Закрывающий элемент
Изобретение относится к закрывающему элементу для закрытия и/или закупоривания емкости. Техническим результатом является обеспечение возможности считывания антенны при одновременной минимизации помех от проводящих или металлических частей закрывающего элемента для закрытия и/или закупоривания емкости. Закрывающий элемент (10, 110) для закрытия и/или закупоривания емкости (100, 200), в частности бутылки, содержит: оболочечный компонент (13, 113), включающий в себя отверстие (13d, 113d), при этом оболочечный компонент (13, 113) по меньшей мере частично выполнен из проводящего материала, и транспондер (20, 120), включающий в себя антенну, при этом антенна расположена у отверстия (13d, 113d), причем антенна расположена на одном уровне с отверстием или ниже отверстия или под ним, причем размер антенны ∅антенны, размер отверстия в оболочке ∅отверстия и расстояние между уровнем отверстия и антенной d подчиняются следующему соотношению: ∅отверстия - ∅антенны ≥ 0,2d + 2 мм для d≥0,64 мм (I), ∅отверстия - ∅антенны ≥ -4,96d - 0,9 мм для t≤d<0,64 мм (I’), где t представляет собой толщину оболочечного компонента (13, 113) у отверстия. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к закрывающему элементу для закрытия и/или закупоривания емкости, такой как бутылка, канистра или тому подобное. Более конкретно, изобретение относится к закрывающему элементу, снабженному транспондером или тому подобным.
Уровень техники
Чтобы обеспечить клиенту, пользователю или потребителю емкости информацию о продуктах в емкости или об истории емкости, такой как срок годности, информация о бренде, история продукта, информация о продукте, информация о пошлинах, срок годности продукта и т.д., известные закрывающие элементы включают в себя транспондер, в котором хранятся соответствующие данные и который может быть считан подходящими считывающими устройствами. В частности, в качестве примеров транспондеров закрывающие средства содержат RFID-метку (или RFID-транспондер) для обеспечения этой информации потребителю. Такие RFID-метки (иногда называемые IC-метками) могут содержать низкочастотные, высокочастотные или ультравысокочастотные (UHF) RFID-метки в соответствии с конкретным применением. Если RFID-метка или ее часть повреждены, это влияет на показания, и потребитель может распознать, что закрывающий элемент удаляли или что необходимо принимать во внимание попытку манипулирования закрывающим элементом.
RFID-метка, как правило, содержит микросхему и антенну, а иногда и часть контура, отдельно соединенного с микросхемой. При открытии закрывающего элемента может быть либо разомкнута антенна, либо разомкнута часть контура, меняя таким образом состояние микросхемы. В частности, размыкание антенны или контура осуществляется путем поворота закрывающего элемента с меткой по отношению к горлышку бутылки (этикетки вокруг горлышка).
Если в неоткрытом состоянии микросхему опрашивают при поднесении считывающего устройства (например, в составе мобильного телефона) близко к антенне, транспондер в RFID-метке сообщает о своем неоткрытом состоянии. Если транспондер опрашивают после того, как часть контура была разомкнута при открытии крышки, он сообщает, что крышку открывали. Если была разомкнута антенна, считывание более невозможно, и пользователь должен быть осторожен.
В промышленности особенно желательно поставлять дорогие напитки, такие как вино и другие спиртные напитки, с крышками, подобными описанным выше. Однако закрывающие элементы, подобные описанным выше, в некоторых случаях по меньшей мере частично выполнены из металлического материала, причем металлический материал образует самый внешний компонент закрывающего средства. Например, закрывающий элемент может содержать металлическую оболочку.
Но если закрывающий элемент частично изготовлен из металлического материала, этот металлический материал мешает RFID-транспондеру, так как RFID-транспондер работает на основе электромагнитных полей, на которые воздействует металлический материал закрывающего элемента. Это может приводить к ситуации, когда RFID-транспондер не может быть обнаружен детектором, поскольку связь невозможна. В этом случае потребитель может предполагать, что закрывающий элемент был уже удален или открыт, или что закрывающим элементом манипулировали. Кроме того, в последнее время стала популярной специальная реализация таких RFID-меток, так называемых NFC-меток («связь ближнего действия»»), которые основаны на высокочастотной (HF)-RFID технологии, но работают только на очень коротких расстояниях (порядка нескольких сантиметров). В этом случае необходимо решить проблему ослабления и экранирования сигнала антенны металлическим материалом крышки.
