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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hinweiselements mit einer erhabenen Struktur, insbesondere einer Tastbeschriftung und Hinweiselemente, insbesondere Schilder, die nach diesem Verfahren hergestellt sind.
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Die Erfindung betrifft eine Tastbeschriftung, welche aufgrund von kontrastierenden Oberflächen optisch erkennbar ist und aufgrund der erhabenen Zeichen auch fühlbar ist.
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Das Lasergravieren von eloxiertem und lackiertem Aluminium ist nach dem Stand der Technik bekannt. Eloxiertes und farbeloxiertes Aluminium eignet sich für das Beschriften oder Markieren mit einem Laser, insbesondere CO2-Laser. Dabei wird die sehr harte, ca. 8 bis 30 µm dicke, aber schützende Eloxalschicht nicht vollständig abgetragen. Ein Bildkontrast kann über die Farbveränderung in der Oxidschicht hervorgerufen werden und kann mit über 600 dpi und bis zu 256 Graustufen fast fotografische Qualitäten erzielen. Typische Anwendungsgebiete sind hochwertige Markierungen für Typenschilder, Barcodes, Logos, Seriennummern aber auch die Werbemittelindustrie setzt zunehmend auf diese Technologie. Soweit der Anmelderin bekannt, wird die Lasergravur bzw. Laserbeschriftung auf ebenen Schildern angewendet und bislang nicht zur Kontrastgebung von Tastbeschriftungen. Eventuell ist dies der Fall, da metallische Tastbeschriftungen in der Regel durch spanende Bearbeitung gefertigt werden und daher auch eine spanende Bearbeitung zur Herstellung eines Kontrastes naheliegend scheint.
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Die
AT12627U1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Tastbeschriftung. Dabei wird zunächst eine taktile Struktur durch ein spanabhebendes Verfahren aus einem metallischen Grundkörper hergestellt, danach werden die Struktur und die verbleibende Oberfläche des Grundkörpers mit einer oxidischen Schicht versehen und danach die oxidischen Schicht von der Oberfläche der taktilen Struktur entfernt. Dadurch ist die Oberfläche der Struktur metallisch während die Restoberfläche des Grundkörpers oxidisch ist, sodass ein Kontrast erreicht wird.
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Nachteilig ist das vollständige Entfernen der oxidischen Schicht von der taktilen Schrift, um die metallische Oberfläche freizulegen, wozu ein spanabhebendes Verfahren verwendet wird, wie in der
AT12627U1 im Detail beschrieben ist. In der
AT12627U1 ist beschrieben, dass die Struktur zunächst rechtwinkelig gefräst wird, dann eloxiert wird und erst nach dem Eloxieren das Abschrägen der Seitenflächen der Struktur erfolgt.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer kontrastierenden Tastbeschriftung eines Hinweiselements, insbesondere Schildes, aus Metall bereitzustellen.
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Für das Lösen der Aufgabe wird ein Hinweiselement nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 8 vorgeschlagen.
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Für das Lösen der Aufgabe wird bevorzugt vorgeschlagen, in einem ersten Schritt die Struktur im bzw. aus dem Grundkörper zu formen, wobei die Struktur bereits mit abgeschrägten oder abgerundeten Seitenflächen und/oder Kanten gefertigt wird, im zweiten Schritt die Struktur und die nicht erhabene Oberfläche des Grundkörpers mit einer oxidischen Schicht zu versehen und zu färben und im dritten Schritt die Farbe von der Struktur zu entfernen ohne dabei die oxidischen Schicht zu entfernen, wobei dies durch Bearbeitung mit einem Laser erfolgt.
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Die gegenständliche Erfindung wendet das an sich bekannte Verfahren der Laserbeschriftung in vorteilhafter Weise zur Kontrastgebung bei Tastschriften an.
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Der nach dem gegenständlichen Verfahren hergestellte Gegenstand hat gegenüber der
AT12627U1 den Vorteil, dass sowohl die Oberfläche des Grundkörpers als auch die Oberfläche der Struktur eine oxidische Schicht aufweisen und somit eine sehr widerstandsfähige Oberfläche aufweisen.
