WO2012101034A1 - Antennenkern und verfahren zum herstellen eines antennenkerns - Google Patents

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WO2012101034A1
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strip
antenna
core
shaped
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PCT/EP2012/050777
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Herbert Froitzheim
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Continental Automotive Gmbh
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    • H01Q7/08—Ferrite rod or like elongated core
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    • H01F10/138—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing nanocrystallites, e.g. obtained by annealing
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    • H01Q1/3241—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems particular used in keyless entry systems

Definitions

  • Antenna core and method of manufacturing an antenna core are antenna core and method of manufacturing an antenna core
  • the present invention relates to an antenna core for an antenna for radiating an electromagnetic signal and a method of manufacturing the same. Furthermore, the invention relates to an antenna for emitting an electromagnetic signal with said antenna core, and a method for manufacturing the antenna.
  • a vehicle-side component In order to prevent unauthorized access to a vehicle, in particular a motor vehicle, modern conditional access systems or access arrangements in vehicles use electronic security systems in which for authenticating a user, data communication between a vehicle-side component and a mobile identification transmitter of the user, for example in the form of a electronic key or key fob may be formed, he ⁇ follows.
  • the vehicle-side component triggered by an action of the user, such as pulling the door handle send request signals.
  • the request signals or wake-up signals may be long-wave electromagnetic signals, in particular with a carrier frequency of about 125 kHz.
  • the vehicle-side component In order to generate these long-wave request signals for the identification transmitter, the vehicle-side component generally has an induction coil with at least one winding and an antenna core surrounded by the winding.
  • such induction coils may be provided on the door handle, so that the door handle can serve as a triggering means for the data communication in the context of the access arrangement to the vehicle.
  • Cores of amorphous or nanocrystalline metals can be used as antenna cores for the abovementioned induction coils, which can also be brought into a shape that is adapted to the shape of a door handle, for example, so that the induction coil with the antenna core can be inserted into the door handle ,
  • the antenna cores of amorphous or nanocrystalline metal have the disadvantage that, after they are brought into their final form and prepared for use in a induction coil, they are very brittle and allow only minute elongations or changes in shape, without break.
  • the antenna cores may consist of a package of several thin layers of amorphous or nanocrystalline metal.
  • Is such a package or a layer (or group of layers) of the package which is designated for example in Figure 8 by the reference character AKO, subjected to compressive forces in which forces press in a plane according to the arrows PO at the edge of the image plane down while another force according to the arrow PU is applied from bottom to top in the image plane, tensions occur within the layer (or group of layers) AKO of the package. While in the view shown in FIG. 8, along the longitudinal direction of the layer or group of layers, on the one hand a first side LU of the layer is compressed, on the other hand one of the other side LO of the layer is pulled apart, so that at a certain bending of the layer comes to a crack or destruction.
  • the object of the present invention is to provide an antenna core for an antenna, as well as an antenna, which have an increased flexibility.
  • an antenna core for an antenna for emitting an electromagnetic signal This can in particular be a long-wave signal which can serve for communication or for waking up an identification transmitter of a keyless access arrangement.
  • This strip or strip-shaped antenna core can have a length whose dimension is greater than that of a width of the strip.
  • the strip-shaped ⁇ An antenna core is deformed such that an extending along the width or transverse direction of the strip-shaped antenna core structure is formed which extends in a direction perpendicular to the plane of the strip-shaped antenna core or rises.
  • the antenna core initially extending in two dimensions ie, in the plane
  • the antenna core is given a three-dimensional structure which extends in the transverse direction of the antenna core, preferably along the entire extent in the transverse direction.
  • the provision of the structure along the transverse direction of the antenna core increases the flexibility of the antenna core and reduces the risk of destruction upon application of forces which deform the antenna core, in particular perpendicular to the plane.
  • the deformed strip-shaped antenna core is heat treated in order to adjust the soft magnetic properties of the antenna core.
  • This heat treatment can cause the antenna core to become brittle and easily brittle.
  • the flexibility of the antenna core is increased, so that heat-damaged and brittle antenna cores also reduce the danger of destruction upon application of forces.
  • the strip-shaped antenna core in the step of forming the strip-shaped antenna core is given a zigzag or wave-like structure with a plurality of elevations and depressions, wherein the elevations and depressions in
  • the plurality of elevations and depressions can only repeat over a part of the antenna core in the longitudinal direction or over the entire length of the antenna core.
  • the forming of the strip-shaped antenna core takes place by means of such a forming tool which has a first and a second tool part.
  • the first tool part has a forming surface with a zigzag or wavy structure and the second tool part has a corresponding forming surface with a zigzag or wavy structure.
  • the strip-shaped antenna core is then introduced into a first partial step between the forming surface of the first work ⁇ generating part and the correspondingly arranged shaping surface of the second tool part.
  • the first tool part is then moved by applying a pressure or a force in the direction of the second tool part, so that the antenna core located between the two tool parts receives the structure of the respective forming surfaces as the two tool parts approach each other.
  • the reshaped strip-shaped antenna core after the forming process then has a corresponding zigzag or wave-like structure which, as already mentioned above, has improved bendability properties.
  • the forming may be carried out by means of another forming tool consisting essentially of a first gear and a corresponding second gear, between which there is a slip in the dimension of the thickness of the strip-shaped antenna core.
  • These gears then advantageously have an extension in the direction of the Rota ⁇ tion axis which is substantially the width of the strip-shaped Antenna core corresponds.
  • the step of forming the strip-shaped antenna core is then moved between the first and the second gear, so that by the respective teeth of the gears which engage in rotation in interdental spaces of je ⁇ different gear, the structure consisting of a plurality of surveys and Lower is formed in the strip-shaped antenna core. In this way, in turn, a reshaped strip-shaped antenna core is formed, which has an improved bendability.
  • the metal layers of the antenna core are arranged one above the other in such a way that a flow of current from one metal layer to another is difficult.
  • insulator layers can be introduced between adjacent metal layers.
  • metal layers can be arranged according to an embodiment, which preferably have a thickness between 12 to 25 ⁇ .
  • an amorphous cobalt alloy or an iron-based nanocrystalline alloy can be used as the material for the metal layers.
  • a method for producing an antenna for emitting an electromagnetic signal, in particular a long-wave electromagnetic signal.
  • an antenna core according to a possible embodiment is created in a first step, as has been explained above.
  • the antenna core is surrounded by a coil or induction coil, which comprises at least one winding.
  • an antenna can be created which is used in particular for emitting a long-wave request signal or wake-up signal for an identification ⁇ encoder an access arrangement preferably for a vehicle.
  • the antenna is well adaptable to a vehicle component in which it is incorporated into the mold, and has a long Le ⁇ benszeit as they un- due to improved flexibility more sensitive to deformation during installation or use.
  • the antenna core is inserted in a form-fitting manner in a housing after manufacture and surrounded by this, so that in a direction perpendicular to the plane of the strip-shaped antenna core elevating structure contacts an inner wall of the housing.
  • the antenna core is inserted into the housing so that it does not move with respect to the housing and in this way the mechanical stress due to the storage in the housing is reduced.
  • the housing may, for example, be a housing in the form of a rectangular parallelepiped or, more specifically, in the form of a cuboid.
  • the windings of the induction coil are then wound around the housing surrounding the antenna core.
  • the housing can be made in particular of a plastic. In this way, a robust antenna, in particular, the antenna core is protected from mechanical stress.
  • Another advantage, which results from the introduction of a deformed strip-shaped antenna core in a housing, is that contact by the force or positive Ver ⁇ binding of the antenna core in the housing (by the elevations and depressions contact the upper and lower inside of the housing )
  • This structure with alternating elevations and depressions by deformation ensures a tolerance compensation.
