DE102011087928B4

DE102011087928B4 - Metallischer trägerkörper mit transponder

Info

Publication number: DE102011087928B4
Application number: DE102011087928.5A
Authority: DE
Inventors: Ralf Zichner; Reinhard Baumann; Kay Müller
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2031-12-08
Also published as: DE102011087928A1

Abstract

Trägerkörper (10) mit Transponder (20), wobei der Trägerkörper (10) in einem metallischen Trägerkörpermaterial eine von dem metallischen Trägerkörpermaterial vollständig umgebene Hohlraumanordnung (30) mit dem darin angeordneten Transponder (20) aufweist, wobei die Hohlraumanordnung (30) eine erste Hauptoberfläche (30-1) aufweist, die einer benachbarten Außenseite (10-1) des Trägerkörpers (10) gegenüberliegt und von der sich ein Innenvolumen der Hohlraumanordnung (30) in das metallische Trägerkörpermaterial erstreckt, wobei sich eine Mehrzahl symmetrisch angeordneter Materialfortsätze (40, 50, 60) aus einem metallischen Material ausgehend von der ersten Hauptoberfläche (30-1) in das Innenvolumen der Hohlraumanordnung (30) erstreckt, und wobei die Materialfortsätze (40, 50, 60) ausgebildet sind, um bei Anliegen eines äußeren Lese-Magnetfelds (M1) für den Transponder (20) im Innenvolumen der Hohlraumanordnung (30) zumindest bereichsweise eine zum Auslesen des Transponders ausreichend homogene Ausrichtung des den Transponder (20) durchdringenden Lese-Magnetfelds (M'1) zu erhalten.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Konzept zum Unterbringen eines Transponders, z. B. eines passiven, berührungslos auslesbaren RFID-Transponders, in einem von einem metallischen Trägerkörpermaterial vollständig umgebenen, definiert ausgestalteten Innenvolumen einer Hohlraumanordnung des Trägerkörpers, wobei der RFID-Transponder ferner von einem handelsüblichen Lesegerät ausgelesen werden kann. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Anordnung eines Transponders in einem hermetisch abgeschlossenen, definiert ausgestalteten Hohlraum eines metallischen Gegenstands, um einerseits einen beständigen Schutz des Transponders gegenüber äußeren Umgebungseinflüssen sowie eine effektive Realisierung eines Plagiatschutzes des metallischen Gegenstands gewährleisten zu können, wobei der RFID-Transponder ferner von einem handelsüblichen Lesegerät ausgelesen werden kann.
Auf dem technischen Gebiet von RFID-Systemen (RFID = Radio Frequency Identification = Funkfrequenz-Identifizierung) werden häufig sogenannte RFID-Transponder in Verbindung mit RFID-Lesegeräten eingesetzt, um in den RFID-Transpondern gespeicherte Daten berührungslos und ohne Sichtkontakt lesen und speichern zu können. RFID-Systeme werden beispielsweise dazu eingesetzt, um mit RFID-Transponder versehene Objekte oder Gegenstände automatisch zu kennzeichnen, zu erkennen, zu registrieren und zu überwachen. Ein RFID-System besteht grundsätzlich aus mindestens zwei Hauptkomponenten, einem RFID-Lesegerät und einem Kontakt- oder berührungslos auslesbaren RFID-Datenträger (RFID-Transponder bzw. RFID-Tag). Ein RFID-Transponder weist im Allgemeinen einen Mikrochip auf, der mit einer Antenne in Form einer Spule oder eines Dipols versehen ist, die mit dem entsprechenden Lesegerät kommuniziert. Die Energieversorgung eines passiven Transponderchips wird bei RFID-Systemen ebenfalls über die magnetische bzw. elektromagnetische Kopplung realisiert. Das RFID-Lesegerät besteht im allgemeinen aus einer Lese- bzw. einer Schreib-/Lese-Einheit. Die Einheit liest somit Daten von dem RFID-Transponder aus und weist diesen ggfs. an, weitere Daten zu speichern. Die Lesegeräte sind typischerweise mit einer zusätzlichen Schnittstelle ausgestattet, um die empfangenen Daten an ein anderes System weiterzuleiten und dort zu verarbeiten. Das RFID-Lesegerät, welches den RFID-Transponder in seiner Reichweite erkennt, startet dann die Kommunikation, die einem vorbestimmten Protokoll unterliegt.
Die WO 2007/066204 A2 bezieht sich auf eine adaptive Vorrichtung und ein Verfahren zum Anpassen eines leitfähigen Bauglieds, um ein Kommunikationsbauelement aufzunehmen, und ferner auf eine RFID-Tag-Einbaustruktur und ein Verfahren für eine drahtlose Kommunikation zwischen dem RFID-Tag und einer RFID-Lese/Schreibvorrichtung, bei der eine adaptive Vorrichtung, die den RFID-Tag enthält, in ein leitfähiges Bauglied eingebaut und hermetisch mit einer Oberflächen-modifizierten Schutzabdeckung verschlossen ist.
Die EP 1 645 350 B1 bezieht sich auf ein Gussbauteil mit integrierten Funktionselementen und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Die EP 2 025 433 A2 bezieht sich auf ein mittels eines Gussverfahrens herstellbares Bauteil aus Metall, das ein oder mehrere Funktionselemente enthält.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, RFID-Systeme dahingehend zu verbessern, dass ein zuverlässiger Einsatz von berührungslos auslesbaren RFID-Transpondern sowohl bei äußerst widrigen Umgebungsbedingungen als auch für einen sicheren Plagiatschutz möglichst effektiv realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Trägerkörper mit Transponder gemäß Anspruch 1 oder 16 gelöst.
Erfindungsgemäße Weiterbildungen sind in den weiteren, abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, RFID-Transponder vollständig in einen metallischen Trägerkörper bzw. Gegenstand zu integrieren bzw. zu verkapseln, wobei weiterhin eine Auslesbarkeit des passiven RFID-Transponders mit einem „handelsüblichen” Lesegerät gewährleistet werden kann. Erfindungsgemäß wird dazu in einem metallischen Material eines Bauteils oder Gegenstands (bzw. Trägerkörpers) die Ausgestaltung eines definierten vollständig eingeschlossenen Hohlraums vorgegeben, wobei dieser Hohlraum vollständig von dem metallischen Material des Trägerkörpers umgeben ist und ferner so ausgebildet ist, dass ein äußeres einwirkendes magnetisches Feld des Lesegeräts im Hohlrauminneren eine ausreichend homogene magnetische Feldausbildung zulässt, d. h. um bei Anlegen eines äußeren Lese-Magnetfelds für den Transponder im Innenvolumen der Hohlraumanordnung zumindest bereichsweise eine zum Auslesen des Transponders ausreichend homogene Ausrichtung des den Transponder bzw. dessen Spulenanordnung durchdringenden Lese-Magnetfelds zu erhalten. Damit kann erfindungsgemäß eine Identifikation eines vollständig in Metall integrierten bzw. gekapselten, passiven RFID-Transponders realisiert werden. Um dies zu erreichen, werden eine Mehrzahl symmetrisch angeordneter Materialfortsätze aus einem metallischen Material eingesetzt, die sich ausgehend von einer ersten Hauptoberfläche der Hohlraumanordnung in das Innenvolumen derselben erstrecken. Die Formgebung dieser Materialfortsätze innerhalb des Innenvolumens der Hohlraumanordnung wird nun abhängig von der verwendeten Frequenz (z. B. 125 kHz) des Lese- bzw. des Lese/Schreib-Magnetfelds des Transpondersystems so gewählt, dass sich im Bereich des in dem Hohlraum angeordneten passiven Transponders eine ausreichend homogene Ausrichtung des den Transponder durchdringenden Lese-Magnetfelds ausbildet, die eine induktive Kopplung zwischen Lesegerät und Transponder ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Konzept kann dann insbesondere für Frequenzbänder des Lese-Magnetfelds z. B. um 125 kHz oder unter 140 kHz optimiert werden, um einen innerhalb des Hohlraums hermetisch gekapselten, passiven Transponder bei Lesevorgängen über das durch das Lesegerät eingeprägte Magnetfeld mit Energie zu versorgen und die Datenkommunikation durchzuführen. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für magnetische Wechselfelder mit einer Frequenz ≤ 125 kHz geeignet, da metallische Körper mit einem geschlossenen Hohlraum (vgl. Faraday-Käfig) hinsichtlich träger Magnetfelder mit einer sehr geringen Frequenz (z. B. 125 kHz) nur bedingt abschirmend oder reflektierend wirken. Diese Abschirmungswirkung hängt auch stark von der Materialzusammensetzung des verwendeten Metalls ab.
Der für hochfrequente Wechselfelder ab dem MHz-Frequenzbereich bekannte Skin-Effekt tritt bei „niedrigen” Frequenzen um 125 kHz oder darunter nur sehr bedingt auf. Bei der vorliegenden spezifischen Ausgestaltung des Innenvolumens eines Hohlraums in einem metallischen Trägerkörper wird das anliegende, magnetische Feld über den metallischen Trägerkörper, der z. B. Eisen, Stahl, Kobalt, etc. und/oder aber auch einen metallischen Kunststoff aufweist, in das Innenvolumen geleitet. Diese Funktion wird bei der Verwendung von ferromagnetischen Metallen für den metallischen Träger- bzw. Grundkörper mit der darin vorgesehenen Hohlraumanordnung noch verstärkt, und kann durch die Ausgestaltung des Innenvolumens gezielt eingestellt werden.
Bei der Auslegung des Innenvolumens der Hohlraumanordnung beispielsweise für einen 125 kHz-RFID-Transponder ist dieser dann i. A. im Zentrum, d. h. am Schnittpunkt der Raumdiagonalen, des quaderförmig ausgebildeten Hohlraums angeordnet.
Die erfindungsgemäße Formgebung eines metallischen Bauteils bzw. des darin gestalteten Hohlraums mit dem passiven Transponder erlaubt eine Faradaysch geschirmte Integration eines passiven RFID-Transponders (z. B. eines 125 kHz-RFID-Transponders). Aufgrund der gezielt generierbaren magnetischen Felder im Hohlraum eines Gegenstand mit einem ferromagnetischen Material können integrierte passive RFID-Transponder mit Hilfe bestehender standardisierter RFID-Reader (RFID-Lesegeräte) ausgelesen werden. Somit kann erfindungsgemäß ein Auslesen bzw. eine Identifizierung eines RFID-Transponders in Metall und damit des zugeordneten Bauteils ermöglicht werden. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Konzept beim Plagiatschutz von metallischen Bauteilen, wie z. B. Automobilbauteilen, mittels RFID-Technologie sowie der Identifikation von metallischen Halbzeugen sowie Bauteilen verschiedener Industrien eingesetzt werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Prinzipdarstellung eines Trägerkörpers mit Transponder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2a–b Prinzipdarstellungen eines Trägers mit Transponder in einer Draufsicht und Querschnittsansicht mit beispielhaften Bemaßungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
3a–c Prinzipdarstellungen eines Trägerkörpers mit einem RFID-Glastransponder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bevor nachfolgend die vorliegende Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert wird, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.
Im Folgenden wird nun anhand von 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Trägerkörper 10 mit einem Transponder 20, z. B. einem passiven RFID-Transponder, beschrieben.
Der Trägerkörper 10 weist ein metallisches Trägerkörpermaterial, wie z. B. einen durchgehenden metallischen Körper mit Eisen, Stahl, Kobalt etc. (z. B. CO, Fe, Ni, CrO₂, Gd, Dy, EuO, und/oder HO oder einer Legierungen mit zumindest einer dieser Materialien) oder auch mit einem metallischen Kunststoff auf, wobei die metallischen Materialien beispielsweise eine ferromagnetische Eigenschaft aufweisen.
In dem Trägerkörper 10 mit dem metallischen Trägerkörpermaterial ist nun eine von dem metallischen Trägermaterial vollständig umgebene Hohlraumanordnung 30 mit dem darin angeordneten Transponder 20 vorgesehen. Die Hohlraumanordnung 30 weist beispielsweise eine Parallelepiped-förmige oder quaderförmige Grundform auf. Als Parallelepiped wird ein Prisma bezeichnet, dessen Grundflächen Parallelogramme sind. Bei einem Parallelepiped treffen sich alle vier Raumdiagonalen in einem Punkt und halbieren einander. Ein Parallelepiped wird dann als Quader bezeichnet, wenn es gerade ist und seine Grundflächen Rechtecke sind. Im Quader sind alle Raumdiagonalen gleich.
In 1 ist nun beispielsweise eine quaderförmige Grundform der Hohlraumanordnung 30 dargestellt, wobei 1 entsprechend des darin dargestellten x, y, z-Koordinatensystems eine perspektivische Ansicht des Trägerkörpers 10 mit der Hohlraumanordnung 30 und dem Transponder 20 zeigt.
Die nachfolgende Beschreibung des erfindungsgemäßen Trägerkörpers 10 mit der darin angeordneten Hohlraumanordnung 30 wird nun zur Vereinfachung der Beschreibung ausgehend von einer quaderförmigen Grundform der Hohlraumanordnung 30 beschrieben, wobei aber die nachfolgenden Ausführungen zeigen sollten, dass das erfindungsgemäße Konzept nicht auf eine quaderförmige Grundform beschränkt ist.
Wie in 1 dargestellt ist, weist auch die Außenform des Trägerkörpers 10 beispielsweise eine quaderförmige Grundform auf. Diese Außenform des Trägerkörpers 10 ist aber als völlig beliebig anzusehen, da jegliche Außenform des Trägerkörpers 10 möglich ist, solange die Hohlraumanordnung 30 in dem Trägerkörper 10 unterbringbar ist und sich die Hohlraumanordnung 30 benachbart zu einer (zugänglichen) Außenfläche 10-1 des Trägerkörpers 10 befindet, wie dies nachfolgend beschrieben wird. So wird beispielsweise die Seitenwand 10-1 des Trägerkörpers 10 im Nachfolgenden in der z-x-Ebene (mit y = 0) angenommen.
Ausgehend von einer (beispielweise) quaderförmigen Grundform der Hohlraumanordnung 30, weist die Hohlraumanordnung 30 eine erste Hauptoberfläche 30-1, eine dazu gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche 30-2 und eine Mehrzahl von Seitenwänden 30-3, 30-4, 30-5 und 30-6 auf. Wie in 1 dargestellt ist, sind beispielsweise die erste und zweite Hauptoberfläche 30-1, 30-2 parallel zueinander und in der z-x-Ebene des in 1 dargestellten Koordinatensystems angeordnet. Dabei ist die erste Hauptoberfläche 30-1 im Abstand t (z. B. mit t = 0,1 bis 2 mm) von der Außenwand bzw. Außenfläche 10-1 des Trägerkörpers 10 beabstandet. Ausgehend von einer quaderförmigen Grundform der Hohlraumanordnung 30 sind die erste und zweite Hauptoberfläche 30-1 und 30-2 parallel zueinander und in einem Abstand h₁ angeordnet, während die Seitenwände 30-1 und 30-5 parallel zueinander und in einem Abstand h₂, und die Seitenwände 30-4 und 30-6 parallel zueinander und in einem Abstand h₃ angeordnet sind.