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Das Verfahren vereinfacht sich zudem, da ein vollständiges Entfernen der Oxidschicht, um wie in der
AT12627U1 benötigt die metallische Oberfläche freizulegen, unterbleiben kann.
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Wie in Anspruch 1 der
AT12627U1 angegeben ist, erfolgt das Kontrastieren der Struktur dadurch, dass eine Oberfläche metallisch ist und eine Oberfläche oxidisch ist. Das Färben der oxidischen Schicht ist bei der
AT12627U1 optional.
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In einer Ausführungsvariante der gegenständlichen Erfindung wird ein Hinweiselement, insbesondere Schild, vorgeschlagen, umfassend einen metallischen Körper mit einer taktil wahrnehmbaren, erhabenen Struktur, insbesondere einer erhabenen Beschriftung, insbesondere Tastschrift, wobei die Restoberfläche des Körpers und die erhabene Struktur einstückig ausgebildet sind und wobei sowohl die Oberfläche der erhabenen Struktur eine oxidische Schicht aufweist, als auch die Restoberfläche des Körpers eine oxidische Schicht aufweist, wobei das Aussehen der oxidischen Schicht zumindest eines Bereichs der erhabenen Struktur und/oder zumindest eines an die erhabene Struktur anschließenden Bereichs der Restoberfläche des Körpers durch Laser verändert wurde, ohne die oxidische Schicht zu entfernen.
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Bevorzugt weist die erhabene Struktur zumindest eine laserbestrahlte oxidische Oberfläche auf, welche Oberfläche einen optischen Kontrast zu einer nicht-laserbestrahlten oxidischen Oberfläche des Körpers aufweist, insbesondere heller ist.
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Bevorzugt ist der metallische Körper aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet und die oxidische Schicht ist eine Eloxalschicht.
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Bevorzugt weist die erhabene Struktur zumindest einen sich verjüngenden Bereich auf.
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Bevorzugt ist die erhabene Struktur mit dem sich verjüngenden Bereich durch Fräsen aus dem Körper entstanden, bevor das Hinweiselement oxidiert, insbesondere eloxiert, wurde.
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Bevorzugt weist die erhabene Struktur im Wesentlichen senkrecht von der Restoberfläche abragende Seitenwände auf, an welche nach oben hin ein sich verjüngender Bereich anschließt.
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Bevorzugt weist der sich verjüngende Bereich zumindest großteils eine laserbestrahlte oxidische Oberfläche auf. Bevorzugt weisen die Seitenwände zumindest großteils eine nicht-laserbestrahlte oxidische Oberfläche auf. Bevorzugt weist die Restoberfläche zumindest zum größten Teil eine nicht-laserbestrahlte oxidische Oberfläche auf. Bevorzugt weist die Restoberfläche bevorzugt im Nahbereich der Struktur zumindest einseitig an diese anschließend einen laserbestrahlte oxidische Oberfläche auf.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Oberflächenveredelung eines Hinweiselements, insbesondere eines Schilds, aus einem metallischen Körper, welcher eine erhabene Struktur, insbesondere eine erhabene Beschriftung, und eine Restoberfläche aufweist, umfasst die Schritte:
- a. Versehen aller Oberflächen der erhabenen Struktur und der Restoberfläche des Körpers mit einer oxidischen Schicht und
- b. Verändern des Aussehens der oxidischen Schicht zumindest eines Oberflächenbereichs der erhabenen Struktur und/oder Verändern des Aussehens zumindest eines an die Struktur angrenzenden Bereichs der oxidischen Schicht der Restoberfläche des Körpers mittels Laser, ohne dabei die oxidische Schicht der erhabenen Struktur und des Körpers zu entfernen.
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Bevorzugt wird die erhabene Struktur durch ein spanabhebendes Verfahren aus dem Körper gebildet. Bevorzugt besteht der Körper aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
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Bevorzugt wird das spanabhebende Verfahren derart vorgenommen, dass die Restoberfläche im Wesentlichen eben ist und die erhabene Struktur im Wesentlichen senkrechte Seitenwände aufweist und daran nach oben anschließend einen sich verjüngenden Bereich.
