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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Individualisierung von Interieur- und/oder Exterieurbauteilen eines Kraftfahrzeugs mithilfe eines Beschriftungslasers.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten für die Individualisierung von Kraftfahrzeugkomponenten durch Einsatz eines Beschriftungslasers bekannt.
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Eine Möglichkeit der Individualisierung bietet bspw. das in der
WO 2005/061170 A1 derselben Anmelderin beschriebene Verfahren zur Herstellung eines grafischen Elements auf einem metallisch beschichteten Formkörper durch punktliche Laserbestrahlung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Individualisierung von Interieur- und/oder Exterieurbauteilen anzugeben, das gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wenigstens einen Vorteil bietet.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Mit einem nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich die Lösung der Aufgabe auch auf eine erfindungsgemäße Laserbeschriftungsvorrichtung, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbar ist. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände sowohl aus den abhängigen Patentansprüchen als auch aus den nachfolgenden Erläuterungen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Individualisierung von Interieur- und/oder Exterieurbauteilen eines Kraftfahrzeugs sieht die Verwendung eines Beschriftungslasers bzw. Beschriftungslaserstrahls vor, mit dem auf der betreffenden Bauteiloberfläche wenigstens ein individuelles Motiv erzeugt wird, wobei die Individualisierung mithilfe des Beschriftungslasers erst nach der Fertigstellung bzw. nach der fertigen Herstellung des Kraftfahrzeugs erfolgt bzw. vorgenommen wird.
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Die erfindungsgemäße Individualisierung von Interieur- und/oder Exterieurbauteilen bei einem fertig hergestellten Kraftfahrzeug kann auch als nachträgliche Individualisierung bezeichnet werden. Die nachträgliche Individualisierung durch Laserbeschriften kann im Anschluss an die Fahrzeugproduktion erfolgen, insbesondre noch im Werk, bspw. in einem der Fahrzeugherstellung nachfolgenden Vorgang. Die nachträgliche Individualisierung durch Laserbeschriften kann aber auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen, insbesondere außerhalb des Werks, bspw. bei einem Händler oder in einer Werkstatt. Die Erfindung ist sowohl für Neufahrzeuge als auch für Gebrauchtfahrzeuge geeignet.
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Unter einem individuellen Motiv wird ein Bild verstanden, das grafische Bestandteile (bspw. Logos, Ornamente, Muster, Zeichnungen, geeignet aufbereitete Fotografien und dergleichen) und/oder Schriftbestandteile (bspw. Buchstaben, Textfelder, Schriftzüge, Initialen und dergleichen) enthalten kann, wobei eine im Wesentlichen freie Motivwahl besteht. Neben Punkten und Linien sind auch gefüllte Flächen erzeugbar.
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Benötigte Bilddaten können, z. B. vom Kunden, auf einem Datenträger oder auch per Internet, Cloud oder dergleichen bereitgestellt werden. Gegebenenfalls ist eine Aufbereitung der Bilddaten in ein vom Steuergerät bzw. von der Steuereinrichtung der Laserbeschriftungsvorrichtung verwertbares Datenformat erforderlich.
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Die zu individualisierenden Bauteile können eine aus Metall, Leder, Kunststoff (auch Faserverbundkunststoff) und/oder Holz gebildete Oberfläche aufweisen. Eine durch Laserbeschriften mittels Beschriftungslaser bzw. Beschriftungslaserstrahl (nachfolgend auch nur als Laserstrahl bezeichnet) auf der Oberfläche eines betreffenden Bauteils mit wenigstens individuellem Motiv bzw. Bild erzeugte Laserbeschriftung ist nachbearbeitungsfrei, beständig, insbesondere wetterbeständig, und abriebfest. Die Laserbeschriftung hat außerdem eine hochwertige optische und haptische Erscheinung. Das Laserbeschriften kann direkt auf der Oberfläche erfolgen. Ein nennenswerter Materialabtrag (Lasergravur) ist nicht vorgesehen, gleichwohl jedoch möglich.
