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Querverweis auf zugehörige Anmeldungen
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der ebenfalls anhängigen, provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 61/550,021, die am 21. Oktober 2011 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme aufgenommen sein soll.
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Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft Laminierfolien, z. B. transluzente Folien oder zweilagige Hüllen mit einem durch Wärme zu aktivierenden Klebstoff zum Anhaften an blattartige Objekte, wie Papier, Fotos, etc. Eine übliche zweilagige Laminierhülle weist auf der Innenseite jeder Lage durch Hitze zu aktivierenden Klebstoff auf. Vor dem Einführen in eine Laminiermaschine, um ein blattartiges Objekt zu laminieren, hat der Klebstoff einer jeweiligen Lage der Laminierhülle ein etwas trübes, teils opakes Aussehen, obwohl der Grundträger ein im Wesentlichen transparentes oder transluzentes Folienmaterial ist. Wenn der Klebstoff in der Laminiermaschine erwärmt wird, härtet er zu einem im Wesentlichen transparenten Erscheinungsbild aus, so dass das blattartige Objekt klar sichtbar wird und sicher zwischen den beiden Lagen der Hülle laminiert ist.
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Laminiermaterial wird in verschiedenen Beschaffenheiten in unterschiedlichen Größen, Formen, Dicken, mit unterschiedlichen Klebstoffen, usw., hergestellt. Spezifikationen des Laminiermaterials, einschließlich aller relevanten Informationen, die ein Nutzer benötigen könnte, um das gewünschte Laminiermaterial auszuwählen und/oder eine Laminiermaschine für einen ordnungsgemäßen Betrieb mit einem bestimmten Laminiermaterial zu konfigurieren, sind im Allgemeinen auf der Verpackung angegeben, in der der Hersteller das Laminiermaterial ausliefert, oder dieser beigelegt. Falls das Laminiermaterial von der Originalverpackung getrennt wird, kann dies die Laminierarbeit für einen Nutzer verkomplizieren.
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Das Auswählen einer Dicke für die Laminierfolie kann dem laminierten Blattmaterial eine gewünschte Flexibilität oder Festigkeit verleihen. Dies schließt ein, dass mehr thermische Energie bereitgestellt werden muss, um dicke Laminierfolien heiß zu versiegeln oder verschmelzen als dünne Laminierfolien desselben Materials. Laminiereinheiten, die dazu ausgelegt sind, Laminierfolien unterschiedlicher Dicken zu verarbeiten, müssen daher auf die Dicke der jeweiligen zu verarbeitenden Laminierfolie einstellbar sein, so dass einerseits ausreichend thermische Energie bereitgestellt wird, um das Blattmaterial zu verschweißen, und andererseits die Laminierfolie nicht überhitzt, was diese beschädigt. Deswegen weisen derartige Laminiereinheiten Einstellvorrichtungen auf, mit denen manuell die Temperatur des Laminiergeräts und/oder die Durchlaufgeschwindigkeit auf die jeweilige Dicke der Laminierfolie eingestellt werden kann.
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Es hat sich in praktischen Einsätzen jedoch herausgestellt, dass häufig Bedienerfehler auftreten, insbesondere wenn, wie in großen Büros, eine Vielzahl von Personen Zugang zu einer Laminiereinheit hat. Ein Bedienerfehler führt dazu, dass die Laminierung aufgrund einer zu geringen Hitzebeaufschlagung ungenügend ist, so dass das laminierte Blattmaterial nicht ausreichend geschützt ist, oder dass die Laminierfolie aufgrund übermäßiger Wärmebeaufschlagung überhitzt und dadurch an den Laminierrollen festgeklebt, was ernsthafte Schäden an der Laminiereinheit verursacht. Außerdem wird das laminierte Blattmaterial beschädigt, so dass es unleserlich wird. Der zuletzt erwähnte Gegenbenheit ist meist irreparabel und führt im schlimmsten Fall zur Zerstörung des Dokuments.
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Zudem können falsch ausgerichtete Zuführung, winkelige Zuführung oder außermittige Zuführung eine Blockade der Hülle am Rand des Rollensatzes innerhalb der Laminiereinheit verursachen.
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Zusammenfassung
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In einem Aspekt stellt die Erfindung eine Laminierhülle oder -tasche bereit. Die Laminierhülle weist eine erste und eine zweite Lage auf, die durch einen vorab versiegelten oder verschmolzenen Rand verbunden sind. Die Laminierhülle weist außerdem Anzeigemittel in dem vorab versiegelten Rand auf, die einer Eigenschaft der Laminierhülle entsprechen. Die Laminierhülle ist dazu ausgelegt, einen Gegenstand zwischen der ersten und der zweiten Lage aufzunehmen und den Gegenstand bei Verarbeitung in einem Laminiergerät zu laminieren.
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In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Bilden einer Laminierhülle bereit. Eine Laminierfilmbahn wird bereitgestellt. Die Bahn wird in Längsrichtung in wenigstens drei Bänder aufgeteilt, die ein erstes Außenband, ein zweites Außenband und ein Mittelband umfassen. Eine erste Laminierhülle wird durch Verbinden eines Laminierfilmabschnitts des ersten Außenbands und eines Laminierfilmabschnitts des zweiten Außenbands gebildet. Eine zweite Laminierhülle wird gebildet, indem zwei Laminierfilmabschnitte des Mittelbands verbunden werden.