  • the operation of the antenna if it comes in the individual metal layers of the antenna core to repulsion of the metal layers due to induction, then ultimately transferred from the metal layers on the housing forces much lower than when (even) metal layers (or a planar antenna core ) are pressed between two inner sides of a housing or connected to the housing by gluing or potting, so that the noise is reduced in pulsed operation.
  • an antenna core for an antenna for radiating an electromagnetic signal in particular, according to a method explained above, or an embodiment thereof is made.
  • the antenna core is in the form of a strip or strip-shaped and consists of a plurality of metal layers of nanocrystalline or amorphous, soft magnetic metal alloy.
  • the strip-shaped antenna core in this case has a length that is greater than a width or transverse direction of the antenna core, in particular in dimension.
  • the strei ⁇ fenförmige antenna core on an extending along the transverse direction of the antenna core structure, which rises in a direction perpendicular to the plane of the strip-shaped antenna core.
  • the thus three-dimensional structure of the striped antenna core includes a plurality of transversely extending ridges and valleys alternating along the longitudinal direction of the antenna core.
  • the strip-shaped antenna core is heat-treated in the formed (three-dimensional) structure, so that the soft magnetic properties of the antenna core are adjusted.
  • the metal layers have ⁇ a thickness between 10 and 50 ⁇ , but preferably ⁇ between 12 to 25 and more particularly comprise a number of forty layers.
  • an antenna for emitting an electromagnetic signal is provided, which can be produced in particular according to a method described above.
  • the antenna initially comprises an antenna core according to the above description or an embodiment thereof.
  • the antenna comprises a coil having at least one winding wound around the antenna core.
  • an antenna is provided again, which is adaptable to a vehicle ⁇ component in which it is to be installed, and which also has an improved flexibility and resistance to deformation.
  • the antenna may further include leads connected to the coil. The leads then lead to an antenna driver circuit capable of supplying the antenna with power during operation so that it can deliver the (in particular) long-wave electromagnetic signals.
  • the antenna further comprises a housing which surrounds the antenna core in such a form-fitting manner that the structure rising in the direction perpendicular to the plane of the strip-shaped antenna core contacts an inner side of the housing.
  • a housing which surrounds the antenna core in such a form-fitting manner that the structure rising in the direction perpendicular to the plane of the strip-shaped antenna core contacts an inner side of the housing.
  • the at least one winding is not wound directly around the antenna core, but rather around the housing that surrounds the antenna core.
  • a motor vehicle component is ge ⁇ create having an antenna or above a Substituted ⁇ staltung thereof for radiating an electromagnetic signal to communicate with the ID transmitter a motor vehicle access and / or launch structure.
  • Advantageous embodiments of the method are, as far as incidental on the antenna core and the antenna transferable, to be regarded as advantageous embodiments of the antenna core or the antenna.
  • Figure 1 is a schematic representation of an antenna core with a plurality of metal layers in a perspective view
  • Figures 2A and 2B is a schematic representation of a Ver ⁇ procedure for forming a strip-shaped antenna core by means of a first tool
  • Figure 3 is a schematic representation of a method for
  • FIG. 4 is a schematic representation of the heat treatment
  • Figure 5 shows a heat treated, reformed, strip-shaped antenna core housed in a housing
  • FIG. 6 shows an antenna according to an embodiment of the invention with an antenna core according to the representation of FIG. 5;
  • Figure 7 shows a vehicle with an access arrangement that a
  • Component having an antenna of Figure 6 for commu ⁇ nication with an identification transmitter
  • Figure 8 is a schematic representation of the uppermost layer
  • Fracture behavior in case of excessive deformation where bending as well as compression and elongation in the plane of the layer (s) lead to high tensile and compressive forces in the material;
  • Figure 9 is a schematic representation of the antenna core according to an embodiment of the invention with a wavy structure in a perspective view, which has an improved flexibility compared to the conventional antenna core of Figure 8 due to this wavy three-dimensional structure, with bends perpendicular to the strip plane and compression and extension in the longitudinal direction (L) are taken by bending the structure of the relatively thin strips.
  • FIG. 1 a schematic representation of an antenna core AK10 for an antenna is shown. radiating an electromagnetic signal is shown.
  • a plurality of metal layers KS are stacked or formed into a package.
  • the antenna core AK10 has the form of a strip (or a band), which is aligned in the initial state along a plane E, which passes through the antenna core AK10.
  • the individual metal layers may have a thickness of 15 to 25 ⁇ . Although only 4 metal layers are shown in the schematic illustration, about 40 metal layers will be used to make the antenna core.
  • the antenna core AK10 has a length L and a width B, wherein the length L has a larger dimension than the width B.
  • a corresponding metal alloy is applied to a roll at high temperature and thereby cooled very rapidly (rapid-hardening technique).
  • the resulting metal film or the resulting metal layer has due to the large temperature coefficient during cooling even at room temperature amorphous material properties.
  • an amorphous metal has a permeability ⁇ ⁇ »1 that affects the magnetic field.
  • the communication ranges achieved so far with sintered ferrites can be realized when using amorphous metals with significantly smaller antenna dimensions.
  • an amorphous metal film has a thickness of about 12 to 25 ⁇ m.
  • the metal can ⁇ layers to a width of about 15 mm is punched or cut ⁇ ge.
  • thin insulator layers for insulating the metal layers can be arranged against each other between adjacent metal layers. The insulator layers However, they are not shown in the drawing for reasons of clarity.
  • a first tool WZ1 can be used which comprises a first tool part WT11 and a second tool part WT12.
  • the first tool part WT11 has a forming surface UF 11
  • the second tool part has a corresponding forming surface UF12.
  • FIG. 2A it is seen WT11 and WT12 that the respective forming surfaces UFLL UF12 and a wave-shaped structure having in each case a plurality of peaks and valleys having.
  • the antenna core AK10 is illustrated such that the longitudinal direction in the image plane of links extending to the right, while the transverse or width direction ⁇ extends perpendicular to the image plane.
  • Tool parts WT11 and WT12 are dimensioned to be at least equal to the width of the antenna core AK10.
  • the respective mold parts were charged and is the second tool part WT12 in the direction from bottom to top along the arrow UD with a force or moved by a pressure, so both the Umform Chemistry UF12 and the Umform Chemistry UFll comes into contact with the antenna core AK10 by applying the force on the second tool part WT12 in the direction of the arrow UD, the respective forming surfaces their three-dimensional structure (wavy structure) to the antenna core AK10 - shape.
  • the two tool parts WT11 and WT 12 can be moved away from each other again, as shown in FIG. 2B. Due to the forming process, an um- formed strip-shaped antenna core AK11, which can now be removed from the first tool WZl and fed to further processing.
  • a second tool WZ 2 for reshaping a strip-shaped antenna core AK10, as shown for example (very schematically) in FIG.
  • the second tool WZ2 consists of a first gear (or toothed roller) ZR1 and a second gear (or a second toothed roller) ZR2, which are arranged one above the other in the illustration of Figure 3, wherein in operation, the teeth of a gear in spaces intervene between the teeth of the other gear.
  • the two gears ZR1 and ZR2 are arranged in such a way to each other that there is a certain slip, which corresponds to the thickness of the still strip-shaped antenna core AK10. It should be noted that FIG. 3 is merely a schematic representation, with no exact dimensions shown.
  • the antenna core strip is deformed such that on the one hand by pressure of a gear tooth from above a sink is formed while through a Rotation of the first gear ZR1 in the direction of the arrow ROI and a rotation of the second gear ZR2 in the direction of the arrow R02 of the antenna core in the direction of the arrow R is moved to the right, so that finally a tooth of the second gear ZR2 a pressure on the strip-shaped antenna core AK 1 exercises and raises a survey on this.
