DE102019202435A1

DE102019202435A1 - Verfahren und vorrichtung zum lasermarkieren von kunststoffetiketten

Info

Publication number: DE102019202435A1
Application number: DE102019202435.1A
Authority: DE
Inventors: Sandra Klocke; Kilian Klages; Albrecht Schierholz
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2020-08-27
Also published as: US20220144000A1; EP3927557A1; WO2020169646A1; CN113423582A

Abstract

Verfahren zum Lasermarkieren von Kunststoffetiketten, mit den Verfahrensschritten:- Bereitstellen mindestens eines zu markierenden Kunststoffetiketts (2);- Bereitstellen eines Markierungslasers (8),- wobei der Markierungslaser (8) ein mindestens eine Laserdiode aufweisender Diodenlaser (8) ist und- wobei der Markierungslaser (8) kein weiteres laseraktives Medium aufweist, wie eine aktive Faser oder dergleichen;- Markieren des Kunststoffetiketts (2) durch Lasermarkieren mit dem Markierungslaser.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lasermarkieren von Kunststoffetiketten.
Reihenklemmen für Elektroinstallationen, wie sie z. B. in Schaltschränken verbaut werden, werden häufig mithilfe von Kunststoffetiketten gekennzeichnet bzw. beschriftet. Bei den Etiketten kann es sich um Beschriftungsprofile handeln, die formschlüssig in eine an der Reihenklemme vorgesehene Aufnahme geklemmt werden. Derartige Etiketten werden z. B. in eigens dafür vorgesehenen Beschriftungseinrichtungen markiert bzw. bedruckt.
Bekannte Beschriftungseinrichtungen haben häufig hohe Betriebskosten für den Endanwender, die z. B. durch einen hohen Energieverbrauch, z. B. beim Lasermarkieren, oder den Verbrauch herstellerspezifischer Toner- bzw. Tintenkartuschen und Druckmedien entstehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Problemstellung zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lasermarkieren von Kunststoffetiketten anzugeben, die ein kostengünstiges, effizientes Lasermarkieren von Etiketten ermöglichen.
Die voranstehend beschriebene, technische Problemstellung wird jeweils gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 9. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Lasermarkieren von Kunststoffetiketten, mit den Verfahrensschritten: Bereitstellen mindestens eines zu markierenden Kunststoff etiketts ; Bereitstellen eines Markierungslasers, wobei der Markierungslaser ein mindestens eine Laserdiode aufweisender Diodenlaser ist und wobei der Markierungslaser kein weiteres laseraktives Medium aufweist, wie eine aktive Faser oder dergleichen; Markieren des Kunststoffetiketts durch Lasermarkieren mit dem Markierungslaser.
Die Verwendung eines Diodenlasers bietet vorliegend den Vorteil, ein kostengünstiges und effizientes Lasermarkieren von Kunststoffetiketten zu ermöglichen. Dabei erfolgt das Markieren insbesondere dadurch, dass der Kunststoff des Kunststoffetiketts sich aufgrund des Energieeintrags durch den Laser verfärbt.
Wenn vorliegend von einem Kunststoffetikett gesprochen wird, so kann es sich dabei z.B. um ein Mehrschichtmaterial mit einer Klebeschicht handeln, wie einen Etikettenbogen, eine Etikettenrolle oder dergleichen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem Kunststoffetikett insbesondere um einen Marker, der z.B. im Spritzgussverfahren aus einem Vollmaterial gebildet sein kann, und Formelemente zum Befestigen an Klemmen von Elektroinstallationen aufweist. Eine Mehrzahl derartiger Marker können beispielsweise einstückig als Karte oder Matte bereitgestellt werden, aus denen einzelne Marker oder mehrere Marker im Verbund herausgelöst werden können.
Die Marker können z.B. eine zu beschriftende Fläche aufweisen, wobei auskragende Formelemente, wie Stege, Rasthaken oder dergleichen an einer der zu beschriftenden Fläche abgewandten Seite des Markers vorgesehen sind. Die Formelemente sind insbesondere dazu eingerichtet, in Nuten oder Hinterschneidungen z.B. von Reihenklemmen formschlüssig einzugreifen, um eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen der Klemme und dem zugeordneten Marker zu erreichen. Mit anderen Worten kann ein solcher Marker mittels ein Click- oder Klemmverbindung an einer Klemme verrastet werden.
Eine Strahlablenkung zur Strahlführung des Markierungslasers kann durch einen Galvanoscanner oder durch das Bereitstellen von Achsantrieben zum Bewegen der Strahlquelle bzw. Optik und/oder des Etiketts erfolgen.
Es kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr zu markierende Kunststoffetiketten bereitgestellt und markiert werden, wobei die Kunststoffetiketten in einem geordneten, standardisierten Strukturverbund bereitgestellt werden, wie einer Etikettenrolle, einem Etikettenbogen, einem Etikettenbaum, einer Etikettenkarte oder dergleichen. So können eine Mehrzahl von Etiketten in effizienter Weise aufeinanderfolgend markiert werden.
Es soll vorgesehen sein, dass die zunächst in einem Strukturverbund bereitgestellten Etiketten nach dem Markieren automatisiert vereinzelt werden. So können beispielsweise einzelne Etiketten aus dem Strukturverbund gelöst werden, sodass diese separat von den weiteren an dem Strukturverbund gehaltenen Etiketten montiert werden können.
Soweit beispielsweise eine Etikettenkarte bereitgestellt wird, die eine Mehrzahl von Etiketten rasterartig in Reihen und Spalten aufnimmt, können einzelne Reihenteile oder Spaltenteile aus dem Strukturverbund der Etikettenkarte herausgelöst und montiert werden. Beispielsweise können eine Mehrzahl in einer Reihe angeordneter Etiketten gemeinschaftlich an einer Reihenklemme montiert werden, wobei diese aus einer Etikettenkarte vereinzelt worden sind. So kann ein effizientes Markieren und Montieren erfolgen.