Ausgehend von der ersten Hauptoberfläche 30-1 der Hohlraumanordnung 30, die der benachbarten Außenseite 10-1 des Trägerkörpers 10 gegenüberliegt, erstreckt sich das Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30 in das metallische Trägerkörpermaterial. Dabei erstreckt sich eine Mehrzahl symmetrisch angeordneter Materialfortsätze 40, 50 und 60 ausgehend von der ersten Hauptoberfläche 30-1 in das Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30. Die Materialfortsätze 40, 50, 60 weisen beispielsweise wiederum ein metallisches bzw. ferromagnetisches Material auf. Das Material der symmetrisch angeordneten Materialfortsätze 40, 50 und 60 kann beispielsweise mit dem metallischen Trägerkörpermaterial des Trägerkörpers 10 übereinstimmen.
Wie nun in 1 dargestellt ist, weist die Anordnung aus einer Mehrzahl von symmetrisch angeordneten Materialfortsätzen einen ersten und zweiten seitlichen Materialfortsatz 40 und 60 und einen Mittenfortsatz 50 auf. Die Materialfortsätze 40, 50 und 60 sind nun so ausgebildet, um bei Anliegen eines äußeren Lese-Magnetfelds M₁ (z. B. in y-Richtung zu der Seitenwand 10-1 des Trägerkörpers 10 hin) für den Transponder 20 im Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30 zumindest bereichsweise eine zum Auslesen des Transponders 20 ausreichend homogene bzw. lineare Ausrichtung des den Transponder 20 durchdringenden Lese-Magnetfelds M₁' zu erhalten.
Wie bereits im Vorhergehenden angegeben wurde, ist die in 1 dargestellte Anordnung mit dem Trägerkörper 10 und dem Transponder 20 ausgebildet, um beispielsweise bei einer Arbeitsfrequenz von ≤ 140 kHz und beispielsweise bei 125 kHz (im Niederfrequenzbereich) zu arbeiten. Daher erfolgen beispielsweise die Energieversorgung des Transponders 20 und die Datenübertragung zwischen dem Transponder 20 und einem Lesegerät (nicht dargestellt in 1) mittels einer sogenannten Lastmodulation, indem z. B. ein parallel zur Antennen- bzw. Spulenantennenanordnung des Transponders liegender Lastwiderstand ein- und ausgeschaltet wird. Ein für den vorliegenden Frequenzbereich ausgebildetes Lesegerät (Reader, Sender-Empfangs-Einheit oder Schreib-/Lesegerät) weist eine Antennenanordnung (z. B. eine Antennenspule) auf, über die eine Kommunikation und Energieversorgung mit dem passiven RFID-Transponder 20 aufgebaut werden soll. Das Lesegerät (nicht gezeigt in 1) kann beispielsweise zusätzlich auch als Schreibgerät ausgebildet sein. So können beispielsweise über die Datenkommunikation auch Daten auf den Transponder 20 hinterlegt werden, falls dieser einen beschreibbaren Datenspeicher aufweist.
Die Antennenanordnung eines Lesegeräts ist beispielsweise als Leiterschleife ausgebildet, die im Sendebetrieb von einem magnetischen Feld umgeben ist. Dieses Feld geht mit zunehmendem Abstand von der Antennenanordnung kontinuierlich in ein elektromagnetisches Feld über. Ab einer bestimmten Entfernung von der Antennenanordnung beginnt sich das elektromagnetische Feld von der Antenne abzulösen und breitet sich als elektromagnetische Welle im Raum aus. Bis zu dieser Entfernung (z. B. λ/2π zwischen Antennenanordnung des Lesegeräts und der Antennenanordnung des Transponders 20) spricht man von einem Nahfeld, während man ab dieser Entfernung (z. B. λ/2π) von einem Fernfeld spricht. Im Nahfeld ist eine induktive Kopplung zwischen Lesegerät und Transponder 20 möglich.
Bei einer induktiven Kopplung im Nahfeld der Antennenanordnung des Lesegeräts wird bei dem induktiv gekoppelten Transponder 20 i. W. die gesamte für den Betrieb erforderliche Energie durch das Lesegerät zur Verfügung gestellt. Der Transponder 20 kann beispielsweise einen elektronischen Datenträger und eine großflächige Spule (Antennenspule), die als Antennenanordnung wirksam ist, aufweisen. Zur Energieversorgung des Transponders 20 wird von der Antennenanordnung (Antennenspule) des Lesegeräts ein magnetisches bzw. elektromagnetisches Feld erzeugt. Dabei durchdringt ein Teil des ausgesendeten Felds die Antennenspule des Transponders 20. Durch Induktion wird an der Antennenspule des Transponders 20 ein Induktionssignal bzw. eine Induktionsspannung generiert. Diese Spannung wird beispielsweise gleichgerichtet und dient dann zur Energieversorgung des Transponders 20.
Die Antennenspule des Transponders 20 bildet beispielsweise zusammen mit einem Kondensator einen Schwingkreis, welche auf die Sendefrequenz des Lesegeräts, z. B. 125 kHz (oder ≤ 140 kHz), eingestellt ist. Wird nun der Transponder 20 in das magnetische Wechselfeld der Lesegerätantenne gebracht, entzieht dieser dem magnetischen Feld Energie. Die dadurch hervorgerufene Rückwirkung des Transponders 20 auf die Antenne des Lesegeräts kann als transformierte Impedanz in der Antennenspule des Lesegeräts dargestellt werden. Das gesteuerte Ein- und Ausschalten eines Lastwiderstands an der Transponderantenne bewirkt beispielsweise eine Veränderung der transformierten Impedanz und damit Spannungsänderungen an der Antenne des Lesegeräts. Dies entspricht beispielsweise der Wirkung einer Amplitudenmodulation durch den entfernt angeordneten Transponder 20. Wird das An- und Ausschalten des Lastwiderstands an der Transponderantenne durch Daten gesteuert, können diese Daten von dem Transponder 20 zum Lesegerät übertragen werden.
Die Rückgewinnung der Daten in dem Lesegerät kann beispielsweise durch eine Gleichrichtung der an der Lesegerätantenne abgegriffenen Spannung erfolgen.
Um nun den von Metall umgebenen RFID-Transponder 20 in dem Trägerkörper 10 zu identifizieren bzw. eine Datenkommunikation mit demselben aufzubauen, wird das Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30 gezielt einer vorgegebenen Formgebung unterzogen, d. h. die Hohlraumanordnung 30 bzw. dessen Innenvolumen ist nun so gestaltet, dass das äußere, einwirkende magnetische Wechselfeld M₁ eine homogene magnetische Feldausbildung im Hohlrauminneren, d. h. im Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30 zulässt, um eine induktive Kopplung zwischen dem das Wechselmagnetfeld M₁ erzeugenden Lesegerät (nicht gezeigt in 1) und dem in der Hohlraumanordnung 30 angeordneten Transponder 20 zu ermöglichen, so dass eine Identifikation des passiven RFID-Transponders 20 realisiert werden kann. Es ist also erforderlich, dass ein Teil des von dem Lesegerät ausgesendeten Wechselmagnetfelds M1 den Transponder 20 möglichst homogen und z. B. möglichst senkrecht zur wirksamen Antennenebene des Transponders 20 durchdringt.