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Als Laser eignet sich insbesondere ein CO2-Laser oder Faserlaser.
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Die Oxidiertiefe, insbesondere Eloxiertiefe also die Schichtdicke der oxidischen Schicht beträgt bevorzugt zumindest 5 µm. Bevorzugt zwischen 5 und 25 µm, insbesondere zwischen 8 und 20 µm. Sofern durch den Laserstrahl überhaupt ein Materialabtrag erfolgt, ist dieser Abtrag jedenfalls geringer als die Oxidiertiefe, insbesondere Eloxiertiefe.
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Die erhabenen Strukturen bzw. die Zeichen und Braillepunkte des Hinweiselements sind bevorzugt entsprechend ÖNORM V 2105 und/oder als Pyramidenschrift gemäß DIN 32986 oder als Brailleschrift gemäß DIN 32976 ausgeführt.
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Die erhabene Struktur bzw. die tastbaren Zeichen weisen eine Höhe von bevorzugt mindestens 0,8 mm und/oder bevorzugt maximal 1,2 mm auf. Die Strichbreite der Zeichen bzw. die Breite der erhabenen Struktur beträgt bevorzugt zumindest 1 mm und/oder bevorzugt maximal 2 mm.
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Der Durchmesser von Braillepunkten beträgt bevorzugt zumindest 1,2 mm und/oder bevorzugt maximal 1,8mm; die Höhe zumindest 0,6 mm und/oder bevorzugt maximal 0,9 mm.
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Die Dicke des Körpers, von welchem die erhabene Struktur abragt, beträgt bevorzug zwischen 1 und 3 mm.
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Der Körper bzw. das Hinweiselement kann nach erfolgter Herstellung bzw. abgeschlossener Laserbearbeitung gebogen werden, beispielsweise um dieses an einem Handlauf anbringen zu können.
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Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen (nicht maßstabsgetreu) veranschaulicht:
- 1: veranschaulicht schematisch das bevorzugte erfindungsgemäße Verfahren.
- 2: zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Gegenstand.
- 3: veranschaulicht mehrere Varianten des erfindungsgemäßen Gegenstands.
- 4: zeigt einen Scan eines erfindungsgemäßen Schildes.
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Wie in 1 veranschaulicht ist, ist das Ausgangsmaterial des gegenständlichen Verfahrens bevorzugt ein Metallblock 10 bzw.
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Metallplättchen, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, aus welchem in einem ersten Verfahrensschritt ein Körper 1 mit einer darauf vorliegenden erhabenen Struktur 2 hergestellt wird. Bevorzugt erfolgt dies, indem Material des Metallblocks durch Fräsen entfernt wird. Die Struktur 2 ist von der Restfläche des Körpers 1 umgeben, wobei die Restoberfläche bevorzugt eben ist. Bevorzugt umfasst die im ersten Verfahrensschritt hergestellte erhabene Struktur 2 anschließend an die Oberfläche des Körpers 1 senkrecht nach oben verlaufende Seitenwände 4 und nach oben hin an diese Seitenwände 4 anschließend einen sich verjüngenden Bereich 3. Der sich verjüngende Bereich 3 kann im Querschnitt bevorzugt als Trapez, Dreieck, Kreissegment, Bogensegment vorliegen. Die Seitenflächen des sich verjüngenden Bereichs 3 können sich an der Spitze der Struktur 2 treffen. Die Seitenflächen des sich verjüngenden Bereichs 3 können am oberen Ende auch durch eine ebene Fläche verbunden sein. Der Übergang der Seitenwände 4 in den sich verjüngenden Bereich 3 und der Übergang an Kanten des sich verjüngenden Bereichs 3 kann entlang von Rundungen erfolgen.
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Weniger bevorzugt könnte an die Seitenwände 4 eine ebene Deckfläche anschließen, sodass kein sich verjüngender Bereich 3 vorhanden ist. Weniger bevorzugt können die Seitenwände 4 auch geneigt ausgeführt sein. Weniger bevorzugt kann die Struktur 2 lediglich den sich verjüngenden Bereich 3 aufweisen.