  • a reshaped antenna core AK11 with a (three-dimensional) wave-shaped structure is produced, as shown in FIG 3 is shown.
  • a reshaped antenna core AKll originated either in accordance with the example illustrated in Figures 2 or Figure 3 process, these reshaped antenna core is subjected AKll a heat treatment or annealing, as is shown schematically in Figure 4, wherein by means of a planteerzeu ⁇ restriction device WBV heat, for example in the form of heat radiation WST on the reshaped antenna core AKll is discharged.
  • This heat treatment of the antenna core AKll serves to adjust the ge ⁇ desired magnetic properties. It is conceivable that the heat treatment in connection with the application of the core AKll takes place with a magnetic field.
  • the magnetic field BF is emitted by means of a corresponding device MFV for generating the magnetic field to the antenna core AKll.
  • the structure of the antenna core AK11 changes in such a way that it has now become brittle and has a lower bendability than in the state before the heat treatment. For this reason, the antenna core was subjected to the forming process prior to the heat treatment to form the structure having the plurality of protrusions and depressions and the undulating structure without
  • the heat treatment strip-shaped antenna core AK12 is used in the housing GH, in the interior of an upper housing inner side GHOI and a lower housing inner side GHUI is provided.
  • the heat-treated reshaped antenna core AK12 is now inserted into the interior of the housing GH such that its respective bumps EH abut the upper inside of the housing, while respective sumps SE abut against the lower inside of the housing.
  • the housing is formed such that the respective end sides of the antenna core are in the longitudinal direction in contact with the opposite housing inner sides, so that a movement of the antenna core AK12 is prevented in the housing GH. In this way, in the intended use of the antenna core in a coil mechanical stresses due to a possible movement in the housing can be reduced and thus the life of the antenna core can be increased.
  • the housing GH which may for example have the shape of a cuboid, is now used together with the antenna core AK12 therein to construct an antenna A T, as shown in FIG.
  • a coil SP of an electrical conductor is wound around the housing with at least one (in the example of Figure 6 with three windings Wl, W2 and W3).
  • the windings are then contacted with leads ZL, which in turn are connected to an antenna driver ATR.
  • an electromagnetic signal in particular a long-wave electromagnetic signal can now be transmitted by means of the antenna driver ATR, for example, to activate a user's identification transmitter for a security system, such as an access arrangement or a starting arrangement.
  • the use of the heat-treated transformed antenna core AK12 thus makes it possible to provide an antenna ANT which is reduced in size and weight compared to ferrite core-based antennas and antennas having flat amorphous metal cores (ie antenna cores without three-dimensional or wavy cores) Structure) due to the greater flexibility has a lower probability of breakage and thus greater reliability.
  • FIG. 7 a vehicle FZ is shown having a vehicle component in the form of a door handle TG, in which an antenna ANT according to the embodiment of Figure 6 is housed.
  • the antenna ANT is able to send a long-wave electromagnetic signal as a request signal or wake-up signal ANS to a mobile identification transmitter carried by a user, which is woken up by the request signal ANS.
  • the identification transmitter IDG is woken up on the one hand by the request signal ANS and, in addition, triggered to send a response signal AWS in the direction of the vehicle.
  • the response signal may be at a different frequency than the request signal.
  • Triggered by this dialogue request signal - response signal can transmit its identification code to the vehicle FZ in a subsequent communication process the identification transmitter.
  • the vehicle may have another antenna (not shown). All the antennas as well as the identification transmitter can thus be regarded as components of an access arrangement of the vehicle FZ.
  • the antenna ANT in an exposed vehicle component, such as the door handle TG, wherein the possibility of a flexible shaping of the antenna core AK12 makes a good adaptation to the shape of the door handle possible. If any forces are exerted on the antenna or the antenna core when the door handle is actuated, these forces can be absorbed by the reshaped antenna core AK12 without the antenna core being destroyed. In addition, it is possible that during the emission of an electromagnetic ⁇ tica signal with a certain frequency (for example, 125 kHz for an access arrangement) in the individual metal layers of the antenna core AK12 forces can arise, the waves through the structure of the antenna core AK12 again can be compensated without the antenna core AK12 is destroyed.
  • an electromagnetic ⁇ tica signal with a certain frequency (for example, 125 kHz for an access arrangement) in the individual metal layers of the antenna core AK12 forces can arise, the waves through the structure of the antenna core AK12 again can be compensated without the antenna core AK12 is destroyed.

Abstract

Offenbart ist ein Antennenkern (AK12) für eine Antenne (ANT) zum Abstrahlen eines elektromagnetischen Signals, der streifenförmig ausgebildet ist und aus einer Mehrzahl von Metallschichten aus einer nanokristallinen oder amorphen, weichmagnetischen Metalllegierung besteht. Dabei weist der streifenförmige Antennenkern eine sich entlang der Querrichtung des streifenförmigen Antennenkerns erstreckende Struktur auf, die sich in einer Richtung senkrecht zur Ebene des streifenförmigen Antennenkerns erhebt. Insbesondere ist der Antennenkern mit seiner speziellen Struktur zum Einstellen der magnetischen Eigenschaften wärmebehandelt. Durch diese Struktur, die insbesondere eine wellenförmige Struktur aufweisen kann, können auf den Antennenkern wirkende Kräfte im verwendungsgemässen Gebrauch ausgeglichen und somit die Stabilität des Antennenkerns erhöht werden.

Description

Beschreibung
Antennenkern und Verfahren zum Herstellen eines Antennenkerns
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antennenkern für eine Antenne zum Abstrahlen eines elektromagnetischen Signals sowie ein Verfahren zum Herstellen desselben. Ferner betrifft die Erfindung eine Antenne zum Abstrahlen eines elektromagnetischen Signals mit besagtem Antennenkern, sowie ein Verfahren zum Herstellen der Antenne.
Um einen unbefugten Zutritt zu einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug zu verhindern, verwenden moderne Zugangsberechtigungssysteme oder Zugangsanordnungen in Fahrzeugen elektronische Sicherungssysteme, bei denen zur Authentifizierung eines Benutzers eine Datenkommunikation zwischen einer fahrzeugsei- tigen Komponente und einem mobilen Identifikationsgeber des Benutzers, der beispielsweise in Form eines elektronischen Schlüssels oder Schlüsselanhängers ausgebildet sein kann, er¬ folgt. Zum Starten der Datenkommunikation kann die fahrzeug- seitige Komponente getriggert durch eine Aktion des Benutzers, wie beispielsweise das Ziehen des Türgriffs Anfragesignale aussenden. Bei den Anfragesignalen oder Aufwecksignalen kann es sich dabei um langwellige elektromagnetische Signale, insbesondere mit einer Trägerfrequenz von etwa 125 kHz handeln. Zur Erzeugung dieser langewelligen Anfragesignale für den Identifikationsgeber weist die fahrzeugseitige Komponente in der Regel eine Induktionsspule mit wenigstens einer Wicklung und einem von der Wicklung umgegebenen Antennenkern auf. Insbesondere können derartige Induktionsspulen am Türgriff vorgesehen sein, so dass der Türgriff als Auslösemittel für die Datenkommunikation im Rahmen der Zugangsanordnung zum Fahrzeug dienen kann.
