankungen geschützt.
Darüber hinaus erlaubt die hier aufgezeigte Vorrichtung die Integration auch mehrerer Transponder in jeden beliebigen Palettenklotz (Mittelklotz, Eckklotz, Seitenklotz) einer Holz-Mehrwegpalette und somit eine anwendungsspezifische Anpassung. Durch die gleichzeitige Integration von Transpondern in zwei oder mehrere Palettenklötze beispielsweise in zwei gegenüberliegende Paletteneckklötze kann insbesondere die Zuverlässigkeit der Auslesung weiter erhöht werden.
In weiterer Ausgestaltung kann die Aufnahmeöffnung in dem Palettenklotz der Holz-Mehrwegpalette eine Durchgangsöffnung vorgebbarer Abmessungen, vorzugsweise eine Durchgangsbohrung mit einem vorgebbaren Durchmesser sein, die etwa durch Bohr- und/oder Fräsoperationen beim Bearbeiten der Teile der Holz-Mehrwegpalette einfach z. B. in den entsprechenden Palettenklotz eingebracht werden kann. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Aufnahmeöffnung kreiszylindrisch, vorzugsweise senkrecht zur Hauptebene der Palette ausgerichtet, in dem Palettenklotz der Holz-Mehrwegpalette ausgebildet wird.
Weiterhin ist es denkbar, dass die Aufnahmeöffnung in dem Palettenklotz der Holz-Mehrwegpalette nach dem Einbringen des RFID-Transponders durch Bestandteile der Holz-Mehrwegpalette selbst, vorzugsweise durch Deckbretter und/oder Bodenbretter der Holz-Mehrwegpalette derart abgedeckt wird, dass der RFID-Transponder in der Aufnahmeöffnung unverlierbar gehaltert ist. So kann der RFID-Transponder bei der Zusammenstellung der Teile der Holz-Mehrwegpalette selbst mit in die Aufnahmeöffnung eingesetzt und ohne zusätzliche Verschlussteile durch ohnehin vorgesehene Teile der Holz-Mehrwegpalette wie etwa Deckbretter und/oder Bodenbretter vollständig abgedeckt werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass die Aufnahmeöffnung in dem Palettenklotz der Holz-Mehrwegpalette nach dem Einbringen des RFID-Transponders durch separate Verschlusseinrichtungen wieder öffenbar derart abdeckbar ist, dass der RFID-Transponder in der Aufnahmeöffnung unverlierbar gehaltert ist. Hierdurch kann z. B. der Transponder auch noch beim Gebrauch der Holz-Mehrwegpalette entnommen oder ersetzt werden.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn der RFID-Transponder nach dem Einbringen in die Aufnahmeöffnung lose in der Aufnahmeöffnung der Holz-Mehrwegpalette gehaltert ist. Hierdurch werden keine weiteren z. B. aus Metall bestehenden Halterungen für den RFID-Transponder benötigt, die etwa Einfluss auf das Auslesen des RFID-Transponders haben könnten. Auch können dadurch Dehnungen des Holzes des Palettenklotzes der Holz-Mehrwegpalette aufgrund von unterschiedlichen Temperaturen oder Holzfeuchtigkeiten ausgeglichen werden, ohne dass der RFID-Transponder hierdurch mechanisch belastet wird.
Weiterhin ist es denkbar, dass zwei oder mehrere RFID-Transponder jeweils einzeln in entsprechende Aufnahmeöffnungen in unterschiedlichen Palettenklötzen der Holz-Mehrwegpalette, vorzugsweise in voneinander beabstandeten Palettenklötzen eingebracht sind. Durch die gleichzeitige Integration von Transpondern in zwei oder mehrere Palettenklötze beispielsweise in zwei gegenüberliegende Paletteneckklötze kann insbesondere die Zuverlässigkeit der Auslesung weiter erhöht werden.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen RFID-Transponder, bei dem die Antennenstruktur und der Chip des RFID-Transponders vollständig in einem Gehäuse gekapselt sind, das in die Aufnahmeöffnung der Holz-Mehrwegpalette einbringbar ist. Die Kapselung werden die elektrisch aktiven Bestandteile des RFID-Transponders sicher gegenüber Umwelteinflüssen aufgrund von unterschiedlichen Temperaturen oder Umgebungsfeuchtigkeiten geschützt und damit die Funktion des RFID-Transponders auch bei den üblichen rauen Umgebungsbedingungen im Bereich der Logistik sicher gestellt. Diese Absicherung lässt weiterhin dadurch verbessern, dass das Gehäuse des RFID-Transponders zumindest zweischalig derart ausgebildet ist, dass der RFID-Transponder nach dem Thermoskannenprinzip weitestgehend vor Temperaturschwankungen und Feuchte geschützt ist. Durch die zwei- oder auch mehrschalige Ausführung eines derartigen Gehäuses bildet sich wie bei einer Thermoskanne ein Gasvolumen oder auch ein Vakuum zwischen den beiden Schalen des Gehäuses, das isolierende Wirkung insbesondere gegenüber Temperaturschwankungen bewirkt. Dadurch können z. B. starke Temperaturschwankungen in der Umgebung der Holz-Mehrwegpalette in ihrer Auswirkung auf die Funktion des RFID-Transponders gemindert werden. Auch hat die zweischalige Gestaltung des Gehäuses den Vorteil, den RFID-Transponder durch zwei jeweils selbständig dichte Trennschichten gegenüber schädlicher Feuchtigkeitsbelastung zu isolieren.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn die Außenabmessungen des Gehäuses des RFID-Transponders derart ausgebildet sind, dass das Gehäuse lose in der Aufnahmeöffnung der Holz-Mehrwegpalette aufnehmbar ist.