Документ US 2015/0235234 A1 относится к устройству для аутентификации бутылки, которая включает в себя горлышко, имеющее фольгированную капсулу, ограниченную нижним краем, и маркер, имеющий электронный компонент и антенну, обеспечивающие связь с устройством для считывания, причем электронный компонент и антенна занимают площадь, которая соответствует по меньшей мере одной части поверхности маркера. Маркер расположен таким образом, что он перекрывает нижний край, и по меньшей мере 25% площади A покрывает часть бутылки, расположенную под нижним краем фольгированной капсулы и снаружи него, чтобы ограничить нарушения связи, вызываемые фольгированной капсулой, на антенне. Однако это означает, что маркер виден и доступен снаружи, что нежелательно, и расположение маркера на горлышке делает операцию закупорки очень трудной и, следовательно, дорогой.
Другим документом является документ EP 2865607 A1, который относится к составной крышке емкости для упаковочного емкости. Упаковочная емкость содержит внутренний колпачок, установленный на горловине емкости, покрывающий колпачок, установленный во внутреннем колпачке, и IC-метку, причем предусмотрено средство зацепления между внутренней поверхностью юбки покрывающего колпачка и внешней поверхностью цилиндрической стенки внутреннего колпачка. IC-метка содержит смоляную пленку, которая включает в себя IC-микросхему, антенну и детекторную схему разгерметизации, и IC-метка прикреплена к внутреннему колпачку или покрывающему колпачку таким образом, что детекторная схема разгерметизации разрывается при перемещении покрывающего колпачка относительно внутреннего колпачка, происходящем на этапе разгерметизации внутреннего колпачка. В этом случае гарантируется связь от антенны к внешней стороне крышки, поскольку вся крышка, то есть внутренний колпачок и покрывающий колпачок, выполнены из термопластичной смолы.
Несмотря на наличие подходов к созданию закрывающего элемента с RFID-меткой или подобными компонентами, которые обеспечивают потребителю дополнительную информацию, в случаях, когда используется металлическая крышка, страдают выполнимость и надежность таких конфигураций, а также удобство для пользователя.
Из публикации WO 2005/024745 А2 известен металлический колпачок, в котором RFID-чип установлен внутри колпачка, а антенная накладка установлена на электрическом изоляторе за пределами металлического колпачка. Антенна соединена с чипом с помощью проходных соединений.
Раскрытие изобретения
Таким образом, задача изобретения состоит в создании закрывающего элемента, который имеет оболочку или покрытие, выполненные по меньшей мере частично из проводящего материала, и который снабжен транспондером с улучшенной надежностью с точки зрения структуры и функции, а также хороших характеристик при обращении.
Объект изобретения по пункту 1 формулы предусматривает закрывающий элемент с признаками, направленными на решение этой задачи. Дополнительные предпочтительные варианты осуществления упомянуты в зависимых пунктах формулы изобретения и/или представлены в приведенном ниже описании.
В соответствии с изобретением закрывающий элемент для закрытия и/или закупоривания емкости, в частности бутылки, содержит оболочечный компонент, содержащий отверстие, предусмотренное на верхнем участке или боковом участке оболочечного компонента, причем оболочечный компонент по меньшей мере частично выполнен из проводящего материала, и транспондер, содержащий антенну, в частности RFID-метку, и расположенный внутри отверстия или ниже него, причем антенна расположена у отверстия, причем антенна расположена на уровне отверстия или ниже него или под ним. Предпочтительно такой закрывающий элемент представляет собой колпачок или крышку для бутылки или аналогичных емкостей. Предпочтительно оболочечный компонент полностью выполнен из проводящего материала, такого как, например, проводящая фольга или пленка.
Преимущество закрывающего элемента согласно изобретению состоит в том, что транспондер расположен таким образом, что антенна размещена у отверстия, и более конкретно внутри отверстия или ниже него. Фактически заявителем установлено, что отверстие необходимо для обеспечения связи между антенной и внешними считывающими устройствами, независимо от того, находится ли антенна выше (снаружи) или ниже оболочечного компонента. Другими словами, даже антенна транспондера, находящаяся выше или снаружи закрытой проводящей оболочки (то есть без отверстия) не будет работать, пока она не размещена на достаточном расстоянии от проводящей поверхности оболочки. Следовательно, благодаря отверстию и размещению антенны обеспечиваются хорошие характеристики при обращении при одновременной гарантии того, что воздействие помех от проводящих или металлических частей закрывающего элемента минимизировано или исключено. Кроме того, поскольку оболочечный компонент по меньшей мере частично (но предпочтительно целиком) выполнен из проводящего материала, закрывающий элемент выполнен таким образом, что обеспечивает для потребителя высококачественный внешний вид. В данном случае предпочтительно, чтобы отверстие было выполнено на верхнем участке оболочечного компонента, то есть на верхнем участке, когда емкость стоит вертикально (обычное применение), даже если можно представить другие места для отверстия, такие как места сбоку (например, на горлышке или на боковом участке бутылки).
