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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Manschetteneinrichtung zur Nachverfolgbarkeit von Gaszylindern bzw. Gasflaschen.
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Die Nachverfolgbarkeit von Zylindern bzw. Flaschen wird derzeit mit einem Barcode durchgeführt. Durch das Lesen des Barcodes mit einem speziellen Lesegerät wird die Lebensdauer des Zylinders durch die verschiedenen Verarbeitungsstufen verfolgt. Barcodes werden von Menschen gelesen: Es handelt sich also um ein Identifikationssystem mit hohem manuellem Aufwand.
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Es gibt die passive RFID-Technologie, die in verschiedenen Bereichen eingesetzt wird, z.B. zur Verfolgung von Kleidungsstücken in einem Geschäft und an der Kasse: Diese Technologie ermöglicht ein schnelles und automatisiertes Lesen.
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Die Anwendung der RFID-Technologie auf Zylindern bzw. Flaschen ist jedoch insofern problematisch, als die Zylinder eine beträchtliche Metallmasse aufweisen, die einerseits das Abprallen der Wellen zum Auslesen der passiven RFIDs begünstigt, diese andererseits aber auch vor dem Auslesen ‚verbergen‘ kann und eine 100%ige Nachverfolgbarkeit verhindert. Die Schwierigkeit wird durch die Art und Weise, wie die Zylinder gelagert werden (in Regalen, einer eng an den anderen gepackt), durch ihre Form und die Tatsache, dass sich Zylinder unterschiedlicher Höhe im selben Bündel befinden können, noch verschärft.
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Andererseits ist der Einsatz von RFID unerlässlich, um Abläufe zu automatisieren und eine automatische Nachverfolgbarkeit zu ermöglichen, z.B. durch den Einsatz von Portalen mit RFID-Lesegeräten.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, RFID-Tags bzw. RFID-Etiketten an Gaszylindern bzw. Gasflaschen anzubringen und dabei die oben genannten Nachteile zu überwinden.
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Insbesondere besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine solche Einrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, auf Gaszylindern neben RFID-Tags auch Barcodes und ein mögliches NFC-Tag (Near Field Communication) anzubringen, um so die mit verschiedenen Lesemodi erreichbare Speicherkapazität der Einrichtung und damit die Möglichkeit des Auslesens der auf den Zylindern gespeicherten Daten erheblich zu erhöhen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Einrichtung bereitzustellen, die einfach und kostengünstig herzustellen, leicht auf einem Zylinder anzubringen und langlebig ist und die es ermöglicht, die aufgezeichneten Daten unter allen Bedingungen der Verwendung oder Lagerung des Zylinders zu lesen.
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Diese und andere Aufgaben werden durch die erfindungsgemäße Einrichtung mit den Merkmalen des beigefügten unabhängigen Anspruchs 1 erzielt.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Nachverfolgbarkeit von Zylindern umfasst im Wesentlichen eine Manschette aus Kunststoff, die so angepasst ist, dass sie um den Hals des Zylinders gelegt werden kann, und an der der mindestens eine RFID-Tag angebracht ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Manschette versehen mit: mindestens einem RFID-Tag, mindestens einem Barcode, mindestens einem NFC.
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Zweckmäßigerweise trägt die Manschette vier RFID-Tags, die im Wesentlichen mit einem 90°-Winkel zueinander angeordnet sind.
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Nach umfangreichen Experimenten hat der Anmelder festgestellt, dass die optimale Lösung aus einer Manschette aus Kunststoff besteht und umfasst: vier RFID-Tags, die mit speziellen Halterungen im Inneren der Manschette aufgenommen sind; ein NFC-Tag und vier Barcodes, die per Laser auf die vier Seiten der Manschette graviert sind.
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Praktischerweise wird die Manschette, in die die vier Barcodes eingraviert sind, nach dem Einführen der RFID- und NFC-Tags durch Schweißen verschlossen.
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Die Schwierigkeiten betrafen vor allem die Wahl der Position - wo die RFIDs zu platzieren sind: Die RFIDs, die direkt auf den Zylinder geklebt wurden, selbst wenn der Typ verwendet wurde, der speziell für die Anbringung auf Metall entwickelt wurde (Tag-on-Metal-RFIDs), schnitten in den Tests nicht zufriedenstellend ab, weder wenn sie einzeln angebracht wurden noch wenn zwei pro Zylinder platziert wurden. Das Anbringen vieler Tag-on-Metall-RFIDs auf der Zylinderschulter verdeckte außerdem die Stempel, die zwingend sichtbar sein müssen.