Denkbar ist es weiterhin, dass das Gehäuse des RFID-Transponders aus temperaturbeständigem ABS-Kunststoff besteht, der zudem mechanisch ebenfalls sehr stabil ausgebildet werden kann. Hierdurch werden etwa mechanische Belastungen des RFID-Transponders reduziert.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn der RFID-Transponder ein UHF-RFID-Transponder ist.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt die Zeichnung.
Es zeigen:
1a–1c – Ablaufplan beim Bestücken eines RFID-Transponders in eine Aufnahmeöffnung des Palettenklotzes einer nur teilweise dargestellten Holz-Mehrwegpalette sowie das Verschließen der Aufnahmeöffnung durch Deckbrett und Bodenbrett der Holz-Mehrwegpalette,
2 – vergrößerte Darstellung des Gehäuses des RFID-Transponders gemäß 1.
In den 1a bis 1c ist quasi ein Ablaufplan beim Bestücken eines RFID-Transponders 5 in eine Aufnahmeöffnung 2 eines Palettenklotzes 1 einer nur teilweise dargestellten Holz-Mehrwegpalette sowie das Verschließen der Aufnahmeöffnung 2 durch Deckbrett 4 und Bodenbrett 3 der Holz-Mehrwegpalette dargestellt, wie dies bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt.
Anstelle der gesamten Holz-Mehrwegpalette wird nur einer der Palettenklötze 1 dargestellt, der wie bei den genormten Holz-Mehrwegpaletten in bekannter Weise zwischen einem Deckbrett 4 und einem Bodenbrett 3 angordnet ist. In diesen Palettenklotz 1 ist eine vorzugsweise kreisrunde Aufnahmeöffnung 2 z. B. durch Bohren oder Fräsen derart eingebracht worden, dass die Längsachse der Aufnahmeöffnung 2 senkrecht zu den Auflageflächen der Holz-Mehrwegpalette verläuft, die durch die Ebenen des Deckbretts 4 und des Bodenbretts 3 gebildet sind.
Vor dem Bestücken der Aufnahmeöffnung 2 wird z. B. das Bodenbrett 3 unterseitig an dem Palettenklotz 1 derart angeordnet, dass das untere Ende der z. B. kreiszylindrischen Durchgangsbohrung der Aufnahmeöffnung 2 von dem Bodenbrett 3 vollständig abgedeckt wird. Anschließend wird der noch in der 2 genauer dargestellte und beschriebene RFID-Transponder 5 von oben in das obere noch offene Ende der Aufnahmeöffnung 2 in Einsteckrichtung 6 eingesteckt, bis er vollständig in der Aufnahmeöffnung 2 eingesetzt ist. Hierbei weist die Aufnahmeöffnung 2 derartige Abmessungen auf, dass der RFID-Transponder 5 mit Spiel 11 in die Aufnahmeöffnung 2 eingesetzt werden kann und dort mehr oder minder lose festgelegt ist.
Das obere Ende der Aufnahmeöffnung 2 wird dann im weiteren Verlauf der Montage der Holz-Mehrwegpalette durch das Deckbrett 4 vollständig abgedeckt und damit die Aufnahmeöffnung 2 vollständig verschlossen. Damit ist der RFID-Transponder 5 vollständig in dem Palettenklotz 1 integriert aufgenommen und dadurch gut gegenüber mechanischen und sonstigen Belastungen bei der Benutzung der Holz-Mehrwegpalette geschützt.
Es versteht sich von selbst, dass die Aufnahmeöffnung 2 in der Holz-Mehrwegpalette und insbesondere in dem Palettenklotz 1 anders angeordnet werden kann, z. B. parallel zur Ebene des Deckbretts 4 und des Bodenbretts 3. Auch ist es denkbar, eines oder beide Enden der Aufnahmeöffnung 2 nicht durch Teile der Holz-Mehrwegpalette selbst, sondern durch separate Bauteile wie etwa eigenständige Deckel zu verschließen, wodurch der RFID-Transponder 5 auch nach der Montage der Holz-Mehrwegpalette noch zugänglich bleiben kann.