Термин «непроводящий» в контексте настоящего документа предназначен для обозначения материала, проводимость которого является достаточно низкой, чтобы не ослаблять значительно электромагнитные волны в радиочастотном спектре. Другими словами, непроводящий материал также является неэкранирующим материалом в том смысле, что он не экранирует электромагнитные волны таким способом, который препятствует осуществлению связи NFC или RFID (передачам).
Хотя с точки зрения достижения наименьшего вмешательства со стороны проводящего оболочечного компонента, в варианте осуществления, не являющемся частью изобретения, транспондер может быть размещен над отверстием (то есть перед ним, если смотреть снаружи), в соответствии с изобретением транспондер расположен в отверстии (то есть на одном уровне с отверстием). В этом варианте он лучше защищен от механического повреждения силами, действующими на крышку во время закупоривания, транспортировки или при манипулировании.
Предпочтительно антенна расположена ниже отверстия на расстоянии d 10 мм или менее, предпочтительно 3 мм или менее, и наиболее предпочтительно 1 мм или менее от уровня отверстия. В настоящем изобретении выражение «расположена ниже отверстия» означает ниже уровня отверстия, который представляет собой воображаемую поверхность, определяемую верхними или внешними краями отверстия в оболочечном компоненте. Фактически, оболочечный компонент имеет толщину t обычно приблизительно от 0,2 до 0,5 мм.
Также установлено, что, когда антенна транспондера расположена ниже отверстия, предпочтительно, чтобы размеры антенны ∅антенны, размеры отверстия в оболочке ∅отверстия и расстояние между уровнем отверстия и антенной d подчинялись следующему соотношению:
∅отверстия - ∅антенны ≥ 0,2d + 2 мм для d≥0,64 мм (I)
∅отверстия - ∅антенны ≥ -4,96d - 0,9 мм для t≤d<0,64 мм (I'),
где t представляет собой толщину оболочечного компонента у отверстия. Термин «размер» указывает, например, на диаметр по существу круглых антенны или отверстия, или, в качестве альтернативы, на одну из сторон прямоугольных или квадратных антенны или отверстия.
В этом интервале размеров отверстия и антенны снаружи крышки может быть принят достаточно сильный сигнал от антенны, в результате чего получается работающий транспондер. Следует отметить, что расстояние d, используемое в этом и следующих уравнениях, является абсолютным, безразмерным значением.
Однако особенно предпочтительно, чтобы размер антенны ∅антенны, размер отверстия в оболочке ∅отверстия и расстояние между уровнем отверстия и антенной d подчинялись следующему соотношению:
∅отверстия - ∅антенны ≥ 0,26d для d≥0 мм (II)
Особенно предпочтительно, чтобы антенна была расположена на одном уровне с отверстием или ниже него, чтобы размер антенны ∅антенны был на 2 мм меньше, чем размер отверстия в оболочке ∅отверстия.
В варианте осуществления, не являющемся частью изобретения, как упомянуто, предполагается, что антенна расположена выше отверстия, предпочтительно на расстоянии меньше 2 мм.
В случае антенны, находящейся выше отверстия, установлено, что предпочтительно, чтобы размер антенны ∅антенны, размер отверстия в оболочке ∅отверстия и расстояние между уровнем отверстия и антенной d подчинялись следующему соотношению:
∅отверстия - ∅антенны ≥ -14,64d + 1,8 мм для d>0 мм (III)
Таким образом, если антенна находится выше отверстия, ее размеры могут становиться больше размеров отверстия, и, следуя приведенным выше соотношениям, можно получить оптимальные результаты связи и очень низкое затухание.
В приведенном выше описании «размер» отверстия (выреза) и антенны используют для описания указания относительно размещения транспондера. Следует понимать, что отверстие или антенна транспондера могут иметь любую подходящую форму, например, круглую форму, так что «размер» может быть заменен на «диаметр», или могут иметь прямоугольную форму, так что «размер» может указывать на соответствующие стороны такой прямоугольной формы. В такой ситуации ∅отверстия может указывать, соответственно, на диаметр круглого отверстия или на соответствующую сторону прямоугольного отверстия, при этом ∅антенны будет указывать на диаметр круглой антенны или соответствующие стороны прямоугольной антенны.