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Bevorzugt liegt die erhabene Struktur 2 als Pyramidenschrift vor.
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Im zweiten Schritt werden der gesamte Körper 1, oder zumindest dessen Oberfläche an der die Struktur 2 vorliegt, und die Struktur 2 oxidiert, insbesondere eloxiert. Dadurch bildet sich auf der Oberfläche des Körpers 1 und auf allen Oberflächen der Struktur 2 eine oxidische Schicht. Nach diesem Schritt liegt der Körper 1 mit einer oxidischen Oberfläche 5 vor und die erhabene Struktur 2 mit einer oxidischen Oberfläche 6. Bevorzugt erfolgt beim Oxidieren oder in einem unmittelbar nachfolgendem zusätzlichen Färbeschritt eine Färbung der besagten Oberflächen 5, 6. Im zweiten Schritt erhalten somit der Körper als auch die Struktur eine einheitlich oxidierte und einheitlich gefärbte oxidische Oberfläche 5, 6, sodass sich diese Oberflächen 5, 6 weder chemisch noch optisch voneinander unterscheiden.
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Das Eloxieren kann bevorzugt im Eintauchverfahren erfolgen. Färben der Oxidschicht kann durch adsorptives Färben mit organischen oder anorganischen Farbstoffen erfolgen, durch elektrolytisches Färben, oder durch Interferenzfärben erfolgen. Ein optionales Verdichten der eloxierten bzw. oxidischen Schicht kann vor oder nach der Anwendung des Lasers erfolgen.
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Im dritten Schritt wird zumindest eine oxidische Oberfläche 5 des Körpers 1 und/oder eine oxidische Oberfläche 6 der erhabenen Struktur 2 mit einem Laserstrahl 7 bestrahlt, welcher die Farbe oder die Helligkeit bzw. allgemein das Aussehen der oxidischen Schicht ändert. Dies kann durch Umwandlungsprozesse der oxidischen Schicht selbst erfolgen, beispielsweise indem diese im Bereich der Laserbestrahlung nachdunkelt. Dies kann insbesondere auch dadurch erfolgen, dass durch den Laser zum Färben verwendeten Pigmente in der oxidischen Schicht verändert, zerstört oder entfernt werden. Durch die Laserbestrahlung wird die oxidische Schicht dabei nicht entfernt, sodass die laserbestrahlten oxidischen Oberflächen 8, 9 weiterhin oxidisch sind und somit eine sehr gute Widerstandsfähigkeit aufweisen. Nach diesem Schritt umfasst die Struktur 2 eine laserbestrahlte oxidische Oberfläche 8 und/oder der Körper 1 eine laserbestrahlte oxidische Oberfläche 9. Der Laserstrahl 7 wird bevorzugt entlang der Struktur 2 gelenkt, wobei der Laserstrahl 7 bevorzugt einen Durchmesser entsprechend oder größer der Strukturbreite aufweisen kann. Alternativ können die zu verändernden Oberflächen mit dem Laserstrahl 7 abgerastert werden.
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Bevorzugt weisen die laserbestrahlten oxidischen Oberflächen 8, 9 eine hellere Farbe oder einen helleren Grauton als die nicht bestrahlten oxidischen Oberflächen 5, 6 auf.
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Bevorzugt werden die oxidischen Oberflächen 5, 6 beim oder unmittelbar nach dem Oxidierungsschritt dunkelgrau bis schwarz eingefärbt. Bevorzugt weisen die bestrahlten oxidischen Oberflächen 8, 9 einen Grauton auf, welcher heller ist als die nicht bestrahlten oxidischen Oberflächen 5, 6. Bevorzugt sind die oxidischen Oberflächen 5, 6 schwarz. Bevorzugt weisen die bestrahlten oxidischen Oberflächen 8, 9 einen Grauton auf, welcher dunkler ist als blankes Aluminium. Bevorzugt sind die bestrahlten oxidischen Oberflächen 8, 9 matt (nicht glänzend). Bevorzugt weisen die bestrahlten oxidischen Oberflächen 8, 9 eine Optik von mattem Stahl oder mattem Edelstahl auf.
