DE4442917C2 - Verfahren zum Aufbringen von Magnetmarken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbringen von Magnetmarken auf ein magnetisierbares bandförmiges Element, insbesondere auf ein bandförmiges Transport- und/oder Antriebselement und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bereits bekannt, Magnetmarken z. B. als Längenmaßstab in Form von mehrpolig la­ teraler Magnetisierungen über sogenannte Magnetisierungsbretter auch auf bandförmige Elemente aufzubringen. Innerhalb der Magnetisierungsbretter ist eine Spule angeordnet, die mit einem Impulsstrom gespeist wird, der eine sehr hohe elektrische Leistung im Bereich von 3.000 Ampere und 2.000 Volt hat, da das Produkt aus Strom und Windungszahl, die sogenannte "Durchflutung", möglichst groß sein muß, um das Setzen ausgeprägter Magnetmarken zu ermöglichen.

Das sich bei der Impulsbeaufschlagung um die Spule herum ausbildende Magnetfeld ermöglicht es, randscharfe Magnetmarken mit definierter Polteilung, durch die Lage der Leiterschleifen exakt positioniert, zu setzen, so daß z. B. von den Magnetmarken gebildete Längenmaßstäbe zu einer exakten Steuerung der Bewegung von Maschinenteilen nutzbar sind. Desgleichen ist es grundsätzlich möglich, die beschriebenen Magnetisierungsbretter auch zur Magnetisierung von Transport- oder Antriebselementen zu nutzen. Das Verfahren der Magnetisierung mittels Magnetisierungsbretter weist insbesondere hier jedoch den großen Nachteil auf, daß stets nur ein kleiner Abschnitt entsprechend der sehr begrenzten Länge des Magnetisierungsbrettes magnetisiert werden kann. Bandförmige Elemente etwas größerer Länge müssen daher stets in mehreren Schritten magnetisiert werden. Im übrigen erfordern unterschiedliche Anordnungen der Magnetmarken ein jeweils anderes Magnetisierungsbrett, wobei jedoch das Setzen von z. B. Barcodes und Binärcodes überhaupt nicht möglich ist. Nachteilig ist es weiterhin, daß eine sehr hohe elektrische Leistung benötigt wird.

Versuche, bandförmige Elemente, insbesondere auch bandförmige Transport- oder An­ triebselemente, wie beispielsweise in der DE 41 39 524 C2 beschrieben, mittels eines Elektromagneten zu magnetisieren, brachten bisher keine befriedigenden Ergebnisse. Dieses liegt darin begründet, daß bei einer seitlichen Anlage am Luftspalt eines Elektromagneten zwar der Streufluß des Magnetfeldes wirksam ist, daß jedoch bereits bei Ausbildung eines kleinen Luftspaltes zwischen der Oberfläche des Bandes und dem Magneten die Flußdichte stark zurückgeht und für eine Magnetisierung nicht mehr ausreichend ist. Für eine möglicherweise ausreichende Magnetisierung wäre es also erforderlich, das bandförmige Element sicher in ständigem Kontakt mit dem Magnetisierungs-Magneten zu halten, was jedoch insbesondere auch aus Verschleißgründen nicht akzeptabel ist.

Bei einer Anordnung des zu magnetisierenden Bandes im Luftspalt zwischen den Polschuhen des Elektromagneten ist zwar eine relativ gute Flußdichte erzielbar, das Setzen randscharfer magnetischer Markierungen ist jedoch nicht möglich, da der seitlich der Polschuhe vorhandene Streufluß zu erheblichen Unschärfen führt, die eine exakte Auswertung der magnetischen Markierungen erschweren bzw. in der erforderlichen Präzision unmöglich machen.

Durch die EP 00 34 552 A1 ist zwar eine Magnetisiervorrichtung, bei der ein bandförmiges Element zwischen den Polschuhen eines Elektromagneten magnetisiert wird, bekannt geworden. Es erfolgt hier jedoch keine Abschirmung der Polschuhe, so daß nur begrenzt randscharfe Markierungen gesetzt werden können.

In der DE 24 40 920 A1 ist eine Anordnung und ein Verfahren zur Herstellung magnetischer Aufzeichnungsträger beschrieben, wobei eine kontinuierliche und gleichmäßig ausgerichtete Magnetisierung erfolgen soll. Das Problem einer kantenscharfen Aufbringung magnetischer Markierungen ist hier nicht angesprochen. Es wird vielmehr aufgrund der speziellen geometrischen Gestaltung ein breitflächiger Streufluß erzeugt.

