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DE19911032A1 - Gasflaschen-Ventilschutzvorrichtung mit Transpondereinheit - Google Patents

Gasflaschen-Ventilschutzvorrichtung mit Transpondereinheit

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DE19911032A1
DE19911032A1 DE1999111032 DE19911032A DE19911032A1 DE 19911032 A1 DE19911032 A1 DE 19911032A1 DE 1999111032 DE1999111032 DE 1999111032 DE 19911032 A DE19911032 A DE 19911032A DE 19911032 A1 DE19911032 A1 DE 19911032A1
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Abstract

Die Vorrichtung (1) mit elektronischem Datenträger zur Befestigung an Druckgasflaschen (5) ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) einen Schutzkörper (4) und eine elektronische Einheit (2) mit Ringantenne und elektronischem Datenträger enthält. Die elektronische Einheit (2) enthält vorteilhaft einen ringförmigen Träger. Die elektronische Einheit (2) ist im Bereich der Basis oder an der Oberkante des Schutzkörpers (4) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Elektronische Datenträger werden zur Flaschenidentifikation im Gasebereich verwendet. Zur Aufnahme der elektronischen Datenträger für Druckgasflaschen sind verschiedene Haltevorrichtungen bekannt. 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 Haltevorrichtungen bilden elektronischer Datenträger und Haltevorrichtung eine untrennbare Einheit.
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.
Ventilschutzvorrichtungen für Druckgasflaschen, z. B. sogenannte Ventilschutzkörbe, werden in US 3776412 und WO 91/04197 beschrieben. Ventilschutzvorrichtungen mit elektronischem Datenträger, insbesondere Transponder, sind nicht bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung, die die genannten Nachteile bei bekannten elektronischen Datenträgersystemen von Druckgasflaschen vermeidet und das Druckgasflaschenventil schützt.
Gelöst wurde die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Die Vorrichtung für Druckgasflaschen besteht im wesentlichen aus einem Schutzkörper (Schutzkorb) mit einer elektronischen Einheit, die eine ringförmige Antenne und einen elektronischen Datenträger, insbesondere einen Transponder, enthält.
Der Schutzkörper (Ventilschutzkorb) trägt die elektronische Einheit in der Regel im Kopfbereich (oberer Rand) oder am unteren Ende (Basis).
Für den Einbau der elektronischen Einheit im Kopfbereich eignen sich insbesondere Schutzkörper (Ventilschutzkörbe) mit einem oberen geschlossenen ringförmigen Rand ("geschlossener Ventilschutzkorb"). Ein solcher Ventilschutztyp ist beispielsweise in WO 91/04197 beschrieben, worauf hiermit Bezug genommen wird.
Bei Ventilschutzkörben mit unterbrochenem oberen Rand im Kopfbereich ("offener" oder "halboffener" Ventilschutzkorb) wird die elektronische Einheit vorteilhaft im Bereich der Basis am Schutzkörper angeordnet.
Schutzkörper (Ventilschutzkörbe) sind in der Regel aus Kunststoff (z. B. Polyoxymethylen oder Polyamid) oder Metall (z. B. Stahl). Für die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist besonders Kunststoff vorteilhaft. Eine Kombination von Teilen aus Kunststoff und Metall für den Schutzkörper beziehungsweise die Vorrichtung bietet weitere Vorteile, z. B. kann sich die Herstellung vereinfachen oder herkömmliche Ventilschutzkörbe lassen sich umrüsten. Die Verwendung von Kunststoff im Bereich um die elektronische Einheit bringt Vorteile für den Datentransfer (geringere Abschirmung).
Besonders vorteilhaft sind Vorrichtungen, die einen Schutzkörper und eine elektronische Einheit als getrennte, eigenständige und voneinander lösbare Teile enthalten. Die elektronische Einheit enthält einen elektronischen Datenträger, in der Regel ein sogenannter Transponder, und eine Ringantenne.
Die elektronische Einheit wird z. B. von einem umlaufenden Hohlraum an der Basis oder am oberen Rand des Schutzkörpers (Ventilschutzkorbes) aufgenommen und geschützt. Der in der Regel einseitig offene Hohlraum wird z. B. mit einem Deckel, insbesondere einem einrastenden Deckel, oder durch Vergießen mit einer Kunststoffgießmasse (z. B. Gießmasse für Elektronikteile) verschlossen.
Die Vorrichtung wird in der Regel am Flaschenhalsring von Druckgasflaschen, befestigt (z. B. mittels Schraubgewinde). Bei Druckgasflaschen ohne Halsring mit Gewinde z. B. mit einer Verschraubung befestigt. Die Vorrichtung kann auch durch Aufpressen am Druckgasflaschenstutzen befestigt werden.
Befestigungsmöglichkeiten sind dem Fachmann von den üblichen Ventilschutzkörben her bekannt. Druckgasflaschen sind beispielsweise aus Stahl, Edelstahl oder Aluminium oder sind sogenannte Composite-Gasflaschen.