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In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein Laminiersystem bereit, das eine Laminierhülle und ein Laminiergerät aufweist, das dazu ausgelegt ist, einen Gegenstand innerhalb der Laminierhülle zu laminieren. Das Laminiergerät umfasst einen Einlass, der dazu ausgelegt ist, die Laminierhülle aufzunehmen, und einen Detektor. Die Laminierhülle weist einen vorab versiegelten Führungs- oder Vorderrand auf, der dazu ausgelegt ist, in den Einlass des Laminiergeräts eingeführt zu werden. Der vorab versiegelte Rand weist Anzeigemittel auf. Der Detektor ist dazu ausgelegt, die Anzeigemittel zu lesen und eine Eigenschaft der Laminierhülle aus den Anzeigemitteln zu erfassen.
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In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein Laminiersystem bereit, das eine Laminierhülle, ein Laminiergerät, das dazu ausgelegt ist, die Laminierhülle aufzunehmen und einen Artikel innerhalb der Laminierhülle zu laminieren, sowie ein Blockadedetektionssystem aufweist. Das Laminiergerät weist einen Satz Rollen auf, der in einem Verarbeitungsbereich des Laminiergeräts angeordnet ist. Das Blockadedetektionssystem weist einen ersten Temperatursensor auf, der betriebsgemäß eine Temperatur innerhalb des Verarbeitungsbereichs des Laminiergeräts erfasst. Das Laminiersystem weist außerdem ein Steuergerät auf. Das Steuergerät empfängt betriebsgemäß ein Signal von dem Temperatursensor, um eine Temperaturänderung festzustellen, setzt die Temperaturänderung mit einer vorbestimmten Betriebsgeschwindigkeit des Motors in Beziehung und stellt dem Motor ein der vorbestimmten Betriebsgeschwindigkeit des Motors entsprechendes elektrisches Signal bereit.
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Weitere Aspekte der Erfindung ergeben sich in Anbetracht der Detailbeschreibung und der beigefügten Zeichnungen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Laminiergeräts und einer Laminierhülle entsprechend einem Aspekt der Erfindung. Eine Abdeckung des Laminiergeräts ist transparent ausgeführt, um das Innere darzustellen.
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2 ist eine Explosionsbaugruppenansicht eines Abschnitts des Laminiergeräts und der Laminierhülle gemäß 1.
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines anderen Laminiergeräts und einer Laminierhülle entsprechend einem anderen Aspekt der Erfindung. Eine Abdeckung des Laminiergeräts ist entfernt, um das Innere darzustellen.
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4 ist ein Flussdiagramm, das den Steuerungs-/Regelungsablauf für ein Laminiergerät gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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5 ist eine Draufsicht einer Laminierhülle mit einer ersten Dicke und einem entsprechenden ersten Code in deren vorab versiegelten Vorderrand.
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6 ist eine Draufsicht einer Laminierhülle mit einer zweiten Dicke und einem entsprechenden zweiten Code in deren vorab versiegelten Vorderrand.
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7 ist eine Draufsicht einer Laminierhülle mit einer dritten Dicke und einem entsprechenden dritten Code in deren vorab versiegelten Vorderrand.
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8 ist eine Draufsicht einer Laminierhülle mit einer vierten Dicke und einem entsprechenden vierten Code in deren vorab versiegelten Vorderrand.
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9 ist eine Draufsicht einer alternativen Laminierhülle mit einer Länge in Beschickungsrichtung, die größer als deren transversale Breite ist. Obwohl es nicht dargestellt ist, kann die Laminierhülle Anzeigemittel in dem vorab versiegelten Vorderrand aufweisen und kann Teil eines Sets von Laminierhüllen mit unterschiedlichen Dicken sein, die unterschiedliche Anzeigemittel in deren jeweiligen vorab versiegelten Vorderrändern aufweisen.
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10 ist eine perspektivische Ansicht einer Originalrolle, aus der Bahnen geschnitten werden, die zur Herstellung von Laminierhüllen verwendet werden.
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11 ist eine Draufsicht einer Laminierhülle, die den vorab versiegelten Rand und die Extrusionsrichtung zeigt.
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12 ist eine Querschnittsansicht einer Laminiereinheit mit einem Blockadedetektionssystem.
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13 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungs-/Regelungsablauf eines ersten Blockadedetektionsverfahrens darstellt.
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14 ist ein zweites Flussdiagramm, das einen Steuerungs-/Regelungsablauf eines zweiten Blockadedetektionsverfahrens darstellt.
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15 ist ein drittes Flussdiagramm, das einen Steuerungs-/Regelungsablauf eines dritten Blockadedetektionsverfahrens darstellt.
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16 ist eine Querschnittsansicht einer Laminiereinheit, die ein System zum automatischen Regeln von Erhitzung und Geschwindigkeit ohne Bedienereingriff aufweist.