Als Antennenkerne für die oben genannten Induktionsspulen können beispielsweise Kerne aus amorphen oder nanokristallinen Metallen verwendet werden, welche auch in eine Form gebracht werden können, die beispielsweise an die Form eines Türgriffs angepasst ist, so dass die Induktionsspule mit dem Antennenkern in den Türgriff eingesetzt werden kann. Jedoch haben die Antennenkerne aus amorphem oder nanokristallinem Metall den Nachteil, dass sie, nachdem sie in ihre endgültige Form gebracht und für den verwendungsgemäßen Gebrauch in einer In- duktionsspule bereit gemacht sind, sehr spröde sind und nur kleinste Streckungen bzw. Formänderung erlauben, ohne zu zerbrechen. Insbesondere können die Antennenkerne aus einem Paket aus mehreren dünnen Schichten aus amorphem oder nanokristallinem Metall bestehen. Wird ein derartiges Paket bzw. eine Schicht (oder Gruppe von Schichten) des Pakets, die beispielsweise in Figur 8 mit dem Bezugszeichen AKO bezeichnet ist, Druckkräften ausgesetzt, in dem Kräfte in einer Ebene gemäß den Pfeilen PO am Rande der Bildebene nach unten drücken, während eine andere Kraft gemäß dem Pfeil PU von unten nach oben in der Bildebene anliegt, so kommt es innerhalb der Schicht (oder Gruppe von Schichten) AKO des Pakets zu Spannungen. Während bei der in Figur 8 dargestellten Ansicht entlang der Längsrichtung der Schicht bzw. Gruppe von Schichten einerseits eine erste Seite LU der Schicht zusammengedrückt wird, wird andererseits eine der andere Seite LO der Schicht ausei- nandergezogen, so dass es bei einer bestimmten Biegung der Schicht zu einem Riss bzw. zu einer Zerstörung kommt.
Somit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Antennenkern für eine Antenne, sowie eine Antenne zu schaffen, die eine erhöhte Biegsamkeit aufweisen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Un¬ teransprüche .
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird dabei ein Verfahren zum Herstellen eines Antennenkerns für eine Antenne zum Abstrahlen eines elektromagnetischen Signals geschaffen. Dabei kann es sich insbesondere um ein langwelliges Signal handeln, das zur Kom- munikation bzw. zum Aufwecken eines Identifikationsgebers einer schlüssellosen Zugangsanordnung dienen kann. Bei dem Verfahren wird zunächst eine Mehrzahl von Metallschichten aus einer na- nokristallinen oder amorphen, weichmagnetischen Metalllegierung über einander angeordnet (so dass quasi ein Paket aus einer Mehrzahl von Metallschichten entsteht) , um einen streifenförmigen Antennenkern auszubilden, der entlang einer Ebene ausgerichtet ist. Dieser Streifen bzw. streifenförmige Antennenkern kann dabei eine Länge aufweisen, deren Abmessung größer als die einer Breite des Streifens ist. Anschließend wird der streifenförmige An¬ tennenkern derart umgeformt, dass eine sich entlang der Breite bzw. Querrichtung des streifenförmigen Antennenkerns erstreckende Struktur entsteht, die sich in einer Richtung senkrecht zur Ebene der streifenförmigen Antennenkerns erstreckt bzw. erhebt. Anders ausgedrückt wird durch das Umformen dem zunächst sich in zwei Dimensionen (d.h. in der Ebene) erstreckenden Antennenkern eine dreidimensionale Struktur gegeben, die sich in Querrichtung des Antennenkerns, vorzugsweise entlang der gesamten Ausdehnung in Querrichtung erstreckt. Durch das Vorsehen der Struktur entlang der Querrichtung des Antennenkerns werden die Eigenschaften bezüglich der Biegbarkeit des Antennenkerns erhöht und die Gefahr der Zerstörung bei Aufbringen von Kräften bzw. Drücken, die den Antennenkern insbesondere senkrecht zur Ebene verformen, wird verringert.
Gemäß einer Ausgestaltung wird der umgeformte streifenförmige Antennenkern wärmebehandelt, um die weichmagnetischen Eigenschaften des Antennenkerns einzustellen. Diese Wärmebehandlung kann dazu führen, dass der Antennenkern spröde und leicht brüchig wird. Jedoch werden wiederum durch das Vorsehen der oben erwähnten vorteilhaften Struktur entlang der Querrichtung des Antennenkerns die Eigenschaften bezüglich der Biegbarkeit des Antennenkerns erhöht, so dass auch bei wärmebehandelten und spröden Anten- nenkernen die Gefahr der Zerstörung bei Aufbringen von Kräften bzw. Drücken verringert wird.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens wird in dem Schritt des Umformens dem streifenförmigen Antennenkern eine zickzackartige oder wellenförmige Struktur mit einer Vielzahl von Erhebungen und Senken gegeben, wobei sich die Erhebungen und Senken in
Blickrichtung entlang der Querrichtung des streifenförmigen Antennenkerns erstrecken und sich in Längsrichtung des strei- fenförmigen Antennenkerns wiederholen. Dabei können sich die Vielzahl von Erhebungen und Senken nur über einen Teil des Antennenkerns in Längsrichtung wiederholen oder über die gesamte Länge des Antennenkerns.
Hierdurch erhöht sich die Dehnbarkeit bzw. Biegbarkeit des Antennenkerns und Biegungen führen nicht zu hohen Kräften im Inneren des Antennenkerns, wie sie beispielsweise bei zweidi¬ mensionalen Antennenkernen vorkommen würden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung erfolgt das Umformen des streifenförmigen Antennenkerns mittels eines derartigen Um- formwerkzeugs , das einen ersten und einen zweiten Werkzeugteil aufweist. Dabei hat der erste Werkzeugteil eine Umformfläche mit einer zickzackartigen oder wellenförmigen Struktur und hat der zweite Werkzeugteil eine korrespondierende Umformfläche mit einer zickzackartigen oder wellenförmigen Struktur. Im Schritt des Umformens wird der streifenförmige Antennenkern dann in einem ersten Teilschritt zwischen die Umformfläche des ersten Werk¬ zeugteils und die korrespondierend angeordnete Umformfläche des zweiten Werkzeugteils eingebracht. In einem zweiten Teilschritt wird dann der erste Werkzeugteil durch Aufbringen eines Drucks bzw. einer Kraft in Richtung des zweiten Werkzeugteils bewegt, so dass der zwischen den beiden Werkzeugteilen befindliche Antennenkern beim Annähern der beiden Werkzeugteile die Struktur der jeweiligen Umformflächen aufgeprägt bekommt. Somit hat der umgeformte streifenförmige Antennenkern nach dem Umformprozess dann eine entsprechende zickzackartige oder wellenförmige Struktur, die wie oben bereits erwähnt verbesserte Eigenschaften bezüglich der Biegbarkeit aufweist.
Alternativ dazu kann das Umformen mittels eines anderen Um- formwerkzeugs erfolgen, das im Wesentlichen aus einem ersten Zahnrad und einem korrespondierenden zweiten Zahnrad besteht, zwischen denen ein Schlupf in der Abmessung der Dicke des streifenförmigen Antennenkerns besteht. Diese Zahnräder haben dann vorteilhafterweise eine Ausdehnung in Richtung der Rota¬ tionsachse, die im Wesentlichen der Breite des streifenförmigen Antennenkerns entspricht. Im Schritt des Umformens wird dann der streifenförmige Antennenkern zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnrad hindurchbewegt, so dass durch die jeweiligen Zähne der Zahnräder, die bei der Rotation in Zahnzwischenräume des je¬ weiligen anderen Zahnrads eingreifen, die Struktur bestehend aus einer Vielzahl von Erhebungen und Senken in dem streifenförmigen Antennenkern ausgebildet wird. Auf diese Weise wird wiederum ein umgeformter streifenförmiger Antennenkern ausgebildet, der eine verbesserte Biegbarkeit aufweist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Metallschichten des Antennenkerns derart übereinander angeordnet, dass ein Stromfluss von einer Metallschicht zu einer benachbarten erschwert ist. Dazu können zwischen benachbarten Metallschichten Isolatorschichten eingebracht werden.