Im Folgenden wird nun beispielsweise Bezug nehmend auf die 2a und 2b eine mögliche, spezifische Ausgestaltung der Hohlraumanordnung 30 und der darin angeordneten Materialfortsätze 40, 50, und 60 erläutert. Hinsichtlich der nachfolgenden Ausführungen wird darauf hingewiesen, dass die angegebenen Bemaßungen (d. h. Abmessungswerte bzw. Wertebereiche für die Abmessungen) nur beispielhaft anzunehmen sind und beispielsweise für eine RFID-Anwendung bei einer Zielfrequenz von 125 kHz (±10%) angenommen werden kann.
Wie in den 1 und 2a–b dargestellt ist, ist der erste seitliche Materialfortsatz 40 benachbart zu der ersten Seitenwand 30-3 angeordnet. Der zweite seitliche Materialfortsatz 60 ist benachbart zu der zweiten Seitenwand 30-5 der Hohlraumanordnung 30 angeordnet. Der Mittenfortsatz 50 ist mittig an der ersten Hauptoberfläche 30-1 angeordnet und weist eine rechteckige Grundfläche 52 auf.
Bezüglich der im folgenden angegebenen Abmessungen ist ferner zu berücksichtigen, dass die Abmessungen entsprechend ihrer Erstreckung in x-, y- oder z-Richtung des jeweiligen Elements mit dem Bezugszeichen dieses Elements als Index angegeben sind.
Der erste seitliche Materialfortsatz 40 weist eine erste Seitenfläche 42 auf, die der ersten Seitenwand 30-3 zugewandt ist und sich z. B. parallel zu der ersten Seitenwand 30-3 erstreckt. Der erste seitliche Materialfortsatz 40 weist ferner in dem Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30 eine zweite Seitenfläche 44 auf, die an der von der ersten Seitenwand 30-3 der Hohlraumanordnung 30 abgewandten Seite des ersten seitlichen Materialfortsatzes 40 angeordnet ist. Ferner weist der erste seitliche Materialfortsatz 40 eine Abschlussfläche (bzw. Endfläche) 46 auf, die im Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30 die erste und zweite Seitenfläche 42, 44 des ersten seitlichen Materialfortsatzes 40 verbindet bzw. als Abschluss des ersten seitlichen Materialfortsatzes 40 dient. Die zweite Seitenfläche 44 des ersten seitlichen Materialfortsatzes 40 weist beispielsweise einen parallel zu der ersten Seitenfläche 42 erstreckenden Abschnitt 44-1 und einen sich daran anschließenden bereichsweise abgerundeten Verlauf bzw. Abschnitt 44-2 mit einem stetigen Übergang zu der ersten Hauptoberfläche 30-1 auf.
Der stetige Übergang 44-2 der zweiten Seitenfläche 44 weist beispielsweise in der perspektivischen Ansicht von 1 die Form eines Zylindermantelsegments und in der Schnittansicht von 2a in der y-x-Ebene die Form eines Kreissegments (bzw. Viertel-Kreissegments) mit dem Radius R₁ auf. Die Breite z₄₂ des ersten seitlichen Materialfortsatzes 40 parallel zu der benachbarten Seitenwand 30-3 und parallel zu der ersten Hauptoberfläche 30-1 beträgt beispielsweise 50–100% der Breite z_30-3 der benachbarten Seitenwand 30-3. Ferner erstreckt sich der erste seitliche Materialfortsatz 40 ausgehend von der ersten Hauptoberfläche 30-1 bis in eine Tiefe y₄₂ von 40–80% zu der zweiten Hauptoberfläche 30-2 im Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30. Der erste seitliche Materialfortsatz 40 weist ferner eine Mindestdicke x₄₆ von 20–70% des Abstandes zwischen dessen erster Seitenfläche 42 und der benachbarten Seitenwand 30-3 der Hohlraumanordnung 30 auf.
Der zweite seitliche Materialfortsatz 60 weist eine erste Seitenfläche 62 auf, die der zweiten Seitenwand 30-5 zugewandt ist und sich z. B. parallel zu der zweiten Seitenwand 30-5 erstreckt. Der zweite seitliche Materialfortsatz 60 weist ferner in dem Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30 eine zweite Seitenfläche 64 auf, die an der von der zweiten Seitenwand 30-5 der Hohlraumanordnung 30 abgewandten Seite des zweiten seitlichen Materialfortsatzes 60 angeordnet ist. Ferner weist der zweite seitliche Materialfortsatz 60 eine Abschlussfläche (bzw. Endfläche) 66 auf, die im Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30 die erste und zweite Seitenfläche 62 und 64 des zweiten seitlichen Materialfortsatzes 60 verbindet bzw. als Abschluss des zweiten seitlichen Materialfortsatzes 60 dient. Die zweite Seitenfläche 64 des zweiten seitlichen Materialfortsatzes 60 weist beispielsweise einen parallel zu der ersten Seitenfläche 62 erstreckenden Abschnitt 64-1 und einen sich daran anschließenden bereichsweise abgerundeten Verlauf bzw. Abschnitt 64-2 mit einem stetigen Übergang zu der ersten Hauptoberfläche 30-1 auf.
Der stetige Übergang 64-2 der zweiten Seitenfläche 64 weist beispielsweise in der perspektivischen Ansicht von 1 die Form eines Zylindermantelsegments und in der Schnittansicht von 2a in der y-x-Ebene die Form eines Kreissegments (bzw. Viertel-Kreissegments) mit dem Radius R₂ auf. Die Breite z₆₂ des zweiten seitlichen Materialfortsatzes 60 parallel zu der benachbarten Seitenwand 30-5 und parallel zu der ersten Hauptoberfläche 30-1 beträgt beispielsweise 50–100% der Breite z_30-5 der benachbarten Seitenwand 30-5. Ferner erstreckt sich der zweite seitliche Materialfortsatz 60 ausgehend von der ersten Hauptoberfläche 30-1 bis in eine Tiefe y₆₂ von 40–80% zu der zweiten Hauptoberfläche 30-2 im Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30. Der zweite seitliche Materialfortsatz 60 weist ferner eine Mindestdicke x₆₆ von 20–70% des Abstandes zwischen dessen erster Seitenfläche 62 und der benachbarten Seitenwand 30-3 der Hohlraumanordnung 30 auf.
Der mittlere Materialfortsatz (Mittenfortsatz) 50 an der ersten Hauptoberfläche 30-1 der Hohlraumanordnung 30 weist eine rechteckige Grundfläche 52 und davon ausgehend eine Mehrzahl (z. B. vier) sich in das Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30 erstreckende Seitenflächen 53, 54 (siehe 2a) und 55, 56 (siehe 2b) auf. Dabei weist eine erste Seitenfläche 53, die der ersten Seitenwand 30-3 der Hohlraumanordnung 30 zugewandt ist, und eine zweite Seitenfläche 54 des Mittenfortsatzes 50, die der zweiten Seitenwand 30-5 der Hohlraumanordnung 30 zugewandt ist, einen in das Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30 hinein abgerundeten Verlauf bzw. Abschnitt auf. Die erste und zweite Seitenfläche 53, 54 des Mittenfortsatzes 50 enden in einem anschließenden Bereich (Abschlussbereich oder Abschlussstück) 57, der beispielsweise wiederum eine rechteckige Grundfläche und eine Dicke y₅₇ aufweist. Der Mittenfortsatz 50 weist somit ausgehend von der ersten Hauptoberfläche 30-1 bis zu dem Abschlussbereich 57 einen sich stetig aufweitenden Querschnitt auf.
Die abgerundete Aufweitung (Querschnittsvergrößerung) in Form der Seitenflächen 53 und 54 des Mittenfortsatzes 50 hat jeweils in Richtung des ersten und zweiten seitlichen Fortsatzes 40, 60 die Form eines Zylindermantelsegments in der Ansicht von 1 oder eines Kreissegments (bzw. Viertel-Kreissegments) in der Ansicht von 2a mit einem Radius R₃ bzw. R₄.