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Ein zu individualisierendes Interieur- oder Exterieurbauteil kann zum Aufbringen einer Laserbeschriftung aus dem Kraftfahrzeug ausgebaut werden. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die Individualisierung mithilfe des Beschriftungslasers bzw. durch Laserbeschriften direkt an dem verbauten Interieur- oder Exterieurbauteil vorgenommen wird, ohne dass dieses zuvor demontiert bzw. aus dem Kraftfahrzeug ausgebaut wird.
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Bevorzug erfolgt die Individualisierung durch Laserbeschriften mithilfe eines bewegbaren Laserbeschriftungskopfs, der über dem betreffenden Interieur- oder Exterieurbauteil positioniert wird. Hierzu kann der bewegbare Laserbeschriftungskopf z. B. an einem Roboter befestigt sein und mithilfe dieses Roboters bspw. auch in einem Fahrzeuginnenraum (Fahrgastzelle, Kofferraum, Motorraum, etc.) positioniert werden. Der bewegbare Laserbeschriftungskopf kann aber bspw. auch als handgeführter Laserbeschriftungskopf ausgebildet sein, der händisch über dem betreffenden Interieur- oder Exterieurbauteil positioniert werden kann. Die Fixierung am Kraftfahrzeug oder direkt am Bauteil kann bspw. mit Unterdruck, Magneten, einer Klemmvorrichtung, einem Gestell und/oder dergleichen erfolgen.
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Die Oberfläche des betreffenden Interieur- oder Exterieurbauteils kann an der Beschriftungsstelle eben sein (2D-Oberfläche) oder eine räumliche Formgebung (3D-Oberfläche), bspw. mit einer Flächenkrümmung, aufweisen. Der Laserbeschriftungskopf ist insbesondere derart ausgebildet, dass der Beschriftungslaser einen möglichst großen Fokusbereich aufweist. Der Fokusbereich beträgt bspw. +/–20 mm bezogen auf die ideale Fokuslage, bei einer Beschriftungsfeldgröße von bis zu 300 mm × 300 mm.
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Ferner kann die Steuereinrichtung der Laserbeschriftungsvorrichtung derart ausgebildet sein, dass auch auf solchen 3D-Oberflächen eine verzerrungsfreie Bilderzeugung möglich ist, was nach vorheriger Geometrieerfassung durch eine geeignete Umrechnung vorhandener Bilddaten ermöglicht wird. Die Geometrieerfassung der zu individualliierenden Oberfläche kann bspw. durch Flächendigitalisierung mit einem Geometriescanner erfolgen. Der Geometriescanner kann zusammen mit dem bewegbaren Laserbeschriftungskopf an einem Roboterarm befestigt sein. Der Geometriescanner kann aber auch zusammen mit dem bewegbaren Laserbeschriftungskopf an einem Gestell befestigt sein, welches zur erfindungsgemäßen Laserbeschriftungsvorrichtung gehören kann. Ein solches Gestell ist bspw. ein Drehgestell oder dergleichen. Das Drehgestell wird, insbesondere händisch, über einem zu individualliierenden Interieur- oder Exterieurbauteil positioniert. Zunächst wird die Oberfläche mithilfe des entsprechend positionierten Geometriescanners erfasst. Danach kann durch Drehen des Drehgestells der Laserbeschriftungskopf in die gleiche Position (wie zuvor der Geometriescanner) gebracht werden und die Laserbeschriftung erzeugt werden.
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Bevorzugt ist das betreffende Interieur- oder Exterieurbauteil oder zumindest dessen Oberfläche an der Beschriftungsstelle aus Metall, vorzugsweise aus Eisen oder Stahl und insbesondere aus Edelstahl gebildet, wobei mit dem Beschriftungslaser gezielt Anlauf- bzw. Anlassfarben in der Oberfläche erzeugt werden, die einer permanenten Farbgebung der erzeugten Laserbeschriftung dienen. Bevorzugt können auch unterschiedliche Farben, Farbschattierungen (d. h. verschiedene Farbintensitäten) und/oder Farbverläufe erzeugt werden.