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Es wurde daher beschlossen, eine andere Lösung zu verfolgen, die zur Entwicklung einer Manschette führte, die:
- - die Zylinderstempel nicht verdeckte;
- - ein einfaches Auslesen in alle Richtungen ermöglicht (daher die endgültige Entscheidung für vier RFIDs);
- - in jedem Fall kostengünstig ist; Tag-on-Metal-RFIDs sind in der Tat sehr teuer, auch wenn man die benötigte Anzahl von ihnen berücksichtigt. Die Kosten von Tag-on-Metal-Typen betragen das 5-10-fache der Kosten für ‚normale‘ RFIDs (die auf nicht-metallischen Oberflächen angebracht werden können) und die Verwendung vieler Tag-on-Metal-RFIDs würde zu hohen Kosten führen. Durch die Verwendung der Kunststoffmanschette können die RFIDs von der Metallmasse ferngehalten werden, so dass normale RFIDs, die kostengünstig sind, verwendet werden können.
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Die vier RFIDs und die vier Barcodes weisen dieselben Codierungsidentifikationszahlen auf. Dieser Aspekt ist insofern wichtig, als er es ermöglicht, den Zylinder entweder mit einem Barcode- oder einem RFID-Lesegerät zu identifizieren, je nach Lage und verfügbarer Ausrüstung.
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Der RFID kann zusätzlich zu den Codes des Barcodes weitere Codes enthalten, da sein Speicher größer ist als der eines Barcodes.
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Es gibt verschiedene Informationen auf dem NFC, die auch direkt von einem normalen Mobiltelefon gelesen werden können, mit der Möglichkeit, sich mit einer oder mehreren Websites zu verbinden, um Vorgänge auszuführen (z.B. Nachbestellungen) oder um detaillierte Produkt- oder Sicherheitsinformationen zu erhalten.
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Als Kunststoff für die Manschette wurde Polycarbonat gewählt, das Tests zur Haltbarkeit bestanden hat, die auf mindestens 10 Jahre geschätzt wird, sowohl für RFID als auch für den Barcode (ABS hat die Haltbarkeitstests beispielsweise nicht bestanden).
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Die Tatsache, dass der Barcode 10 Jahre lang lesbar ist, überwindet ein praktisches und kostspieliges Problem, da die derzeit in diesem Bereich verwendeten Barcodes eine Lebensdauer von 2-3 Jahren nicht überschreiten, dann verblassen oder beschädigt werden, wenn der Zylinder häufig der Witterung ausgesetzt ist, und sie daher häufig ersetzt werden müssen, was mit entsprechenden Arbeitskosten verbunden ist.
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Die Tests der Lesbarkeit von RFID-Manschetten im Feld haben eine 100%ige Lesbarkeit gezeigt, selbst bei Konfigurationen im Bündel und bei Zylindern, die unter den schlechtesten Bedingungen aufgestellt wurden (z.B. kleine Zylinder, die zwischen hohen Zylindern platziert wurden; 20-30 cm hohe Zylinder, die zwischen 40 oder 50 Liter großen Zylindern mit einer Höhe von über 1,5 Metern versteckt wurden).
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Die RFID-Codierung wird nach dem Beschreiben verhindert.
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Die NFC-Codierung bleibt dagegen offen, aber für den Zugriff und die Neucodierung ist ein Passwort erforderlich. Die NFC weist Felder auf, die in einer Weise kodiert sind, dass sie mit verschiedenen Informationen beschrieben werden können, die als Verweise auf Websites oder auf eine speziell entwickelte App verwendet werden können.
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Der Durchmesser der RFID-Manschetten ist durch den Durchmesser des Halses der Gaszylinder bzw. Gasflaschen definiert, der Standard ist. Es gibt jedoch Fertigungstoleranzen bei den Hälsen der Zylinder bzw. Flaschen, die verhindern, dass die RFID-Manschette perfekt auf den Zylinder- bzw. Flaschenhals passt. Letztere haben nämlich Toleranzen von 1-2 mm. Das Klemmen der RFID-Manschette auf dem Hals des Zylinders bzw. der Flasche ist wichtig, um Vibrationen beim Transport der Zylinder bzw. Flaschen zu vermeiden und um zu verhindern, dass sie versehentlich aus ihrer Position entfernt wird, wenn der Zylinder- bzw. Flaschenverschluss entfernt wird (der Zylinder- bzw. Flaschenverschluss ist obligatorisch, kann aber für bestimmte Verfahren oder Verwendungen entfernt werden).
