БАНКА
CAN

Изобретение относится к металлической банке согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Из уровня техники известно множество металлических банок для напитков, которые могут открываться посредством одноразового затвора, причем при открывании из корпуса банки выламывается зона затвора, в результате чего содержимое банки может вылиться из нее.
Из уровня техники известна возможность также расположить на предметах, в частности на банках, RFID-/NFC-антенны и RFID-/NFC-транспондеры, чтобы посредством устройства передачи данных передавать данные, хранящиеся в транспондере, на внешнее устройство связи.
Однако из уровня техники неизвестны возможности передачи данных от емкости на внешнее устройство их передачи исключительно после того, как одноразовый затвор емкости был открыт.Такое устройство можно было бы использовать, например, для того, чтобы определенную, хранящуюся в транспондере информацию сделать доступной только тому, кто приобрел банку или емкость. Обычно такая банка может использоваться предпочтительно для розыгрыша призов, когда требуется, чтобы участник купил или открыл банку.
Задачей изобретения является создание банки, с помощью которой данные от расположенного на ней транспондера можно было бы передавать на внешнее устройство передачи данных только тогда, когда банка открыта, и/или с помощью внешнего устройства передачи данных в расположенном на банке транспондере можно было бы сохранять данные только тогда, когда банка открыта.
Эта задача решается посредством банки описанного выше рода с признаками отличительной части пункта 1 формулы изобретения. Согласно изобретению у банки, включающей в себя, по меньшей мере, частично электропроводящий корпус, в частности из алюминия, на одной торцевой стенке банки зона затвора, по меньшей мере, частично ограничена заданной кромкой отрыва, причем банка содержит элемент для открывания, который в своем исходном положении, по меньшей мере, частично плашмя прилегает к торцевой стенке банки и соединен с торцевой стенкой, по меньшей мере, в одном месте, причем при повороте элемента для открывания относительно банки из исходного положения в открытое положение зона затвора отрывается от заданной кромки отрыва и в ограниченной заданной кромкой отрыва промежуточной зоне образует отверстие для выливания содержимого банки, при этом элемент для открывания содержит носитель из электро- и/или магнитоизолирующего материала или состоит из него, элемент для открывания содержит расположенную на или в носителе антенну и примыкающий к ней транспондерный чип, причем антенна в исходном положении расположена вблизи банки, в частности в зоне ее торцевой стенки, а участок торцевой стенки или ее поверхности, к которой прилегает элемент для открывания, выполнен электро- и/или магнитопроводящим.
При этом предпочтительно, передача данных между расположенным на банке транспондером и внешним устройством передачи данных возможна только тогда, когда банка открыта. Во всяком случае, передача данных невозможна тогда, когда элемент для открывания находится в своем исходном положении, а банка еще не открывалась.
Чтобы эффективно избежать связи между расположенным на банке транспондером и внешним устройством передачи данных, может быть предусмотрено, что антенна в исходном положении отстоит от стенки банки на максимальное расстояние менее 3 мм, в частности менее 0,2 мм, и/или антенна, по меньшей мере, частично прилегает к банке.
С этой же целью в качестве альтернативы или дополнительно антенна может располагаться таким образом, что в исходном положении направленные на нее электромагнитные поля изменяются участком стенки или поверхности банки с возможностью подавления или достаточного ослабления ввода электромагнитных полей в антенну, так что передача данных между расположенным на банке транспондером и внешним устройством передачи данных невозможна.
Для обеспечения связи между внешним устройством передачи данных и транспондером может быть предусмотрено, что в открытом положении антенна приподнята, и/или удалена от проводящего участка стенки и поверхности банки, и/или повернута к нему и что в открытом положении антенна в достаточных для беспроводной передачи данных форме и интенсивности принимает и передает на транспондерный чип направленные на нее электромагнитные поля.
-12
-5
-7
Чтобы эффективно избежать экранирование или вытеснение направленных на антенну электромагнитных волн в открытом положении, может быть предусмотрено, что при частоте передачи в диапазоне от 100 кГц до 1000 МГц, в частности от 120 до 135 кГц, в диапазоне от 13 до 14 МГц или в диапазоне от 860 до 910 МГц, удельная электрическая проводимость материала основы элемента для открывания составляет менее 1 С/м и/или что диэлектрическая проницаемость материала основы элемента для открывания составляет менее 100*8,854*10 А·с/В·м и/или магнитная проницаемость составляет менее (1+2,2*10)*4*π*10 В·с/А·м.