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Bevorzugt wird der sich verjüngende Bereich 3 der erhabenen Struktur 2 laserbestrahlt und weist somit eine laserbestrahlte oxidische Oberflächen 8 auf.
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Bevorzugt werden die senkrechten Seitenwände 4 der erhabenen Struktur 2 nicht laserbestrahlt und weisen somit eine nicht-laserbestrahlte oxidische Oberfläche 6 auf.
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Bevorzugt wird auch ein an die erhabene Struktur 2 anschließender Bereich der Oberfläche des Körpers 1 laserbestrahlt und weist somit eine laserbestrahlte oxidische Oberflächen 9 auf. Bevorzugt erfolgt dies einseitig an die erhabene Struktur anschließend, um einen Schatteneffekt zu erzielen. Der Schatteneffekt bewirkt eine Verbreiterung des sichtbaren Zeichens gegenüber dem fühlbaren Zeichen und kann die Lesbarkeit verbessern. Der Bereich des Schatteneffekts der laserbestrahlten oxidischen Oberfläche 9 des Körpers 1 liegt plan mit dem Bereich der nicht laserbestrahlten oxidischen Oberfläche 5 des Körpers 1, was belegt, dass durch das Laserbestrahlen kein oder zumindest kein merkbarer Materialabtrag erfolgt und somit die oxidische Schicht nicht entfernt wird.
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Das Vorhandensein des Schatteneffekts kann vorteilhaft dazu genutzt werden, um die gegenständlichen Schilder von den aus der
AT12627U1 bekannten Schildern zu unterscheiden, da mit spanabhebenden Verfahren ein Schatteneffekt in dieser Form nicht möglich ist.
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Anstelle des Schatteneffekts kann eine erhabene Struktur 2 auch vollständig von einer laserbestrahlten oxidischen Oberfläche 9 des Körpers 1 umschlossen sein, insbesondere wenn es sich um kleine Strukturen 2 handelt.
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Die Laserbestrahlung kann aber auch auf die Struktur 2 begrenzt sein, sodass der Körper 1 ausschließlich nicht-laserbestrahlte oxidische Oberflächen 5 aufweist.
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2 zeigt schematisch ein besonders bevorzugtes erfindungsgemäßes Schild, welches eine erhabene Struktur 2 auf einer oxidischen Oberfläche 5 eines Körpers 1 aufweist in Seitenansicht und in Ansicht von oben. Bevorzugt weisen die senkrecht auf die Oberfläche des Körpers 1 stehenden Seitenwände 4 der Struktur 2 eine nicht-laserbestrahlte oxidische Oberfläche 6 auf. Bevorzugt weisen die sich verjüngende Bereich 3 und der oben daran anschließende ebene Bereich eine laserbestrahlte oxidische Oberfläche 8 auf. Bevorzugt weist der Körper 1 im Nahbereich der Struktur 2 einen schmalen Bereich mit laserbestrahlter oxidischer Oberfläche 9 auf, welcher als einseitig, oder zweiseitig vorliegender Schatteneffekt vorliegen kann.
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Anhand von 3 werden einige Varianten und Erweiterungen der gegenständlichen Erfindung erläutert, welche nach belieben kombiniert werden können, um individuell konfigurierbare Hinweisschilder zu erhalten. Bevorzugt kann das Schild zusätzlich oder alternativ zur Struktur 2 Braillepunkte 11 aufweisen, welche ebenfalls erhaben zur Oberfläche des Körpers 1 liegen und bevorzugt ebenfalls aus dessen Material gebildet sind, bzw. monolithisch mit diesem verbunden sind. 3 veranschaulicht drei unterschiedliche Ausführungsvarianten der Braillepunkte 11. In einer ersten Variante können die Braillepunkte 11 mit einer nicht-laserbestrahlten oxidischen Oberfläche vorliegen. In einer zweiten Variante können die Braillepunkte 11 als erfindungsgemäße Struktur 2 mit einer laserbestrahlten oxidischen Oberfläche vorliegen. In einer dritten bevorzugten Variante können die Braillepunkte 11 als erfindungsgemäße Struktur 2 mit einer laserbestrahlten Oberfläche vorliegen, wobei an diese ein Bereich des Körpers 1 mit laserbestrahlter oxidischer Oberfläche 9 anschließt.
