EP0943764B1 - Türgriff und Transponder-System - Google Patents

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EP0943764B1
EP0943764B1 EP19990105304 EP99105304A EP0943764B1 EP 0943764 B1 EP0943764 B1 EP 0943764B1 EP 19990105304 EP19990105304 EP 19990105304 EP 99105304 A EP99105304 A EP 99105304A EP 0943764 B1 EP0943764 B1 EP 0943764B1
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EP
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antenna
door handle
antennas
handle according
core
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EP19990105304
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English (en)
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Slava Yury Tihovsky
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Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG
Original Assignee
Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00309—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/64—Monitoring or sensing, e.g. by using switches or sensors
    • E05B81/76—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles
    • E05B81/78—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles as part of a hands-free locking or unlocking operation
    • G—PHYSICS
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    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C2009/00753—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys
    • G07C2009/00769—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys with data transmission performed by wireless means
    • G07C2009/00793—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys with data transmission performed by wireless means by Hertzian waves

Definitions

  • the present invention describes a door handle of a motor vehicle with the Features of the preamble of claim 1.
  • the electronic key which can be a chip card or the like, includes normally a transponder that is within that particular range of the On-board electronics can be excited.
  • the on-board electronics include a system Transceiver and transponder, which is designed so that it is a magnetic Field generated, which excites the transponder in the key. The transceiver and the key is then able to exchange security identifiers, which are Can be used to determine whether there is access for the wearer of the key should be allowed.
  • the transceivers contain antenna coils, this in particular double antenna coils could be.
  • Double antenna coils also as twin loop antennas known, are used to generate a magnetic field that the transponder of the key excited.
  • the two coils are arranged and controlled so that they generate an elliptically polarized field, which is a transponder that breaks into different Directions can be kept, can excite.
  • the range of the field is usually about a meter.
  • the two antennas become common housed in a transceiver housing, which either in one of the Bumper of the vehicle or is housed in an exterior mirror. For vehicle manufacturers however, these two locations have proven to be inconvenient. Bumpers and wing mirrors are more likely to be damaged than any other parts.
  • the Loop antenna consist of an antenna arrangement with two antennas.
  • the loop antenna is on one of the windows of the vehicle or on an exterior mirror intended.
  • JP-A-09 189 156 which forms the starting point of the present invention, describes a transponder system that is integrated in the door handle of a motor vehicle.
  • the transponder system has a single antenna for one carried on the person side Transmitter on. The advantages of a double antenna system will not resorted.
  • the present invention is based on the problem of optimizing the door handle with regard to the integration of a double antenna system.
  • a door handle 2 as shown in Figures 1 to 3, has a first end 4 with a Bearing 6, around which the handle 2 can pivot when it is on the motor vehicle is appropriate.
  • a second end 8 of the handle 2 contains a stop 10 which normally abuts the vehicle door when the handle 2 is not pivoted.
  • the gripping profile section 12 is hollowed out or recessed, so that a cavity 14 is formed along the length of the gripping profile 12.
  • the cavity 14 is used to hold parts of a transponder system transceiver to accommodate the vehicle.
  • the transponder system is part of one passive vehicle access system of the vehicle.
  • the components are in the Cavity 14 sealed sealed, a cap for the section of the Gripping profile 12 is not shown in the figures.
  • the components that are accommodated in the grip profile section 12 include, among others two antennas 20, 22 for the transceiver.
  • the first antenna 20 is one Air coil with a flat multiple turn (coil 24) in the cavity 14 on the Bottom surface 26 is attached or printed.
  • the coil 24 can, for example, on a film or printed on a circuit board.
  • With the coil 24 is a capacitor 28 connected to the antenna 20, the capacitor 28 resonating with the inductor and the resistance of the coil 24 is matched.
  • the second antenna 22 exists from a multiple winding (wire coil 30), which over two ferrite rods 32, as in Figure 9 shown are wound.
  • the wire coil 30 is at the output of the amplifier stage 33 of the transceiver 34, as shown in Figure 4, connected.
  • the second antenna 22 is therefore used to to excite the first antenna 20, which resonates with the aid of the capacitor 28 is adjusted, so that the magnetic coupling or inductance is thereby also achieved between the two antennas 20 and 22 is amplified.
  • the magnetic fields generated by the two Antennas 20, 22 are generated, are substantially perpendicular to one another, with a 90 ° phase shift between the currents through the antenna coils 24, 30 must exist.