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17 ist ein Flussdiagramm, das einen Regelungsablauf eines Laminierverfahrens mit automatischer Regelung darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
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Bevor Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail erklärt werden, sollte verstanden sein, dass die Erfindung in deren Anwendung nicht auf die Konstruktionsdetails und die Anordnung der Komponenten, wie sie in der nachfolgenden Beschreibung ausgeführt oder in den folgenden Zeichnungen dargestellt sind, beschränkt ist. Die Erfindung ermöglicht andere Ausführungen und kann auf verschiedene Arten betrieben oder ausgeführt werden.
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Eine Laminiereinheit oder -maschine 10 (die hier manchmal auch einfach als Laminiergerät bezeichnet wird) ist in 1 und 2 dargestellt. Das Laminiergerät 10 nimmt einen in Laminiermaterial 14 eingeschlagenen Gegenstand (z. B. ein Dokument; nicht gezeigt) auf und überführt den eingeführten Gegenstand und das Laminiermaterial 14 durch Aushärten des Laminiermaterials 14 mittels Wärme und/oder Druck innerhalb eines Verarbeitungsbereichs 26 des Laminiergeräts 10 in ein laminiertes Produkt. Die Wärme und/oder der Druck aktivieren einen Klebstoff des Laminiermaterials 14 und können durch einen Rollensatz (nicht gezeigt) auf das Laminiermaterial 14 aufgebracht werden, der von einem Motor 11 in einer üblichen Weise angetrieben wird. Der Gegenstand und das Laminiermaterial werden in ein Gehäuse 16 des Laminiergeräts 10 durch einen schlitzartigen Einlass 18 eingeführt. Innerhalb des Gehäuses 16 ist angrenzend am Einlass 18 ein Detektormodul 22 angeordnet, das unten im Detail erläutert wird. Das Detektormodul 22 ist zwischen dem Einlass 18 und dem Verarbeitungsbereich 26 des Laminiergeräts 10 angeordnet und kann längs der Breite des Einlasses 18 mittig platziert sein.
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In der dargestellten Ausführung liegt das Laminiermaterial in Form einer Hülle 14 vor. Die Laminierhülle 14 wird hergestellt, indem zwei Laminatlagen durch einen versiegelten oder verklebten Vorderrand 30 verbunden werden (z. B. durch Anwendung von festgelegter Temperatur und Druck über eine festgelegte Zeitdauer in einem Herstellungsprozess der Laminierhülle). Damit ist der versiegelte Vorderrand 30 ein vorab versiegelter Rand, der vorab und in einem vom Laminiervorgang des Dokuments in dem Laminiergerät 10 getrennten Verfahren gebildet wird. Es sei klar, dass der vorab versiegelte Rand 30 ein Randstreifen mit einer geringen jedoch finiten Breite längs des Vorderrands der Hülle 14 ist. Die Laminierhülle 14 weist Anzeigemittel 34 oder codierte Information auf, die durch das Detektormodul 22 des Laminiergeräts 10 lesbar sind. Die Anzeigemittel 34 können verwendet werden, um Informationen betreffend die Laminierhülle 14 dem Laminiergerät 10 mitzuteilen, die dann von dem Laminiergerät 10 verwendet werden können, um Einstellungen des Laminiergeräts automatisch anzupassen und einen zufriedenstellenden Laminiervorgang mit begrenzter oder überhaupt keiner Bedienerabhängigkeit durchzuführen. Sobald die Anzeigemittel 34 durch das Laminiergerät 10 verarbeitet wurden, sind diese für das Detektormodul 22 des Laminiergeräts oder das menschliche Auge nicht mehr sichtbar.
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In manchen Ausführungen werden die Anzeigemittel innerhalb des vorab versiegelten Randstreifens 30 erzeugt und können vollständig innerhalb des vorab versiegelten Randstreifens 30 enthalten sein. Die Anzeigemittel 34 können in dem vorab versiegelten Randstreifen erzeugt werden, indem ein ausgewählter Abschnitt oder ausgewählte Abschnitte des vorab versiegelten Randstreifens 30 unversiegelt oder unverschmolzen belassen werden, um wenigstens ein unversiegeltes Segment oder Streifen mit einer im Vergleich zum Rest des vorab versiegelten Randstreifens 30 unterschiedlichen Transparenz und Reflektivität zu schaffen. Alternative Mittel, die Anzeigemittel zu erzeugen, sind möglich und können das Bedrucken mit Farbstoffen oder Tinten umfassen. Die Anzeigemittel können oder können nicht auf den vorab versiegelten Führungsrand- oder Vorderrandstreifen 30 begrenzt sein. Eine übliche Hülle hat einen Vorderrandstreifen, der durch Wärme und Druck vollständig versiegelt oder verklebt ist. Der Versiegelungsvorgang aktiviert und härtet die Klebstoffbeschichtung vollständig aus, wodurch sich deren Oberflächenbeschaffenheit von transluzent matt zu im Wesentlichen transparent verändert. Der Hauptlaminierbereich unterhalb des versiegelten Vorderrandstreifens ist transluzent aber nicht transparent, weil die Klebstoffbeschichtung dort noch nicht aktiviert wurde. Die Breite des versiegelten Vorder- oder Führungsrandstreifens 30 kann etwa 2 bis 3 mm betragen und der gesamte Führungsrandstreifen 30 (ausschließlich der Anzeigemittel 34) ist vollständig transparent. Da die Anzeigemittel 34 in dem Führungsrandstreifen 30 der Hülle 14 platziert sind, können diese nicht durch den eingeführten Gegenstand (ein Blatt oder anderes Dokument, das zwischen die Lagen der Hülle 14 eingeführt wird) störend beeinflusst werden. Gleichermaßen ist die Sichtbarkeit des Gegenstands, nachdem dieser laminiert wurde, durch die Anzeigemittel 34 weder behindert noch anderweitig reduziert (z. B. keine Spiegelung).