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Vor dem Aufbringen einer individuellen Laserbeschriftung mit Anlassfarben kann mit unterschiedlichen Laserstrahlparametern eine Farbpalette der möglichen Anlassfarben erzeugt werden. Die Farbpalette kann bspw. auf einer materialgleichen Metallprobe oder gegebenenfalls auch auf der Rückseite (oder einem sonstigen im verbauten Zustand nicht sichtbaren Bereich) des betreffenden Interieur- oder Exterieurbauteils erzeugt werden. Die zu den Anlassfarben gehörenden Laserstrahlparameter (bspw. die Laserleistung, der Fokusdurchmesser, die Verfahrgeschwindigkeit und dergleichen) können dann für die Erzeugung der eigentlichen Laserbeschriftung verwendet werden. Das Erstellen einer solche Farbpalette dient also dem Auffinden entsprechender Laserstrahlparameter.
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Bevorzugt ist die Steuereinrichtung der Laserbeschriftungsvorrichtung derart ausgebildet, dass eine solche Farbpalette automatisiert erzeugt werden kann.
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Das zu individualisierende Interieur- oder Exterieurbauteil kann ohne Beschichtung (beschichtungsfrei) ausgebildet sein, so dass der Beschriftungslaser direkt auf dessen unbeschichtete Oberfläche gerichtet wird. Das betreffende Interieur- oder Exterieurbauteil kann aber, zumindest an der Beschriftungsstelle, auch eine Beschichtung aufweisen, die mit dem Beschriftungslaser beschädigungsfrei verändert und insbesondere, zumindest dünnschichtig, abgetragen wird. Bei dieser Beschichtung kann es sich z. B. um einen Klarlack oder einen Farblack (auch mehrlagig) handeln. Ferner kann es sich um eine Metall- oder Oxidschutzschichtbeschichtung handeln. Das betreffende Interieur- oder Exterieurbauteil kann z. B. eine Eloxal-Schicht und insbesondere eine farbige Eloxal-Schicht aufweisen, die im Zuge einer erfindungsgemäßen Individualisierung vom Beschriftungslaser abgedampft wird.
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Die erfindungsgemäße Laserbeschriftungsvorrichtung umfasst:
- – einen bewegbaren Laserbeschriftungskopf, mit einem Sanner bzw. einer Scannereinrichtung zur Lenkung des Beschriftungslasers bzw. des Beschriftungslaserstrahls;
- – ein Versorgungsgerät bzw. eine Versorgungseinrichtung, mit einer Laserquelle und einer Steuereinrichtung; und
- – einen flexiblen Kabelstrang, über den der bewegbare Laserbeschriftungskopf mit dem Versorgungsgerät verbunden ist.
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Bei der Laserbeschriftungsvorrichtung kann es sich um eine stationäre Vorrichtung handeln, wobei der bewegbare Laserbeschriftungskopf z. B. an einem Roboter bzw. Roboterarm oder dergleichen befestigt ist.
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Bei der Laserbeschriftungsvorrichtung kann es sich aber auch um eine portable (d. h. portabel oder mobil ausgebildete) Vorrichtung handeln, die einen handgeführten und insbesondere kompakt und leicht gestalteten Laserbeschriftungskopf, sowie ein mobiles Versorgungsgerät, das bspw. in einem transportierbaren Gehäuse, Container, Schrank oder dergleichen angeordnet ist, umfasst. Die portable bzw. mobile Laserbeschriftungsvorrichtung lässt sich, im Gegensatz zu einer stationären Laserbeschriftungsvorrichtung, einfach zu einem beliebigen Verwendungsort transportieren. Eine individuelle Laserbeschriftung kann dann ortsunabhängig und zumeist auch sofort erstellt werden.