Eine Etikettenkarte kann Etiketten aufweisen, die Formelemente und/oder Klemmelemente zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Befestigung an einem Leiter bzw. einem Kabel oder einem Schlauch haben. So kann ein Etikett z. B. einen Clip, einen Haken, eine Öse oder dergleichen haben, um formschlüssig und/oder kraftschlüssig an einem Leiter bzw. einem Kabel oder einem Schlauch befestigbar zu sein.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass jedes einzelne Etikett als integralen Bestandteil ein solches Form- und/oder Klemmelement hat.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens kann demnach vorgesehen sein, dass die Kunststoffetiketten in dem Strukturverbund in Zeilen und/oder Spalten aufgereiht angeordnet sind. Die einzelnen Etiketten können untereinander durch Sollbruchstellen oder Trennstellen miteinander verbunden sein, entlang derer die einzelnen Etiketten in einfacher Weise manuell oder automatisiert voneinander separiert werden können.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Kunststoffetikett einen der Kunststoffe Polyamid, Polycarbonat, Polycarbonate-Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polyethylenterephthalat, Polyethylen, Polyvinylchlorid oder Polyoefin aufweist oder das Kunststoffetikett aus einem der Kunststoffe Polyamid, Polycarbonat, Polycarbonate-Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polyethylenterephthalat, Polyethylen, Polyvinylchlorid oder Polyoefin besteht. Grundsätzlich kann jeder Kunststoff als Werkstoff für das Kunststoffetikett verwendet werden, der sich durch den Energieeintrag mit dem Diodenlaser verfärben lässt, um eine Beschriftung zu erzeugen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Wellenlänge des Markierungslasers in einem Bereich von 375 nm bis 2000 nm liegt, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass die Wellenlänge des Markierungslasers zwischen 375 nm und 690 nm beträgt, weiter insbesondere zwischen 690 nm und 2000 nm beträgt. Die angegebenen Randbereiche sollen als zu den Bereichen gehörig angesehen werden.
Bei dem Markierungslaser kann es sich um einen Kantenemitter oder einen Oberflächenemitter handeln. Die Leistung des Markierungslasers kann 0,01 Watt - 100 Watt betragen. Damit kann ein effizientes Markieren von Kunststoffetiketten erreicht werden.
Um ein einfaches und kostengünstiges Bereitstellen eines Kunststoff etiketts zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens das Kunststoffetikett und eine zu beschriftende Oberfläche des Kunststoffetiketts aus ein und demselben Kunststoff bestehen, der unmittelbar durch den Markierungslaser markiert wird. Demnach kann das Etikett einstückig aus einem Vollmaterial gebildet sein. Dabei weist die zu beschriftende Oberfläche insbesondere keine Trägerfolie, Beschichtung oder dergleichen auf, sondern wird direkt durch den Energieeintrag des Markierungslasers verfärbt.
Das Kunststoffetikett kann ein Marker sein, der im Spritzgussverfahren aus einem Vollmaterial gebildet worden ist und Formelemente und/oder Klemmelemente zum Befestigen an Klemmen von Elektroinstallationen aufweist.
Das Kunststoffetikett kann ein Marker sein, der im Spritzgussverfahren aus einem Vollmaterial gebildet worden ist und Formelemente und/oder Klemmelemente zum Befestigen an Leitern, Kabeln oder Schläuchen von Elektroinstallationen aufweist.
Ein hier in Rede stehendes Kunststoffetikett kann beispielsweise eine zu beschriftende Oberfläche mit einer Breite von 5 mm oder weniger und einer Höhe von 11 mm oder weniger aufweisen.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Lasermarkieren von Kunststoffetiketten, mit einer Einrichtung zum Bereitstellen eines zu markierenden Kunststoffetiketts, wie einer Auflage, einem Einzug oder dergleichen, mit einem Markierungslaser, wobei der Markierungslaser ein mindestens eine Laserdiode aufweisender Diodenlaser ist und wobei der Markierungslaser kein weiteres laseraktives Medium aufweist, wie eine aktive Faser oder dergleichen.
Die Vorrichtung ist insbesondere zur Ausführung des voranstehend beschriebenen Verfahrens eingerichtet.
Die Vorrichtung ermöglicht ein effizientes und kostengünstiges Markieren von Kunststoffetiketten.
Um einen mobilen und flexiblen Einsatz der Vorrichtung zu ermöglichen, ist eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung durch eine Batterie gekennzeichnet, wobei der Markierungslaser batteriebetrieben ist. Es versteht sich, dass die Vorrichtung insgesamt batteriebetrieben sein kann. Bei der Batterie kann es sich insbesondere um einen fest verbauten oder austauschbaren Akkumulator handeln. Es versteht sich, dass die Vorrichtung alternativ oder ergänzend zum Netzbetrieb eingerichtet sein kann.
Bei der Vorrichtung zum Lasermarkieren kann es sich um ein mobiles Gerät handeln, dass ein Gewicht von 10 kg oder weniger aufweist, insbesondere ein Gewicht von 5 kg oder weniger aufweist, weiter insbesondere ein Gewicht von 2 kg oder weniger aufweist. Bei der Vorrichtung kann es sich alternativ oder ergänzend um ein mobiles Gerät handeln, dessen Länge, Breite und Höhe jeweils weniger als 1 m beträgt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Vereinzelungseinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, standardisierte, in einem Strukturverbund geordnet bereitgestellte Kunststoffetiketten aus dem Strukturverbund zu vereinzeln.
Beispielsweise kann die Vereinzelungseinrichtung dazu eingerichtet sein, eine oder mehrere Kunststoffetiketten, die beispielsweise in Zeilen und Spalten an einem Etikettenbogen oder einer Etikettenkarte gehalten sind, aus dem Strukturverbund herauszulösen, um eine separate, beispielsweise an einer Reihenklemme montierbare Einheit zu bilden.
Folglich können insbesondere einzelne Etiketten und/oder Etikettenstreifen automatisiert und kostengünstig bereitgestellt werden, die anschließend automatisiert oder manuell beispielsweise an einer Reihenklemme oder anderen Bauteilen einer Elektroinstallation montiert werden können.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:

1A das Bereitstellen eines zu markierenden Kunststoffetiketts;
1B das Bereitstellen eines Markierungslasers und das Markieren des Kunststoffetiketts aus 1A;
1C das Vereinzeln des Kunststoffetiketts.

Zunächst wird ein zu markierendes Kunststoffetikett 2 bereitgestellt. Vorliegend werden mehrere zu markierende Kunststoffetiketten 2 bereitgestellt, die in einem geordneten, standardisierten Strukturverbund als Etikettenkarte 4 bereitgestellt werden. Entlang horizontaler und vertikaler Trennlinien 6 der Etikettenkarte 4 sind Sollbruchstellen gebildet, um ein Vereinzeln der Etiketten 2 nach dem Beschriften zu vereinfachen.
Wie 1B zu entnehmen ist, wird ein Markierungslaser 8 bereitgestellt, um die Etikettenkarte 4 zu beschriften. Bei dem Markierungslaser 8 handelt es sich vorliegend um einen eine Laserdiode aufweisenden Diodenlaser, der kein weiteres laseraktives Medium aufweist, wie eine aktive Faser oder dergleichen.
Die Etikettenkarte 4 wird in der durch den Richtungspfeil angedeuteten Einzugsbewegung mithilfe eines Einzugs 10 an dem Markierungslaser 8 vorbeigeführt und beschriftet bzw. markiert. Die Etikettenkarte 4 besteht vorliegend aus einem einzelnen Kunststoff, aus dem auch die zu beschriftende Oberfläche 12 der jeweiligen Kunststoffetiketten 2 besteht. Das Markieren bzw. Beschriften erfolgt dadurch, dass sich der Kunststoff der Kunststoffetiketten 2 durch den Energieeintrag des Markierungslasers 8 verfärbt.
Nach dem Markieren werden die Etiketten 2 mithilfe einer Vereinzelungsvorrichtung 14 automatisiert vereinzelt.
Bei der in 1B gezeigten Vorrichtung 16 zum Lasermarkieren, die den Markierungslaser 8, den Einzug 10 und die Vereinzelungseinrichtung 14 umfasst, handelt es sich um ein batteriebetriebenes Gerät 16, das mithilfe der ebenfalls integrierten Batterie 18 mit Energie versorgt wird.
In 1C sind drei beispielhafte Varianten dargestellt, die ein Auftrennen der Karte 4 in vereinzelte Etiketten 2 entlang der horizontalen und vertikalen Sollbruchlinien 6 verdeutlichen.
Bezugszeichen