  • the physical relationship between the two coils 24, 30 ensures that their magnetic fields are substantially perpendicular to each other are and the phase shift of 90 ° by the magnetic coupling or the inductance of the two antennas 20, 22 and the resonance circuit of the first antenna 20 is generated.
  • the range of the magnetic field that the two antennas 20, 22 generate is between one and two meters.
  • the magnetic The field rotates synchronously with the period of the antenna currents.
  • the second antenna 22 can be significantly smaller, without the generated magnetic flux density being lower, which makes the right angle interrelated magnetic fields within the limited space in the Gripping profile section 12 of the door handle 2 can be generated.
  • the door handle 2 has the same gripping profile 12 with the exception that the second Antenna 22 is arranged directly in the center of the first antenna 20, to ensure that there is minimal coupling between the magnetic fields of the two antennas 20, 22.
  • the first antenna 20 has no capacitor here 28. It is a second output stage of a double antenna circuit 33 of the transceiver 38 is controlled, as shown in Figure 8.
  • the arrangement of the antennas 20, 22 is still such that the fields generated by the antennas 20, 22 are essentially perpendicular to each other.
  • Around the 90 ° phase shift To get between the coil currents of the coils 24 and 30 generate the two Output stages of the double antenna circuit 33 currents that are shifted by 90 ° in phase are.
  • By arranging the second antenna 22 directly above the first Antenna 20 it is possible to reduce the cavity 14 in the gripping profile section 12.
  • the door handle 2 contains only the two antennas 20, 22 of the transceiver 34, but the handle 2 can also be constructed in this way be that he also electronic components of the transceiver 34 or even all Components of the transceiver 34 may include the remaining components compared to antennas 20, 22 only take up a very small space to take.
  • a person who tries to get into a vehicle usually approaches one Door handle 2, especially the handle of the driver's door. For this reason, is suitable a door handle 2 especially for housing the coils 24, 30.
  • the door handle 2 is also a much more robust component than an outside mirror or the bumper.
  • the door handle 2 provides little space for accommodating the double antenna unit to disposal; the construction of the door handles 2 described above however this problem.

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Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt einen Türgriff eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Es existieren Entwicklungen für passive Fahrzeug-Zugangssysteme, bei denen berechtigte Personen Zugang zu einem Fahrzeug dadurch erhalten, daß sie einen elektronischen Schlüssel an das Fahrzeug innerhalb eines bestimmten Bereichs heranführen. Der elektronische Schlüssel, der eine Chipkarte oder ähnliches sein kann, beinhaltet normalerweise einen Transponder, der innerhalb dieses bestimmten Bereichs von der Bordelektronik erregt werden kann. Die Bordelektronik beinhaltet ein System aus Sendeempfänger und Transponder, welches so entworfen ist, daß es ein magnetisches Feld erzeugt, welches den Transponder im Schlüssel erregt. Der Sendeempfänger und der Schlüssel sind dann in der Lage Sicherheitskennungen auszutauschen, welche dazu benutzt werden können zu bestimmen, ob ein Zugang für den Träger des Schlüssels erlaubt werden soll.
Die Sendeempfänger enthalten Antennenspulen, wobei dies insbesondere Doppel-Antennenspulen sein können. Doppel-Antennenspulen, auch als Twin-Loop-Antennen bekannt, werden benutzt, um ein magnetisches Feld zu erzeugen, daß den Transponder des Schlüssels erregt. Die beiden Spulen werden so angeordnet und angesteuert, daß sie ein elliptisch polarisiertes Feld erzeugen, welches einen Transponder, der in unterschiedliche Richtungen gehalten werden kann, erregen kann. Die Reichweite des Feldes beträgt normalerweise etwa einen Meter. Die beiden Antennen werden gewöhnlich in einem Sendeempfängergehäuse untergebracht, welches entweder in einem der Stoßfänger des Fahrzeuges oder in einem Außenspiegel untergebracht ist. Für Fahrzeughersteller haben sich diese beiden Anbringungsorte jedoch als ungünstig erwiesen. Stoßfänger und Außenspiegel sind häufiger Beschädigungen ausgesetzt als irgendwelche anderen Teile. Dementsprechend verbauen Hersteller nur ungern wichtige Bestandteile der Bordelektronik an diesen Positionen. Der günstigste Ort für die Antennen ist dort, wo sich eine Person, die in das Fahrzeug einsteigen will, gewöhnlicherweise nähert, so daß dadurch der Transponder näher an die Antennen gebracht wird. Außenspiegel und vor allem Stoßfänger sind nicht Teile, denen sich eine Person beim Einstieg normalerweise nähert.