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Daher wurde auch ein System zur Befestigung der RFID-Manschette an dem Zylinderhals untersucht.
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Die gefundene Lösung sieht die Verwendung von konischen Ringen vor, die zwischen der RFID-Manschette und den Zylinderhals eingeführt und gepresst werden. Diese Ringe mit konischem Profil werden zwischen den Zylinderhals und die RFID-Manschette eingeführt und bewirken, wenn sie einmal gepresst sind, dass die RFID-Manschette an dem Hals des Zylinders arretiert ist. Die Ringe füllen nämlich den Raum zwischen dem Hals des Zylinders und der RFID-Manschette aus, der durch die Fertigungstoleranz des Halses des Zylinders entsteht. Die Klemmringe sind offen, um ihr Einführen in den oben erwähnten Raum zu ermöglichen, und können aus jedem beliebigen Material bestehen. Das Material der Ringe ist vorzugsweise Polycarbonat, d.h. das gleiche Material wie die RFID-Manschette.
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Das Ziel der RFID/NFC-Technologie in der Manschette ist:
- - Nachverfolgbarkeit der Positionen der Zylinder, Container und Bündel mit automatischer Ablesung, was ermöglicht:
- ◯ die Kenntnis der Flaschen in bestimmten Bereichen (Abteilungen, Lagerplätzen);
- ◯ die Verfolgung ihrer betriebsinternen Bewegung;
- ◯ den Aufbau und die automatische Ablesung von Ladungen bei Transporten;
- ◯ die Kontrolle der an jedem Standort ein- und ausgehenden Container und deren Korrelation mit den Ankünften am nächsten Standort;
- ◯ die Kontrolle der Ein- und Ausgänge von Containern an jeder Abfüllstation und deren Korrelation mit den Eingängen an der nächsten Abfüllstation;
- ◯ die Durchführung von Lagerkontrollen mit Zonenlesern, Portalen oder Drohnen;
- ◯ die Verbindung (Registrierung) von Vorgängen an den Containern mit dem Container selbst (für die Nachverfolgbarkeit von Aktivitäten, für Sicherheitskontrollen, für die automatische Ausführung von Vorgängen).
- - Ein System zu haben, das die Aktivierung der folgenden Dienste ermöglicht:
- ◯ Kennen der Lager bei Agenturen und Kunden oder in jedem Fall der Bestände, indem eine Antenne, ein Portal oder in jedem Fall ein RFID-Lesesystem installiert wird;
- ◯ Anbieten der Möglichkeit für Kunden, ihre Zylinderlager besser unter Kontrolle zu halten;
- ◯ Ausführen automatischer oder erleichterter Nachbestellungen über die NFC-Technologie (z.B. über eine spezielle App);
- ◯ Anbringen von Informationen direkt auf dem Zylinder, die mit einem normalen Mobiltelefon lesbar sind, um online sofortige Informationen über Sicherheitsdatenblätter, Methoden zur Verwendung des Produkts, die Eröffnung eines Chats mit Mitarbeitern der Lieferfirma, um technische und kommerzielle Informationen zu erhalten, usw. zu erhalten.
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Darüber hinaus werden weitere Merkmale der Erfindung in der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher, die sich lediglich auf eine der Ausführungsformen bezieht, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind und nicht einschränkend sind:
- 1, 2 bzw. 3 sind eine perspektivische Ansicht von oben, eine Draufsicht von oben bzw. eine Draufsicht von unten einer erfindungsgemäßen Manschette, wobei die 1 und 2 auch einen konischen Klemmring zeigen;
- 4 bzw. 5 sind jeweils eine perspektivische Ansicht von oben bzw. eine Draufsicht von oben auf eine Manschette bzw. Halterung für RFID-Tags;
- 6 ist ein schematischer Schnitt durch eine Manschette mit einer entsprechenden Halterung für RFID-Tags, die an einem Zylinder angebracht ist;
- 7 ist eine Teilansicht von der Seite, die eine an einem Zylinder angebrachte Manschette zeigt, der mit einer Schutzkappe versehen ist.