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Die Laserbeschriftungsvorrichtung kann bspw. in einem eigens dafür ausgebildeten Schutzraum oder dergleichen betrieben werden. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass der Laserbeschriftungskopf der Laserbeschriftungsvorrichtung eine Beschriftungskammer aufweist, mit der der Beschriftungsbereich lokal abgeschirmt werden kann. Hierzu kann der Laserbeschriftungskopf z. B. ein die Beschriftungskammer umschließendes und nach unten bzw. zum beschriftenden Bauteil hin offenes Gehäuse aufweisen. Zur Abdichtung dieses Gehäuses gegenüber dem betreffenden Interieur- oder Exterieurbauteil kann am Gehäuse eine die Gehäuseöffnung umlaufende Dichtung, vorgesehen sein. Durch die Dichtung wird auch eine Abschirmung der Umgebung vor möglicher Laserlichtstreuung erreicht.
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Das Gehäuse des Laserbeschriftungskopfs kann wenigstens ein, insbesondere aus Sicherheitsglas gebildetes, Sichtfenster aufweisen, durch das hindurch der Beschriftungsvorgang überwacht werden kann. Ferner kann das Gehäuse wenigstens eine Öffnungsklappe aufweisen, die eine Zugänglichkeit zur Beschriftungskammer ermöglicht.
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Die Beschriftungskammer bzw. das Gehäuse kann ferner mit einer Luftabsaugung ausgebildet sein, so dass eine Absaugung von Dämpfen, Rauchen und/oder Partikeln, die während des Beschriftungsvorgangs bzw. beim Laserbeschriften entstehen, möglich ist. Hierzu kann die Beschriftungskammer über den Kabelstrang mit einer Absaugpumpe im Versorgungsgerät verbunden sein.
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Bei dem durch erfindungsgemäße Laserbeschriftung zu individualisierenden Interieur- oder Exterieurbauteil handelt es sich vorzugsweise um ein metallisches Bauteil und insbesondere um ein Edelstahlbauteil. Bspw. handelt es sich um ein Innenraum-Dekorelement, eine Einstiegsleiste, eine Kofferraumeinschubleiste oder dergleichen. Die erfindungsgemäße Laserbeschriftung zum Zwecke der Individualisierung kann im Wesentlichen ohne Vorbereitung direkt auf der beschichtungsfreien metallischen Oberfläche eines solchen Bauteils erfolgen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert.
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1 zeigt eine Einstiegsleiste an einem Kraftfahrzeug.
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2 zeigt schematisch eine portable Laserbeschriftungsvorrichtung während des Aufbringens einer individuellen Laserbeschriftung auf die Einstiegsleiste der 1.
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3 zeigt eine mit der portablen Laserbeschriftungsvorrichtung der 2 erzeugte Farbpalette für mögliche Anlassfarben.
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1 zeigt ausschnittsweise den Seitenschweller 100 eines Kraftfahrzeugs (PKW) mit einer Seitenschwellerverkleidung 110 und einer daran befestigten Einstiegsleiste 120, die insbesondere aus einem Edelstahlblech gebildet ist. Bei dieser Einstiegsleiste handelt es sich um ein Interieurbauteil im Sinne der Erfindung. Die Einstiegsleiste bzw. das Interieurbauteil 120 kann zur Individualisierung mit einem individuellen Motiv 130, das in dem gezeigten Beispiel Schriftbestandteile 131 und grafische Bestandteile 132 enthält, versehen werden. Anhand der 2 wird beispielhaft die erfindungsgemäße Individualisierung der Einstiegsleiste 120 mithilfe einer portablen Laserbeschriftungsvorrichtung erläutert.