Die DE 38 20 248 A1 beschreibt ein schlüsselloses Betätigungssystem für eine Fahrzeugverriegelungsvorrichtung, das mit einer Rahmenantenne arbeitet. Hierbei kann die Rahmenantenne aus einer Antennenanordnung mit zwei Antennen bestehen. Die Rahmenantenne ist an einer der Scheiben des Fahrzeuges oder an einem Außenspiegel vorgesehen.
Die den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bildende JP-A-09 189 156 beschreibt ein Transpondersystem, das in den Türgriff eines Kraftfahrzeugs integriert ist. Das Transpondersystem weist eine einzige Antenne für einen personenseitig mitgeführten Transmitter auf. Auf die Vorteile eines Doppel-Antennensystems wird nicht zurückgegriffen.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Optimierung des Türgriffs hinsichtlich der Integration eines Doppel-Anntennensystems zu erreichen.
Das zuvor genannte Problem wird bei einem Türgriff gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Mit der beanspruchten Anordnung von zwei voneinander getrennten Antennen im Türgriff gelingt eine Optimierung der Türgriffanordnung unter besonderer Berücksichtigung der Relativanordnung der beiden Antennen eines Doppel-Antennensytems wie es für ein Transpondersystem der in Rede stehenden Art benötigt wird. Das von den Antennen der erfindungsgemäßen Antennenanordnung realisierte Feld ist elliptisch polarisiert.
Nach bevorzugter Lehre des Anspruchs 2 ist eine besondere Anordnung der Antennen vorgesehen.
Bevorzugte Realisierungen der vorliegenden Erfindung werden anschließend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen als Beispiel beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1
eine Draufsicht eines Türgriffteils in einer ersten bevorzugten Realisierung,
Fig. 2
einen Schnitt A-A aus Fig. 1,
Fig. 3
einen Schnitt B-B aus Fig. 2,
Fig. 4
einen Schaltplan eines Sendeempfängers einer ersten bevorzugten Realisierung,
Fig. 5
eine Draufsicht eines Türgriffteils einer zweiten bevorzugten Realisierung,
Fig. 6
einen Schnitt A-A aus Fig. 5,
Fig. 7
einen Schnitt B-B aus Fig. 5,
Fig. 8
einen Schaltplan eines Sendeempfängers eines zweiten bevorzugten Realisierung und
Fig. 9
eine schematische perspektivische Teilansicht eines Türgriffs.
Ein Türgriff 2, wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, besitzt ein erstes Ende 4 mit einer Lagerbettung 6, um die sich der Griff 2 verschwenken kann, wenn er am Kraftfahrzeug angebracht ist. Ein zweites Ende 8 des Griffes 2 enthält einen Anschlag 10, der normalerweise an der Fahrzeugtür anliegt, wenn der Griff 2 nicht verschwenkt wird. Zwischen den beiden Enden 4 und 8 befindet sich mittig ein Greifprofil 12, das so gestaltet ist, daß eine Person es bequem ergreifen kann, um den Griff 2 zum Öffnen der Fahrzeugtür zu verschwenken. Der Greifprofil-Abschnitt 12 ist ausgehöhlt oder zurückgesetzt, so daß ein Hohlraum 14 entlang der Länge des Greifprofils 12 entsteht. Der Hohlraum 14 wird benutzt, um Teile eines Sendeempfängers eines Transpondersystems des Fahrzeuges unterzubringen. Das Transpondersystem stellt einen Teil eines passiven Fahrzeugzugangssystems des Fahrzeuges dar. Die Bauteile sind in dem Hohlraum 14 versiegelt untergebracht, eine Abdeckkappe für den Abschnitt des Greifprofils 12 ist in den Figuren nicht gezeigt.
