DE102004037682A1

DE102004037682A1 - Sendeantennenanordnung zum Abstrahlen eines langwelligen Aufwecksignals für einen ID-Geber eines schlüssellosen Kraftfahrzeugzugangssystems

Info

Publication number: DE102004037682A1
Application number: DE102004037682A
Authority: DE
Inventors: Andreas Van Den Boom; Mirko Schindler
Original assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Current assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2006-03-16
Also published as: EP1776260A1; WO2006015632A1; KR20070044475A; US20070279300A1; CN1993256A

Abstract

Eine Sendeantennenanordnung zum Abstrahlen eines langwelligen Aufwecksignals für einen ID-Geber eines schlüssellosen Kraftfahrzeugsystems. Im Inneren eines Kraftfahrzeugbauteils (1) ist eine Induktionsspule (2) mit wenigstens einer Wicklung (4) und einem von der Wicklung umgebenen Kern (3) angeordnet. Der Kern (3) hat die Form eines flachen Streifens und besteht aus mehreren übereinanderliegenden Schichten, die eine nanokristalline oder amorphe, weichmagnetische Metallegierung hoher Permeabilität enthalten. Jede der Metallschichten weist eine Dicke zwischen 15 mum und 100 mum auf und die Schichten sind derart übereinander angeordnet, daß ein Stromfluß von einer Metallschicht zu einer benachbarten erschwert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sendeantennenanordnung zum Abstrahlen eines langwelligen Aufwecksignals für einen ID-Geber eines schlüssellosen Kraftfahrzeugzugangssystems mit einer im Inneren eines Kraftfahrzeugbauteils angeordneten Induktionsspule mit wenigstens einer Wicklung und einem von der Wicklung umgebenen Kern.

Eine derartige Sendeantennenanordnung ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 102 36 957 A1 bekannt. Die Druckschrift beschreibt einen Fahrzeugtürgriff mit einem darin integrierten Elektronikmodul, das einen über einen Antennentreiber mit einer Antenne verbundenen Mikrocontroller umfaßt. Die Antenne weist einen Ferritkern auf, der von einer Spulenwicklung umgeben ist. Nachteilig bei der Verwendung von Ferritkernen sind die auf einem Schwinden der Ferrite beim Sintern zurückzuführenden Ungenauigkeiten bzw. großen Streubreiten der erzeugten Induktivitäten, die einen nachträglichen Abgleich der so hergestellten Antenneninduktivitäten erforderlich machen. Eine Lösung besteht beispielsweise darin, die Antennenanordnung mit zwei beabstandeten Ferritkernstäben auszuführen, wobei das Trimmen der Induktivität durch Verändern des Abstands der Stirnseiten der beiden hintereinander angeordneten Ferritkernstäbe vorgenommen werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, preiswerte Sendeantennenanordnungen mit verringerten Herstellungstoleranzen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sendeantennenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Sendeantennenanordnung hat der Kern die Form eines flachen Streifens und besteht aus mehreren übereinander liegenden, sich über die gesamte Länge des Streifens erstreckenden Schichten, wobei die Schichten Metall schichten aus einer nanokristallinen oder amorphen, weichmagnetischen Metallegierung hoher Permeabilität umfassen, wobei jede der Metallschichten eine Dicke zwischen 15 und 100 μm, vorzugsweise zwischen 20 und 30 μm, aufweist, und wobei die Metallschichten derart übereinander angeordnet sind, daß ein Stromfluß von einer Metallschicht zu einer benachbarten erschwert ist. Die Verwendung des genannten Materials führt zu einem Kern mit den gewünschten weichmagnetischen Eigenschaften. Die Induktivitäten der auf der Grundlage solcher Kerne hergestellten Spulen lassen sich bereits bei der Herstellung um ein Vielfaches genauer einstellen als die Induktivitäten von Ferritkernspulen, da die magnetischen Eigenschaften und Dimensionen der Kerne genauer reproduzierbar sind. Die mehreren dünnen Metallschichten können durch Isolatorschichten beabstandet sein oder auch direkt aufeinander liegen, wobei in dem zuletzt genannten Fall der Stromfluß zwischen den Schichten durch eine spezielle Oberflächenstruktur der Schichten erschwert sein kann.