Предпочтительно оболочечный компонент содержит металлический материал, особенно алюминий, причем предпочтительно, чтобы оболочечным компонентом была алюминиевая фольга. То есть, хотя в рамках объема изобретения в общем случае возможны проводящие материалы, металлические материалы предпочтительны из-за их легкой формуемости, подходящей, например, для магнитного формования или других процессов формования, во время закупоривания.
Предпочтительно транспондер предусмотрен на верхнем участке или боковом участке закрывающего элемента. Это обеспечивает максимальную гибкость при конструировании.
В предпочтительном варианте осуществления закрывающий элемент дополнительно содержит закрывающий компонент (также называемый покрывающим колпачком), причем закрывающий компонент выполнен с возможностью прямого или опосредованного зацепления с емкостью, и закрывающий компонент поддерживает оболочечный компонент и покрывающий компонент. То есть оболочечный компонент расположен по меньшей мере в значительной степени, но обычно полностью, снаружи закрывающего компонента (покрывающего колпачка). Прямое зацепление может осуществляться предпочтительно посредством резьбы, которая взаимодействует с соответствующей резьбой на бутылке, но предусмотрены другие методы прямого зацепления, такие как, не ограничиваясь, разрывные кольца, прессовая посадка или тому подобное. Опосредованное зацепление, с другой стороны, осуществляется через внутренний колпачок, который жестко установлен на отверстии емкости, например на горлышке бутылки.
Более конкретно, транспондер предусмотрен на закрывающем компоненте, в частности на верхнем участке закрывающего компонента. В таком варианте транспондер и его антенна предусмотрены на устойчивом компоненте и могут быть легко установлены на отдельном этапе или на общем этапе производства с закрывающим компонентом.
В предпочтительном варианте осуществления закрывающий элемент также содержит покрывающий компонент, причем покрывающий компонент выполнен из непроводящего материала и расположен таким образом, что покрывающий компонент закрывает отверстие и накрывает транспондер.
В результате обеспечивается гибкость для вариантов конструкции закрывающего элемента, так как транспондер накрыт покрывающим компонентом и, следовательно, может быть установлен на позднем (и предпочтительно на последнем) этапе производства путем его простого размещения на отверстии оболочечного компонента и покрытия отверстия посредством покрывающего компонента.
Предпочтительно покрывающий компонент прикрепляют к закрывающему компоненту путем склеивания, сварки или посредством геометрического замыкания. Таким образом покрывающий компонент надежно закреплен для исключения падения и раскрывания транспондера, в результате защищая транспондер.
В предпочтительном варианте осуществления верхний участок оболочечного компонента накрывает внешний участок окружности покрывающего компонента. Это позволяет надежно удерживать оболочечный компонент на покрывающем компоненте и, следовательно, предупреждает его смещение и отсоединение от закрывающего элемента.
Также предпочтительно, чтобы транспондер имел круглую форму, и чтобы центральный участок покрывающего компонента накрывал транспондер. Такая форма подходит, в частности, для емкостей, которые являются вращательно симметричными, например, имеющими в общем трубчатый оболочечный компонент и круглый покрывающий компонент, и позволяет использовать наименьшую площадь поверхности покрывающего компонента для накрывания транспондера.
В настоящем изобретении термин «транспондер» используется как синоним для IC-меток, приемоответчиков, приемопередатчиков и тому подобного, в частности для RFID-меток всех типов, включая NFC-метки, в общем случае - для всех схем, которые содержат антенну и могут быть опрошены посредством электромагнитных волн, то есть которые принимают и/или передают такие электромагнитные волны.
Краткое описание чертежей
Изобретение может быть лучше понято при обращении к нижеследующему описанию, где оно раскрыто в его предпочтительном варианте осуществления, и в сочетании со следующими сопровождающими чертежами, на которых:
ФИГ. 1 - вид в перспективе варианта осуществления изобретения;
ФИГ. 2 - вид в перспективе с поперечным разрезом варианта осуществления, показанного на ФИГ. 1;
ФИГ. 3 - вид в разрезе варианта осуществления ФИГ. 1 по изобретению;
ФИГ. 4 - вид в разрезе другого варианта осуществления по изобретению;
ФИГ. 5 показывает пример оценки положения и размера антенны транспондера и отверстия в соответствии с изобретением; и
ФИГ. 6a и 6b показывают два альтернативных варианта осуществления положения отверстия в соответствии с настоящим изобретением.