Die GB 21 37 419 A zeigt eine Magnetisierungseinrichtung zum Aufbringen einzelner magnetischer Markierungen auf Schlüssel, wobei die Vorrichtung einem Tonkopf ähnelt. Auch hier erfolgt keine magnetische Abschirmung. Im übrigen wird hier ein Radialfeld angestrebt, das keineswegs scharf begrenzt sein muß. Der zu magnetisierende Schlüssel liegt im übrigen außerhalb der Polschuhe des Eisenkerns.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen von Magnetmarken zu schaffen, das es erlaubt, magnetische Markierungen in beliebiger Form und Anordnung scharf begrenzt auch auf längere durchlaufende bandförmige Elemente in einem Arbeitsgang aufzubringen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 2 gelöst.

Dadurch, daß das magnetisierbare bandförmige Element zwischen Polschuhe eines Elek­ tromagneten gebracht wird, dessen Schenkel einen sich zu den Polschuhen hin verjüngenden Bereich aufweisen, der mit einer bis an die Stirnflächen der Polschuhe geführten magnetischen Abschirmung aus einem magnetisch leitenden Werkstoff versehen ist, so daß ein außerhalb der Stirnflächen der Polschuhe austretender Streufluß verhindert wird, daß an den Elektromagneten eine Wechsel- oder Gleichspannung angelegt und zwischen den Polschuhen zur Magnetisierung eine scharf abgegrenzte Magnetisierungszone mit hoher Flußdichte erzeugt wird und daß das magnetisierbare bandförmige Element entsprechend der Anordnung der anzubringenden Magnetmarken bewegt wird, wird erreicht, daß exakt lesbare Magnetmarken in beliebiger Anordnung äußerst randscharf fortlaufend gesetzt werden können. Der sich verjüngende Bereich des Eisenkerns des Elektromagneten bewirkt bereits, daß seine vom Fluß durchsetzte Fläche in Richtung auf die Polschuhe kleiner wird und sich dadurch die magnetische Flußdichte zwischen den Polschuhen des Elektromagneten stark erhöht. Durch die magnetische Abschirmung wird ein schädlicher Streufluß vermieden und eine zusätzlich Bündelung der magnetischen Feldlinien erreicht, die ausschließlich im Luftspalt zwischen den Polschuhen übertreten und auf dem bandförmigen Element eine gleichmäßige Verteilung der Magnetisierung über die volle Breite der Markierung erzeugen. Es werden randscharfe und deutlich ausgeprägte Markierungen erzeugt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der sich zu den Polschuhen hin verjüngende Bereich der Schenkel des Elektromagneten schräg nach innen in Richtung auf die Stirnflächen der Polschuhe geführte Seitenflächen auf, auf denen jeweils die Abschirmung angeordnet ist. Die Seitenflächen können aber durchaus auch abgestuft nach innen geführt sein.

Sofern magnetische Einzelmarken und Längenmaßstäbe erzeugt werden sollen, so kann es durchaus ausreichend sein, wenn die Abschirmung lediglich an der in Bewegungsrichtung des bandförmigen Elementes hinten liegenden Seitenfläche des sich verjüngenden Bereichs der Schenkel des Elektromagneten angeordnet ist. An der hinteren Kante der Polschuhe wird jeweils die Vorderkante der magnetischen Markierung gesetzt, die bei Einzelmarken und Längenmaßstäben abgetastet werden. Es muß in diesen Fällen also vor allem hier ein Streufluß vermieden werden.