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Zu der in 2 gezeigten portablen Laserbeschriftungsvorrichtung 200 gehört eine handgeführte Beschriftungseinrichtung bzw. ein Laserbeschriftungskopf 210, mit einem Gehäuse 211 (in einer Schnittansicht dargestellt), das eine nach unten offene Beschriftungskammer 212 umschließt, und mit einer Scannereinrichtung bzw. einem Scanner 214 zur Lenkung des Beschriftungslasers bzw. Beschriftungslaserstrahls L innerhalb der Beschriftungskammer 212. Der Scanner 214 ist an der oberen Gehäuseseite im Wesentlichen außenliegend am Gehäuse 211 befestigt und wird mit einem umgebenden Schutzkäfig 215 geschützt. Bei entsprechender Ausgestaltung kann der Schutzkäfig 215 zugleich auch als Griff zur Handhabung des Laserbeschriftungskopfs 210 dienen.
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Zu der portablen Laserbeschriftungsvorrichtung 200 gehört ferner ein Versorgungsgerät 220, das in einem transportierbaren Container oder dergleichen mit Bodenrollen 221 und Griffen 222 untergebracht ist. Das Versorgungsgerät 220 umfasst eine Laserquelle 223, eine Absaugpumpe 224, eine Vakuumpumpe 225 und eine Steuereinrichtung 226, die zur Steuerung der Laserquelle 223, der Absaugpumpe 224, der Vakuumpumpe 225 und des Scanners 214 ausgebildet ist. Bei der Steuereinrichtung 226 handelt es sich bevorzugt um einen Computer, der mit Tastatur, Maus, Bildschirm, üblichen Datenschnittstellen und dergleichen, sowie geeigneter Software ausgerüstet ist.
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Zu der portablen Laserbeschriftungsvorrichtung 200 gehört ferner noch ein einzelner flexibler Kabelstrang 230, über den der Laserbeschriftungskopf 210 mit dem Versorgungsgerät 220 verbunden ist. Der Kabelstrang 230 umfasst eine Glasfaserleitung zur Übertragung des Laserlichts, zwei Schlauchleitungen für das Ansaugvakuum die und für die Luftabsaugung aus Beschriftungskammer 212 und wenigstens eine Steuerleitung für die Spiegelsteuerung im Sanner 214. Anstelle eines einzelnen Kabelstrangs 230 können auch mehrere separate Kabel- und Schlauchverbindungen vorgesehen sein.
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Um die in 1 gezeigte Einstiegsleiste 120 mit einem individuellen Motiv bzw. Bild zu versehen, wird händisch der kompakte und leichte Laserbeschriftungskopf 210 direkt über dieser Einstiegsleiste 120 am Kraftfahrzeug positioniert. Durch das Gehäuse 211 wird ein definierter Abstand zwischen dem Scanner 214 und der sichtbaren Oberfläche der Einstiegsleiste 120 geschaffen. Die Fixierung des Laserbeschriftungskopfs 210 kann bspw. mittels Magneten und/oder mittels Unterdruck erfolgen.
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Nachdem der Laserbeschriftungskopf 210 wie gezeigt positioniert ist, wird der Beschriftungsvorgang manuell gestartet. Dabei werden zunächst die Absaugpumpe 224 und die Vakuumpumpe 225 eingeschaltet (oder alternativ entsprechende Pumpenventile geöffnet), wodurch die Luftabsaugung aus der Beschriftungskammer 212 beginnt und der Laserbeschriftungskopf 210 durch Unterdruck fixiert wird. Die Absaugpumpe 224 ist über eine Schlauchverbindung, die Bestandteil des Kabelstrangs 230 sein kann, mit der Beschriftungskammer 212 verbunden. Mit 216 ist ein am Laserbeschriftungskopfgehäuse 211 angeordneter und in die Laserbeschriftungskammer 212 hineinragender Schnorchel für die Luftabsaugung bezeichnet. Die Vakuumpumpe 225 ist über eine Schlauchverbindung 231, die ebenfalls Bestandteil des Kabelstrangs 230 sein kann, mit einem durch eine Doppeldichtung 213 gebildeten Dichtungszwischenraum R am Gehäuse 211 des Laserbeschriftungskopfs 210 verbunden (siehe Detaildarstellung X), so dass durch die Vakuumierung dieses Dichtungszwischenraums R eine Unterdruckfixierung des Laserbeschriftungskopfs 210 am Seitenschweller 100 ermöglicht wird. (Obenstehend sind auch andere Befestigungs- bzw. Fixierungsarten beschrieben.) Durch die umlaufende Doppeldichtung 213, die eine Innendichtung 213a und eine Außendichtung 213b umfasst, wird ferner eine atmosphärische Abdichtung und eine Streulichtabdichtung der Beschriftungskammer 212 gegenüber dem Seitenschweller 100 und auch gegenüber der Umgebung erreicht.