Описание и прилагаемые чертежи следует истолковывать в качестве примера, но не ограничения.
Осуществление изобретения
Варианты осуществления изобретения описаны более подробно ниже. Модификации некоторых отдельных признаков в этом контексте могут быть объединены с другими признаками, таким образом формируя дополнительные варианты осуществления.
На ФИГ. 1 показан закрывающий элемент 10, прикрепленный к горлышку бутылки 100, и эта бутылка 100 в соответствии с данным вариантом осуществления может содержать напиток типа воды, безалкогольного напитка, вина, пива, спиртных напитков или тому подобное. Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено емкостями для напитков, а может относится к любому типу емкости, например для духов, технических жидкостей или даже твердых веществ, таких как порошки или гели, и др.
Закрывающий элемент 10 содержит закрывающий компонент или завинчивающийся колпачок 11, который взаимодействует с внешней резьбой, предусмотренной на горлышке бутылки 100. Закрывающий компонент 11 содержит верхний участок 11a, имеющий на виде сверху круглую поверхность, и участок 11b боковой стенки, проходящий вдоль внешней стороны стенки бутылки 100. Внутренняя сторона участка 11b боковой стенки закрывающего компонента 11 снабжена внутренней резьбой.
Уплотнительный компонент 12 прикреплен в внутренней стороне верхнего участка 11a закрывающего компонента 11, причем уплотнительный компонент 12 опирается на верхнюю сторону бутылки 100, когда закрывающий элемент 10 находится в зацепленном состоянии.
На верхней стороне закрывающего компонента 11 предусмотрен покрывающий компонент 14, который на виде сверху имеет круглую форму. Внешний участок 14b окружности покрывающего компонента 14 прикреплен к закрывающему компоненту 11, например, путем склеивания или сварки покрывающего компонента 14 с закрывающим компонентом 11. С другой стороны, покрывающий компонент 14 может быть прикреплен к закрывающему компоненту 11 посредством геометрического соединения.
Внутренний участок 14a окружности (центральный участок) покрывающего компонента 14 расположен таким образом, чтобы он был отделен расстоянием от верхней стороны закрывающего компонента 11. Другими словами, предусмотрена полость между центральным участком 14a покрывающего компонента 14 и верхней стороной закрывающего компонента 11.
В полости размещен транспондер 20, и этот транспондер 20, в частности, прикреплен к верхней стороне закрывающего компонента. В альтернативном варианте осуществления транспондер 20 также может быть прикреплен к нижней стороне покрывающего компонента 14. Транспондер 20 в соответствии с настоящим вариантом осуществления представляет собой RFID-метку, в частности NFC-метку. Размер и положение транспондера 20 более подробно описаны ниже. В настоящем примерном варианте осуществления антенна транспондера 20 является круглой. Также в этом варианте осуществления предпочтительно, чтобы диаметр антенны был приблизительно на 2 мм меньше диаметра отверстия. В другом варианте осуществления диаметр (размер) NFC-метки может быть по существу равен диаметру (размеру) отверстия.
На внешней стороне участка 11b боковой стенки закрывающего компонента 11 и продолжаясь к внешнему участку 14b окружности покрывающего компонента 14, расположен электропроводящий оболочечный компонент 13, и этот электропроводящий оболочечный компонент в соответствии с настоящим изобретением представляет собой алюминиевую фольгу.
Электропроводящий оболочечный компонент 13 включает в себя верхний участок 13a, который предусмотрен на верхней стороне внешнего участка 14b окружности покрывающего компонента 14. На верхнем участке 13a оболочечного компонента 13 предусмотрено отверстие 13d.
Оболочечный компонент 13 также включает в себя участок 13b боковой стенки, проходящий по внешней стороне окружности участка 11b боковой стенки закрывающего компонента 11, и концевой участок 13c, который проходит по внешней стороне окружности горлышка бутылки 100.
На ФИГ. 4 показан другой вариант осуществления закрывающего элемента согласно изобретению. Этот закрывающий элемент 110 сконструирован для бутылок 200, которые после опорожнения не подлежат повторному заполнению, например бутылок для ценных жидкостей. Закрывающий элемент 110 включает в себя оболочечный компонент 113, который окружает закрывающий компонент или завинчивающийся колпачок 111. Закрывающий компонент 111 снабжен резьбой для взаимодействия с насадкой 115, которая в свою очередь жестко соединена с трубчатой шайбой 116, которая несъемно закреплена внутри горлышка бутылки 200.