In den 2a–b sind einige beispielhafte Abmessungen des Trägerkörpers 10 mit dem Transponder 20 und der darin angeordneten Hohlraumanordnung 30 mit den Materialfortsätzen 40, 50 und 60 angegeben, wobei die dargestellten Abmessungen Millimeter-Angaben sind. Ferner wird darauf hingewiesen, dass die dargestellten Abmessungen nur beispielhaft für den Einsatz eines Niederfrequenz-RFID-Transponders (z. B. für eine Transpondersystemfrequenz von 125 kHz ± 10%) angegeben sind. Die Abmessungen sind beispielsweise in einem Bereich mit einem Faktor von 2–3 entsprechend den Anforderungen insbesondere dem verwendeten Frequenzbereich anpassbar. Die nachfolgende Tabelle gibt nun beispielhafte Werte für relevante Abmessungen des Trägerkörpers 10 mit dem in der Hohlraumanordnung 30 angeordneten Transponder 20 und den Materialfortsätzen 40, 50 und 60 wieder. Zu den Werten sind ferner in Klammern mögliche Wertebereiche zum Einstellen der jeweiligen Abmessung angegeben. Bezüglich der angegebenen Abmessungen ist ferner zu berücksichtigen, dass die Abmessungen entsprechend ihrer Erstreckung in x-, y- oder z-Richtung des jeweiligen Elements mit dem Bezugszeichen dieses Elements als Index angegeben sind. So ist beispielsweise die Ausdehnung bzw. Länge der Seitenfläche 42 des ersten Materialfortsatzes 40 in z-Richtung als z₄₂ angegeben. Tabelle 1:

Trägerkörper 10:
x₁₀ = 30 mm	(zwischen 20 und 90 mm oder 20 und 60 mm)
y₁₀ = 10 mm	(zwischen 5 und 30 mm oder 5 und 20 mm)
z₁₀ = 10 mm	(zwischen 5 und 30 mm oder 5 und 20 mm)

Transponder 20:	(z. B. Glastransponder)
x₂₀ = 12 mm	(zwischen 8 und 30 mm)
y₂₀ = 1 mm	(zwischen 0,5 und 4 mm)
z₂₀ = 1 mm	(zwischen 0,5 und 4 mm)

Hohlraumanordnung 30:
x₃₀ = 20 mm	(zwischen 10 und 88 mm oder 10 und 40 mm)
y₃₀ = 6 mm	(zwischen 4 und 28 mm oder 5 und 18 mm)
z₃₀ = 6 mm	(zwischen 4 und 28 mm oder 5 und 18 mm)

erster Materialfortsatz 40:
x₄₀ = 3 mm	(zwischen 1 und 9 mm oder 1,5 und 6 mm)
y₄₀ = 3,4 mm	(zwischen 1,1 und 10 mm oder 2.2 und 7 mm)
z₄₀ = 6 mm	(zwischen 2 und 18 mm oder 3 und 12 mm)
y₄₂ = 3,4 mm	(zwischen 1,1 und 10 mm oder 2.2 und 7 mm)
z₄₂ = 6 mm	(zwischen 2 und 18 mm oder 3 und 12 mm)
x_44-1 = 0,9 mm	(zwischen 0.3 und 2,7 mm oder 0,45 und 1,8 mm)
R₁ = R_44-2 = 2,5 mm	(zwischen 0,8 und 7,5 mm oder 1,25 und 5 mm)
x₄₆ = 0,5 mm	(zwischen 0,15 und 1,5 mm oder 0,25 und 1 mm)
z₄₆ = 6 mm	(zwischen 2 und 18 mm oder 3 und 12 mm)

Mittenfortsatz 50:
x₅₂ = 0,8 mm	(zwischen 0,25 und 2,4 mm oder 0,4 und 1,6 mm)
z₅₂ = 3 mm	(zwischen 1 und 9 mm oder 1,5 und 6 mm)
R₃ = R₅₃ = 1,6 mm	(zwischen 0,5 und 5 mm oder 0,8 und 3,2 mm)
R₄ = R₅₄ = 1,6 mm	(zwischen 0,5 und 5 mm oder 0,8 und 3,2 mm)
x₅₅ = 4 mm	(zwischen 1,3 und 12 mm oder 2 und 12 mm)
y₅₅ = 2 mm	(zwischen 0,7 und 6 mm oder 1 und 4 mm)
x₅₆ = 4 mm	(zwischen 1,3 und 12 mm oder 2 und 12 mm)
y₅₆ = 2 mm	(zwischen 0,7 und 6 mm oder 1 und 4 mm)
x₅₇ = 4 mm	(zwischen 1,3 und 12 mm oder 2 und 12 mm)
y₅₇ = 0,4 mm	(zwischen 1,3 und 12 mm oder 2 und 12 mm)
z₅₇ = 3 mm	(zwischen 1 und 9 mm oder 1,5 und 6 mm)

zweiter Materialfortsatz 40:
x₆₀ = 3 mm	(zwischen 1 und 9 mm oder 1,5 und 6 mm)
y₆₀ = 3,4 mm	(zwischen 1,1 und 10 mm oder 2.2 und 7 mm)
z₆₀ = 6 mm	(zwischen 2 und 18 mm oder 3 und 12 mm)
y₆₂ = 3,4 mm	(zwischen 1,1 und 10 mm oder 2.2 und 7 mm)
z₆₂ = 6 mm	(zwischen 2 und 18 mm oder 3 und 12 mm)
x_64-1 = 0,9 mm	(zwischen 0.3 und 2,7 mm oder 0,45 und 1,8 mm)
R₂ = R_64-2 = 2,5 mm	(zwischen 0,8 und 7,5 mm oder 1,25 und 5 mm)
x₆₆ = 0,5 mm	(zwischen 0,15 und 1,5 mm oder 0,25 und 1 mm)
z₆₆ = 6 mm	(zwischen 2 und 18 mm oder 3 und 12 mm)