Die aus den dünnen Metallegierungsschichten hergestellten Kerne haben gegenüber Ferritkernen eine deutlich höhere mechanische Flexibilität (u.a. Biegbarkeit), was ihre Montage in einem Kraftfahrzeugbauteil insbesondere in einem Türgriff, erleichtert. Die Kerne weisen neben den wenigen Metallegierungsschichten an den Außenflächen zusätzlich (dickere) Isolatorschichten auf. Die wenigen dünnen Metallegierungsschichten ermöglichen zudem die Herstellung eines Kerns und somit einer Antennenanordnung mit einem relativ geringen Gewicht.

Als dünne Metallegierungsschicht wird vorzugsweise eine amorphe Kobaltlegierung, alternativ eine nanokristalline Legierung auf Eisenbasis verwendet. Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung derartiger Schichten zum Aufbau von Kernen für Induktionsspulen von Antennenanordnungen besteht darin, daß die dünnen Metallschichten und die daraus hergestellten Kerne preiswerter als Kerne aus Ferriten herzustellen sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind 5 bis 20, vorzugsweise 6 – 10, Metallschichten übereinander angeordnet.

Diese Anzahl führt zu einem Optimum der gewünschten magnetischen Eigenschaften und des Gewichts.

Vorteilhafte und/oder bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1: eine schematische Draufsicht auf ein Türgriff mit der erfindungsgemäßen Sendeantennenanordnung, und
2: eine schematische Schnittansicht des in der Sendeantennenanordnung verwendeten Kerns.
Die erfindungsgemäße Antennenanordnung zum Abstrahlen eines langwelligen Aufwecksignal für einen ID-Geber eines schlüssellosen Kraftfahrzeugzugangssystems ist typischerweise im Inneren eines Kraftfahrzeugtürgriffs angeordnet. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine nach außen gerichtete Seitenfläche eines Türgriffs 1. Im Inneren des Türgriffs sind eine Reihe elektronischer Komponenten angeordnet, die üblicherweise einen Sensor zur Erfassung des Zugreifens auf den Türgriff, elektronische Steuereinrichtungen sowie eine Antennenanordnung 2 mit zugehöriger Treiberschaltung umfassen. Die Antennenanordnung 2 umfaßt einen Kern 3 mit einer darauf angeordneten Spulenwicklung 4. Die Zuleitungen 5 der Spule 4 sind mit einer Antennentreiberschaltung 6 verbunden. Diese Elemente sind in 1 schematisch, d.h. nicht maßstabsgetreu dargestellt. Bei der in 1 gezeigten bevorzugten Induktionsspule 2 erstreckt sich die Wicklung 4 beinahe über die gesamte Länge des Kerns 3. Bei anderen Ausführungsformen könnte auch nur ein Teilabschnitt des Kerns mit einer Spule bewickelt sein. Die Anzahl der Wicklungen und der verwendete Draht (Durchmesser und Material) bestimmen sich nach den gewünschten elektromagnetischen Eigenschaften, insbesondere der gewünschten Senderträgerfrequenz und der Reichweite. Diese Details sind für die Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Erfindung jedoch von untergeordneter Bedeutung. Vorzugsweise sendet die Antennenanordnung auf einer Trägerfrequenz zwischen 100 und 200 kHz, vorzugsweise etwa 125 kHz.
Der Kern 3 hat eine langgestreckte flache Form. 2 zeigt eine Schnittansicht an einer quer zur Längsrichtung des Kerns liegenden Schnittebene. 2 ist eine schematische Darstellung, d.h. das Verhältnis der Dicke zur Breite des Kerns und die Schichtdickenverhältnisse entsprechen nicht zwangsläufig der tatsächlichen Ausführungsform.