Закрывающий компонент 111 включает в себя верхний участок 111a, который снабжен кольцевой канавкой 111c, и участок 111b боковой стенки, который снабжен резьбой.
На своей верхней стороне закрывающий компонент 111 снабжен покрывающим компонентом 114 для закрытия и закупорки отверстия 113d оболочечного компонента. Покрывающий компонент 114 имеет центральный участок 114a над верхним участком 111a закрывающего компонента, внешний участок 114b окружности и участки 114c ножек, которые взаимодействуют с канавкой 111c геометрическим соединение, прикрепляя покрывающий компонент 114 к закрывающему компоненту 111. Центральный участок 114a, опять же, отделен небольшим расстоянием от находящегося под ним верхнего участка 111a закрывающего компонента 111, образуя в результате полость для транспондера 120. Здесь транспондер 120 представляет собой NFC-метку, имеющую по существу круглую антенну, и прикреплен (например, путем приклеивания) к верхнему участку 111a закрывающего компонента 111. В этом варианте осуществления NFC-метка 120 расположена на расстоянии приблизительно 0,5 мм от уровня отверстия 113d в оболочечном компоненте 113. Диаметр NFC-метки 120 на 2 мм меньше диаметра отверстия 113d. Такие размеры получены при соблюдении уравнения (II), что будет рассмотрено более подробно ниже наряду с другими возможными значениями размера и положения транспондера. В другом варианте осуществления диаметр (размер) NFC-метки может быть по существу равен диаметру (размеру) отверстия.
Оболочечный компонент 113 выполнен из электропроводящего материала, например, алюминия, и имеет конструкцию, аналогичную варианту осуществления по ФИГ. 1-3, в том, что он имеет верхний участок 113a, в котором выполнено круглое отверстие или вырез 113d. В этом варианте осуществления внешний участок 114b окружности перекрывает верхний участок 113a оболочечного компонента. Кроме того, оболочечный компонент 113 также включает в себя участок 113b боковой стенки, который является продолжением внешней стороны окружности участка 111b боковой стенки закрывающего компонента 111. В этом варианте осуществления концевой участок 113c оболочечного компонента 113 предусмотрен отдельно от участка 113b боковой стенки таким образом, что он остается прикрепленным к горлышку бутылки 200, даже когда завинчивающийся колпачок 111 отвинчен и бутылка открыта.
На верхнем участке насадки 115 предусмотрено верхнее гнездо 119 шарика, которое упирается в верхний участок 111a закрывающего элемента (винта) 111. Внутри шайбы 116 размещено пластиковое гнездо 118 клапана, которое обычно закрыто стеклянным шариком 117, образуя систему, не подлежащую повторному заполнению. Когда бутылку переворачивают для разлива, стеклянный шарик 117 перемещается в верхнее гнездо 119 шарика таким образом, что содержимое бутылки может протекать через клапан 118 и насадку 115. Как только бутылку переворачивают назад в вертикальное положение, шарик 117 перемещается в клапан 118 и закрывает его таким образом, что бутылка не может быть наполнена снова.
Далее подробно описаны возможные варианты размещения транспондера (RFID-метки) 20, 120 в закрывающем элементе 10, 110, как определено в рамках данного изобретения и применимо к вариантам осуществления как по ФИГ 1-3, так и по ФИГ. 4. В частности, обратимся к ФИГ. 5, которая показывает пример определения положения и размера антенны транспондера и отверстия в оболочечном компоненте. Соотношение между расстоянием от уровня отверстия, размером антенны транспондера и размерами выреза определяет характеристики закрывающего элемента с транспондером, то есть когда сигнал может быть надежно принят приемником (например, приемником NFC в мобильном телефоне). Здесь следует отметить, что не все такие приемники имеют одинаковую чувствительность, что может приводить к проблемам, в частности, с NFC-транспондерами, так как расстояния, на которых может осуществляться связь между транспондером и приемником, очень невелики, меньше приблизительно 20 или 30 мм.
На ФИГ. 5 проиллюстрировано соотношение между диаметром отверстия ∅отверстия, диаметром антенны ∅антенны и расстоянием d между антенной транспондера и уровнем отверстия, то есть поверхностью, определяемой внешними или верхними краями отверстия.