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Die Anzeigemittel 34 können eine spezielle Kodierung bilden, die verschiedenartige Informationen über die Laminierhülle 14 anzeigt, einschließlich jedoch nicht beschränkt auf die Filmdicke, den Materialaufbau des Films, die Hüllengröße, den Klebstofftyp, etc. Eine Veränderung der spezifischen Platzierung und/oder der Breiten der versiegelten und unversiegelten Segmente entlang des Vorderrands wird genutzt, um eine bestimmte Kodierinformation für die Hülle zu bilden. Die Anzeigemittel 34 können zwei äußere Streifen (nicht gezeigt) aufweisen, die dazu eingesetzt werden können, sicherzustellen, dass die Hülle 14 relativ zum Laminiergerät so ausgerichtet ist, dass sie von dem Detektormodul 22 gelesen werden. Zum Beispiel unternimmt das Detektormodul 22 nur einen Versuch, die Anzeigemittel 34 zu lesen, falls ein Vorhandensein der zwei Außenstreifen erkannt wird. Dies verhindert fehlerhaftes Lesen der Anzeigemittel 34, wenn die Hülle nicht ausgerichtet oder falschherum gedreht ist, so dass eine schlechte Laminierung und eine Blockade vermieden sind, die auftreten könnten, falls das Laminiergerät 10 Fehlinformationen über die eingeführte Hülle 14 empfängt. Ein Set aus Hüllen 14-1, 14-2, 14-3, 14-4 unterschiedlicher Dicke ist in den 5 bis 8 dargestellt. Eine jeweilige Hülle weist unverwechselbare Anzeigemittel 34-1, 34-2, 34-3, 34-4 in dem vorab versiegelten Vorderrandstreifen 30 auf, um durch das Laminiergerät 10 eindeutig identifiziert zu werden. In manchen Ausführungen sind die Anzeigemittel 34 längs einem mittleren Längendrittel des vorab versiegelten Randstreifens 30 platziert.
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Bezugnehmend auf 2 kann das Detektormodul 22 mehrere Sensorelemente 24 (z. B. Lichtsensoren) aufweisen, die entlang der Breite (transversal zur Beschickungsrichtung) in einem Abstand zueinander angeordnet sind, um das Lesen der Anzeigemittel 34 zu ermöglichen. In manchen Ausführungen sind die Sensorelemente 24 längs des mittleren Drittels der Breite in einer den Anzeigemitteln 34 entsprechenden Platzierung in einem Abstand zueinander angeordnet. In einigen Ausführungen können die Sensorelemente 24 dazu ausgelegt sein, elektromagnetische Strahlung einer bestimmten Frequenz oder eines Frequenzbereichs zu senden/empfangen. Das Detektormodul 22 kann UV-Strahlung, Infrarot-Strahlung oder z. B. LEDs nutzen.
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Ein Flussdiagramm eines ersten exemplarischen Steuerungs-/Regelungsablaufs eines Laminierverfahrens des Laminiergeräts 10 mit der Hülle 14 ist in 5 gegeben. Um den Laminiervorgang zu starten, erfasst in Schritt S100 ein Eingangssensor des Laminiergeräts 10 das Einführen einer Laminierhülle. Als Eingangssensor kann das Detektormodul 22 arbeiten, oder der Eingangssensor ist ein separater Sensor (z. B. Kontaktschalter, optischer Sensor, etc.). Falls das Detektormodul 22 dazu ausgelegt ist Außenstreifen (nicht gezeigt) der Anzeigemittel 34 wie oben beschrieben zu lesen, bestimmt das Detektormodul 22 als nächstes in Schritt S104 zuerst ob die Außenstreifen vorhanden sind. Falls die Außenstreifen nicht vorhanden sind, nimmt das Laminiergerät 10 seinen Betrieb in Schritt S116 mit Standardeinstellungen auf, die einer normalen oder üblichen Laminierhülle (d. h. eine Laminierhülle ohne Anzeigemittel) entsprechen. Falls das Detektormodul 22 anzeigt, dass nur ein Teil der Außenstreifen vorhanden ist, ist die Hülle 14 möglicherweise falsch ausgerichtet und das Laminiergerät 10 stellt den Laminiervorgang ein. Wenn die Außenstreifen vorhanden sind (oder wenn das Detektormodul 22 nicht dazu ausgelegt ist, die Außenstreifen zu lesen), fährt das Laminiergerät in Schritt S108 damit fort, zu versuchen, Signale der inneren Sensoren (d. h. der Sensorelemente 24) zu lesen. Das Laminiergerät 10 bestimmt in Schritt S112 zuerst, ob die Sensorelemente 24 aktiv sind. Falls eines oder mehrere der Sensorelemente 24 nicht aktiv sind oder nicht korrekt funktionieren, arbeitet das Laminiergerät mit den Standardeinstellungen (S116). Falls alle Sensorelemente 24 aktiv sind und korrekt funktionieren, fährt das Laminiergerät 10 mit Schritt S120 fort und dekodiert einen Code, der durch die Anzeigemittel 34 mitgeteilt wird. Das Laminiergerät 10 bestimmt die Gültigkeit des Codes in Schritt S124. Falls der mitgeteilte Code ungültig ist, arbeitet das Laminiergerät mit den Standardeinstellungen S116. Falls der Code gültig ist, kann das Laminiergerät 10 im Schritt S128 automatisch einen oder mehrere Laminierparameter (Laminiertemperatur, Geschwindigkeit, Druck, etc.) einstellen. Durch dieses Verfahren können optimale Laminierergebnisse erreicht und Bedienerfehler vermieden werden.