Die Trennung von Schutzvorrichtung und elektronischer Einheit hat mehrere Vorteile. So läßt sich die elektronische Einheit, insbesondere eine Einheit mit Transponder, mehrfach verwenden, selbst wenn die Vorrichtung (der Schutzkörper) beschädigt wurde oder wenn die Vorrichtung zur Druckgasflaschenbehandlung entfernt werden muß und dabei beschädigt wird. Die elektronische Einheit läßt sich universeller verwenden. Zum Beispiel kann die elektronische Einheit in unterschiedlichst gestaltete Haltevorrichtungen eingebaut werden.
Die Vorrichtung, insbesondere der Schutzkörper, 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.
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 10 Liter-Druckgasflaschen. Die elektronische Einheit wird vorzugsweise in der Vorrichtung, insbesondere im Schutzkörper, 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-, Bewegungs-, Standzeiten-, Mietkontroll- und TÜV-Terminlisten.
Die bevorzugte Vorrichtung mit integriertem Transponder-Chip mit Ringantenne ist sehr vorteilhaft bei der Kennzeichnung oder Identifikation von Druckgasflaschen. Die vorzugsweise 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/-Schreib­ prozesse, 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 Antennenspule, als auch die Resonanzfrequenz. Im Interesse einer möglichst großen Reichweite wird eine hohe elektrische Güte der Antennenspule gefordert. 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 Querschnittes für die Antenne. 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.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Schema einer Vorrichtung aus Ventilschutzkorb mit an dessen Basis angeordneter elektronischer Einheit (Ringantenne mit Transponder).
Fig. 2 zeigt schematisch eine Teilansicht der Vorrichtung von Fig. 1.
Fig. 3 zeigt ein Schema einer Vorrichtung aus Ventilschutzkorb mit an dessen oberen Rand angeordneter elektronischer Einheit (Ringantenne mit Transponder).
Fig. 4 zeigt schematisch eine Teilansicht einer Vorrichtung wie in Fig. 3, wobei die Vorrichtung beziehungsweise der Schutzkörper aus Kunststoff bestehen.
Fig. 5 zeigt schematisch eine Teilansicht einer Vorrichtung wie in Fig. 3, wobei der Schutzkörper aus Metall besteht und ein Kunststoffteil (Träger) zur Aufnahme der elektronischen Einheit trägt.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus dem Schutzkörper 4 und der elektronischen Einheit 2. Der Schutzkörper 4 weist auf der Unterseite (Basis) einen umlaufenden Hohlraum (Nut oder Aussparung) auf, der die elektronische Einheit 2 aufnimmt. Der Hohlraum wird mit einer Abdeckung 3 verschlossen. Die Abdeckung 3 ist beispielsweise ein Kunststoffdeckel oder eine Gießmasse. Fig. 2 zeigt eine entsprechende Detailansicht (Querschnitt).
In Fig. 3 wird eine Vorrichtung 1 mit am oberen Rand angeordneter elektronischer Einheit 2 gezeigt. Der Schutzkörper 4 weist am oberen Rand einen umlaufenden Hohlraum (Nut oder Aussparung) auf, der die elektronische Einheit 2 aufnimmt. Die Detailansicht in Fig. 4 zeigt eine Ausführung, wie sie vorzugsweise für Schutzkörper aus Kunststoff gestaltet wird. Insbesondere bei einem Schutzkörper aus Metall ist die in Fig. 5 gezeigte Ausführung vorteilhaft. Der Schutzkörper 4 trägt in diesem Beispiel einen ringförmigen Aufsatz 5 aus Kunststoff mit einem umlaufenden Hohlraum für die Aufnahme der elektronischen Einheit 2. Der Hohlraum wird mit einer Kunststoffabdeckung 3 abgeschlossen. Das Kunststoffteil 5 kann z. B. bei der Herstellung im Spritzguß mit dem Schutzkörper verbunden werden ("umspritztes Teil"). Das Kunststoffteil kann auch durch Aufpressen, Aufkleben, Verschrauben, Vernieten oder andere übliche Verbindungstechniken mit dem Schutzkörper verbunden werden. Auf diese Art lassen sich auch übliche Ventilschutzkörbe aus Metall oder Kunststoff nachrüsten.
Bezugszeichenliste
1
Vorrichtung
2
elektronische Einheit (Ringantenne mit Transponder)
3
Deckel oder Abdeckung
4
Schutzkörper (Schutzkorb)
5
Träger (Aufnahmering) für elektronische Einheit

Claims (6)

1. Vorrichtung (1) mit elektronischem Datenträger zur Befestigung an Druckgasflaschen (5), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) einen Schutzkörper (4) und eine elektronische Einheit (2) mit Ringantenne und elektronischem Datenträger enthält.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Einheit (2) einen elektronischen Datenträger, eine Ringantenne und einen ringförmigen Träger enthält.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Einheit (2) im Bereich der Basis oder an der Oberkante des Schutzkörpers (4) angeordnet ist.
4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Einheit (2) einen Transponder als elektronischen Datenträger enthält.
5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Einheit (2) einen antikollisionsfähigen Transponder als elektronischen Datenträger enthält.
6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) einen Schutzkörper (4) aus Metall oder Kunststoff aufweist, an dem ein Kunststoffteil (5) mit der elektronischen Einheit (2) angeordnet ist.
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