Die Abschirmung ist von einem unter dem Warenzeichen "Mumetall" bekannten magneti­ schen Werkstoff mit geringer Koerzitivfeldstärke und hoher Anfangs- und Maximalper­ meabilität gebildet, der den Austritt von Streufluß verhindert und eine zusätzliche vor­ teilhafte Bündelung der Feldlinien bewirkt.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1, einen erfindungsgemäß eingesetzten Elektromagneten in der Draufsicht,

Fig. 2, den Elektromagneten gemäß Fig. 1 in der Seitenansicht,

Fig. 3, eine Vorrichtung zum Aufbringen von Magnetmarken.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Elektromagnet mit einem Eisenkern 2 bezeichnet, dessen Schenkel 3 einen sich zu Polschuhen 4 hin verjüngenden Bereich 5 aufweisen. Um den Eisenkern 2 des Elektromagneten 1 sind im übrigen ein oder zwei in der Zeichnung nicht dargestellte Wicklungen gelegt. Der sich verjüngende Bereich 5 der Schenkel 3 weist schräg nach innen in Richtung auf Stirnflächen 6 der Polschuhe 4 geführte Seitenflächen 7 auf, auf denen eine Abschirmung 8 angeordnet ist. Die Abschirmung 8 ist vorzugsweise aus einem unter dem Warenzeichen "Mumetall"® bekannten magnetischen Wirkstoff mit geringer Koerzitivfeldstärke und hoher Anfangs- und Maximalpermeabilität gefertigt. In einem zwischen den Polschuhen 4 ausgebildeten Luftspalt 9 ist ein zu magnetisierendes bandförmiges Element 10 angeordnet. Bei dem bandförmigen Element 10 handelt es sich vorzugsweise um ein bandförmiges Transport- oder Antriebselement. Das bandförmige Element 10 weist aus einem magnetisierbaren Material bestehende Abschnitte auf bzw. besteht vollständig aus einem magnetisierbaren Material. Im Luftspalt 9 des Elektromagneten 1 wird das bandförmige Element 10 mit Magnetmarken 11 versehen, wobei das bandförmige Element 10 in seiner vorzugsweise ganzen Länge durch den Luftspalt 9 bewegt wird.

In der Fig. 3 ist eine Vorrichtung zum Aufbringen von Magnetmarken 11 auf ein band­ förmiges Element 10, hier ein Förderband, dargestellt. Das bandförmige Element 10 ist über Umlenkrollen 12 geführt und wird von diesen auch angetrieben. Am bandförmigen Element 10 ist der Elektromagnet 1 angebracht, wobei das bandförmige Element 10 durch dessen Luftspalt 9 hindurchgeführt ist. Über eine elektrische Leitung 13 ist der Elektromagnet 1 mit einem Schreibgerät 14 zum Aufbringen der Magnetmarken 11 auf das bandförmige Element 10 verbunden. Das Schreibgerät 14 ist über eine weitere elektrische Leitung 15 mit einem Sensor 16 zum Lesen der Magnetmarken 11 verbunden. An der Unterseite des bandförmigen Elementes 10 ist zusätzlich ein Löschkopf 17 angeordnet, mit dem die aufge­ brachten Magnetmarken 11 gelöscht werden können.

Zum Aufbringen der Magnetmarken 11 auf das bandförmige Element 10 wird der Elektro­ magnet 1 über das Schreibgerät 14 gesteuert mit einer Spannung beaufschlagt. Das band­ förmige Element 10 wird dann entsprechend dem Spannungsverlauf mit Magnetmarken 11, hier mit einem Barcode, versehen. Das bandförmige Element 10 bewegt sich dabei in der aus Fig. 3 ersichtlichen Pfeilrichtung. Die aufgebrachten Magnetmarken 11 werden dann von dem Sensor 16 gelesen, so daß beispielsweise die Position eines auf dem bandförmigen Element 10 abgelegten, zu transportierenden Gegenstandes exakt feststellbar ist, wobei es der aufgebrachte Barcode ermöglicht, dem Sensor 16 weitere Informationen zu vermitteln, die beispielsweise Sortieraufgaben unterstützen.

Aufgrund der Verwendung eines Elektromagneten 1 zum Aufbringen von Magnetmarken 11 ist es möglich, verschiedene Aufgabenstellungen zu realisieren. Mittels des Elektromagneten 1 können beliebige Magnetmarkierungen als Schaltmarken an auszuwählenden Positionen gesetzt werden, wobei diese Magnetmarken permanent bestehen bleiben können oder bei Bedarf löschbar sind. So können z. B. bei Textil- Druckmaschinen die einzelnen Druckwerke über jeweils exakt gesetzte Magnetmarken 11 synchronisiert werden.

