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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft magnetomechanische Markierer, die in elektronischen
Artikelüberwachungssystemen
(Electronic Article Surveillance – EAS) verwendet werden, und
insbesondere Techniken zum Versetzen eines solchen Markierers in
einen aktivierten Zustand.
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Allgemeiner Stand der
Technik
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Es
ist allgemein bekannt, elektronische Artikelüberwachungssysteme einzusetzen,
um Warendiebstähle
aus Einzelhandelseinrichtungen zu verhindern oder Personen von der
Ausführung
solcher Diebstähle
abzuschrecken. In einem typischen System werden Markierer, die für eine Interaktion
mit einem elektromagnetischen Feld, das am Ladenausgang aufgebaut
wird, gedacht sind, an Waren angebracht. Wenn ein Markierer in das
Feld oder die "Abfragezone" gebracht wird, so
wird das Vorhandensein des Markierers detektiert, und es wird ein
Alarm ausgelöst.
Einige Markierer dieses Typs sind dafür vorgesehen, an der Ladenkasse
entfernt zu werden, nachdem die Ware bezahlt wurde. Andere Markierertypen
verbleiben an der Ware, werden aber beim Bezahlen mit Hilfe einer
Deaktivierungsvorrichtung deaktiviert, die eine magnetische Eigenschaft
des Markierers verändert,
so dass der Markierer in der Abfragezone nicht mehr detektiert werden
kann.
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Ein
bekannter Typ eines EAS-Systems arbeitet mit magnetomechanischen
Markierern, die ein "aktives" magnetostriktives
Element und ein Vormagnetisierungs- oder "Steuer"-Element enthalten, bei dem es sich
um einen Magneten handelt, der ein Vormagnetisierungsfeld erzeugt.
Ein Beispiel dieses Typs eines Markierers ist in 1 gezeigt
und allgemein mit der Bezugszahl 20 bezeichnet. Der Markierer 20 enthält ein aktives
Element 22, ein starres Gehäuse 24 und ein Vormagnetisierungselement 26. Die
Komponenten, aus denen der Markierer 20 besteht, sind so
zusammengesetzt, dass der magnetostriktive Streifen 22 in
einer Ausnehmung 28 des Gehäuses 24 ruht und das
Vormagnetisierungselement 26 so in dem Gehäuse 24 gehalten
wird, dass eine Abdeckung für
die Ausnehmung 28 gebildet wird.
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Wie
im US-Patent Nr. 4,510,489 an Anderson et al. offenbart, ist das
aktive Element 22 so ausgebildet, dass das aktive Element 12 eine
Eigenresonanzfrequenz hat, bei der das aktive Element 22 mechanisch
mitschwingt, wenn es einem elektromagnetischen Wechselfeld bei der
Resonanzfrequenz ausgesetzt wird. Wenn der Markierer 20 zusammengesetzt
ist, so befindet sich das Vormagnetisierungselement 26 in
der Regel in einem unmagnetisierten Zustand, und der Markierer 20 wird
anschließend
in einer solchen Weise einem Magnetfeld ausgesetzt, dass das Vormagnetisierungselement 26 bis
zur Sättigung
magnetisiert wird, um das erforderliche Vormagnetisierungsfeld zu
erzeugen, um das aktive Element zur Annahme der gewünschten
Resonanzfrequenz zu veranlassen. Durch Magnetisieren des Vormagnetisierungselements 26 wird
der Markierer 20 in einen aktivierten Zustand versetzt,
so dass der Markierer 20 mit einem Abfragesignal interagiert
und bei Kontakt mit einem Abfragesignal detektiert wird, das auf
oder nahe der Resonanzfrequenz des aktiven Elements erzeugt wird.
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Die
Darstellung des Markierers 20 in 1 ist etwas
vereinfacht und ist so zu verstehen, dass sie für jede einer beliebigen Anzahl
herkömmlicher
Formen steht, in denen magnetomechanische Markierer tatsächlich hergestellt
werden. Zum Beispiel enthält das
Gehäuse 24 in
der Regel eine (nicht gezeigte) obere Wand, die sich zwischen dem
aktiven Element 22 und dem Vormagnetisierungselement 26 befindet, um
zu verhindern, dass das Element 22 durch magnetische Anziehungskraft
an dem Element 26 "festgeklemmt" wird.