Beim Übereinander-Anordnen der Mehrzahl von Metallschichten können gemäß einer Ausgestaltung 20 bis 80, insbesondere vierzig, Metallschichten angeordnet werden, die eine Dicke vorzugsweise zwischen 12 bis 25 μπι aufweisen. Als Material für die Metallschichten kann dabei beispielsweise eine amorphe Kobaltlegierung oder eine nanokristalline Legierung auf Eisenbasis verwendet werden .
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Antenne zum Abstrahlen eines elektromagnetischen Signals, insbesondere eines langwelligen elektromagnetischen Signals, geschaffen. Dabei wird in einem ersten Schritt ein Antennenkern gemäß einer möglichen Ausgestaltung geschaffen, wie sie oben erläutert worden ist. Desweiteren wird der Antennenkern mit einer Spule bzw. Induktionsspule umgeben, der zumindest eine Wicklung umfasst. Auf diese Weise kann eine Antenne geschaffen werden, die insbesondere zum Abstrahlen eines langwelligen Anfragesignals oder Aufwecksignals für einen Identifikations¬ geber einer Zugangsanordnung vorzugsweise für ein Fahrzeug dient. Die Antenne ist dabei in der Form gut an eine Fahrzeugkomponente anpassbar, in der sie eingebaut wird, und hat eine lange Le¬ benszeit, da sie aufgrund einer verbesserten Biegbarkeit un- empfindlicher gegenüber Verformungen beim Einbau oder dem verwendungsgemäßen Gebrauch ist.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens wird der Antennenkern nach der Herstellung formschlüssig in ein Gehäuse eingebracht und von diesem umgeben, so dass die sich in einer Richtung senkrecht zur Ebene des streifenförmigen Antennenkerns erhebende Struktur eine Innenwand des Gehäuses kontaktiert. Auf diese Weise wird der Antennenkern derart in das Gehäuse eingebracht, dass er sich mit Bezug auf das Gehäuse nicht bewegt und auf diese Weise die mechanische Belastung aufgrund der Lagerung in dem Gehäuse verringert ist. Bei dem Gehäuse kann es sich beispielsweise um ein Gehäuse in der Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds oder konkret in der Form eines Quaders handeln. Diesbezüglich ist es dann möglich, dass die Wicklungen der Induktionsspule dann um das den Antennenkern umgebende Gehäuse gewickelt werden. Das Gehäuse kann dabei insbesondere aus einem Kunststoff hergestellt sein. Auf diese Weise entsteht eine robuste Antenne, bei der insbesondere der Antennenkern vor mechanischer Belastung geschützt ist.
Ein weiterer Vorteil, der sich durch die Einbringung eines umgeformten streifenförmigen Antennenkerns in ein Gehäuse ergibt, besteht darin, dass durch die Kraft- oder formschlüssige Ver¬ bindung des Antennenkerns in dem Gehäuse (indem die Erhebungen und Senken die obere und untere Innenseite des Gehäuses kontaktieren) diese Struktur mit abwechselnden Erhebungen und Senken durch Verformung für einen Toleranzausgleich sorgt. Insbesondere im Betrieb der Antenne, wenn es in den einzelnen Metallschichten des Antennenkerns zur Abstoßung der Metallschichten aufgrund von Induktion kommt, fallen dann letztlich von den Metallschichten auf das Gehäuse übertragenen Kräfte viel geringer aus, als wenn (ebene) Metallschichten (bzw. ein ebener Antennenkern) zwischen zwei Innenseiten eines Gehäuses gepresst werden oder mit dem Gehäuse durch Verkleben oder Vergießen verbunden sind, so dass die Geräuschentwicklung bei gepulstem Betrieb verringert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Antennenkern für eine Antenne zum Abstrahlen eines elektromagnetischen Signals geschaffen, der insbesondere nach einem oben erläuterten Verfahrenbzw, einer Ausgestaltung hiervon hergestellt ist. Dabei ist der Antennenkern in der Form eines Streifens bzw. streifenförmig ausgebildet und besteht aus einer Mehrzahl von Metallschichten aus nanokristalliner oder amorpher, weichmagnetischer Metalllegierung. Der streifenförmige Antennenkern hat dabei eine Länge, die insbesondere in der Abmessung größer als eine Breite bzw. Querrichtung des Antennenkerns ist. Überdies weist der strei¬ fenförmige Antennenkern eine sich entlang der Querrichtung des Antennenkerns erstreckende Struktur auf, die sich in einer Richtung senkrecht zur Ebene des streifenförmigen Antennenkerns erhebt. Insbesondere umfasst die somit dreidimensionale Struktur des streifenförmigen Antennenkerns eine Vielzahl von sich in Querrichtung erstreckenden Erhöhungen und Senken, die sich entlang der Längsrichtung des Antennenkerns abwechseln bzw. wiederholen. Insbesondere ist der streifenförmige Antennenkern in der ausgebildeten (dreidimensionalen) Struktur wärmebehandelt, so dass die weichmagnetischen Eigenschaften des Antennenkerns eingestellt sind.
Gemäß einer Ausgestaltung des Antennenkerns haben die Metall¬ schichten eine Dicke zwischen 10 und 50 μπι, jedoch vorzugsweise zwischen 12 bis 25 μπι und umfassen insbesondere eine Anzahl von vierzig Schichten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Antenne zum Abstrahlen eines elektromagnetischen Signals geschaffen, die insbesondere nach einem oben dargestellten Verfahren hergestellt sein kann. Dabei umfasst die Antenne zunächst einen Antennenkern gemäß obiger Beschreibung bzw. eine Ausgestaltung hiervon. Ferner umfasst die Antenne eine Spule, welche zumindest eine Wicklung aufweist, die um den Antennenkern gewickelt ist. Auf diese Weise wird wiederum eine Antenne geschaffen, die an eine Fahrzeug¬ komponente anpassbar ist, in der sie installiert werden soll, und die ferner eine verbesserte Biegbarkeit und Unempfindlichkeit gegenüber Verformung aufweist. Die Antenne kann ferner noch Zuleitungen umfassen, die mit der Spule verbunden sind. Die Zuleitungen führen dann zu einer Antennentreiberschaltung, die in der Lage ist, die Antenne im Betrieb mit Strom zu versorgen, so dass diese die (insbesondere) langwelligen elektromagnetischen Signale abgeben kann.
Gemäß einer Ausgestaltung umfasst die Antenne ferner ein Gehäuse, das den Antennenkern derart formschlüssig umgibt, dass die sich in der Richtung senkrecht zur Ebene des streifenförmigen Antennenkerns erhebende Struktur eine Innenseite des Gehäuses kontaktiert. Auf diese Weise kann durch Formschluss und/oder Kraftschluss zwischen dem Antennenkern und dem Gehäuse verhindert werden, dass sich die Antenne in dem Gehäuse bewegt und aufgrund der Bewegung mechanischen Belastungen ausgesetzt ist. Des Weiteren ist es denkbar, dass die zumindest eine Wicklung nicht direkt um den Antennenkern, sondern vielmehr um das Gehäuse, dass den Antennenkern umgibt gewickelt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeugbauteil ge¬ schaffen, das eine oben beschriebene Antenne bzw. eine Ausge¬ staltung hiervon zum Abstrahlen eines Elektromagnetischen Signals zur Kommunikation mit dem Identifikationsgeber eine Kraftfahrzeug-Zugangs- und/oder Startanordnung aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Verfahren sind, soweit im Übrigen auf den Antennenkern und die Antenne übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des Antennenkerns oder der Antenne anzusehen .