Der RFID-Transponder 5 besteht dabei aus an sich bekannten elektrisch aktiven Bauteilen wie dem eigentlichen RFID-Chip und Antennen, die in der 2 einfach unter der Sachnummer 9 zusammengefasst bezeichnet sind. Diese elektrisch aktiven Bauteile des RFID-Transponders 5 werden durch ein zweischaliges Gehäuse aus einem Außengehäuse 7 und einem Innengehäuse 8 umhüllt, die voneinander in grundsätzlich bekannter Weise beabstandet zueinander angeordnet sind. Der Zwischenraum 10 zwischen Außengehäuse 7 und Innengehäuse 8 kann dabei nach dem Thermoskannen-Prinzip eine zusätzliche thermische Isolierung der elektrisch aktiven Bauteile des RFID-Transponders 5 gegenüber der Umgebung bewirken, indem z. B. ein Schutzgas oder auch ein Vakuum in den Zwischenraum 10 eingebracht wird. Außengehäuse 7 und Innengehäuse 8 können dabei zudem gekapselt und dicht ausgeführt werden, so dass der zweischalige Aufbau des Gehäuses auch eine besonders hohe fluidische Dichtung des Innenraums des Innengehäuses 8 und damit des RFID-Transponders 5 ermöglicht.
Bezugszeichenliste

1: Palettenklotz
2: Aufnahmeöffnung
3: Bodenbrett
4: Deckbrett
5: RFID-Transponder
6: Einsteckrichtung RFID-Transponder
7: Außengehäuse
8: Innengehäuse
9: Antenne und Chip des RFID-Transponder
10: isolierendes Volumen
11: Spalt zwischen Aufnahmeöffnung und Außengehäuse

Claims

Vorrichtung zur Kennzeichnung einer Holz-Mehrwegpalette durch einen RFID-Transponder (5), dadurch gekennzeichnet, dass in der Holz-Mehrwegpalette mindestens eine zumindest bei der Bestückung mit dem RFID-Transponder (5) zugängliche Aufnahmeöffnung (2) vorgesehen ist, in die ein gekapselter RFID-Transponder (5) einbringbar und unverlierbar an der Holz-Mehrwegpalette festlegbar ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aufnahmeöffnung (2) in einem Palettenklotz (1) der Holz-Mehrwegpalette angeordnet ist, vorzugsweise in einem Mittelklotz (1) und/oder einem Eckklotz (1) und/oder einem Seitenklotz (1) der Holz-Mehrwegpalette.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (2) in dem Palettenklotz (1) der Holz-Mehrwegpalette eine Durchgangsöffnung (2) vorgebbarer Abmessungen, vorzugsweise eine Durchgangsbohrung (2) mit einem vorgebbaren Durchmesser ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (2) kreiszylindrisch, vorzugsweise senkrecht zur Hauptebene der Holz-Mehrwegpalette ausgerichtet, in dem Palettenklotz (1) der Holz-Mehrwegpalette ausgebildet ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (2) in dem Palettenklotz (1) der Holz-Mehrwegpalette nach dem Einbringen des RFID-Transponders (5) durch Bestandteile der Holz-Mehrwegpalette selbst, vorzugsweise durch Deckbretter (4) und/oder Bodenbretter (3) der Holz-Mehrwegpalette derart abdeckbar ist, dass der RFID-Transponder (5) in der Aufnahmeöffnung (2) unverlierbar gehaltert ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (2) in dem Palettenklotz (1) der Holz-Mehrwegpalette nach dem Einbringen des RFID-Transponders (5) durch separate Verschlusseinrichtungen wieder öffenbar derart abdeckbar ist, dass der RFID-Transponder (5) in der Aufnahmeöffnung (2) unverlierbar gehaltert ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Transponder (5) nach dem Einbringen in die Aufnahmeöffnung (2) lose in der Aufnahmeöffnung (2) der Holz-Mehrwegpalette gehaltert ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere RFID-Transponder (5) jeweils einzeln in entsprechende Aufnahmeöffnungen (2) in unterschiedlichen Palettenklötzen (1) der Holz-Mehrwegpalette, vorzugsweise in voneinander beabstandeten Palettenklötzen (1) eingebracht sind.
RFID-Transponder (5) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstruktur und der Chip (9) des RFID-Transponders (5) vollständig in einem Gehäuse (7, 8) gekapselt sind, das in die Aufnahmeöffnung (2) der Holz-Mehrwegpalette einbringbar ist.
RFID-Transponder (5) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenabmessungen des Gehäuses (7, 8) des RFID-Transponders (5) derart ausgebildet sind, dass das Gehäuse (7, 8) lose in der Aufnahmeöffnung (2) der Holz-Mehrwegpalette aufnehmbar ist.
RFID-Transponder (5) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7, 8) des RFID-Transponders (5) zumindest zweischalig derart ausgebildet ist, dass der RFID-Transponder (5) nach dem Thermoskannenprinzip weitestgehend vor Temperaturschwankungen und Feuchte geschützt ist.
RFID-Transponder (5) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7, 8) des RFID-Transponders (5) aus temperaturbeständigem ABS-Kunststoff besteht.
RFID-Transponder (5) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Transponder (5) ein UHF-RFID-Transponder (5) ist.