6
-5
-7
-7
Чтобы эффективно обеспечить экранирование или вытеснение направленных на антенну электромагнитных полей в исходном положении, может быть предусмотрено, что при частоте передачи в диапазоне от 100 кГц до 1000 МГц, в частности от 120 до 135 кГц в диапазоне от 13 до 14 МГц или от 860 до 910 МГц, участок стенки или поверхности банки, к которому прилегает элемент для открывания, имеет удельную электрическую проводимость, по меньшей мере, 10 С/м, в частности, по меньшей мере, 10 С/м и/или магнитную проницаемость, по меньшей мере, (1+2,2*10)*4*π*10 В·с/А·м, в частности, по меньшей мере, 0,99*4*π*10 В·с/А·м.
В особенно легко изготавливаемом варианте предусмотрено, что зона затвора и заданная кромка отрыва выполнены на одной торцевой стенке банки.
Особенно предпочтительное устройство, с помощью которого возможен предпочтительный поворот элемента для открывания, предусматривает, что элемент для открывания соединен с банкой посредством заклепки, причем элемент для открывания имеет прилегающий в его исходном положении к зоне затвора нажимной участок для его вдавливания.
Для легкого открывания банки элемент для открывания может иметь противоположный нажимному участку исполнительный участок, причем оба участка отделены друг от друга заклепкой и действуют сообща как один двуплечий, сочлененный заклепкой рычаг.
Особенно простое механическое выполнение, обеспечивающее хороший поворот элемента для открывания относительно банки, предусматривает, что элемент для открывания содержит поворачивающийся относительно своего тела соединительный элемент, соединенный посредством заклепки со стенкой банки.
Особенно простое позиционирование транспондера достигается за счет того, что в исходном положении транспондерный чип расположен в зоне элемента для открывания, прилегающей к зоне затвора.
Особенно предпочтительным при использовании частот передачи от 10 до 15 МГц является то, что антенна выполнена кольцеобразной и, в частности, расположена вдоль периферийной кромки элемента для открывания в насечке.
Особенно простая конструкция банки предусматривает, что антенна и транспондерный чип расположены на общей пленке, в частности на общей клейкой этикетке, расположенной на элементе для открывания, в частности наклеенной на него.
Особенно предпочтительно изготавливаемая конструктивная форма предусматривает, что элемент для открывания выполнен из двух частей и имеет сочлененную с торцевой стенкой базовую часть и соединенную с ней, содержащую электрически непроводящее тело антенную часть, причем транспондерный чип и антенна расположены в антенной части, в частности залиты в нее, а базовая часть имеет, по меньшей мере, одну лапку, в частности две лапки, соединенные с частью антенны и, в частности, прилегают к ней.
При этом может быть предпочтительно предусмотрено, что антенная часть имеет корпусную часть и кольцевое продолжение, причем антенна, по меньшей мере, частично проходит в кольцевом продолжении и/или корпусная часть имеет, по меньшей мере, одну фиксирующую выемку, в частности две фиксирующие выемки, в которые входит, в частности зафиксирован, конец лапки, в частности оба конца лапок, базовой части и/или лапка или лапки базовой части прилегают к кольцевому продолжению антенной части.
Дополнительное подавление связи может обеспечиваться двумя пластинками, находящимися, в частности, в проводящей или емкостной связи с антенной, которые в исходном положении приближены к торцевой стенке, а в открытом положении отстоят от нее.
Предпочтительный пример осуществления изобретения более подробно поясняется со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображают:
- фиг. 1: банку в одном варианте выполнения в исходном положении;
- фиг. 2: то же в открытом положении;
- фиг. 3: элемент для открывания в открытом положении на виде наискось сбоку;
- фиг. 4: элемент для открывания в исходном положении на виде сверху;
- фиг. 5: электромагнитная характеристика банки и элемента для открывания в исходном положении;
- фиг. 6: электромагнитная характеристика банки и элемента для открывания в открытом положении;
- фиг. 7: альтернативный вариант выполнения банки в исходном положении;
- фиг. 8: элемент для открывания в открытом положении на виде наискось сбоку;
- фиг. 9: элемент для открывания из фиг. 8 в прозрачном виде;
- фиг. 10: элемент для открывания из фиг. 8 на виде сбоку;
- фиг. 11: элемент для открывания из фиг. 8 в сборке;
- фиг. 12: сборка обеих частей элемента для открывания на виде сбоку;
- фиг. 13: торцевая стенка банки вместе с элементом для открывания в другом альтернативном варианте выполнения банки;
- фиг. 14: эквивалентная схема варианта из фиг. 13;
- фиг. 15: линия электромагнитного поля при закрытом элементе для открывания;
- фиг. 16: линия электромагнитного поля при открытом элементе для открывания.