Wie nun beispielhaft in den 1 und 2a–b dargestellt ist, ist der (passive) Transponder 20 im Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30 mittig bzw. zentriert angeordnet. So kann der Transponder 20 beispielsweise in einem Mittenbereich des Innenvolumens der Hohlraumanordnung 30 positioniert sein, wobei der Mittenbereich beispielsweise durch den Schnittpunkt der Raumdiagonalen des quaderförmigen Grundvolumens der Hohlraumanordnung 30 definiert ist. Insbesondere kann das Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30 zumindest teilweise oder auch vollständig mit einem Füllmaterial, wie z. B. einem Schaumstoffmaterial (nicht gezeigt in den Figuren), gefüllt sein, um den Transponder 20 oder zumindest dessen Spulenantennenanordnung in dem Mittenbereich des Innenvolumens der Hohlraumanordnung 30 zu halten. Bei Anliegen des äußeren Lese-Magnetfelds M₁ für den Transponder 20 kann somit im Mittenbereich des Innenvolumens der Hohlraumanordnung 30 zumindest bereichsweise ein zum Auslesen und/oder zur Energieversorgung des Transponders 20 ausreichend homogene Ausrichtung des den Transponder 20 (bzw. dessen Antennenanordnung) durchdringenden Lese-Magnetfelds M₁' erhalten werden.
Wie nun in den 3a–c schematisch in einer perspektivischen Ansicht (3a) oder in Schnittansichten (3b–c) dargestellt ist, kann der Transponder 20 auch als ein sogenannter RFID-Glastransponder ausgebildet sein. Ansonsten sind alle Ausführungen, die im Vorhergehenden anhand der 1, 2a und 2b dargestellt wurden, gleichermaßen auf die 3a–c anwendbar. Als ein sogenannter „RFID-Glastransponder” wird beispielsweise einer in einem länglichen Glasgehäuse eingegossener RFID-Transponder bezeichnet, der zum Beispiel 10–32 mm lang ist. Innerhalb des Glasgehäuses befinden sich beispielsweise ein Mikrochip und ein Chipkondensator auf einer Schaltungsplatine, wobei der Chipkondensator zur Glättung der gewonnenen Versorgungsspannung einsetzbar ist. Ferner kann die Transponderspule einen dünnen (z. B. 0,03 mm) Metalldraht aufweisen, welcher auf einen Ferritkern gewickelt ist. Ferner können beispielsweise alle Transponderkomponenten in einem Weichkleber (Mold-Masse) eingebettet sein, wobei wiederum ein Glasgehäuse die gesamte Anordnung umgibt, um die mechanische Stabilität und die Haltbarkeit des Transponders zu gewährleisten.
Wie in den 3a–c beispielhaft dargestellt ist, kann der RFID-Glastransponder beispielsweise entlang einer Mittelachse in x-Richtung innerhalb des Innenvolumens der Hohlraumanordnung 30 zwischen den beiden gegenüberliegenden seitlichen Materialfortsätzen 40 und 60 angeordnet sein und durch den Mittenbereich verlaufen.
Im Folgenden werden die wesentlichen Aspekte des erfindungsgemäßen Konzepts zum Platzieren eines passiven Transponders 20 in einem metallischen Trägerkörper 10, der den Transponder vollständig bzw. homogen umgibt, nochmals zusammengefasst dargestellt und beschrieben. Bezüglich des erfindungsgemäßen Tragerkörpers 10 mit dem in einem Hohlraum 30 angeordneten Transponder wird darauf hingewiesen, dass dieser insbesondere für magnetische Wechselfelder in einem Bereich um 125 kHz ± 10% bzw. 0–140 kHz eingesetzt werden kann.
Die in den 1, 2a–b und 3a–c dargestellten Bemaßungen beziehen sich beispielhaft auf die Verwendung bei Niederfrequenz-RFID-Anwendungen um 125 kHz ± 5 oder 10%. Hinsichtlich alternativer Frequenzen unterhalb 125 kHz können die unterschiedlichen Abmessungen des Innenvolumens der Hohlraumanordnung 30 bzw. der dort angeordneten Materialfortsätze 40, 50, 60 entsprechend angepasst (d. h. verkleinert oder vergrößert) werden. Entsprechende Dimensionierungsbereiche können mit einem Faktor (Multiplikator oder Divisor) von 2–3 der angegebenen Bemaßung verändert werden. Dabei ist zu beachten, dass bei einer Änderung der Dimensionierung eines Bemaßungswerts weitere Umdimensionierungen von Bemaßungswerten erforderlich sein können, um beispielsweise einen resultierenden, größeren Materialfortsatz in der Hohlraumanordnung 30 aufnehmen zu können. Bezüglich der in den 1, 2a–b und 3a–c dargestellten Dimensionierungen wird darauf hingewiesen, dass diese hinsichtlich beispielsweise einer Frequenz von RFID-Anwendungen von 125 kHz angegeben sind, wobei das erfindungsgemäße Konzept aber prinzipiell einen Frequenzbereich von 0 bis 140 kHz (oder 0 bis 125 kHz) abdecken kann. Diesbezüglich wird auf folgende physikalische Zusammenhänge verwiesen. Metallische Körper mit einem geschlossenen Hohlraum (Faraday-Käfig) wirken hinsichtlich träger Magnetfelder mit einer sehr geringen Frequenz (z. B. ≤ 140 kHz) nur bedingt abschirmend oder reflektierend. Dieses Phänomen hängt auch stark von der Materialzusammensetzung des verwendeten Metalls ab. Der für hochfrequente Wechselfelder ab dem MHz-Frequenzbereich bekannte Skin-Effekt tritt bei niedrigen Frequenzen in einem Bereich unterhalb 140 bzw. 125 kHz nur sehr bedingt auf. So kann beispielsweise das Erdmagnetfeld ohne Weiteres in einen Faraday-Käfig eindringen. Im vorliegenden Fall wird das magnetische Feld über Metalle (metallische Körper, Eisen, Stahl, ..., aber auch metallische Kunststoffe), die z. B. eine homogene Verteilung des Metallmaterials aufweisen, in das Innere bzw. Innenvolumen der Hohlraumanordnung 30 geleitet. Diese Funktion wird bei der Verwendung von ferromagnetischen Metallen zur Herstellung des metallischen Trägerkörpers 10 mit der freibleibenden Hohlraumanordnung 30 noch verstärkt. Ferromagnetische Metalle können sehr gut magnetische Felder leiten (vgl. Transformatoren mit Ferritkern).
Um nun einen in einem metallischen Material hermetisch eingeschlossenen Niederfrequenz-RFID-Transponder (z. B. einen 125 kHz-RFID-Transponder) identifizieren zu können, d. h. eine für das Lesegerät detektierbare induktive Kopplung mit dem Transponder 20 zu erhalten, wird das Innenvolumen einer Hohlraumanordnung 30 eines metallischen Bauteils einer gezielten Formgebung unterzogen, um einen vollständig eingeschlossenen, aber definierten Hohlraum zu realisieren. Dieser Hohlraum ist nun so gestaltet, dass ein äußeres, einwirkendes magnetisches Feld im Niederfrequenzbereich eine homogene magnetische Feldausbildung (zumindest bereichsweise) im Hohlrauminneren zulässt und somit eine Identifikation (z. B. über eine induktive Rückkopplung) des RFID-Transponders realisiert werden kann. Die definierte Formgebung des metallischen Bauteils und/oder des Hohlraums kann beispielsweise im Druckgussverfahren hergestellt werden. Die aufgezeigte Formgebung eines metallischen Bauteils erlaubt eine Faradaysch geschirmte Integration eines Niederfrequenz-RFID-Transponders (z. B. eines 125 kHz RFID-Transponders), der beispielsweise vollständig (außerhalb des Innenvolumens der Hohlraumanordnung 30) von einem metallischen Material eines Bauteils oder Gegenstands (d. h. des Trägerkörpers 10) umgeben ist. Aufgrund der generierbaren magnetischen Felder im Hohlraum 30 des ferromagnetischen Gegenstands 10 können integrierte Niederfrequenz-RFID-Transponder unter Verwendung bestehender standardisierter RFID-Lesegeräte (RFID-Reader) ausgelesen werden. Somit ist eine sichere Identifizierung eines RFID-Transponders möglich, der vollständig von einem metallischen Material umgeben ist.
Das erfindungsgemäße Konzept kann insbesondere dahingehend angewendet werden, um den Trägerkörper 10 mittels des darin angeordneten Transponders 20 einen zuverlässigen Plagiatschutz realisieren zu können. So kann beispielsweise der Trägerkörper 10 also ein beliebiges metallisches Bauteil der Automobilindustrie oder einer sonstigen Industrie sein, oder kann als metallisches Halbzeug sowie Bauteil verschiedener Industrien ausgeführt sein. Somit kann erfindungsgemäß ein Plagiatschutz von metallischen Trägerkörpern, wie z. B. Automobilbauteilen, mittels RFID-Technologie sowie die Identifikation von metallischen Halbzeugen oder Bauteilen auf verschiedensten kommerziellen Gebieten erhalten werden.
Erfindungsgemäß wird somit ermöglicht, eine Identifikation von vollständig in Metall integrierten/gekapselten RFID-Transpondern zu realisieren. Somit können erfindungsgemäß beliebige RFID-Transponder (z. B. Niederfrequenz-RFID-Transponder) vollständig in einem metallischen Objekt oder Gegenstand integriert werden, wobei dieser dann ohne Weiteres durch Auslesen des Transponders identifiziert werden kann. Ferner kann die Unterbringung des RFID-Transponders in einem metallischen Objekt gewährleisten, dass der Transponder beständig gegen äußere Einflüsse geschützt werden kann, wobei ferner eine sichere Umsetzung eines Plagiatschutzes von metallischen Gegenständen z. B. auf dem Gebiet des Automobilbaus, wie z. B. Fahrwerksteile, Scheinwerfergehäuse usw., äußerst effektiv, d. h. kostengünstig und zuverlässig, erreicht werden kann.