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In etwa gleichzeitig mit der Ansaugung bzw. Fixierung und der Luftabsaugung beginnt das Laserbeschriften, wobei der Laserstrahl L basierend auf bereitgestellten Bilddaten über die Oberfläche der Einstiegsleiste 120 bewegt wird. Die Lenkung des Laserstrahls L erfolgt in bekannter Weise durch Ansteuerung bewegbarer Spiegel im Scanner 214. Während des Laserbeschriftens können die Laserstrahlparameter verändert werden. Beim Laserbeschriften entstehende Rauche, Dämpfe und Partikel werden von der Absaugpumpe 224 abgesaugt. Der Beschriftungsvorgang und insbesondere der Laserstrahl können automatisch überwacht werden.
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Das Gehäuse 211 kann wenigstens ein Sichtfenster zur Beschriftungskammer aufweisen, durch das hindurch eine visuelle Überwachung des Beschriftungsvorgangs ermöglicht wird. Im Übrigen kann das Gehäuse 211 auch mit einer abgesicherten Öffnungsklappe ausgestattet sein, durch die eine Zugänglichkeit zur Beschriftungskammer 212 ermöglicht wird.
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Nach Beendigung des Beschriftungsvorgangs kann der Laserbeschriftungskopf 210 per Hand versetzt oder verschoben werden, um einen weiteren Beschriftungsvorgang auszuführen, falls das individuelle Motiv aufgrund der gegebenen Schriftfeldgröße (bspw. 300 mm × 300 mm) nicht mit einem Beschriftungsvorgang erzeugt werden kann.
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Mit dem Beschriftungslaser L können gezielt auch Anlauf- bzw. Anlassfarben in der Oberfläche der Einstiegsleiste 120 erzeugt werden, die einer permanenten Farbgebung dienen. Vor dem Aufbringen einer individuellen farbigen Laserbeschriftung kann, bspw. auf einer materialgleichen Blechprobe oder an einer nicht sichtbaren Stelle, mit unterschiedlichen Laserstrahlparametern eine Farbpalette möglicher Anlassfarben erzeugt werden. Eine solche Farbpalette 300 mit Anlassfarben 301–312 ist in 3 dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Seitenschweller
- 110
- Verkleidung
- 120
- Einstiegsleiste
- 130
- Motiv/Bild
- 131
- Schriftbestandteil
- 132
- grafischer Bestandteil
- 200
- portable Laserbeschriftungsvorrichtung
- 210
- Laserbeschriftungskopf
- 211
- Gehäuse
- 212
- Beschriftungskammer
- 213
- Doppeldichtung
- 213a
- Innendichtung
- 213b
- Außendichtung
- 214
- Scanner
- 215
- Schutzkäfig
- 216
- Absaugschnorchel
- 220
- Versorgungsgerät
- 221
- Rollen
- 222
- Griffe
- 223
- Laserquelle
- 224
- Absaugpumpe
- 225
- Vakuumpumpe
- 226
- Steuereinrichtung
- 230
- Kabelstrang
- 231
- Schlauchverbindung
- 300
- Farbpalette
- 301...312
- Anlassfarben
- L
- Beschriftungslaserstrahl
- R
- Dichtungszwischenraum
- X
- Detail
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2005/061170 A1 [0003]
- DE 102008046124 A1 [0004]
- DE 102007061170 A1 [0004]