На фиг. 1 изображен предпочтительный вариант выполнения цилиндрической металлической банки 1. Корпус банки 1 состоит целиком из алюминия, причем банка 1 может иметь на своей боковой поверхности запечатанную декоративную пленку. На торцевой стенке 14 банки 1 предусмотрена зона 2 затвора, которая ограничена заданной кромкой 3 отрыва. Кроме того, банка 1 содержит элемент 4 для открывания, соединенный с ее торцевой стенкой 14 посредством проходящей через отверстие 16 элемента 4 для открывания (фиг. 4) заклепки 6. В данном примере корпус банки 1 состоит целиком из алюминия. Однако, в принципе, достаточно, чтобы участок 5 стенки и поверхности банки, к которому прилегает элемент 4 для открывания, оказывал достаточное обратное действие на приложенное извне электромагнитное поле в зоне элемента 4 для открывания, так что при прилегающем к участку 5 стенки и поверхности элементе 4 для открывания невозможна беспроводная электромагнитная передача данных между расположенной в или на нем антенной 8 и внешним устройством передачи данных (фиг. 3). Элемент 4 для открывания содержит поворачивающийся относительно него соединительный элемент 12 с отверстием 16, который посредством заклепки 6 соединен с торцевой стенкой 14 и плашмя прилегает к ней. Обычно элемент 4 для открывания вращают вокруг оси заклепки 6, а в данном примере отсутствует подвижно-жесткое соединение элемента 4 для открывания с банкой, и он плашмя прилегает к ее торцевой стенке 14.
На фиг. 2 банка 1 из фиг. 1 изображена в открытом положении. В процессе открывания обращенный от зоны 2 затвора исполнительный участок 11 элемента 4 для открывания приподнимается, и весь элемент 4 для открывания поворачивается относительно кромки 15 сочленения между соединительным элементом 12 и элементом 4 для открывания. За счет этого прилегающий к зоне 2 затвора нажимной участок 10 элемента 4 для открывания вдавливается в направлении зоны 2 затвора внутрь банки 1, за счет этого зона 2 затвора отрывается вдоль заданной кромки 3 отрыва от торцевой стенки 14 банки 1 и входит в нее. В результате этого образуется отверстие 7, через которое из банки 1 можно вылить ее содержимое.
На фиг. 3 элемент 4 для открывания изображен подробно. Он содержит носитель из электро- или магнитоизолирующего материала, причем на обращенной к торцевой стенке 14 стороне элемента 4 для открывания выполнена кольцеобразно замкнутая насечка. В ней проходят проволочные обмотки антенны 8, соединенной с расположенным на нажимном участке 10 элемента 4 для открывания транспондерным чипом 9. Антенна 8 проходит вдоль края нижней торцевой поверхности элемента 4 для открывания, обращенной к торцевой стенке 14 банки 1. Как видно на фиг. 4, соединительный элемент 12 элемента 4 для открывания имеет центральное отверстие 16, через которое проходит заклепка 6.
В альтернативном варианте может быть также достаточным приклеить транспондерный чип 9 и антенну 8 на соответственно оформленной клейкой этикетке сверху на элемент 4 для открывания.
На фиг. 5 изображены разрез банки 1 и элемента 4 для открывания, а также электромагнитная характеристика банки 1 и элемента 4 для открывания в исходном положении. Как уже сказано, антенна 8 находится в насечке в элементе 4 для открывания на обращенной к торцевой стенке 14 банки 1 стороне. В данном примере антенна 8 всей поверхностью прилегает к торцевой стенке 14 банки 1. Однако это необязательно. Для достижения нужного эффекта достаточно обратного действия на электромагнитные поля, направленные внешним устройством передачи данных на антенну 8 так, чтобы через нее была невозможна связь между внешним устройством передачи данных и транспондерным чипом 9, достаточно, если антенна в исходном положении отстоит на максимальное расстояние менее 2-3 мм. Тогда в исходном положении направленные на антенну 8 электромагнитные поля достаточно вытесняются участком 5 стенки и поверхности, или электрические свойства антенны 8 изменяются таким образом, что связь через нее между внешним устройством передачи данных и транспондерным чипом 9 невозможна. Электрическое соединение между транспондерным чипом 9 и антенной 8 на фиг. 5 и 6 не показано.