Im Folgenden sollen nun beispielhafte Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung bezugnehmend auf die beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Antennenkerns mit einer Mehrzahl von Metallschichten in einer perspektivischen Ansicht; Figur 2A und 2B eine schematische Darstellung eines Ver¬ fahrens zum Umformen eines streifenförmigen Antennenkerns mittels eines ersten Werkzeugs;
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum
Umformen eines streifenförmigen Antennenkerns mittels eines zweiten Werkzeugs;
Figur 4 eine schematische Darstellung der Wärmebehandlung
(des Temperns) eines umgeformten streifenförmigen Antennenkerns ;
Figur 5 einen wärmebehandelten, umgeformten, streifenförmigen Antennenkern, der in einem Gehäuse untergebracht ist;
Figur 6 eine Antenne, gemäß einer Aus führungs form der Erfindung mit einem Antennenkern gemäß der Darstellung von Figur 5;
Figur 7 ein Fahrzeug mit einer Zugangsanordnung, dass ein
Bauteil mit einer Antenne von Figur 6 zur Kommu¬ nikation mit einem Identifikationsgeber aufweist;
Figur 8 eine schematische Darstellung der obersten Schicht
(bzw. Gruppe von obersten Schichten) eines herkömmlichen Antennenkerns zur Erläuterung des
Bruchverhaltens bei zu starker Verformung, wobei Biegungen sowie Stauchung und Streckung in der Ebene der Schicht (en) zu hohen Zug- und Druckkräften im Material führen;
Figur 9 eine schematische Darstellung des Antennenkerns gemäß einer Aus führungs form der Erfindung mit einer wellenförmigen Struktur in perspektivischer Ansicht, die aufgrund dieser wellenförmigen dreidimensionalen Struktur eine verbesserte Biegbarkeit gegenüber dem herkömmlichen Antennenkern von Figur 8 aufweist, wobei Biegungen senkrecht zur Streifenebene sowie Stauchung und Streckung in der Längsrichtung (L) durch Biegung der Struktur der relativ dünnen Streifen aufgenommen werden.
Es sei zunächst auf Figur 1 verwiesen, in der eine schematische Darstellung eines Antennenkerns AK10 für eine Antenne zum Ab- strahlen eines elektromagnetischen Signals dargestellt ist. Wie es in Figur 1 zu sehen ist, wird zur Ausbildung des Antennenkerns AK10 eine Mehrzahl von Metallschichten KS übereinandergestapelt bzw. zu einem Paket geformt. Im zusammengefügten Zustand aller Metallschichten hat der Antennenkern AK10 die Form eines Streifens (bzw. eines Bands), der im Ausgangszustand entlang einer Ebene E ausgerichtet ist, welche durch den Antennenkern AK10 verläuft. Die einzelnen Metallschichten können dabei eine Dicke von 15 bis 25 μπι aufweisen. Obwohl in der schematischen Darstellung lediglich 4 Metallschichten gezeigt sind, werden zur Herstellung des Antennenkerns ca. 40 Metallschichten verwendet werden. Der Antennenkern AK10 hat dabei eine Länge L und eine Breite B, wobei die Länge L eine größere Abmessung als die Breite B aufweist. Zur Herstellung amorpher Metalle wird (kurz skizziert) eine entsprechende Metalllegierung mit hoher Temperatur auf eine Walze aufgebracht und dabei sehr schnell abgekühlt (Rascherstar- rungstechnik) . Der so entstehende Metallfilm bzw. die so entstehende Metallschicht besitzt aufgrund des großen Tempera- turkoeffizienten bei der Abkühlung auch bei Zimmertemperatur amorphe Materialeigenschaften. Ähnlich wie herkömmliche Materialien besitzt auch ein amorphes Metall eine Permeabilität μΓ » 1, die das Magnetfeld beeinflusst. Jedoch lassen sich die bisher mit gesinterten Ferriten erreichten Kommunikationsreichweiten bei Verwendung amorpher Metalle mit deutlich geringeren Antennenabmessungen realisieren. Durch den Herstellungsprozess als sog. „Melt extract" (Schmelzextrahier) oder „Melt overflow" (Schmelzüberlauf) - Verfahren bedingt hat ein amorpher Metallfilm eine Dicke von ca. 12 bis 25 μπι. Für den Einsatz in einem Kraftfahrzeugbauteil , wie einem Türgriff können die Metall¬ schichten auf eine Breite von ca. 15 mm ausgestanzt oder ge¬ schnitten werden. Es sind jedoch auch größere Abmessungen von a. 300mm denkbar. Es ist ferner denkbar, dass zwischen benachbarten Metallschichten dünne Isolatorschichten zur Isolierung der Metallschichten gegeneinander angeordnet werden können. Die Isolatorschichten sind jedoch in der Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Nachdem nun der streifenförmige Antennenkern AK10 aus den einzelnen Metallschichten KS gebildet wurde, wird der streifenförmige Antennenkern bzw. dessen Metallschichten in einem nächsten Schritt umgeformt. Zu diesem Zweck kann ein erstes Werkzeug WZ1 verwendet werden, das einen ersten Werkzeugteil WT11 und einen zweiten Werkzeugteil WT12 umfasst. Dabei hat der erste Werkzeugteil WT11 eine Umformfläche UF 11 und hat der zweite Werkzeugteil eine korrespondierende Umformfläche UF12. Be¬ trachtet man Figur 2A, so ist in dieser Schnittdarstellung des ersten Werkzeugs WZ1 bzw. dessen Teile WT11 und WT12 zu erkennen, dass die jeweiligen Umformflächen UFll und UF12 eine wellenförmige Struktur mit jeweils einer Vielzahl von Erhebungen und Senken aufweist. Des Weiteren sei angemerkt, dass der Antennenkern AK10 derart dargestellt ist, dass sich die Längsrichtung in der Bildebene von Links nach Rechts erstreckt, während die Quer¬ richtung bzw. Breite sich senkrecht zur Bildebene erstreckt. Vorteilhafterweise ist auch die Ausdehnung der jeweiligen
Werkzeugteile WT11 und WT12 (senkrecht zu der Bildebene) so bemessen, dass sie mindestens der Breite des Antennenkerns AK10 entspricht . Wird in einem ersten Teilschritt des Umformens nun der Anten¬ nenkern AK10 entsprechend der Darstellung Figur 2A zwischen die beiden Umformflächen UFll und UF12 der jeweiligen Werkzeugteile eingebracht und wird der zweite Werkzeugteil WT12 in Richtung von Unten nach Oben entlang des Pfeils UD mit einer Kraft bzw. einem Druck bewegt, so kommt sowohl die Umformfläche UF12 als auch die Umformfläche UFll in Kontakt mit dem Antennenkern AK10 wobei durch Aufbringen der Kraft auf das zweite Werkzeugteil WT12 in Richtung des Pfeils UD die jeweiligen Umformflächen ihre dreidimensionale Struktur (wellenförmige Struktur) dem Antennenkern AK10 auf- prägen. Ist dieser Umformprozess , genauer gesagt Druckumform- prozess, erledigt, so können die beiden Werkzeugteile WT11 und WT 12 wieder voneinander weg bewegt werden, wie es in Figur 2B dargestellt ist. Durch den Umformprozess hat sich nun ein um- geformter streifenförmiger Antennenkern AK11 ergeben, der nun dem ersten