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Die Braillepunkte 11 weisen bevorzugt senkrechte Seitenwände 4 auf, welche bevorzugt zumindest großteils nicht laserbestrahlt sind und einen kuppelförmigen sich verjüngenden Bereich 3, welcher bevorzugt laserbestrahlt ist.
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Wie in 3 zusätzlich gezeigt ist, kann der Laserstrahl 7 auch dazu genutzt werden um nicht-erhabene Bereiche des Körpers 1 mit Laser zu beschriften, beispielsweise in Form von Zeichen 12, welche unabhängig zu der Struktur 2 als laserbestrahlte oxidische Oberfläche 9 in der nicht-laserbestrahlten oxidischen Oberfläche 5 vorliegen.
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Wie in 3 zusätzlich gezeigt ist, ist man bei der Auswahl der laserbestrahlten oxidischen Oberfläche 8 der Struktur 2 grundsätzlich frei. Beispielsweise kann wie dargestellt nur eine ebene Fläche am oberen Ende der Struktur 2 laserbestrahlt werden. Umgekehrt könnte man nur die schrägen Bereiche des sich verjüngenden Bereichs 3 laserbestrahlen, oder die Struktur 2 durch Laserbestrahlung mit einem Oberflächenmuster oder einer Schraffur versehen. Alternativ oder zusätzlich kann die Struktur 2 durch Laserbestrahlung der an sie anschließenden Bereiche der oxidischen Oberfläche 5 optisch hervorgehoben werden, beispielsweise indem die Struktur 2 von einem Bereich mit laserbestrahlter oxidischer Oberfläche 9 des Körpers 1 umrandet ist.
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4 zeigt schließlich einen Scan eines erfindungsgemäßen Schildes, um zu veranschaulichen wie dieses in der Praxis aussehen kann. Die nicht-laserbestrahlte oxidische Oberfläche 5 des Körpers 1 ist schwarz. Die sich verjüngenden Bereiche 3 der Struktur 2 sind grau, wobei dieses grau dem grau eines matten Stahls oder Edelstahls entspricht und nicht einer blanken Aluminiumoberfläche, wie von Alufolien bekannt. Somit ist mit bloßem Auge erkennbar, dass die laserbehandelte Oberfläche der Struktur 2 oxidisch und nicht metallisch ist. Der kuppelförmige Teil der Braillepunkte und der nach oben an die Seitenwände 4 anschließende Bereich der Schriftzeichen liegen mit laserbestrahlter oxidischer Oberfläche 8 vor.
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Anschließend an die Schriftzeichen und an die Braillepunkte 9 ist ein Schatteneffekt, in Form einer aufgehellten, laserbestrahlte oxidische Oberfläche 9 vorhanden. Der aufgehellte Bereich entspricht einem Schatten der Struktur 2, welcher durch eine Beleuchtung von schräg oben zustande kommt.
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Sofern Schilder in einer großen Stückzahl hergestellt werden, können diese weniger bevorzugt auch durch Prägen oder Pressen hergestellt werden, wobei das Prägen vor oder nach dem Oxidieren und Einfärben erfolgen kann, oder auch nach dem Laserbestrahlen erfolgen kann. Beispielsweise kann zunächst ein herkömmliches flaches laserbeschriftetes eloxiertes Schild hergestellt werden, welches nachfolgend durch Pressen oder Prägen mit der erhabenen Struktur versehen wird, wobei die Laserbeschriftung entsprechend der späteren Lage der Struktur vorgenommen wird.
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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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- AT 12627 U1 [0004, 0005, 0010, 0011, 0012, 0043]