На фиг. 6 изображены разрез банки 1 и элемента 4 для открывания, а также электромагнитная характеристика банки 1 и элемента 4 для открывания в открытом положении. В противоположность исходному положению в открытом положении вследствие поворота элемента 4 для открывания относительно торцевой стенки 14 банки 1 антенна 8 на исполнительном участке 11 элемента 4 для открывания приподнята от торцевой стенки 14. В этом состоянии элемент 4 для открывания заметным образом электромагнитно развязан от участка 5 стенки и поверхности. Это значит, что вызванное участком 5 обратное действие на приложенное внешним устройством передачи данных электромагнитное поле сказывается на антенне 8 лишь в очень ослабленном виде. Таким образом, электромагнитная энергия и информация могут передаваться посредством электромагнитных полей от внешнего устройства передачи данных через антенну 8 на транспондерный чип 9.
6
-7
-7
6
-5
-7
Обычно банки изготавливаются полностью из алюминия или прочего металла. Однако в данном примере это необязательно. Для достижения достаточного эффекта вытеснения поля требуется лишь, чтобы участок 5 стенки и поверхности банки 1, к которому прилегает элемент 4 для открывания, обладал электрической и/или магнитной проводимостью. В данном примере этот участок 5 имеет электрическую проводимость, по меньшей мере, 10 С/м, в частности, по меньшей мере, 10 С/м. Кроме того, на участке 5 банка 1 имеет магнитную проницаемость, по меньшей мере, 4*π*10 В·с/А·м, в частности, по меньшей мере, 0,99*4*π*10 В·с/А·м. Алюминий, обычно применяемый в качестве материала для участка 5 стенки и/или поверхности банки 1, в частности для всей банки 1, имеет электрическую проводимость 37*10 С/м и магнитную проницаемость (1+2,2*10)*4*π*10 В·с/А·м.
На фиг. 5 и 6 обозначены также линии В магнитного поля, чтобы проиллюстрировать особый случай магнитной связи между выработанным внешним устройством передачи данных магнитным полем и антенной 8.
В изображенном на фиг. 5 случае с элементом 4 для открывания в исходном положении, т.е. с прилегающим к участку 5 элементом 4 для открывания, магнитное поле внешнего устройства передачи данных вырабатывает на электро- и/или магнитопроводящем участке 5 вихревые токи J, которые в зоне элемента 4 для открывания вызывают вытеснение поля, так что возникающее, пронизывающее антенну 8 магнитное поле слишком мало, чтобы обеспечить беспроводную электромагнитную связь между внешним устройством передачи данных с транспондерным чипом 9 через антенну 8.
В изображенном на фиг. 6 случае с приподнятым от участка 5 стенки и поверхности элементом 4 для открывания возникает достаточно большое расстояние между антенной и участком 5, так что вызванное вихревыми токами на нем вытеснение поля в зоне участка 5 действует сильно ослабленным на антенну 8, достаточно пронизываемую магнитным полем, в результате чего возможна беспроводная электромагнитная связь между внешним устройством передачи данных с транспондерным чипом 9 через антенну 8.
-2
В данном примере элемент 4 для открывания выполнен электро- и магнитонепроводящим и имеет диэлектрическую и магнитную проницаемость, приблизительно соответствующую диэлектрической и магнитной проницаемости воздуха. Удельная электрическая проводимость материала основы элемента 4 для открывания в данном примере очень мала и при обычно используемой частоте передачи 13,56 МГц составляет около 10 С/м. В частности, предпочтительно, если удельная электрическая проводимость материала основы элемента 4 для открывания составляет менее 10 С/м.
-7
-7
-3
-1
-12
-12
-7
Магнитная проницаемость материала основы элемента 4 для открывания составляет преимущественно менее 1,001*4*π*10 В·с/А·м, в частности менее 4*π*10 В·с/А·м. В данном примере в качестве материала основы элемента 4 для открывания применяется полипропилен или полиэтилен. При обычной частоте передачи 13,56 МГц материал основы имеет удельную электрическую проводимость от примерно 10 до 10 С/м, диэлектрическую проницаемость от примерно 2*8,854*10 до 3*8,854*10 А·с/В·м и магнитную проницаемость около 4*π*10 В·с/А·м.