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Weil die Anzeigemittel 34 ausschließlich längs des Vorderrands platziert sind (z. B. innerhalb des vorab versiegelten Vorderrandstreifens 30) sind Dekodierzeit und -strecke sehr kurz. Es sind außerdem keine Zuführrollen notwendig, da die Anzeigemittel 34 lediglich am Vorderrand sind. Spiegelungen oder ein Verdecken des zu laminierenden Gegenstands sind kein Problem, da die Anzeigemittel 31 nicht im Hauptlaminierbereich liegen.
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3 stellt ein leicht abgewandeltes Laminiersystem dar, bei dem eine Laminierhülle 114 Anzeigemittel 134 aufweist, die in einem versiegelten Vorderrandstreifen 130 wie dem der Hülle 14 ausgebildet sind, wobei der Vorderrandstreifen 130 (d. h. die Breite der Hülle 114 transversal zu deren Beschickungsrichtung) kürzer ist als die Länge der Hülle 114 in Beschickungs- oder Transportrichtung. Die Hülle 114 ist in 9 außerdem in einer Draufsicht gezeigt, um ein Beispiel der Größe des vorab versiegelten Vorderrandstreifens 130 relativ zur Hülle 114 darzustellen (die Anzeigemittel 134 sind aus Gründen der Vereinfachung weggelassen). Gleichwohl kommen andere Hüllengrößen in Betracht und können in der Tat durch die Anzeigemittel 134 gekennzeichnet sein. Das Laminiergerät 110 weist einen Verarbeitungsbereich 126 auf, der dazu ausgelegt ist, Druck und/oder Wärme auf die Laminierhülle 114 aufzubringen, um einen Gegenstand (z. B. ein Dokument) zu laminieren, der in dieser angeordnet ist. Ein Detektormodul 122 ist zwischen einer Beschickungsöffnung (nicht gezeigt) und dem Laminiermechanismus 126 bereitgestellt. Das Detektormodul 122 weist eine ähnliche Struktur und Betriebsweise wie das oben beschriebene Detektormodul 22 auf. Allerdings weist das Detektormodul 122 gemäß 3 fünf Sensorelemente 124 auf. Obwohl die prinzipielle Arbeitsweise des Detektormoduls 122 ähnlich zum oben beschriebenen Detektormodul 22 ist, erhöht die Tatsache, dass das Detektormodul 122 zusätzliche Sensorelemente 124 aufweist, die Empfindlichkeit oder das Auflösungsvermögen des Moduls 122, um zusätzliche Informationen zu lesen oder die gleichen Informationen klarer zu lesen.
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Die 10 bis 11 betreffen die Herstellung der Hüllen gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung. 10 zeigt eine Originalrolle 150 des Laminierfilms, die verwendet wird, um zweilagige Hüllen (z. B. die Hüllen 14, 114) zu fertigen. Die Originalrolle 150 kann in mehrere Längsbänder L, CL, C, CR, R aufgeteilt oder längs geschnitten werden. Um die Laminierleistung zu maximieren, werden die Vorder- und Rückblätter oder – lagen einer Laminierhülle aus gegenüberliegenden Seiten der Originalrolle 150 geschnitten. Anders gesagt, die linken und rechten Abschnitte L, R, werden verbunden, um zweilagige Hüllen zu bilden und der mittlere linke und der mittlere rechte Abschnitt CL, CR werden verbunden um zweilagige Hüllen zu bilden. Material des Mittelabschnitts C wird verwendet, um zusätzliche zweilagige Hüllen zu bilden. Außerdem wird, wie in 11 gezeigt ist, der Vorderrandstreifen 130 versiegelt, so dass der Streifen 130 transversal zur Extrusionsrichtung des Materials (Films) verläuft.