Claims

Trägerkörper (10) mit Transponder (20), wobei der Trägerkörper (10) in einem metallischen Trägerkörpermaterial eine von dem metallischen Trägerkörpermaterial vollständig umgebene Hohlraumanordnung (30) mit dem darin angeordneten Transponder (20) aufweist, wobei die Hohlraumanordnung (30) eine erste Hauptoberfläche (30-1) aufweist, die einer benachbarten Außenseite (10-1) des Trägerkörpers (10) gegenüberliegt und von der sich ein Innenvolumen der Hohlraumanordnung (30) in das metallische Trägerkörpermaterial erstreckt, wobei sich eine Mehrzahl symmetrisch angeordneter Materialfortsätze (40, 50, 60) aus einem metallischen Material ausgehend von der ersten Hauptoberfläche (30-1) in das Innenvolumen der Hohlraumanordnung (30) erstreckt; und wobei die Materialfortsätze (40, 50, 60) ausgebildet sind, um bei Anliegen eines äußeren Lese-Magnetfelds (M₁) für den Transponder (20) im Innenvolumen der Hohlraumanordnung (30) zumindest bereichsweise eine zum Auslesen des Transponders ausreichend homogene Ausrichtung des den Transponder (20) durchdringenden Lese-Magnetfelds (M'₁) zu erhalten; wobei die Hohlraumanordnung (30) eine Parallel-epiped- oder Quader-förmige Grundform aufweist; wobei die quaderförmige Grundform der Hohlraumanordnung (30) die erste Hauptoberfläche (30-1), eine dazu gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche (30-2) und eine Mehrzahl von Seitenwänden (30-3, ... 30-6) aufweist, wobei zumindest eine erste und eine zweite Seitenwand (30-3, 30-5) einander gegenüberliegend angeordnet sind; wobei die Materialfortsätze (40, 50, 60) einen ersten und zweiten seitlichen Fortsatz (40, 60) und einen Mittenfortsatz (50) aufweisen; und wobei der erste seitliche Materialfortsatz (40) benachbart zu der ersten Seitenwand (30-3) angeordnet, wobei der zweite seitliche Materialfortsatz (60) benachbart zu der zweiten Seitenwand (30-5) der Hohlraumanordnung (30) angeordnet, und wobei der Mittenfortsatz (50) mittig an der ersten Hauptoberfläche (30-1) angeordnet ist.
Trägerkörper gemäß Anspruch 1, wobei der erste seitliche Fortsatz (40) eine erste Seitenfläche (42) aufweist, die der ersten Seitenwand (30-3) zugewandt ist und sich parallel zu derselben erstreckt, und ferner eine zweite Seitenfläche (44) aufweist, die von der ersten Seitenwand (30-3) abgewandt ist, wobei die zweite Seitenfläche (44) einen sich parallel zu der ersten Seitenfläche erstreckenden Abschnitt (44-1) und einen sich daran anschließenden bereichsweise abgerundeten Verlauf (44-2) mit einem stetigen Übergang zu der ersten Hauptoberfläche (30-1) aufweist.
Trägerkörper nach Anspruch 2, wobei der stetige Übergang (44-2) der zweiten Seitenfläche (44) die Form eines Zylindermantelsegments oder Kreissegments mit einem ersten Radius (R₁) aufweist.
Trägerkörper gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Breite (z₄₂) des ersten seitlichen Fortsatzes (40) parallel zu der benachbarten Seitenwand (30-3) und parallel zu der ersten Hauptoberfläche (30-1) 50–100% der Breite (z_30-3) der benachbarten Seitenwand (30-3) beträgt.
Trägerkörper gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der erste seitliche Fortsatz (40) eine Mindestdicke (x₄₆) von 20–70% des Abstandes zwischen der ersten Seitenfläche (42) und der benachbarten Seitenwand (30-3) aufweist.
Trägerkörper gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite seitliche Fortsatz (60) eine erste Seitenfläche (62) aufweist, die der zweiten Seitenwand (30-5) zugewandt ist und sich parallel zu derselben erstreckt, und ferner eine zweite Seitenfläche (64) aufweist, die von der zweiten Seitenwand (30-5) abgewandt ist, wobei die zweite Seitenfläche (64) einen sich parallel zu der ersten Seitenfläche (62) erstreckenden Abschnitt (64-1) und einen sich daran anschließenden bereichsweise abgerundeten Verlauf (64-2) mit einem stetigen Übergang zu der ersten Hauptoberfläche (30-1) aufweist.
Trägerkörper nach Anspruch 6, wobei der stetige Übergang (64-2) der zweiten Seitenfläche (60) die Form eines Zylindermantelsegments oder eines Kreissegments mit einem zweiten Radius (R₂) aufweist.
Trägerkörper gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Breite (z₆₂) des zweiten seitlichen Fortsatzes (60) parallel zu der benachbarten Seitenwand (30-5) und parallel zu der ersten Hauptoberfläche (30-1) 50–100% der Breite der benachbarten Seitenwand (30-5) beträgt.
Trägerkörper gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der zweite seitliche Fortsatz eine Mindestdicke (x₆₆) von 20–70% des Abstandes zwischen der ersten Seitenfläche (62) und der benachbarten Seitenwand (30-5) aufweist.
Trägerkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mittenfortsatz (50) an der ersten Hauptoberfläche (30-1) eine rechteckige Grundfläche (52) und davon ausgehend eine Mehrzahl sich in das Innenvolumen erstreckende Seitenflächen (53, 54, 55, 56) aufweist, wobei eine erste der ersten Seitenwand (30-3) zugewandte Seitenfläche (53) und eine zweite der zweiten Seitenwand (30-5) zugewandte Seitenfläche (54) in das Innenvolumen der Hohlraumanordnung (30) hinein einen abgerundeten Verlauf aufweist, und in einem Abschlussbereich (57), der eine rechteckige Grundfläche und eine Dicke (y₅₇) aufweist, endet, um ausgehend von der ersten Hauptoberfläche (30-1) bis zu dem Abschlussbereich (57) einen sich stetig aufweitenden Querschnitt des Mittenfortsatzes zu erhalten.
Trägerkörper nach Anspruch 10, wobei die abgerundete Aufweitung (53, 54) des Mittenfortsatzes (50) jeweils in Richtung des ersten und zweiten seitlichen Fortsatzes (40, 60) die Form eines Zylindermantelsegments oder Kreissegments mit einem dritten Radius (R₃) aufweist.
Trägerkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Innenvolumen der Hohlraumanordnung zumindest teilweise mit einem Füllmaterial gefüllt ist, um den Transponder (20) oder zumindest eine Spulenantennenanordnung des Transponders (20) in einem Mittenbereich des Innenvolumens der Hohlraumanordnung (30) zu halten.
Trägerkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Transponder (20) als ein ein Glasgehäuse aufweisender RFID-Transponder ausgebildet ist.
Trägerkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Betriebsfrequenz des Transponders ≤ 140 kHz beträgt oder zwischen 0 und 125 kHz liegt.
Trägerkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das metallische Trägerkörpermaterial und das metallische Material der Fortsätze eine elektrisch leitfähige und/oder ferromagnetische Eigenschaft aufweist.
Trägerkörper (10) mit Transponder (20), wobei der Trägerkörper (10) in einem metallischen Trägerkörpermaterial eine von dem metallischen Trägerkörpermaterial vollständig umgebene Hohlraumanordnung mit dem darin angeordneten Transponder (20) aufweist, wobei die Hohlraumanordnung (30) eine erste Hauptoberfläche (30-1) aufweist, die einer benachbarten Außenseite (10-1) des Trägerkörpers (10) gegenüberliegt und von der sich ein Innenvolumen der Hohlraumanordnung (30) in das metallische Trägerkörpermaterial erstreckt, und wobei sich ein erster und zweiter seitlicher Fortsatz (40, 60) und ein Mittenfortsatz (50) aus einem metallischen Material, die symmetrisch in der Hohlraumanordnung (30) angeordnet sind, aus einem metallischen Material ausgehend von der ersten Hauptoberfläche (30-1) in das Innenvolumen der Hohlraumanordnung (30) erstreckt; wobei der erste seitliche Fortsatz (40) benachbart zu einer ersten Seitenwand (30-3) angeordnet ist, wobei der erste seitliche Fortsatz eine erste Seitenfläche (53) aufweist, die der ersten Seitenwand (30-3) zugewandt ist und sich parallel zu derselben erstreckt, und ferner eine zweite Seitenfläche (53) aufweist, die von der ersten Seitenwand (30-3) abgewandt ist, wobei die zweite Seitenfläche (53) einen sich parallel zu der ersten Seitenfläche (53) erstreckenden Abschnitt und einen sich daran anschließenden bereichsweise abgerundeten Verlauf mit einem stetigen Übergang zu der ersten Hauptoberfläche (30-1) aufweist, wobei der zweite seitliche Fortsatz (60) benachbart zu einer zweiten Seitenwand (30-5) angeordnet ist, wobei der zweite seitliche Fortsatz (60) eine erste Seitenfläche (62) aufweist, die der zweiten Seitenwand (30-5) zugewandt ist und sich parallel zu derselben erstreckt, und ferner eine zweite Seitenfläche (64) aufweist, die von der zweiten Seitenwand (30-5) abgewandt ist, wobei die zweite Seitenfläche (64) einen sich parallel zu der ersten Seitenfläche erstreckenden Abschnitt (64-1) und einen sich daran anschließenden bereichsweise abgerundeten Verlauf (64-2) mit einem stetigen Übergang zu der ersten Hauptoberfläche (30-1) aufweist; und wobei der Mittenfortsatz (50) an der ersten Hauptoberfläche eine rechteckige Grundfläche (52) und davon ausgehend eine Mehrzahl sich in das Innenvolumen erstreckende Seitenflächen (53, 54, 55, 56) aufweist, wobei eine erste der ersten Seitenwand (30-3) zugewandte Seitenfläche (53) und eine zweite der zweiten Seitenwand (30-5) zugewandte Seitenfläche (54) in das Innenvolumen der Hohlraumanordnung (30) hinein einen abgerundeten Verlauf aufweist, und in einem Abschlussbereich (57), der eine rechteckige Grundfläche und eine Dicke (y₅₇) aufweist, endet, um ausgehend von der ersten Hauptoberfläche (30-1) bis zu dem Abschlussbereich (57) einen sich stetig aufweitenden Querschnitt des Mittenfortsatzes (50) zu erhalten.