Werkzeug WZl entnommen und der weiteren Verarbeitung zugeführt werden kann. Alternativ zum ersten Werkzeug WZl kann auch ein zweites Werkzeug WZ 2 zum Umformen eines streifenförmigen Antennenkerns AK10 verwendet werden, wie es beispielsweise (sehr schematisch) in Figur 3 dargestellt ist. Das zweite Werkzeug WZ2 besteht dabei aus einem ersten Zahnrad (bzw. Zahnwalze) ZR1 und einem zweiten Zahnrad (bzw. einer zweiten Zahnwalze) ZR2, die in der Darstellung von Figur 3 übereinander angeordnet sind, wobei im Betrieb die Zähne des einen Zahnrads in Zwischenräume zwischen den Zähnen des anderen Zahnrads eingreifen. Die beiden Zahnräder ZR1 und ZR2 sind dabei derart zueinander angeordnet, dass ein gewisser Schlupf besteht, der der Dicke des noch streifenförmigen Antennenkerns AK10 entspricht. Es sei dabei bemerkt, dass es sich bei der Figur 3 lediglich um eine schematische Darstellung handelt, wobei keine genauen Abmessungen dargestellt sind. Wird nun der streifenförmige Antennenkern AK10 in Richtung des Pfeils R in Richtung der beiden Zahnräder ZR1 und ZR2 , genauer gesamt zwischen diese beiden Zahnräder bewegt, so wird der Antennenkernstreifen derart verformt, dass einerseits durch Druck eines Zahnradzahns von oben eine Senke entsteht, während durch eine Rotation des ersten Zahnrads ZR1 in Richtung des Pfeils ROI und eine Rotation des zweiten Zahnrads ZR2 in Richtung des Pfeils R02 der Antennenkern in Richtung des Pfeils R nach rechts bewegt wird, so dass schließlich ein Zahn des zweiten Zahnrads ZR2 einen Druck auf den streifenförmigen Antennenkern AK 1 ausübt und eine Erhebung an diesem entstehen lässt. Durch weitere Rotation der Zahnräder in der in der Figur angegebenen Richtung entstehen so wiederholt Senken und Erhebungen am streifenförmigen Antennenkern, so dass nach einem kompletten Durchlaufen der beiden Zahnräder ein umgeformter Antennenkern AK11 mit einer (drei- dimensionalen) wellenförmigen Struktur entsteht, wie es in Figur 3 gezeigt ist. Nachdem nun entweder gemäß dem in den Figuren 2 oder in Figur 3 dargestellten Verfahren ein umgeformter Antennenkern AKll entstanden ist, wird dieser umgeformte Antennenkern AKll einer Wärmebehandlung bzw. einem Tempern unterzogen, wie es schematisch in Figur 4 dargestellt ist, wobei mittels einer Wärmeerzeu¬ gungseinrichtung WBV Wärme, z.B. in Form von Wärmestrahlung WST auf den umgeformten Antennenkern AKll abgegeben wird. Diese Wärmebehandlung des Antennenkerns AKll dient dazu, die ge¬ wünschten magnetischen Eigenschaften einzustellen. Es ist denkbar, dass die Wärmebehandlung im Zusammenhang mit der Beaufschlagung des Kerns AKll mit einem Magnetfeld erfolgt. Das Magnetfeld BF wird dabei mittels einer entsprechenden Einrichtung MFV zum Erzeugen des Magnetfelds auf den Antennenkern AKll abgegeben. Nach der Wärmebehandlung (ohne oder mit Magnetfeld) gemäß Figur 4 verändert sich die Struktur des Antennenkerns AKll derart, dass er nun spröde geworden ist, und eine geringere Biegbarkeit als im Zustand vor der Wärmebehandlung aufweist. Aus diesem Grund wurde der Antennenkern noch vor der Wärmebehandlung dem Umformprozess unterzogen, um die Struktur mit der Vielzahl von Erhebungen und Senken bzw. die wellenartige Struktur ohne
Zerstörung des Antennenkerns zu schaffen, und dann erst im letzten Bearbeitungsschritt des Kerns die Wärmebehandlung vorzunehmen.
Der nun nach der Wärmebehandlung entstandene streifenförmige Antennenkern AK12 wird in dem Gehäuse GH eingesetzt, in dessen Innenraum eine obere Gehäuseinnenseite GHOI und eine untere Gehäuseinnenseite GHUI vorgesehen ist. Der wärmebehandelte umgeformte Antennenkern AK12 ist nun derart in den Innenraum des Gehäuses GH eingesetzt, dass seine jeweiligen Erhebungen EH an die obere Gehäuseinnenseite anstoßen, während jeweiligen Senken SE an die untere Gehäuseinnenseite anstoßen. Vorzugsweise ist das Gehäuse derart ausgebildet, dass auch die jeweiligen Endseiten des Antennenkerns in Längsrichtung in Kontakt mit den gegenüberliegenden Gehäuseinnenseiten stehen, so dass eine Bewegung des Antennenkerns AK12 in dem Gehäuse GH verhindert wird. Auf diese Weise können bei der bestimmungsgemäßen Verwendung des Antennenkerns in einer Spule mechanische Belastungen aufgrund einer möglichen Bewegung in dem Gehäuse verringert werden und somit die Lebensdauer des Antennenkerns erhöht werden.
Das Gehäuse GH, das beispielsweise die Form eines Quaders aufweisen kann, wird nun zusammen mit dem darin befindlichen Antennenkern AK12 zum Aufbau einer Antenne A T verwendet, wie sie in Figur 6 dargestellt ist. Dazu wird um das Gehäuse eine Spule SP aus einem elektrischen Leiter mit mindestens einer (in Beispiel von Figur 6 mit drei Wicklungen Wl, W2 und W3) gewickelt. Die Wicklungen werden dann mit Zuleitungen ZL kontaktiert, welche wiederum mit einem Antennentreiber ATR verbunden sind. Mittels einer derartigen Antenne kann nun mittels des Antennentreibers ATR ein elektromagnetisches Signal, insbesondere langwelliges elektromagnetisches Signal ausgesendet werden, um beispielsweise einen Identifikationsgeber eines Benutzers für ein Sicherheitssystem, wie beispielsweise eine Zugangsanordnung oder eine Startanordnung zu aktivieren.
Durch den Einsatz des wärmebehandelten umgeformten Antennenkerns AK12 ist es somit möglich, eine Antenne ANT zu schaffen, die einerseits gegenüber Ferritkern-basierten Antennen in der Abmessung als auch im Gewicht verringert ist und gegenüber Antennen mit ebenen amorphen Metallkernen (d.h. Antennenkernen ohne dreidimensionale bzw. wellenförmigen Struktur) aufgrund der größeren Biegbarkeit eine geringere Bruchwahrscheinlichkeit und somit eine größere Zuverlässigkeit hat.
Wie es in Figur 9 angedeutet ist, ist es möglich, durch ent¬ sprechende Druckkräfte gemäß der Pfeile PO und PU, die im verwendungsgemäßen Gebrauch entstehen können, einen Antennenkern AK11 oder AK12 stärker zu verformen (in der Mitte nach oben zu biegen) , als es bei einem unstrukturierten ebenen Antennenkern bzw. der ebenen Schicht AKO gemäß Figur 8 der Fall ist, weil die Verformungen nicht durch Druck-/bzw. Zugkräfte in der Ebene der Streifen aufgenommen werden, sondern durch Biegung der dünnen Streifen aus der Ebene heraus diese Verformung aufgenommen wird. Dies gilt insbesondere auch für Verformungen der Streifen durch Zug- oder Druckkräfte in der Längsrichtung der Antenne (hier nicht weiter dargestellt) .
