DE10056473C1

DE10056473C1 - Transponder

Info

Publication number: DE10056473C1
Application number: DE2000156473
Authority: DE
Inventors: Detlef Houdeau
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2002-01-17
Anticipated expiration: 2020-11-16

Abstract

Der Transponder hat einen als Schraube ausgestalteten starren Körper (1) und enthält einen IC-Chip (2) in dem Bolzen (11) und eine damit verbundene Antenne (3) in dem Schraubenkopf (10). Zum Befestigen der Schraube ist ein Gewinde (5) an dem Bolzen vorhanden. Damit ist eine dauerhafte, aber bei Bedarf wieder lösbare Verbindung des Transponders mit einem massiven Körper möglich. Der Transponder kann zum Beispiel in eine Gewindeöffnung (8) eines metallischen Blockes (9), dessen Seitenwände mit einem weiteren Gewinde (7) versehen sind, eingeschraubt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hochtemperaturbe ständigen montierbaren Transponder für metallische Gegenstän de, insbesondere einen RFID-Transponder.

Transponder mit integrierter Schaltung und Antenne dienen da zu, im Prinzip beliebige Gegenstände zu markieren, so dass sie mittels elektronischer Vorrichtungen berührungslos iden tifiziert werden können. Transponder werden zum Beispiel als Etiketten auf Konsumgütern angebracht, um die Verkaufspreise und ähnliche Daten darauf abspeichern und elektronisch abru fen zu können. Derartige Transponder in Etikettenform besit zen als Trägermaterial Papier oder eine dünne Folie und sind daher nicht geeignet, in massive Körper, insbesondere aus Me tall, wie z. B. einen Getriebeblock oder Motorblock eines Kraftfahrzeuges dauerhaft montiert zu werden. Für eine derar tige Anwendung sind im Prinzip so genannte Niederfrequenz- Transponder geeignet, die mit einer Übertragungsfrequenz von typisch 125 kHz arbeiten. Diese Niederfrequenz-Transponder verursachen aber in vielen Anwendungsbereichen einen zu hohen Produktpreis.

In der DE 199 17 222 A1 ist eine Schraube mit einem darin in tegrierten Transponder als Informationsspeicher beschrieben. Der Transponder ist als zylindrischer Kern der Schraube aus gebildet.

In der DE 198 53 207 A1 ist eine Schließvorrichtung mit einer Schließmechanik sowie mit einer Zutrittskontrollelektronik beschrieben, bei der ein Befestigungselement zur Kommunikati on der Zutrittskontrollelektronik mit einem Identträger oder einer Programmierstation als Antenne vorhanden ist. Insbeson dere kann eine mit einer Spulenwicklung versehene Stulp schraube als Stabantenne ausgebildet sein.

In der DE 195 17 728 A1 ist eine Schließvorrichtung beschrie ben, bei der der Schlüssel einen als Transponder ausgebilde ten Codegeber aufweist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen hochtempera turbeständigen Transponder anzugeben, der in metallische Ge genstände montiert werden kann und dort funktionsfähig bleibt.

Diese Aufgabe wird mit dem Transponder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den ab hängigen Ansprüchen.

Der erfindungsgemäße Transponder besitzt einen starren Kör per, der an oder in einem massiven Körper wie zum Beispiel einem Block aus festem Material, insbesondere aus Metall, be festigt werden kann. Vorzugsweise ist der Körper des Trans ponders nach Art einer Montage-Schraube ausgebildet, die ein Gewinde aufweist, mit dem der Transponder durch Einschrauben in einem Gegenstand befestigt werden kann. Ein solcher Trans ponder kann mit den gängigen Montageverfahren und Montage werkzeugen (z. B. Hydropulsschrauber) wie ein beliebiges Be festigungselement montiert werden. Die Montage kann dabei so erfolgen, dass der Transponder nach der Befestigung an dem betreffenden Gegenstand wieder entfernt und erneut verwendet werden kann. Das kann insbesondere in der Produktion (z. B. von Fahrzeugen) von Vorteil sein.

Der Körper des Transponders kann ein Metall sein oder ein HT- Kunststoff, der als Gehäuse verwendet wird und mit Kalk, Glasfasern oder ähnlichem gefüllt ist. In dem Material des Körpers ist ein IC-Chip integriert, der mit einer ebenfalls integrierten Antenne elektrisch leitend verbunden ist. Diese Antenne dient der Datenübertragung zu und von dem IC-Chip und der Energieübertragung zum Betrieb der in dem IC-Chip vorhan denen Schaltung.

Es folgt eine genauere Beschreibung einer bevorzugten Ausge staltung des erfindungsgemäßen Transponders anhand der beige fügten Figur.

Der in der Figur im Querschnitt als Beispiel dargestellte er findungsgemäße Transponder ist als Schraube ausgestaltet. Der Körper 1 des Transponders enthält einen IC-Chip 2 mit den für die Funktion des Transponders erforderlichen Schaltungen. Es ist eine Antenne 3, hier als verdeckte Kontur gestrichelt eingezeichnet, vorhanden, die vorzugsweise in dem Schrauben kopf 10 angebracht ist. Die Antenne 3 ist über eine elek trisch leitende Verbindung 4 im Innern des Körpers des Trans ponders mit der Schaltung in dem IC-Chip 2 verbunden. Zum Befestigen der Schraube ist ein Gewinde 5 an der Mantelfläche des zylindrischen Teiles, im Folgenden als Bolzen 11 bezeich net, vorhanden.