Wahlweise kann mittels des Elektromagneten 1 ein bandförmiges Element 10 auch auf seiner gesamten Länge mit einem Längencode versehen werden, der es erlaubt, an beliebiger Stelle die Bandposition im Zehntel-Millimeter-Bereich zu bestimmen und das Band dementsprechend zu positionieren. Bei dem Längencode kann es sich um sinusförmig aufgebrachte Magnetmarken mit definierter Polteilung handeln.

Aufgrund der Anordnung eines Elektromagneten 1 ist es zudem möglich, den Elektromagneten 1 mit einer geführten Spannung anzusteuern und so auf dem bandförmigen Element 10 Magnetmarken 11 in Form eines Binärcodes zu erzeugen. In diesem Fall erfolgt genau wie beim Barcode über das bandförmige Element 10 ein Datentransfer, der z. B. das Ausführen von Sortieraufgaben ermöglicht.

Der Einsatz eines Elektromagneten 1 zum Aufbringen von Magnetmarken 11 auf ein band­ förmiges Element 10, bei dem es sich vorzugsweise um ein bandförmiges Transport- oder Antriebsband handelt, ist möglich geworden, in dem an den Schenkeln 3 des Eisenkerns 2 ein sich zu den Polschuhen 4 hin verjüngender Bereich 5 angeordnet wurde, der mittels einer bis an die Stirnflächen 6 der Polschuhe 4 geführten magnetischen Abschirmung 8 abgeschirmt ist. Es ist so möglich geworden, zwischen den Polschuhen 4 eine scharf abgegrenzte Magnetisierungszone mit hoher Flußdichte zu erzeugen, die das Setzen scharf begrenzter definierter Magnetmarken 11 ermöglicht, ohne daß das bandförmige Element 10 an den Polschuhen 4 anliegt und einem Verschleiß unterworfen ist. Das bandförmige Element 10 bewegt sich im wesentlichen frei im Luftspalt 9, wobei gegebenenfalls in der Zeichnung nicht dargestellte Führungselemente vorgesehen sind.

Claims (5)

1. Verfahren zum Aufbringen von Magnetmarken (11) auf ein magnetisierbares bandför­ miges Element (10), insbesondere auf ein bandförmiges Transport- und/oder Antriebse­ lement, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisierbare bandförmige Element (10) zwi­ schen Polschuhe (4) eines Eisenkerns (2) eines Elektromagneten (1) gebracht wird, dessen Schenkel (3) einen sich zu den Polschuhen (4) hin verjüngenden Bereich (5) auf­ weisen, der mit einer bis an die Stirnflächen (6) der Polschuhe (4) geführten magneti­ schen Abschirmung (8) aus einem magnetisch leitenden Werkstoff versehen ist, so daß ein außerhalb der Stirnflächen (6) der Polschuhe (4) austretender Streufluß verhindert wird, daß an den Elektromagneten (1) eine Wechsel- oder Gleichspannung angelegt und zwischen den Polschuhen (4) zur Magnetisierung eine scharf abgegrenzte Magnetisierungszone mit hoher Flußdichte erzeugt wird und daß das magnetisierbare bandförmige Element (10) entsprechend der Anordnung der anzubringenden Magnetmarken (11) bewegt wird.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige Element (10) zwischen Polschuhen (4) des Elektromagneten (1) bewegbar angeordnet ist, daß dessen Eisenkern (2) an seinen Schenkeln (3) einen sich zu den Polschuhen (4) hin verjüngenden Bereich (5) aufweist, der mittels einer bis an die Stirnflächen (6) der Polschuhe (4) geführten magnetischen Abschirmung (8), die von ei­ nem magnetisch leitenden Werkstoff gebildet ist, in der Form abgeschirmt ist, daß ein außerhalb der Stirnflächen (6) der Polschuhe (4) austretender Streufluß verhindert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der sich zu den Polschuhen (4) hin verjüngende Bereich (5) der Schenkel (3) des Elektromagneten (1) schräg nach innen in Richtung auf die Stirnflächen (6) der Polschuhe (4) geführte Seitenflächen (7) aufweist, auf denen die Abschirmung (8) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (8) an der hinteren Seitenfläche (7) des sich verjüngenden Bereichs (5) der Schenkel (3) des Elek­ tromagneten (1) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (8) von einem unter dem Warenzeichen "Mumetall"® bekannten magnetischen Werkstoff mit geringer Koerzitivfeldstärke und hoher Anfangs- und Maximalpermeabilität gebildet ist.