Разумеется, в качестве альтернативы может использоваться другая частота передачи от 120 до 135 кГц или от 860 до 910 МГц.
На фиг. 7-12 изображен альтернативный пример осуществления изобретения. Он, в основном, соответствует примеру осуществления на фиг. 1-6, причем ниже поясняются их отличия.
Как видно на фиг. 8, элемент 4 для открывания выполнен из двух частей и включает в себя первую, состоящую из непроводящего материала антенную часть 20 и вторую, состоящую из проводящего материала базовую часть 40. Антенная часть 20, выполненная в данном примере из полиэтилена, включает в себя корпусную часть 21, в которую помещен или залит транспондерный чип 9. Кроме того, антенная часть 20 включает в себя кольцеобразное продолжение 22, которое отстоит от корпусной части 21 и образует вместе с ней кольцеобразное тело. Внутри него расположена антенна 8, имеющая в данном примере три витка. Оба конца антенны 8 соединены с транспондерным чипом 9.
Базовая часть 40 (фиг. 10) соответствует в этом варианте элементу 4 для открывания на фиг. 3 и 4 с тем отличием, что вместо замкнутого контура в направлении антенной части отстоят две фиксирующие лапки 41, 42. Как видно на фиг. 9 и 10, обе они прилегают к кольцевому продолжению 22 антенной части 20. Оба передних конца фиксирующих лапок 41, 42 входят в отверстия в корпусной части 21 антенной части 20, в результате чего создается неразъемное без разрушения соединение между антенной 20 и базовой 40 частями.
За счет своего особого конструктивного выполнения элемент 4 для открывания не экранирует и не вытесняет электромагнитные волны, так что в закрытом состоянии вытеснение происходит металлической торцевой стенкой 14, а в открытом состоянии создается радиосвязь между транспондерным чипом 9 через антенну с внешним устройством передачи данных.
T
A
A
une
A
A
T
На фиг. 13 изображен другой альтернативный вариант, в основном, соответствующий одному из обоих первых вариантов. Помимо признаков обоих предшествующих вариантов дополнительно предусмотрены две проводящие металлические пластинки 43, 44, которые в данном примере соединены с антенной 8. Пластинки 43, 44 расположены в антенной части 20 рядом с транспондерным чипом 9. Однако, в принципе, возможно также альтернативное расположение, причем пластинки 43, 44 должны располагаться в таком положении, в котором они в открытом состоянии наиболее удалены от торцевой стенки 14, а в закрытом состоянии максимально прилегают к ней. На фиг. 14 изображена эквивалентная схема находящихся в элементе 4 для открывания электронных компонентов. Достаточное питание транспондерного чипа 9 возможно, в принципе, только тогда, когда антенна 8 вместе со всеми подключенными к ней компонентами эксплуатируется в резонансе. Если исходить из данной входной емкости С транспондерного чипа 9, то резонансная частота устройства определяется индуктивностью L и емкостью C антенны 8, а также имеющейся настроечной емкостью Ct. Последняя определяется, в принципе, так, что установленный упомянутыми индуктивностью L и емкостями C, C колебательный контур может эксплуатироваться в резонансе при предварительно заданной частоте.
X
X
В принципе, любая следующая возникающая емкость C приводит к сдвигу резонансной частоты такого колебательного контура, благодаря чему предотвращается передача энергии на транспондерный чип 9. Чтобы помимо описанного в приведенных примерах ослабления магнитной связи достичь дополнительного подавления срабатывания транспондерного чипа 9 при закрытом элементе 4 для открывания, можно тем самым за счет ввода дополнительной емкости C в колебательный контур изменять резонансную частоту, так что транспондер 9 больше не срабатывает.
X
X
На фиг. 15 колебательный контур нагружается параллельной емкостью C, которая при небольшом расстоянии пластинок 43, 44 от торцевой стенки 14 банки 1 велика и сдвигает резонансную частоту, так что связь с транспондером 9 невозможна. При открывании элемента 4 для открывания пластинки 43, 44 удаляются от торцевой стенки 14, в результате чего емкость C сильно уменьшается. Следовательно, происходит сдвиг резонансной частоты в ее первоначальный диапазон, что обеспечивает связь с транспондерным чипом 9.