Der Transponder wird zum Beispiel in eine Gewindeöffnung 8 eines metallischen Blockes 9, deren Seitenwände mit einem weiteren Gewinde 7 versehen sind, eingeschraubt. An dem obe ren, dem Schraubenkopf 10 zugewandten Auslauf des Gewindes 5 des Transponders ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Transponders eine umlaufende Rundkerbe 6 vorhanden, die als Sollbruchstelle vorgesehen sein kann. Diese Rundkerbe befin det sich etwa dort, wo bei eingeschraubtem Transponder der Rand des Gewindeeinstichs ist.

Soll die Schraube zum Zweck der sicheren Montage dauerhaft fixiert werden, in dem dargestellten Beispiel also in dem Block 9, so kann zusätzlich ein Sicherungslack in das Gewinde 7 des Blockes eingebracht werden. Es kann dazu ein Lack ge wählt werden, der thermisch oder anaerob aushärtet. Dieser Sicherungslack kann dafür vorgesehen werden, den einge schraubten Transponder so stark zu fixieren, dass bei einem anschließenden Versuch, den Transponder zu entfernen, in die sem Beispiel aus dem Block 9 herauszudrehen, der Schrauben kopf 10 im Bereich des Randes des Gewindeeinstiches wegen der dort vorhandenen Rundkerbe 6 abbricht. Dadurch wird die An tenne 3 von dem Transponder entfernt und die elektrisch lei tende Verbindung 4 zu dem IC-Chip 2 unterbrochen, so dass der in dem Block 9 verbleibende Anteil nicht mehr als Transponder funktioniert.

Die Antenne 3 ist bei dieser Ausgestaltung des Transponders vorzugsweise im oberen Drittel des Schraubenkopfes 10, d. h. näher zu der von dem Bolzen 11 abgewandten Oberseite des Schraubenkopfes 10, angeordnet. Damit wird eine ausreichende Durchdringung der Antenne mit dem elektromagnetischen Feld erreicht, das durch das externe Schreib-/Lesegerät erzeugt wird. Der Abstand d der Antenne 3 von der dem Bolzen 11 zugewandten Unterseite des Schraubenkopfes sollte mindestens 5 mm betragen. Damit kann auf einfache Weise sichergestellt wer den, dass die Antenne nach dem Einschrauben des Transponders in einen Block 9 aus Metall in einem Abstand von dem Metall von mindestens 5 mm bleibt. Andernfalls kann nämlich das Pro blem auftreten, dass in dem Metall parasitäre Wirbelströme erzeugt werden, die zu Einbrüchen in der Feldstärke im Schreib-/Lesegerät führen. Außerdem besteht die Gefahr, dass das elektromagnetische Feld so verstimmt wird, dass der Transponder nicht mehr eindeutig identifiziert werden kann. Um daher unter geeigneten Randbedingungen für die Ausbreitung des elektromagnetischen Feldes die gewünschte elektromagneti sche Induktion in der Antenne herbeiführen zu können, wird die Antenne in ausreichendem Abstand zu elektrischen Leitern des Blockes positioniert.

Der Körper 1 des Transponders kann ein Vollgusskörper aus ei nem hochtemperaturbeständigen Thermoplast sein. Thermoplasti sche Kunststoffe sind für Temperaturen über 200°C geeignet, erzeugen keine Verzerrung des elektromagnetischen Feldes und sind insbesondere geeignet, die elektronische Schaltung des IC-Chips sowie die Antenne hinreichend gegen äußere Einflüs se, wie zum Beispiel Spritzwasser, Öl oder Benzin, abzudich ten. Wird für den Transponder eine Übertragungsfrequenz von typisch 13 MHz verwendet, sind radiale Antennen vorteilhaft. Derartige Antennen können mit einem ungefüllten Antennenkern ausgebildet sein. In dem Beispiel eines als Schraube gestal teten Transponders bietet es sich an, eine radiale Antenne anzubringen und eine Aussparung in einem inneren Bereich des Schraubenkopfes zur Aufnahme eines Innensechskantschlüssels vorzusehen, mit dem der Transponder bei der Befestigung ein geschraubt wird.

Vorzugsweise arbeitet der Transponder passiv ohne eigene Stromversorgung. Damit ist er kostengünstig herstellbar und wartungsfrei. Die zum Betrieb des ICs erforderliche Energie und die Daten werden gemeinsam durch das externe Schreib- /Lesegerät übertragen. Dazu sind der Transponder und das Schreib-/Lesegerät auf Resonanzfrequenz geschaltet.

Claims

1. Transponder mit
einem starren Körper (1), der entsprechend einer Schraube ge staltet ist und einen Schraubenkopf (10) und einen mit einem Gewinde (5) versehenen Bolzen (11) aufweist, und
einem IC-Chip (2) mit einer elektronischen Schaltung
dadurch gekennzeichnet, dass
eine mit der Schaltung elektrisch leitend verbundene und für Daten- und Energieübertragung vorgesehene Antenne (3) in dem Schraubenkopf (10) in einem Abstand von mindestens 5 mm von einer dem Bolzen (11) zugewandten Unterseite des Schrauben kopfes (10) angeordnet ist.

2. Transponder nach Anspruch 1, bei dem der Körper (1) des Transponders ein hochtemperaturstabiler Kunststoff ist.

3. Transponder nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der IC-Chip (2) in dem Bolzen (11) angeordnet ist.

4. Transponder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem zwischen dem Schraubenkopf (10) und dem Bolzen (11) eine Sollbruchstelle vorgesehen ist.

5. Transponder nach Anspruch 4, bei dem
die Antenne (3) als radiale Antenne mit ungefülltem Antennen kern ausgebildet ist,
die Antenne rings um eine Aussparung in einem inneren Bereich des Schraubenkopfes (10) angeordnet ist und
die Aussparung zur Aufnahme eines Innensechskantschlüssels vorgesehen ist.