Фактически заявитель провел испытания по считыванию и осуществлению связи для нескольких мобильных телефонов с поддержкой NFC и установил, что для определенного интервала (набора значений) расстояния d между антенной транспондера и уровнем отверстия, диаметра антенны ∅антенны и диаметра отверстия ∅отверстия ориентировочно 2/3 испытанных устройств обеспечивают надежную и постоянную связь с транспондером в закрывающем элементе. На ФИГ. 5 этот интервал обозначен как «рабочий интервал». Интервал (набор значений), в котором все испытанные устройства обеспечивают надежную связь, на ФИГ. 5 назван «оптимальным интервалом».
На ФИГ. 5 показан стилизованный участок предлагаемого закрывающего элемента от центральной линии к внешнему краю горловины емкости (бутылки), на котором обозначен только оболочечный компонент 13, 113. Вертикальная ось показывает расстояние d в мм для антенны транспондера выше (положительные значения) и ниже (отрицательные значения) уровня отверстия и, следовательно, положение, в котором будет размещен транспондер. Следует отметить, что в нижеследующие уравнения I-III расстояние d входит как абсолютное, безразмерное значение. Уровень отверстия соответствует d=0 мм. Горизонтальная ось показывает разность между ∅отверстия и ∅антенны. Как можно заметить, существует «рабочий интервал» (плотно заштрихованный снизу слева вверх направо), ограниченный границами A и B, в котором диаметр антенны является таким, что рабочая связь может быть установлена со многими приемными устройствами. Этот «рабочий интервал» определен для положений антенны ниже отверстия.
Слева от границы B, также в области ниже отверстия, существует «оптимальный интервал» (широко заштрихованный снизу справа вверх налево), в котором надежная связь обеспечивается со всеми испытанными приемными устройствами. Эти границы аппроксимированы линейными уравнениями (I), (I') и (II), которые определяют предел отношения между ∅отверстия и ∅антенны в зависимости от d, и, таким образом, легко осуществимое указание для инженера, проектирующего закрывающие элементы с транспондерами, воспроизводимый в следующем:
∅отверстия - ∅антенны ≥ 0,2d + 2 мм для d≥0,64 мм (I)
∅отверстия - ∅антенны ≥ -4,96d - 0,9 мм для t≤d<0,64 мм (I'),
где t представляет собой толщину оболочечного компонента на отверстии, и обычно находится, не ограничиваясь, между 0,2 и 0,5 мм для стандартной алюминиевой фольги. Причина, по которой уравнение (I') определено только для расстояний больше t, состоит в том, что для d<t разработчик уже входит в «оптимальный интервал», в котором разность ∅отверстия - ∅антенны может соответствовать уравнению (II) и может иметь значение 0 мм, то есть диаметр антенны может быть равен диаметру отверстия (выреза).
В случае, когда антенна расположена выше отверстия оболочечного компонента, вновь может быть получено соотношение между диаметром отверстия ∅отверстия, диаметром антенны ∅антенны и расстоянием d между антенной транспондера и уровнем отверстия. Здесь нет каких-либо различий интервалов (набора значений), так как все испытанные NFC-приемники смогли установить надежную связь с NFC-транспондером в широко заштрихованной области, то есть, в «оптимальном интервале». Выше отверстия значения ∅отверстия, ∅антенны и d имеют следующую зависимость:
∅отверстия - ∅антенны ≥ -14,64d + 1,8 мм для d>0 мм (III)
Так как много возможных вариантов осуществления изобретения может быть реализовано, конечно, без выхода за рамки его объема, следует понимать, что все пояснения в данном документе или аспекты, показанные на чертежах, следует интерпретировать как иллюстративные, а не как ограничивающие.
ФИГ. 6a и 6b показывают два возможных расположения для отверстий 13d, 113d (транспондер 20, 120 и покрытие 14, 114 не показаны для ясности). На ФИГ. 6a отверстие 13d, 113d расположено на верхнем участке 13a, 113a оболочечного компонента 13, 113. На ФИГ. 6b отверстие 13d, 113d расположена на участке 13b, 113b боковой стенки оболочечного компонента 13, 113. Оба варианта осуществления могут быть объединены с любым из вариантов осуществления с предыдущих чертежей.
При том, что были описаны конкретные варианты осуществления, конечно, могут быть выполнены различные изменения, и изобретение не ограничено конкретной формой или конфигурацией частей, описанных в данном документе, за исключением тех случаев, когда такие ограничения включены в нижеследующую формулу изобретения. Специалисту в данной области техники понятно, что применимы и подсочетания, которые могут быть использованы даже без явного указания на другие признаки.