2: Kunststoffetikett
4: Etikettenkarte
6: Trennlinien
8: Markierungslaser
10: Einzugs
12: Oberfläche
14: Vereinzelungsvorrichtung
16: Vorrichtung zum Lasermarkieren
18: Batterie

Claims

Verfahren zum Lasermarkieren von Kunststoffetiketten, mit den Verfahrensschritten: - Bereitstellen mindestens eines zu markierenden Kunststoffetiketts (2); - Bereitstellen eines Markierungslasers (8), - wobei der Markierungslaser (8) ein mindestens eine Laserdiode aufweisender Diodenlaser (8) ist und - wobei der Markierungslaser (8) kein weiteres laseraktives Medium aufweist, wie eine aktive Faser oder dergleichen; - Markieren des Kunststoffetiketts (2) durch Lasermarkieren mit dem Markierungslaser.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - zwei oder mehr zu markierende Kunststoffetiketten (2) bereitgestellt und markiert werden, - wobei die Kunststoffetiketten (2) in einem geordneten, standardisierten Strukturverbund (4) bereitgestellt werden, wie einer Etikettenrolle, einem Etikettenbogen, einem Etikettenbaum, einer Etikettenkarte oder dergleichen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - die Etiketten (2) nach dem Markieren automatisiert vereinzelt werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass - die Kunststoffetiketten (2) in dem Strukturverbund (4) in Zeilen und/oder Spalten aufgereiht angeordnet sind.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Kunststoffetikett (2) einen der Kunststoffe Polyamid, Polycarbonat, Polycarbonate-Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polyethylenterephthalat, Polyethylen, Polyvinylchlorid oder Polyoefin aufweist oder - das Kunststoffetikett (2) aus einem der Kunststoffe Polyamid, Polycarbonat, Polycarbonate-Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polyethylenterephthalat, Polyethylen, Polyvinylchlorid oder Polyoefin besteht.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Wellenlänge des Markierungslasers (8) 375 nm - 2000 nm beträgt, insbesondere 375 nm - 690 nm beträgt, weiter insbesondere 690 nm - 2000nm beträgt und/oder - der Markierungslaser (8) ein Kantenemitter ist oder der Markierungslaser ein Oberflächenemitter ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Kunststoffetikett (2) und eine zu beschriftende Oberfläche (12) des Kunststoffetiketts (2) aus ein und demselben Kunststoff bestehen, der unmittelbar durch den Markierungslaser (8) markiert wird, wobei die zu beschriftende Oberfläche (12) keine Trägerfolie, Beschichtung oder dergleichen aufweist und/oder - das Kunststoffetikett ein Marker ist, der im Spritzgussverfahren aus einem Vollmaterial gebildet worden ist und Formelemente und/oder Klemmelemente zum Befestigen an Klemmen von Elektroinstallationen aufweist und/oder - das Kunststoffetikett ein Marker ist, der im Spritzgussverfahren aus einem Vollmaterial gebildet worden ist und Formelemente und/oder Klemmelemente zum Befestigen an Leitern, Kabeln oder Schläuchen von Elektroinstallationen aufweist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Kunststoffetikett (2) eine zu beschriftende Oberfläche (12) mit einer Breite von 5 mm oder weniger und einer Höhe von 11 mm oder weniger aufweist.
Vorrichtung zum Lasermarkieren von Kunststoffetiketten, - mit einer Einrichtung zum Bereitstellen eines zu markierenden Kunststoffetiketts, wie einer Auflage, einen Einzug (10) oder dergleichen, - mit einem Markierungslaser (8), - wobei der Markierungslaser (8) ein mindestens eine Laserdiode aufweisender Diodenlaser ist und - wobei der Markierungslaser kein weiteres laseraktives Medium aufweist, wie eine aktive Faser oder dergleichen.
Vorrichtung zum Lasermarkieren, gekennzeichnet durch - eine Batterie (18), - wobei der Markierungslaser (8) batteriebetrieben ist.
Vorrichtung zum Lasermarkieren, gekennzeichnet durch - eine Vereinzelungseinrichtung (14), die dazu eingerichtet ist, standardisierte, in einem Strukturverbund (4) geordnet bereitgestellte Etiketten (2) aus dem Strukturverbund (4) zu vereinzeln.