具有布置在柄脚上的RFID应答器的刀具 |
|||||||
| 申请号 | CN201480054766.6 | 申请日 | 2014-09-10 | 公开(公告)号 | CN105658385A | 公开(公告)日 | 2016-06-08 |
| 申请人 | 弗里德.狄克两合公司; | 发明人 | H·勒纳特; | ||||
| 摘要 | 一种刀具(30)，包括带有柄脚(5)的刀片(1)、固定在柄脚(5)上的RFID应答器(8)以及包围柄脚(5)和RFID应答器(8)的刀柄(14)，其中，a)刀片(1)由金属、特别是 钢 制成，RFID应答器(8)具有天线(11)，并且，RFID应答器(8)的天线(11)的至少一个部分(12a，12b；15；18a，18b；21)平坦地构造并且平行于柄脚(5)的平坦侧面(9；19)布置，或者b)刀片(1)由金属、特别是钢制成，RFID应答器(8)具有天线(11)，并且RFID应答器(8)的天线(11)与柄脚(5)电连接。本 发明 提出了一种具有RFID应答器的刀具，其中，提高了在通过RFID读取装置读取时的可靠性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.刀具(30)，包括 |
||||||
| 说明书全文 | 具有布置在柄脚上的RFID应答器的刀具技术领域[0001] 本发明涉及一种刀具，其包括带有柄脚的刀片、固定在柄脚上的RFID应答器以及包围柄脚和RFID应答器的刀柄。 背景技术[0002] 由WO 01/429991 A1公知了一种这样的刀具。 [0003] 在食品加工中，尤其在肉类加工和鱼类加工中或者也在水果加工和蔬菜加工中，清洁和卫生处于重要地位。食品典型地在尽可能无菌和无污染的条件下加工。如果病菌在食品加工中过强地传播，则病菌会对食品的消费者导致严重的健康危害。 [0004] 在食品加工工作中，特别是刀具以多种多样的方式被使用，以提供用于消费的或者用于进一步加工的食品。刀具与大量依次加工的食品发生接触，因此必须定期地清洁，以防止将病菌带入到整个批次的食品中。 [0005] 利用刀具上的RFID应答器(RFID：Radio frequency identification，无线射频识别)可以对刀具的定期清洁进行检查。为此将RFID读取装置安装在清洁站，为了清洁可以通过以下方式识别过期的刀具：可通过RFID应答器识别的刀具直至预定时间点未被清洁站上的读取装置读取过。必要时可以发出提示信号提醒实施规定的清洁。此外，通过被监视的空间入口或空间出口上的RFID读取装置可以容易地发现刀具被带到在卫生上不安全的区域中，对此参见WO 01/429991 A1。 [0006] 借助RFID监视刀具运行的可靠性与通过RFID读取装置来读取刀具上的RFID应答器的可靠性有关。如果刀具例如在空间出口处或者清洁站处被不可靠地读取，那么不能在食品加工工作中确保卫生。 [0007] 由WO 01/42991 A1已知，将圆柱形的RFID应答器放入到刀具柄脚中的穿通部中，使得圆柱形的RFID应答器垂直于柄脚的侧面定向。用塑料将柄脚连同RFID应答器注塑包封，以制成刀柄。 [0008] EP 2 043 826 B1描述了一种具有RFID应答器的刀具，其中，在柄脚的远离刀片的端部上，应答器通过由塑料构成的间隔保持元件固定在柄脚上。刀具的手柄通过将柄脚连同间隔保持元件和应答器一起注塑包封而制成。 [0009] 由WO 2005/108183 A1也公知，将RFID应答器粘接在刀具上或者加工在刀具的手柄中。 发明内容[0010] 本发明的目的在于，提出一种具有RFID应答器的刀具，其中，提高了通过RFID读取装置进行读取的可靠性。 [0011] 该目的通过一种开头所述类型的刀具来实现，该刀具的特别之处在于，刀片由金属、特别是钢制成，RFID应答器具有天线，并且，RFID应答器的天线的至少一个部分构造为平坦的并且平行于柄脚的平坦侧面布置。 [0012] 该目的还通过一种开头所述类型的刀具来实现，该刀具的特别之处在于，刀片由金属、特别是钢制成，RFID应答器具有天线，并且，RFID应答器的天线与柄脚电连接。 [0013] 本发明提出，刀片及其在根据本发明的刀具的手柄中延伸的延续伸部、即柄脚集成到RFID应答器的天线功能中。因此，通常可以实现明显更可靠地读取RFID应答器。刀片由导电的金属制成，因此可以使在通过RFID读取装置射入高频脉冲时在刀片中感应出的电流更好地被RFID应答器利用。也可以利用刀片来射出高频脉冲，该高频脉冲由RFID应答器产生，作为对所射入的高频脉冲的响应。 [0014] 本发明在其第一变型中规定，通过使RFID应答器的天线的至少一个平坦部分平行于柄脚的平坦侧面并且在柄脚的平坦侧面之上或之前布置，使天线与柄脚电磁耦合。可以说，天线的所述至少一个平坦部分与柄脚搭接。在此，天线典型地至少在所述部分中与柄脚的侧面隔开间距，优选最大两毫米、特别优选最大一毫米，大多数大约0.1至0.3mm(例如通过层状的介电载体)，使得天线和柄脚彼此电隔离(彼此电绝缘)。通过将RFID应答器直接布置在柄脚上实现的平行定向和小间距确保了良好的电磁耦合特性。 [0015] 本发明在其第二变型中规定，RFID应答器的天线与柄脚电连接。换句话说，设置RFID应答器天线和柄脚之间的欧姆连接。由此，刀片可以直接集成到RFID芯片的天线功能中。在此，通常在天线和柄脚之间设置仅一个或两个钎焊触点，或者天线以一个区段直接贴靠在柄脚上。 [0016] RFID应答器在本发明范围内优选构造为无源的，并且天线典型地包括两个天线区段，这些天线区段与RFID应答器的芯片连接，该芯片负责期望的RF通信并且大多包含用于明确识别刀具的编码；然而所述芯片也可以替换地或附加地包含其他信息。 [0017] 用于电耦合的实施方式 [0018] 在根据本发明的、具有天线和柄脚之间的电连接的刀具的优选实施方式中，设置，RFID应答器的天线具有两个彼此电隔离的天线区段，所述天线区段中仅一个与柄脚电连接，特别是，这些天线区段具有不同的电容和/或电感。在该构型中，柄脚或刀片特别高效地集成到天线功能中；可以说，柄脚延长了彼此电隔离的天线区段中的一个。应注意，与柄脚电连接的天线区段可以是小的，例如仅还包括一个短的导体段，所述导体段将柄脚与RFID应答器的芯片连接。如果两个天线区段(除了必要时通过将它们连接的芯片以外)彼此不具有欧姆连接，那么这两个天线区段被视作彼此电隔离。通过这些天线区段的不同的电容和/或电感，可以使天线总体上协调于柄脚或刀片的特性，从而使天线连同刀片与期望的高频相协调。 [0019] 根据本发明的刀具具有天线和柄脚之间的电连接的实施方式也是有利的，其中，RFID应答器的天线的至少一个部分平坦地构造并且平行于柄脚的平坦侧面布置。因此能够以简单的方式利用天线的该部分和柄脚之间的附加的电磁耦合效应(参见前述第一变型)；在此，电连接大多仅由一个或两个钎焊触点构成。 [0020] 用于使平坦的天线部分与柄脚的平坦侧面平行布置的实施方式 [0021] 在根据本发明的刀具的一种优选实施方式中，天线的至少一个部分平坦地构造并且平行于柄脚的平坦侧面布置，在该实施方式中规定，天线的平行于柄脚的平坦侧面布置的所述至少一个平坦地构造的部分以最大2mm、优选最大1mm的间距布置在平坦侧面之前。通过这种空间上的靠近可以有规律地实现天线和柄脚之间的极好的电磁耦合。为了调整所定义的间距并且实现天线部分和柄脚之间的电绝缘，大多在天线的平坦部分和柄脚之间设置层状的介电载体或塑料薄膜。 [0022] 一般性实施方式 [0023] 此外优选一种根据本发明的刀具的实施方式，在该实施方式中柄脚具有一个或多个穿孔，所述穿孔被RFID应答器的天线跨越。因此，高频射线可以穿过所述穿孔到达天线上，并且由此减小柄脚的屏蔽效应，以提高对RFID应答器读取的可靠性。 [0024] 在一个优选实施方式中，RFID应答器的天线的所有部分分别平坦地构造并且平行于柄脚的平坦侧面布置。这一方面在制造中是机械上特别简单并且坚固的，另一方面使得能够在最大的天线面积或导体长度上实现天线与柄脚的电磁耦合。 [0025] 该实施方式的一种扩展方案是有利的，在该扩展方案中，天线的两个部分布置在柄脚的彼此对置的平坦侧面上。在这种情况下，将天线的两个部分连接的芯片典型地布置在柄脚的窄侧上。在该实施方式中，由柄脚引起的屏蔽效应特别小，刀具的实际上任意的取向可以非常好地通过RFID读取装置来读取。 [0026] 在上述实施方式的一个替换的扩展方案中，天线的所有部分布置在柄脚的同一平坦侧面上。这在机械上是简单的并且特别鲁棒的。应注意，天线在这种情况下构造为完全平坦的。 [0027] 另一实施方式是特别优选的，其中，RFID应答器的天线的所述至少一个部分特别是在柄脚的背离刀片的刀刃的后端部上突出于柄脚。天线的该部分实际上不被导电的柄脚的屏蔽效应(遮蔽效应)所涉及，从而在该实施方式中能够实现特别可靠地读取刀具的应答器。应注意，天线在该实施方式中典型地也构造为完全平坦的。 [0028] 在一个有利实施方式中，设置一个相对于柄脚附加的金属底座、特别是金属箔或金属片，所述金属底座支撑RFID应答器的天线的至少一个部分。借助于金属底座可以将高频射线有针对性地反射给天线或者从金属底座离开，因此可以简化RFID读取过程。因为金属底座与柄脚独立，因而可以在很大程度上设置期望的反射特性而不考虑RFID应答器在柄脚上的准确位置。大多首先将金属底座与RFID应答器连接，然后将复合件固定在柄脚上。 [0029] 该实施方式的一个优选的扩展方案规定，附加的金属底座支撑天线的突出于柄脚的部分。因此，可以在柄脚不能供反射高频射线用的区域中仍然有针对性地设置对高频射线的引导或者定向。 [0030] 在一个有利的扩展方案中，附加的金属底座与柄脚电连接。由此，金属底座可以如柄脚一样集成到RFID应答器的天线功能中。替换地，附加的金属底座与柄脚电隔离(电绝缘)，特别是为了设置自身的相同元件用于使天线协调于期望的频率。 [0031] 一种实施方式是特别优选的，在该实施方式中，天线布置在层状的介电载体上。由此可以排除在天线和柄脚之间的意外短路。此外可以精确调整天线和柄脚之间的电感耦合和/或电容耦合。介电(绝缘)载体的典型厚度是0.1mm至2mm。 [0032] 在本发明范围内还涉及一种用于制造刀具、特别是根据本发明的具有贴靠在柄脚的平坦侧面上的平坦天线部分的刀具的方法，该方法具有下述步骤： [0033] a)将RFID应答器固定在柄脚上，其中，RFID应答器的天线的至少一个部分平行于柄脚的平坦侧面布置， [0034] b)制造刀柄，其方式是，将柄脚和RFID应答器用塑料压力注塑包封或者包铸，特别是以压铸方法。这是一种简单的方法，以便制造在读取RFID应答器方面具有更好可靠性的刀具。手柄特别是可以单级地(用仅一个注塑过程或浇铸过程)制造。 [0035] 在本发明范围内还涉及一种用于制造刀具、特别是根据本发明的具有天线和柄脚之间的电连接的刀具的方法，具有下述步骤： [0036] a)将RFID应答器固定在柄脚上，其中，使RFID应答器的天线与所述柄脚电连接，[0037] b)制造刀柄，其方式是，将柄脚和RFID应答器用塑料压力注塑包封或者包铸，特别是以压铸方法。该方法确保柄脚或刀片直接集成到天线功能中，由此也可以实现在读取RFID应答器方面更好的可靠性。在此，手柄也可以单级地(用仅一个注塑过程或浇铸过程)制造。 [0038] 在后一种方法的一个优选变型中，在步骤a)中在天线和柄脚之间设置钎焊触点。钎焊触点以简单可靠的方式确保电的(欧姆导电的)连接。 [0039] 在后一种方法的另一变型中规定，在步骤a)中将天线的一部分直接放置在柄脚上并且通过使包罩天线的该部分和所述柄脚的热缩漆或热缩性套管受热来使天线的该部分和所述柄脚彼此压紧。由此也可以可靠地设置柄脚和天线之间的电连接，其中不需要焊接。热缩漆或热缩软管发生收缩的温度比典型的焊接温度低得多，从而通过该变型中的做法可以不损伤可能的温度敏感元件(例如介电载体)。 [0040] 在根据本发明的方法的另一变型中，在步骤a)中将RFID应答器粘接在柄脚上。由此以简单的方式确保了在进一步的制造方法、特别是注塑步骤或浇铸步骤中RFID应答器在柄脚上的期望的(正确)定位。 [0041] 本发明的其他优点由说明和附图得出。根据本发明，前述特征和还要进一步解释的特征也可以分别单独地或者多个任意组合地使用。图示的和说明的实施方式不理解为穷举，而是对于解释本发明具有示例性的特性。 附图说明[0042] 本发明在附图中示出并且根据实施例被详细说明。附图中示出： [0043] 图1a用于根据本发明的刀具的、具有柄脚的刀片的示意性侧视图；其中，柄脚具有穿孔； [0044] 图1b图1a的刀片，具有完全固定在柄脚的平坦侧面上的RFID应答器； [0045] 图1c图1b的刀片在剖切平面Ic中的示意性横剖面图； [0046] 图1d图1b的刀片在剖切平面Id中的示意性纵剖面图； [0047] 图1e根据本发明的刀具的一种实施方式，具有图1b的刀片并且具有浇铸的刀柄； [0048] 图2用于根据本发明的刀具的、具有柄脚的刀片的示意性侧视图，该刀片具有固定在柄脚的平坦侧面上的RFID应答器，该RFID应答器突出于柄脚的背离刀刃的端部； [0049] 图3a用于根据本发明的刀具的、具有柄脚的刀片的示意性侧视图，该刀片具有固定在柄脚的平坦侧面上的RFID应答器，该RFID应答器突出于柄脚的背离刀刃的端部，其中，RFID应答器布置在附加的金属底座上； [0050] 图3b图3a的刀片在剖切平面IIIb中的示意性横剖面图； [0051] 图4a用于根据本发明的刀具的、具有柄脚的刀片的示意性侧视图，该刀片具有包围柄脚的RFID应答器； [0052] 图4b图4a的刀片沿着箭头方向IVb的示意性俯视图； [0053] 图5a用于根据本发明的刀具的、具有柄脚的刀片的示意性侧视图，该刀片具有固定在柄脚的平坦侧面上的RFID应答器，该RFID应答器突出于柄脚的背离刀刃的端部，并且具有直接放置在柄脚上的天线； [0054] 图5b图5a的刀片从对置侧看的示意性侧视图； [0055] 图5c图5a的刀片在剖切平面Vc中的示意性横剖面图； [0056] 图6a用于根据本发明的刀具的、具有柄脚的刀片的示意性侧视图；其中，柄脚不构造有穿孔； [0057] 图6b图6a的刀片，具有固定在柄脚的平坦侧面上的RFID应答器，该RFID应答器突出于柄脚的背离刀刃的端部，其中，RFID应答器的天线通过钎焊触点穿过介电载体与柄脚电连接； [0058] 图6c图6b的刀片在剖切平面Vc中的示意性横剖面图； [0059] 图6d根据本发明的刀具的另一实施方式，具有图6b的刀片并且具有浇铸的刀柄； [0060] 图7用于根据本发明的刀具的、具有柄脚的刀片的示意性侧视图，其中，RFID应答器固定在柄脚的远离刀刃的端部上，RFID应答器的天线通过钎焊触点与柄脚电连接。 具体实施方式[0061] 图1a至1d示出了根据本发明制造根据本发明刀具的实施方式的一个变型，其中，RFID应答器的天线的至少一个部分构造为平坦的并且布置在柄脚的平坦侧面上。 [0062] 图1a示出用于根据本发明的刀具的刀片1。