Es sei nun auf Figur 7 verwiesen, in der ein Fahrzeug FZ gezeigt ist, das ein Fahrzeugbauteil in der Form eines Türgriffs TG aufweist, in dem eine Antenne ANT gemäß der Ausführung von Figur 6 untergebracht ist. Die Antenne ANT ist dabei in der Lage, ein langwelliges elektromagnetisches Signal als Anfragesignal bzw. Aufwecksignal ANS an einen von einem Benutzer mitgeführten mobilen Identifikationsgeber zu senden, der durch das Anfragesignal ANS aufgeweckt wird. Der Identifikationsgeber IDG wird einerseits durch das Anfragesignal ANS aufgeweckt und ferner noch dazu getriggert, ein Antwortsignal AWS in Richtung des Fahrzeugs zu senden. Dabei kann das Antwortsignal auf einer anderen Frequenz liegen als das Anfragesignal. Ausgelöst durch diesen Dialog Anfragesignal - Antwortsignal kann in einem folgenden Kommu- nikationsprozess der Identifikationsgeber seinen Identifikationscode ans Fahrzeug FZ übertragen. Zum Empfang des bzw. der Antwortsignale AWS kann das Fahrzeug eine weitere (nicht dar- gestellte) Antenne aufweisen. All die Antennen sowie auch der Identifikationsgeber können somit als Komponenten einen Zugangsanordnung des Fahrzeugs FZ betrachtet werden.
Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, die Antenne ANT in einem exponierten Fahrzeugbauteil, wie dem Türgriff TG vorzusehen, wobei durch die Möglichkeit einer flexiblen Formgebung des Antennenkerns AK12 eine gute Anpassung an die Form des Türgriffs möglich ist. Entstehen beim Betätigen des Türgriffs irgendwelche Kräfte auf die Antenne, bzw. den Antennenkern, so können diese Kräfte durch den umgeformten Antennenkern AK12 aufgenommen werden, ohne dass der Antennenkern zerstört ist. Außerdem ist es möglich, dass die während des Aussendens eines elektromagne¬ tischen Signals mit einer bestimmten Frequenz (beispielsweise von 125 kHz für eine Zugangsanordnung) in den einzelnen Metall- schichten des Antennenkerns AK12 Kräfte entstehen können, die durch die wellenartige Struktur des Antennenkerns AK12 wieder ausgeglichen werden können, ohne dass der Antennenkern AK12 zerstört wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Antennenkerns für eine Antenne
(ANT) zum Abstrahlen eines elektromagnetischen Signals (ANS) , mit folgenden Schritten: Übereinanderanordnen einer Mehrzahl von Metallschichten (KS) aus einer nanokristallinen oder einer amorphen, weichmagnetischen Metalllegierung um einen streifenförmigen Antennenkern (AK10) auszubilden, der entlang einer Ebene (E) ausgerichtet ist;
Umformen des streifenförmigen Antennenkerns derart, dass eine sich entlang der Querrichtung (B) des streifenförmigen Antennenkerns (AK11) erstreckende Struktur (EH, SE) entsteht, die sich in einer Richtung senkrecht zur Ebene (E) des streifenförmigen Antennenkerns erhebt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner einen Schritt des Wärmebehandeins des umgeformten streifenförmigen Antennenkerns aufweist, um die weichmagnetischen Eigenschaften einzustellen .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in dem Schritt des Umformens eine zickzackartige oder wellenförmige Struktur ausgebildet wird, die eine Vielzahl von sich in Querrichtung (B) des streifenförmigen Antennenkerns erstreckende Erhe¬ bungen (EH) und Senken (SE) aufweist, die sich entlang der Längsrichtung des streifenförmigen Antennenkerns abwechselnd wiederholen .
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 3, bei dem das Umformen mittels eines Umformwerkzeugs (BZ1) erfolgt, das aus einem ersten Teil (WT11) und einem zweiten Teil (WT12) besteht, die jeweils eine Umformfläche (UF11, UF12) mit einer zickzackartigen oder wellenförmigen Struktur aufweisen, wobei im Schritt des Umformens in einem ersten Teilschritt der streifenförmige Antennenkern (AK10) zwischen die Umformflächen des ersten Teils und des zweiten Teils des Umformwerkzeugs eingebracht wird und in einem zweiten Teilschritt der erste Teil des Umformwerkzeugs durch Auf- bringens eines Druckes (UD) in Richtung des zweiten Teils bewegt wird, um die Struktur in dem streifenförmigen Antennenkern (AK11) auszubilden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3, bei dem das Umformen mittels eines Umformwerkzeugs erfolgt (WZ2) erfolgt, das aus einem ersten Zahnrad (ZR1) und einem korrespondierenden zweiten Zahnrad (ZR2) besteht, zwischen denen ein Schlupf in der Abmessung der Dicke des streifenförmigen Antennenkerns besteht, wobei im Schritt des Umformens der streifenförmige Antennenkern zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnrad hindurchbewegt wird, so dass durch jeweilige Zähne der Zahnräder die Struktur in dem streifenförmigen Antennenkern ausgebildet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem im Schritt des Übereinanderanordnens der Mehrzahl von Metallschichten zwischen benachbarten Metallschichten Isolatorschichten angeordnet werden.
7. Verfahren zum Herstellen einer Antenne (ANT) zum Abstrahlen eines elektromagnetischen Signals (ANS), insbesondere eines langwelligen elektromagnetischen Signals mit folgenden Schritten,
Herstellen eines Antennenkerns (AK12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5;
Umgeben des Antennenkerns (AK12) mit einer Spule (SP) um¬ fassend zumindest eine Wicklung (Wl, W2, W3) .
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Antennenkern (AK12) nach dem Herstellen derart von einem Gehäuse umgeben wird, dass die sich in einer Richtung senkrecht zur Ebene des streifenförmigen Antennenkerns erhebende Struktur eine Innenwand (GHOI, GHUI) des Gehäuses kontaktiert.
9. Antennenkern für eine Antenne (ANT) zum Abstrahlen eines elektromagnetischen Signals, insbesondere hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, der streifenförmig ausgebildet ist, und
und aus einer Mehrzahl von Metallschichten (KS) aus einer nanokristallinen oder einer amorphen, weichmagnetischen Metalllegierung besteht;
wobei der streifenförmige Antennenkern (AK12) einen sich entlang der Querrichtung (B) des streifenförmigen Antennenkerns erstreckende Struktur aufweist, die sich in einer Richtung senkrecht zur Ebene (E) des streifenförmigen Antennenkerns erhebt.
10. Antennenkern nach Anspruch 9, bei dem die Metallschichten eine Dicke von 12 bis 25 um, und insbesondere eine Anzahl von 20 bis 80, vorzugsweise 40 Schichten ausweisen.
11. Antenne zum Abstrahlen eines elektromagnetischen Signals, insbesondere hergestellt gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8 mit folgenden Merkmalen:
einem Antennenkern (AK12) nach einem der Ansprüche 8 oder 9; einer Spule (SP) umfassend zumindest eine Wicklung (Wl, W2, W3), die um den Antennenkern gewickelt ist.
12. Antenne nach Anspruch 11, die ferner ein Gehäuse (GH)
aufweist, das den Antennenkern (AK12) derart umgibt, dass die sich in einer Richtung senkrecht zur Ebene (E) des streifenförmigen Antennenkerns erhebende Struktur eine Innenwand (GHOI, GHUI) des Gehäuses kontaktiert.
13. Fahrzeugbauteil (TG) umfassend eine Antenne (A T) , gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12 zum Abstrahlen eines elektromagnetischen Signals (ANS) zur Kommunikation mit einem Identifikationsgeber (IDG) eines Fahrzeug-Zugangs und/oder Start-Anordnung .
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