Zu den Bauteilen, die im Griffprofil-Abschnitt 12 untergebracht sind, zählen unter anderem zwei Antennen 20, 22 für den Sendeempfänger. Die erste Antenne 20 ist eine Luftspule mit flacher Mehrfachwindung (Spule 24), die in dem Hohlraum 14 an der Bodenfläche 26 angebracht oder aufgedruckt ist. Die Spule 24 kann zum Beispiel auf eine Folie oder auf eine Platine gedruckt sein. Mit der Spule 24 ist ein Kondensator 28 der Antenne 20 verbunden, wobei der Kondensator 28 auf Resonanz mit der Induktivität und dem Widerstand der Spule 24 abgestimmt wird. Die zweite Antenne 22 besteht aus einer Mehrfachwicklung (Drahtspule 30), die über zwei Ferritstäbe 32, wie in Figur 9 gezeigt, gewickelt sind. Die Drahtspule 30 ist mit dem Ausgang der Verstärkerstufe 33 des Sendeempfängers 34, wie in Figur 4 gezeigt, verbunden.
Der Ferritkern 32 und die Antenne 22 überlagern die erste Antenne 20 mit einem Abstand 36, der so gewählt wird, daß eine maximale magnetische Kopplung zwischen den beiden Antennen 20, 22 erzielt wird, wenn die zweite Antenne 22 durch den Sendeempfänger 34 angesteuert wird. Die zweite Antenne 22 wird deshalb dazu benutzt, die erste Antenne 20 zu erregen, welche mit Hilfe des Kondensators 28 auf Resonanz abgeglichen wird, so daß auch hierdurch die magnetische Kopplung oder die Induktanz zwischen den beiden Antennen 20 und 22 verstärkt wird.
Um ein elliptisch polarisiertes magnetisches Feld zur Erregung des Transponders des Transpondersystems zu erzeugen, müssen die magnetischen Felder, die von den beiden Antennen 20, 22 erzeugt werden, im wesentlichen rechtwinklig zueinander sein, wobei eine 90° Phasenverschiebung zwischen den Strömen durch die Antennenspulen 24, 30 bestehen muß. Die physikalische Beziehung zwischen den beiden Spulen 24, 30 stellt sicher, daß deren magnetische Felder im wesentlichen rechtwinklig zueinander sind und die Phasenverschiebung von 90° durch die magnetische Kopplung oder die Induktanz der beiden Antennen 20, 22 und der Resonanzschaltung der ersten Antenne 20 erzeugt wird. Die Reichweite des magnetischen Feldes, das die beiden Antennen 20, 22 erzeugen, beträgt zwischen einem und zwei Metern. Das magnetische Feld rotiert synchron mit der Periode der Antennenströme.
Durch die beiden Ferritstäbe 32 kann die zweite Antenne 22 bedeutend kleiner sein, ohne daß die erzeugte magnetische Flußdichte geringer wäre, wodurch die rechtwink lig zueinander stehenden magnetischen Felder innerhalb des begrenzten Raumes im Greifprofil-Abschnitt 12 des Türgriffes 2 erzeugt werden können.
Um die Reichweite der Antennen 20, 22 weiter zu vergrößern, können die Verluste, die durch die magnetische Kopplung zwischen den Antennen 20, 22 entstehen, dadurch verringert werden, daß man die Antennen 20, 22 getrennt voneinander ansteuert und keine magnetische Kopplung mehr zwischen den Antennen 20, 22 hat. Eine Realisierung davon ist der Türgriff 2, wie in den Figuren 5 bis 7 gezeigt.
Der Türgriff 2 weist das gleiche Greifprofil 12 auf mit der Ausnahme, daß die zweite Antenne 22 direkt im Zentrum der ersten Antenne 20 über derselben angeordnet ist, um zu gewährleisten, daß nur eine minimale Kopplung zwischen den Magnetfeldern der beiden Antennen 20, 22 besteht. Die erste Antenne 20 hat hier keinen Kondensator 28. Sie wird durch eine zweite Endstufe einer Doppel-Antennenschaltung 33 des Sendeempfängers 38 angesteuert wird, wie in Figur 8 gezeigt. Die Anordnung der Antennen 20, 22 ist dabei immer noch so, daß die von den Antennen 20, 22 erzeugten Felder im wesentlichen rechtwinklig zueinander stehen. Um die 90° Phasenverschiebung zwischen den Spulenströmen der Spulen 24 und 30 zu erhalten, erzeugen die beiden Endstufen der Doppel-Antennenschaltung 33 Ströme, die um 90° in der Phase verschoben sind. Durch die Anordnung der zweiten Antenne 22 direkt über der ersten Antenne 20 ist es möglich, den Hohlraum 14 in dem Greifprofil-Abschnitt 12 zu verkleinern.