Размеры, упомянутые в связи с вариантами осуществления или показанные на чертежах, также не ограничивают объем формулы изобретения, а предназначены для приведения иллюстративного примера.
Перечень условных обозначений
10, 110 - закрывающий элемент
11, 111 - закрывающий компонент (завинчивающийся колпачок)
11a, 111a - верхний участок закрывающего компонента
11b, 111b - участок боковой стенки закрывающего компонента
12 - уплотнительный компонент
13, 113 - электропроводящий оболочечный компонент
13a, 113a - верхний участок оболочечного компонента
13b, 113b - участок боковой стенки оболочечного компонента
13c, 113c - концевой участок оболочечного компонента
13d, 113d - отверстие оболочечного компонента
14, 114 - покрывающий компонент
14a, 114a - центральный участок покрывающего компонента
14b, 114b - внешний участок окружности покрывающего компонента
114c - участки ножек покрывающего компонента с геометрическим замыканием
115 - насадка
116 - шайба
117 - стеклянный шарик (одноразовая система)
118 - гнездо клапана (одноразовая система)
119 - верхнее гнездо шарика
20, 120 - транспондер (RFID-метка)
100, 200 - бутылка (емкость)
1. Закрывающий элемент (10, 110) для закрытия и/или закупоривания емкости (100, 200), в частности бутылки, причем закрывающий элемент (10, 110) содержит:
оболочечный компонент (13, 113), содержащий отверстие (13d, 113d; 13d’, 113d’), предусмотренное на верхнем участке (13a, 113a) или боковом участке (13b, 113b) оболочечного компонента, причем оболочечный компонент (13, 113) по меньшей мере частично выполнен из проводящего материала, и
транспондер (20, 120), содержащий антенну и расположенный в отверстии или ниже него, причем антенна расположена у отверстия (13d, 113d; 13d’, 113d’),
причем антенна расположена на одном уровне с отверстием или ниже отверстия или под ним,
причем размер антенны ∅антенны, размер отверстия в оболочке ∅отверстия и расстояние между уровнем отверстия и антенной d подчиняются следующему соотношению:
∅отверстия - ∅антенны ≥ 0,2d + 2 мм для d≥0,64 мм (I),
∅отверстия - ∅антенны ≥ -4,96d - 0,9 мм для t≤d<0,64 мм (I’),
где t представляет собой толщину оболочечного компонента (13, 113) у отверстия.
2. Закрывающий элемент (10, 110) по п. 1, в котором размер антенны ∅антенны по меньшей мере на 2 мм меньше, чем размер отверстия в оболочке ∅отверстия.
3. Закрывающий элемент (10, 110) по любому из предыдущих пунктов, в котором антенна расположена на расстоянии 1 мм или менее от уровня отверстия.
4. Закрывающий элемент (10, 110) по любому из предыдущих пунктов, в котором оболочечный компонент (13, 113) содержит металлический материал, в частности алюминий, причем предпочтительно, чтобы оболочечным компонентом (13, 113) являлась алюминиевая фольга.
5. Закрывающий элемент (10, 110) по любому из предыдущих пунктов, в котором закрывающий элемент (10, 110) дополнительно содержит закрывающий компонент (11, 111), причем закрывающий компонент (11, 111) выполнен с возможностью прямого или опосредованного зацепления с емкостью (100, 200), причем закрывающий компонент (11, 111) поддерживает оболочечный компонент (13, 113).
6. Закрывающий элемент (10, 110) по п. 5, в котором транспондер (20, 120) предусмотрен на закрывающем компоненте (11, 111).
7. Закрывающий элемент (10, 110) по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий покрывающий компонент (14, 114), причем покрывающий компонент (14, 114) выполнен из непроводящего материала и расположен таким образом, что покрывающий компонент (14, 114) закрывает отверстие (13d, 113d) и накрывает транспондер.
8. Закрывающий элемент (10, 110) по п. 6, в котором покрывающий компонент (14, 114) прикреплен к закрывающему компоненту (11, 111) посредством склеивания, сварки или геометрического замыкания.
9. Закрывающий элемент (10, 110) по п. 7 или 8, в котором транспондер (20, 120) имеет круглую форму, и центральный участок (14a, 114a) покрывающего компонента (14, 114) накрывает транспондер (20, 120).
10. Закрывающий элемент (10) по любому из предыдущих пунктов, в котором верхний участок (13a) оболочечного компонента (13) накрывает внешний участок (14b) окружности покрывающего компонента (14).