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In der Teilansicht von 7 ist der obere Teil eines Zylinders 1 im Bereich seines Füllansatzes oder Halses 2 dargestellt, wo die Manschette erfindungsgemäß angeordnet und mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist.
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Die Zeichnung zeigt auch eine Schutzkappe 4, die normalerweise auf dem Zylinder 1 angebracht ist, in diesem Fall oberhalb der Manschette 10.
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Die Manschette 10 aus Polycarbonat ist in den 1 bis 3 im Detail dargestellt. Insbesondere ist in den 1 und 2 auch ein Ring 30 mit konischer Dicke zu sehen, der mit einem Einschnitt 31 versehen ist und zwischen der Manschette 10 und dem Hals 2 des Zylinders angeordnet ist, um, wie bereits erwähnt, eine sichere Klemmung herzustellen. Die Manschette 10 hat die Form eines hohlen Donuts mit einer zentralen oder inneren Wand 11, die ein kreisförmiges Loch 13 bestimmt, dessen Abmessungen im Wesentlichen denen des Halses 2 des Zylinders entsprechen, und einem Umfang oder einer Außenwand 12 mit quadratischem Profil und abgerundeten Rändern, um vier Seiten zu definieren, wobei zwischen den Wänden 11, 12 eine ringförmige Aufnahme 14 ausgebildet ist.
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Natürlich kann das äußere Profil 12 der Manschette 10 auch anders geformt sein, z.B. auch kreisförmig, obwohl die gezeigte Form aus den noch zu erläuternden Gründen die bevorzugte ist.
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Die äußere Umfangswand 12 ist im Wesentlichen vertikal oder leicht nach außen geneigt und mit der inneren, ebenfalls vertikalen Mittelwand 11 durch einen stark geneigten, fast flachen Abschnitt 15 verbunden.
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Die Höhe der Manschette 10, insbesondere ihre äußere Umfangswand 12, wird in Abhängigkeit von der Art des Zylinders gewählt, an dem die Manschette anzubringen ist.
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Die Manschette 10 wurde für die Anbringung von RFIDs an dem Zylinder 1 konzipiert, so dass ein Kontakt mit der Metallmasse vermieden wird.
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Insbesondere sind die RFID-Tags an der Innenseite der Umfangswand 12 der Manschette 10 angeordnet, zweckmäßigerweise eine an jeder ihrer vier Seiten, so dass sie in einem ausreichenden Abstand zur Metallmasse des Zylinders bleiben und die zuvor beschriebenen Probleme vermieden werden.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, können die RFID-Tags 5 bequem auf einer Halterung in Form eines Gestells 20, ebenfalls aus Polycarbonat, platziert werden, die im Wesentlichen die innere Form der Manschette 10 nachbildet und geeignet ist, in die ringförmige Aufnahme 14 aufgenommen zu werden, wobei die RFID-Tags 5 zu der Innenseite der Umfangswand 12 der Manschette hin gedreht sind. Die Gestelle 20 werden entsprechend der Länge der zu platzierenden RFID-Antenne 5 hergestellt und können gerade sein, falls es nicht zweckmäßig ist, die RFID-Antenne 5 zu biegen.
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Der schematische Schnitt der 6 zeigt die in der Aufnahme 14 der Manschette 10 aufgenommene Halterung 20 sowie den konischen Klemmring 30, der zwischen der Manschette 10 und dem Hals 2 des Zylinders und insbesondere zwischen dem Hals des Zylinders 2 und der inneren Mittelwand 11 angeordnet ist.
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Auf den vier Außenseiten der Manschette 10 ist die gleiche Anzahl von Barcodes 6 lasergraviert, während ein NFC-Tag 7 innen in den oberen schrägen Verbindungsabschnitt 15 der Umfangswand 12 (siehe insbesondere 1) eingeführt ist und auf der Manschette 10 eingraviert ist, um seine Position anzuzeigen.
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Aus dem Offenbarten ergeben sich klar die Vorteile der erfindungsgemäßen Manschetteneinrichtung 10.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf die zuvor beschriebene und in den beigefügten Zeichnungen dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern es können verschiedene Detailänderungen daran vorgenommen werden, die dem Fachmann möglich sind, ohne dass dadurch der durch die beigefügten Ansprüche definierte Umfang der Erfindung selbst verlassen wird.