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Eine Möglichkeit zum Bilden der Anzeigemittel 34, 134 längs des Vorderrandstreifens 30, 130 in einem Herstellungsprozess der Hüllen 14, 114 besteht darin, ein Versiegelungswerkzeug, wie z. B. eine Wärmepresse (nicht gezeigt), zu modifizieren. Während die Wärmepresse normalerweise verwendet wird, um den gesamten Vorderrandstreifen 30, 130 zu versiegeln oder verkleben, kann diese so abgeändert werden, dass ein oder mehrere Abschnitte zurückversetzt sind. Dadurch kontaktiert die Siegelpresse die Hülle 14, 114 nur in ausgewählten Bereichen während des Randversiegelungsvorgangs, um versiegelte Abschnitte zu schaffen. Die zurückversetzten Abschnitte bleiben in einem Abstand zu der Hülle, um Streifen oder Segmente wie gewünscht unversiegelt zu lassen. Das Bilden der Anzeigemittel 34, 134, wie eines Barcodes, als solches kann in den ohnehin vorhandenen Vorderrandversiegelungsvorgang integriert werden, um den Kosteneinfluss auf die codierten Hüllen 14, 114 zu minimieren.
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Außerdem werden eine Laminiereinheit 200 und ein Verfahren in Erwägung gezogen, um ein neues Blockadeerkennungsverfahren bereitzustellen. Die Laminiereinheit 200 und das Blockadeerkennungsverfahren sind in den 12 bis 15 dargestellt. Wie in 12 gezeigt, weist das Laminiergerät 200 einen Satz Rollen 205 auf, der innerhalb eines Verarbeitungsbereichs 226 des Laminiergeräts 200 vorgesehen ist. Die Rollen 205 werden durch entsprechende Heizbaugruppen 200 erwärmt, die dazu ausgelegt sind, den Klebstoff einer Laminierhülle 214 zu aktivieren, um ein Dokument oder einen anderen Gegenstand (nicht gezeigt) in dieser zu laminieren.
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Das Blockadeerkennungssystem des Laminiergeräts 200 umfasst zwei Sensorbaugruppen 211, 213. Der erste Sensor 211 ist ein Temperatursensor (z. B. ein Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizient oder NTC), der an der Rollenoberfläche einer der Rollen 205 platziert ist und verwendet wird, um mit einem Steuergerät 240 zu kommunizieren, um die Wärmeausgangsleistung der Heizbaugruppen 207 und damit die Temperatur der Rollen 205 zu steuern/regeln. Der erste Sensor 211 kann z. B. die Rollenoberflächentemperatur direkt messen und die Information an das Steuergerät auf übliche Weise übermitteln, um die Erhitzung entsprechend anzupassen. Allerdings kann der gleiche erste Sensor 211 auch dazu verwendet werden, Laminiermaterial zu erfassen, das in das Laminiergerät 200 eingeführt wird, da er einen Abfall der Oberflächentemperatur der Rolle 205 erfassen kann, wenn eine neue Hülle, die Wärme von den Rollen 205 absorbiert, beginnt durch die Rollen 205 zu laufen. Der zweite Sensor 213 ist am oder angrenzend zum Austritt 221 des Laminiergeräts 200 platziert, wo das Laminierprodukt das Laminiergerät 200 verlässt. Der zweite Sensor 213 kann wie der erste Sensor 211 ein NTC Thermistor sein oder eine andere Art von Temperatursensor, der dazu ausgelegt ist, eine Temperaturänderung am Austritt 221 zu erfassen.
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13 stellt ein Ablaufdiagramm dar, das das Verfahren zur Blockadedetektion beschreibt. Die Laminierhülle 214 wird im Schritt S200 zunächst in das Laminiergerät 200 eingeführt. Als nächstes erfasst in Schritt S204 der erste Sensor 211 einen Temperaturabfall an der Oberfläche wenigstens einer der Rollen 205, wodurch dem Steuergerät 240 angezeigt wird, dass die Tasche 214 eingeführt wurde. Das Steuergerät 240 startet einen Zähler in Schritt S208. Nachdem eine vorbestimmte Zeit (d. h. Zählerstand) verstrichen ist, kontrolliert das Steuergerät 240 den zweiten Sensor 213 im Schritt S212A. Falls keine Blockade besteht, sollte der Sensor 213 eine Temperaturänderung (Anstieg) erfassen, wenn die Hülle 214 (die nun wegen der Erwärmung durch die Rollen 205 eine erhöhte Temperatur aufweist) durch den Austritt 221 läuft. Falls der zweite Sensor 213 einen Temperaturanstieg (Schritt 216A) anzeigt, wird angenommen, dass die Hülle 214 normal durch den Austritt 221 läuft, und der Laminiervorgang wird fortgesetzt bis er beendet ist (Schritt S228). Falls der zweite Sensor keinen Temperaturanstieg (Schritt 220A) anzeigt, wird davon ausgegangen, dass sich die Hülle 214 verklemmt hat und das Steuergerät 240 löst ein Audio- oder visuelles Alarmsystem 242 aus und beginnt in Schritt S224 einen automatischen Rückwärtstransportvorgang.