Der Kern besteht aus mehreren übereinander liegenden, sich über die gesamte Länge des Streifens erstreckenden Schichten. Diese Schichten umfassen Metallschichten 7. Die Metallschichten bestehen aus einer nanokristallinen oder amorphen weichmagnetischen Metallegierung hoher Permeabilität und haben jeweils eine Dicke zwischen 15 und 100 μm, vorzugsweise zwischen 20 und 30 μm.
In der Mitte des Kerns sind 5 bis 20, vorzugsweise 6 – 10 Metallschichten 7 übereinander angeordnet, die oben und unten jeweils von einer Isolatorschicht 8 bedeckt sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden Schichten einer nanokristallinen Kobaltlegierung verwendet, die eine Dicke von etwa 20 bis 25 μm haben. Beispielsweise können die Metallfolien der Marke "VITROVAC" der Firma Vacuumschmelze GmbH verwendet werden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform reicht es zur Erzielung der gewünschten magnetischen Eigenschaften aus, nur wenige, vorzugsweise sechs, Lagen dieser Metallschichten übereinander anzuordnen. Die übereinander angeordneten Metallschichten sind derart elektrisch voneinander isoliert, daß der Stromfluß zwischen den Schichten erschwert ist. Dies kann beispielsweise durch eine zwischen den Schichten angeordnete Isolatorschicht erreicht werden. Es ist aber auch vorgesehen, die Metallschichten (Folien) unmittelbar übereinander angrenzend zu stapeln, wobei die gewünschte Isolation aufgrund spezieller Oberflächeneigenschaften der Schichten gewährleistet ist. Die Verwendung nur weniger Schichten führt einerseits zu einem relativ flexiblen, d.h. biegbaren Kern, andererseits zu einer weiteren Gewichtsreduktion gegenüber herkömmlichen Ferritkernen. Das reduzierte Gewicht der Induktionsspule führt zu einer doppelten Gewichtsreduktion, wenn diese Induktionsspule, wie erfindungsgemäß vorgesehen ist, in einem Kraftfahrzeugtürgriff eingebracht ist, denn in diesem Fall kann der im Inneren die Tür befindliche Ausgleichsmasse ebenfalls reduziert werden.

Claims

Sendeantennenanordnung zum Abstrahlen eines langwelligen Aufwecksignals für einen ID-Geber eines schlüssellosen Kraftfahrzeugzugangssystems mit einer im Inneren eines Kraftfahrzeugbauteils (1) angeordneten Induktionsspule (2) mit wenigstens einer Wicklung (4) und einem von der Wicklung umgebenen Kern (3), wobei der Kern (3) die Form eines flachen Streifens hat und aus mehreren übereinanderliegenden, sich über die gesamte Länge des Streifens erstreckenden Schichten besteht, wobei die Schichten Metallschichten (7) aus einer nanokristallinen oder amorphen, weichmagnetischen Metallegierung hoher Permeabilität umfassen, wobei jede der Metallschichten (7) eine Dicke zwischen 15 und 100 μm, vorzugsweise zwischen 20 und 30 μm, aufweist und wobei die Metallschichten derart übereinander angeordnet sind, daß ein Stromfluß von einer Metallschicht zu einer benachbarten erschwert ist.
Sendeantennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Metallschichten dünne Isolatorschichten angeordnet sind.
Sendeantennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 5 bis 20, vorzugsweise 6 – 10, Metallschichten übereinander angeordnet sind.
Sendeantennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeugbauteil ein Kraftfahrzeugtürgriff (1) ist.
Sendeantennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das langwellige Aufwecksignal eine Trägerfrequenz von etwa 20 bis 200 kHz vorzugsweise etwa 125 kHz aufweist.