Gemäß der oben stehenden Beschreibung beinhaltet der Türgriff 2 nur die beiden Antennen 20, 22 des Sendeempfängers 34, der Griff 2 kann jedoch auch so konstruiert sein, daß er zusätzlich elektronische Bauteile des Sendeempfängers 34 oder sogar alle Bestandteile des Sendeempfängers 34 enthalten kann, da die verbleibenden Bauteile im Vergleich mit den Antennen 20, 22 nur einen sehr kleinen Raum in Anspruch nehmen.
Eine Person, die versucht, in ein Fahrzeug zu steigen, nähert sich normalerweise einem Türgriff 2, insbesondere dem Griff der Fahrertür. Aus diesem Grund eignet sich ein Türgriff 2 besonders für die Unterbringung der Spulen 24, 30. Der Türgriff 2 ist außerdem ein wesentlich robusteres Bauteil als ein Außenspiegel oder der Stoßfänger.
Der Türgriff 2 jedoch stellt nur wenig Raum zur Unterbringung der Doppelantennen-Einheit zur Verfügung; die Konstruktion der oben beschriebenen Türgriffe 2 überkommt jedoch dieses Problem.

Claims (9)

  1. Türgriff (2) eines Kraftfahrzeugs mit zwei Enden (4, 8) und einem zentralen Griffprofilabschnitt (12) zwischen den beiden Enden (4, 8),
    wobei das Kraftfahrzeug ein Transpondersystem mit fahrzeugseitiger Antennenanordnung (20, 22) und personenseitigem Transponder (34), vorzugsweise in einem passiven Fahrzeugzugangssystem, aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenanordnung (20, 22) zwei voneinander getrennte Antennen (20, 22) aufweist und beide Antennen (20, 22) im Türgriff (2) integriert sind,
    daß die Antennen (20, 22) im zentralen Griffprofilabschnitt (12) des Türgriffes (2) untergebracht sind und
    daß die Antennen (20, 22) relativ zueinander so angeordnet sind, daß sie ein elliptisch polarisiertes magnetisches Feld zur Erregung des personenseitigen Transponders (34) erzeugen.
  2. Türgriff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antenne (20) eine Luftspule mit einer flachen Mehrfachwicklung (24) aufweist, die im zentralen Griffprofilabschnitt (12) an einer Bodenfläche (26) eines Hohlraums (14) angeordnet ist, und
    daß die zweite Antenne (22) einen Kern (32) aus magnetisch leitendem Material und eine darauf gewickelte Mehrfachwicklung (30) aufweist, die ebenfalls im Hohlraum (14) des Griffprofilabschnitts (12) angeordnet sind, und
    daß die Ebene der Mehrfachwicklung (30) der zweiten Antenne (22) etwa rechtwinklig zur Ebene der Mehrfachwicklung (24) der ersten Antenne (20) liegt.
  3. Türgriff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (32) der zweiten Antenne (22) ein Ferritkern ist.
  4. Türgriff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kern (32) bildende Ferritkern aus zwei Ferritstäben (32a, 32b) besteht.
  5. Türgriff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Antenne (22) die erste Antenne (20) derart überlagernd angeordnet ist, daß eine maximale magnetische Kopplung zwischen den beiden Antennen (20, 22) erzielt wird.
  6. Türgriff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Antenne (22) direkt im Zentrum der ersten Antenne (20) über der ersten Antenne (20) angeordnet ist, so daß gewährleistet ist, daß nur eine minimale Kopplung zwischen den Magnetfeldern der beiden Antennen (20, 22) besteht.
  7. Türgriff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (24; 30) der beiden Antennen (20; 22) mit Strömen angesteuert werden, die um 90° phasenverschoben sind.
  8. Türgriff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auch eine Verstärkerstufe (33) zur Ansteuerung der beiden Antennen (20, 22) im Türgriff (2) angeordnet ist.
  9. Türgriff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerstufe (33) Teil eines Sendeempfängers (34) des Transpondersystems ist und der Sendeempfänger (34) im Türgriff angeordnet ist.
EP19990105304 1998-03-16 1999-03-15 Türgriff und Transponder-System Expired - Lifetime EP0943764B1 (de)

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EP0943764A1 EP0943764A1 (de) 1999-09-22
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AU (1) AU742683B2 (de)
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