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14 zeigt ein alternatives Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Blockadedetektion beschreibt, in dem der zweite oder Auslasssensor 213 ein Sender-Empfänger-LED-Paar aufweist, das den erfolgreichen Austritt der Hülle 214 erfassen kann, wenn das Licht blockiert wird. Das in 14 dargestellte Ablaufdiagramm ist dem Ablaufdiagramm der 13 ähnlich und gleiche Schritte sind mit identischen Bezugszeichen versehen. Es werden ausschließlich die Unterschiede zwischen dem Diagramm der 13 und dem Diagramm der 14 erläutert. Sobald die vorbestimmte Zeit (d. h. Zählerstand) verstrichen ist, kontrolliert das Steuergerät 240 das LED-Sender-und-Empfänger-Paar, das am Laminiergeräteauslass 221 angeordnet ist (Schritt S212B). Falls der Empfänger anzeigt, dass das Licht des Senders blockiert wird (Schritt 216B), wird angenommen, dass die Hülle 214 normal durch den Auslass 221 läuft und der Laminiervorgang wird fortgesetzt bis er beendet ist (Schritt S228). Falls der Empfänger keine Lichtunterbrechung (Schritt S220B) anzeigt, wird davon ausgegangen, dass die Hülle 214 verklemmt ist.
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15 zeigt ein weiteres alternatives Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Blockadedetektion beschreibt, in dem der zweite oder Auslasssensor 213 ein Metallkontakt mit Federdruck ist, der am Hüllenauslass 221 angeordnet ist. Das Ablaufdiagramm der 15 ist Ablaufdiagramm der 13 ähnlich und identische Schritte sind mit identischen Bezugszeichen versehen. Es werden ausschließlich die Unterschiede zwischen dem Diagramm der 13 und dem Diagramm der 15 erläutert. Sobald die vorbestimmte Zeit (d. h. Zählerstand) verstrichen ist, kontrolliert das Steuergerät 240 einen elektrischen Schaltkreis, der durch den Metallkontakt gebildet ist, der am Laminiergeräteauslass 221 angeordnet ist (Schritt S212C). Der Metallkontakt kann eine Blattfeder sein, die die Oberfläche einer Metallauslassplatte berührt. Aufgrund des Federdrucks ist der Metallkontakt stets in einem geschlossenen Zustand und bildet einen geschlossenen Stromkreis. Wenn die Hülle 214 austritt, läuft sie durch den Metallkontakt hindurch, so dass der geschlossene Kreis unterbrochen wird (Schritt S216C), und es wird angenommen, dass die Hülle normal durch den Auslass oder Austritt 221 hindurch tritt. Falls der geschlossene Kreis nicht unterbrochen wird (Schritt S220C), wird angenommen, dass die Hülle 214 verklemmt ist. Somit kann das Laminiergerät 200 automatisch den Hüllenaustritt erfassen.
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Eine Laminiereinheit 300 und ein Verfahren werden außerdem für ein automatisiertes Laminierverfahren in Erwägung gezogen. Die Laminiereinheit 300 und das Verfahren sind in den 16 bis 17 dargestellt. Ärmlich zu der oben beschriebenen Laminiereinheit 200 umfasst die Laminiereinheit 300 einen Motor 301 und einen Satz Rollen 305, die von dem Motor 301 angetrieben werden und in einem Verarbeitungsbereich 326 der Laminiereinheit 300 angeordnet sind. Die Rollen 305 sind mit dem Motor 301 über einen geeigneten Antriebsstrang 303 gekoppelt, der schematisch in 16 dargestellt ist. Der Antriebsstrang 303 kann Riemen, Zahnräder, Wellen oder eine andere Anordnung umfassen, die dazu ausgelegt ist, Drehmoment des Motors 301 auf die Rollen 305 zu übertragen. Wie weiter unten erläutert, kann ein Rollentemperaturmanagementsensor 311, der ähnlich zu dem oben beschriebenen ersten Sensor 211 ausgeführt sein kann, zur Automatisierung des Hüllenlaminiervorgangs verwendet werden. Die Daten des Sensors 311, die eine Temperaturänderung wenigstens einer Rolle des Satzes Rollen 305 anzeigen, werden zur programmierten Steuern/Regeln der Rollengeschwindigkeit verwendet. Ein Steuergerät 340 innerhalb des Laminiergeräts 300 berechnet aus den Daten des Sensors 311 einen Wärmeverlustwert an der Rolle und passt die Rollengeschwindigkeit automatisch entsprechend dem Wärmeverlustwert an, um eine gute Laminierleistung bereitzustellen. Der Wärmeverlustwert kann eine bestimmte Art von Hülle und/oder Gegenstand anzeigen.
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Die Laminiereinheit 300 kann außerdem einen Eingangssensor 310 aufweisen, der ein Sender-Empfänger-LED-Paar umfasst. Das Steuergerät kann auf 301 auf eine Anzeige des Eingangssensors 310 hin, dass die Laminierhülle 314 in die Laminiereinheit 300 eingeführt wurde, den Motor 301 mit Energie versorgen. In anderen Ausführungen kann der Eingangssensor 310 entfallen und der Motor kann als Reaktion auf einen üblichen Schalter hin mit Energie versorgt werden. Das Steuergerät 340 kann auch die notwendige Hardware und Firmware aufweisen, um den Motor 301 unter Verwendung von Pulsweitenmodulation (PWM) zu steuern/regeln. Der Durchschnittswert der Spannung (und des Stroms), die der Last (d. h. dem Motor 301) zugeführt wird, wird gesteuert/geregelt, indem Halbleitertransistoren (z. B. MOS-FETs, IGBTs, etc.) schnell zwischen Blockieren und Weiterleiten der Leistung von der Versorgung zur Last umschalten. Je länger die Weiterleitungsdauer verglichen zur Blockadedauer ist, desto mehr Leistung wird der Last zugeführt. Dieses Verhältnis, das auch als PWM-Leistungs-Spannungs-Verhältnis bezeichnet wird, kann als Prozentangabe ausgedrückt werden, wobei 100% einer permanenten Verbindung zwischen Versorgung und Last entsprechen und 0% keiner Verbindung zwischen Versorgung und Last.