刀片1具有刀刃2并且在此还具有刀尖3；应注意的是，刀片1的前端部也可以构造为修圆的(未示出)，并且刀片1也可以构造为双刃的(未示出)。在刀片1的后端部上构成柄脚5，该柄脚在刀具完整的情况下布置在刀柄内部(为此参见之后的图1e)。刀片1、包括柄脚5由导电的金属、特别是防锈的优质钢制成。柄脚5在所示实施方式中具有多个穿孔(贯通的洞)6a，6b，6c。此外，在柄脚5中设置有缺口7，这些缺口可以用于机械地搬运柄脚5。 [0063] 在所示变型中，RFID应答器8固定、特别是粘接在柄脚5的平坦侧面9上，参见图1b。RFID应答器8具有芯片10和两部分式的天线11，所述天线具有回曲形的、在一个平面中延伸的导体。在所示的实例中，天线11的在图1b中左侧的第一部分12a和天线11的在图1b中右侧的第二部分12b镜像对称地构成；两个部分12a，12b连接到芯片10上，然而其余部分彼此电隔离。 [0064] 如在图1c的横截面和图1d的纵截面中看到的那样，RFID应答器8跨越穿孔6a，6b，6c，使得高频射线也可以穿过柄脚5到达天线11的底面上；然而RFID应答器8在此不突出于柄脚5(也就是说，柄脚5搭接RFID应答器8的整个长度)。在所示实例中，RFID应答器8具有平坦的、层状的(典型地由塑料构成的)介电载体13，天线11和芯片10施加(特别是压)在所述介电载体上。介电载体13具有典型地2mm或者更小的厚度D。通过介电载体13，天线11与柄脚 5电绝缘；同时可调整天线11(或者其平的部分12a，12b)与柄脚5的平行布置的平坦侧面9所具有的间距AB。 [0065] 由于在空间上靠近柄脚5并且相对取向，天线11可以良好地电感耦合和/或电容耦合到柄脚5上或者说整个刀片1上。通过介电载体13的厚度D和材料(特别是其介电常数)可以精密地校准电磁耦合。 [0066] 最后，如在图1e中看到的那样，柄脚5连同RFID应答器8用塑料压力注塑包封，因此构成刀柄14(被遮盖的元件在此以虚线示出)。由此制成根据本发明的刀具30。典型地，刀具30(或其刀刃2)接着还被打磨。 [0067] 对于后面的实施方式和变型与图1a-1e的描述相应的部分不再被特别地提到，而是主要详细说明不同之处。 [0068] 图2中示出本发明的刀片1，其中，RFID应答器8这样固定在柄脚5上，使得RFID应答器8的天线11的仅第一部分15布置在柄脚5的平坦侧面9上；天线11的具有部分20a，20b的剩余部分突出柄脚5的背离刀刃的端部16。因此，天线11的该剩余部分对于RFID读取装置的高频射线来说可特别好地达到。 [0069] 在图3a中示出本发明的另一刀片1。在此RFID应答器8也仅以天线11的一个部分15与柄脚5搭接，并且天线11的具有部分20a，20b的剩余部分突出于柄脚5。 [0070] 然而RFID应答器8在此布置在附加的金属底座17上，该金属底座布置在介电载体13和柄脚5之间，参见图3b。在此，金属底座17构造为由钢板制成的刚性金属片。金属底座17特别是在远离后端部16突出于柄脚5的区域中支撑RFID应答器8，并且在此也支撑与柄脚5搭接的区域。在所示的实例中金属底座17与柄脚5电连接，因为金属底座17直接放置在柄脚 5上。如果期望，可以将金属底座17钎焊到柄脚5上。 [0071] 图4a示出用于本发明的刀片1，其中，RFID应答器8鞍式地座置在刀片1的柄脚5的背部上。 [0072] 如也由图4b的俯视图可看到的那样，天线11的在图4b中下部的平坦的第一部分18a布置在柄脚5的平坦的第一侧面9上，天线11的在图4b中上部的平坦的第二部分18b布置在柄脚5的平坦的第二侧面19上，其中，第二侧面19与第一侧面9对置。芯片10居中地位于柄脚5的背部上并且与天线11的两个部分18a，18b导电地连接。 [0073] 图5a中示出用于本发明的刀片1，其中，RFID应答器8以其天线11的区段(部分)21直接放置在柄脚5上并且由此直接产生放置的区段21和柄脚5之间的电接触。天线11的其余区段(部分)22远离柄脚5的后端部16地突出于柄脚5。因为在图5a中天线11被介电载体13遮盖，所以天线11仅以虚线示出。两个区段21，22不具有导电的连接(即为电隔离的)，但这两个区段都与芯片10导电地连接。 [0074] 图5b中从与图5a对置的侧示出刀片1，其中，天线11的区段(部分)21被柄脚5遮盖并且因此又以虚线示出。可注意到，在此，天线11的区段21构造得比天线11的区段22短得多。通过不相等地划分天线11，该天线可以(也在这里与柄脚5的电耦合方面)与期望的频率相协调。 [0075] 图5c示出刀片1在天线11的放置于柄脚5的平坦侧面9上的平坦区段(部分)21的区域中的横剖面，在该图中明显看出天线11和柄脚5之间的直接接触；在其上布置有天线11的介电载体13背离柄脚5。为了将天线11持久地压到柄脚5上，可以使用热缩漆23，所述热缩漆围绕柄脚5和RFID应答器8在区段21的区域中涂抹。热缩漆23在受热之后收缩并且由此承受弹性拉应力，因此，天线11被强制拉到柄脚5上。替代热缩漆23也可以使用由热缩软管构成的套管，该套管在RFID应答器8和柄脚5的搭接区域中被绷紧到RFID应答器和柄脚上并加热。 [0076] 图6a至6d示出根据本发明制造根据本发明刀具的一个实施方式的变型，其中，通过钎焊点设置RFID应答器的天线和柄脚之间的电接触。 [0077] 图6a中首先示出具有刀刃2和柄脚5的刀片1，根据本发明利用所述刀片制造根据本发明的刀具。在此，柄脚5具有用于方便的机械嵌入的缺口7，然而在此不具有穿孔。 [0078] 此时将RFID应答器8布置在柄脚5上，参见图6b，其中RFID应答器8的天线11的平坦区段(部分)21的区域布置并且固定、特别是粘接在柄脚5的平坦侧面9上。可注意到，与相对于柄脚5远离其后端部16地突出的区段(部分)22相比，天线11的区段21由于明显较小的长度而具有不同的电感和电容。天线11的区段21和22彼此电隔离(也就是说，彼此不导电地连接)，但两个区段都与RFID应答器8的芯片10连接。 [0079] RFID应答器8的介电载体13具有穿通部，在所述穿通部中布置有一块焊锡，如在图6c的横截面图中看到的那样，该焊锡作为钎焊触点24使天线11在区段(部分)21的外端部上与柄脚5导电地连接。因此，柄脚5或者说整个刀片1有效地延长了天线11的区段21。通过天线11在区段21中与柄脚5搭接，天线11还与柄脚5电磁耦合，这可以被用于RFID应答器8中的谐振器的精密协调。在此，尤其也可以有针对性地选择介电载体的厚度D或者平坦天线区段 21与柄脚5的平坦侧面9的间距AB。 [0080] 接着用塑料将柄脚5连同RFID应答器8压力注塑包封，以制成用于根据本发明的刀具31的刀柄14，参见图6d。被刀柄14遮盖的部分又以虚线示出。 [0081] 图7中示出用于本发明的刀片1，其中，RFID应答器8不是固定在柄脚5的平坦侧面9上，而是衔接于柄脚5的背离刀刃的后端部16上地固定在柄脚5上，例如通过粘接。在此的电耦合通过天线11的前区段(部分)25a和柄脚5之间的钎焊触点24来实现。天线11的较长的后区段(部分)25b可以与前区段25a电隔离，然而其中，两个区段25a，25b都与芯片10电连接。 [0082] 根据本发明的刀具特别是可以构造为去骨刀。根据本发明的刀具特别是使用在食品加工场所、特别是屠宰场中，并且利用RFID读取装置来读取。RFID读取装置可以特别是设置在清洁站、消毒站、贮藏站、空间入口和/或空间出口处。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