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PWM kann bei dem Laminiergerät 300 dazu eingesetzt werden, die Versorgungsspannung des Motors 301 (z. B. ein Gleichstrommotor) oder einer andere Antriebsvorrichtung zu steuern, die mit der einen oder den mehreren Rollen 305 verbunden ist, so dass die Motorgeschwindigkeit (und Rollengeschwindigkeit) durch das Steuergerät 340 variabel steuerbar/regelbar ist. Der Temperaturverlustwert (Wärmeverlustwert) an den Rollen wird mit dem PWM Signal verglichen (oder mit diesem in Beziehung gesetzt), mit dem der Motor 301 versorgt wird. Wenn der Temperaturverlust an der Rolle 305 detektiert wird, wird der entsprechende PWM-Wert ausgewählt und die Motorgeschwindigkeit (Rollengeschwindigkeit) wird entsprechend gesteuert/geregelt.
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Ein Beispiel:
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- Die Solltemperatur beträgt 130°C und sobald die Maschine die Solltemperatur erreicht, beträgt die Standardgeschwindigkeit V1 1000 mm/m.
- Wenn der erfasste Temperaturverlust 2°C erreicht, passt das PWM-Leistungs-Spannungs-Verhältnis die Rollengeschwindigkeit auf 80% von V1 an – 1000 × 0.8 = 800 mm/m.
- Wenn der erfasste Temperaturverlust 4°C beträgt, passt das PWM-Leistungs-Spannungs-Verhältnis die Rollengeschwindigkeit auf 60% von V1 an – 1000 × 0.6 = 600 mm/m.
- Wenn der erfasste Temperaturverlust 6°C erreicht, passt das PWM-Leistungs-Spannungs-Verhältnis die Rollengeschwindigkeit auf 40% von V1 an – 1000 × 0.4 = 400 mm/m.
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17 stellt ein Ablaufdiagramm dar, das ein Verfahren für einen Laminiervorgang mit automatischer Steuerung wie oben beschrieben im Detail erklärt. Die Laminierhülle 314 wird zuerst im Schritt S300 in das Laminiergerät 300 eingeführt. Sobald der Eingangssensor 310 im Schritt S304 erfasst, dass die Hülle 314 eingeführt wurde, startet das Steuergerät 340 in Schritt S308 einen PWM-Zyklus. Im Schritt S312 beginnt das Steuergerät 340 mit der Kontrolle des Temperatursensors 311, um festzustellen, ob die Temperatur wenigstens einer der Rollen 305 einer voreingestellten Temperatur entspricht, die für die Laminierung geeignet ist. Sobald die voreingestellte Temperatur erreicht wird (S316), beginnt die Laminierung und der Temperatursensor 312 erfasst eine Temperaturänderung wenigstens einer der Rollen 305 (S320). Das Steuergerät 340 setzt die Temperaturänderung mit einer Heizungseinstellung in Beziehung (S324), um die Wärmeabsorption durch die Laminierhülle 314 zu kompensieren und passt außerdem das PWM-Signal an, mit dem der Motor 301 versorgt wird (S328), um die Motorgeschwindigkeit (Rollengeschwindigkeit) zu verändern. Der Laminiervorgang fährt fort bis die Laminierhülle 314 vollständig laminiert ist (332) und kehrt dann zum Ausgangsschritt S300 zurück, um auf das Einführen einer neuen Laminierhülle 314 zu warten.
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Für die automatische Hüllensensierung und -einstellung wird kein Dickensensor benötigt, um die Dicke der Hülle oder des Gegenstands zu erfassen. Es werden lediglich die Rollentemperaturdaten und die PWM-Firmware benötigt, um die variable Geschwindigkeit der Rollengeschwindigkeit (z. B. Gleichstrommotor) zu steuern. Das Laminiergerät 300 kann mit dieser PWM-Firmwaresteuerung automatisch die Laminierung eines Sortiments von Hüllen unterschiedlicher Dicke (z. B. 3 Mil Bis 10 Mit Hüllen) ohne jegliche manuelle Einstellung regeln. Dies ist ein vollautomatischer Vorgang des Hüllensensierens und Anpassens der Laminiermaschineneinstellungen. Manuelle Einstellungen werden aufgrund der unterschiedlichen Dicken der Hüllen und Gegenstände nicht benötigt. Damit werden Bedienerfehler ausgeschlossen und der Bediener muss nicht mehr Informationen zur Laminierhülle korrekt erfassen und eingeben.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in den nachfolgenden Ansprüchen ausgeführt.