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Die
Deaktivierung magnetomechanischer Markierer erfolgt in der Regel
durch Entmagnetisierung des Vormagnetisierungselements dergestalt, dass
die Resonanzfrequenz des aktiven Elements wesentlich von der Frequenz
des Abfragesignals verschoben wird. Nachdem das Vormagnetisierungselement
entmagnetisiert ist, antwortet das aktive Element nicht mehr auf
das Abfragesignal in einer Weise, die ein Signal erzeugen würde, dessen
Amplitude ausreicht, um von einer Detektionsschaltung detektiert
zu werden.
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Es
ist üblich,
magnetomechanische Markierer in großen Produktionspartien herzustellen
und dann die Markierer zu aktivieren und sie in großen Mengen
(zu Hunderten oder Tausenden) an Kunden wie zum Beispiel Einzelhändler oder
Hersteller zu versenden, die ihrerseits die Markierer an Artikeln
anbringen, um sie vor Diebstahl zu schützen. Gemäß einer herkömmlichen
Technik zum Aktivieren der Markierer wird eine zweidimensionale
Anordnung von Markierern an einer Trennlage angehaftet, und dann
wird die Lage in einen Impulsspulenmagnetisierer eingebracht, der
ein Magnetfeld an die Markierer anlegt, bis alle ihre Vormagnetisierungselemente
bis zur Sättigung
magnetisiert sind. Lagen mit darauf befindlichen Markierern werden
nacheinander in den Impulsspulenmagnetisierer eingebracht, um die
Markierer zu aktivieren, und werden dann in einer Kiste gestapelt,
um gelagert und/oder an einen Kunden versendet zu werden. Der herkömmliche
Prozess wird so ausgeführt,
dass in den entstandenen Lagenstapeln die jeweils längsten Abmessungen
aller Markierer parallel zueinander angeordnet sind, die Vormagnetisierungselemente 26 der
Markierer entlang ihrer Länge
magnetisiert werden und der Nordpol jedes der magnetisierten Vormagnetisierungselemente 26 in allen
Markierern in derselben Richtung ausgerichtet sind. In der Regel
trägt jede
Lage 50 bis 100 Markierer oder mehr, und etwa 50 bis 100 Lagen sind in
jeder Kiste enthalten, so dass etwa 2.000 bis 5.000 Markierer oder
mehr zusammen in der Kiste dicht nebeneinander verpackt werden.
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2 veranschaulicht
schematisch eine Draufsicht auf eine Kiste 30, die Lagen
von Markierern enthält,
die gemäß der herkömmlichen
Technik aktiviert wurden. Der Pfeil 32 in 2 bezeichnet
die gemeinsame Orientierungsrichtung der Nordpole der magnetisierten
Vormagnetisierungselemente der Markierer in der Kiste 30.
Die Ansammlung der magnetisierten Vormagnetisierungselemente 26 in
der Kiste 30, deren Nordpole alle in derselben Richtung ausgerichtet
sind, bildet ein starkes Magnetfeld in der Nähe der Kiste 30, wie
durch Flusslinien 34 in 2 angedeutet.
Es ist zu sehen, dass die Flusslinien 34 am "Nord"-Ende 36 der
Kiste 30 austreten und dann in einer Schleife in Richtung
des "Süd"-Endes 38 der Kiste 30 zurück verlaufen.
Ein repräsentativer
Markierer 20, der sich oben und in Richtung des Randes des
Stapels aus Markierern in der Kiste 30 befindet, ist in 2 gezeigt.
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Ein
mögliches
Problem, das bisher im Stand der Technik noch nicht erkannt wurde,
ist von den Autoren der vorliegenden Erfindung bemerkt worden. Das
Magnetfeld, das durch die gesammelten Markierer gebildet wird, wird
von dem Markierer 20 als ein "Leck"-Feld
wahrgenommen, das in einer Richtung ausgerichtet ist, die durch
einen Pfeil 40 bezeichnet ist, d. h. in einer solchen Richtung,
dass das Leckfeld dazu neigt, das Vormagnetisierungselement des Markierers 20 zu
entmagnetisieren, wenn das Feld stark genug ist. Wenn das Leckfeld
stark genug ist, das Vormagnetisierungselement 26 des Markierers 20 zu
entmagnetisieren, so wird der Markierer 20 unbeabsichtigt
in einen deaktivierten Zustand versetzt, was dazu führt, dass
der Markierer nicht von der EAS-Detektionsanlage,
die mit dem Markierer verwendet werden soll, detektiert wird.
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Gemäß einer
anderen herkömmlichen
Praxis werden die Lagen – nachdem
das Magnetisierungsfeld an die Lagen aus Markierern angelegt wurde – in Streifen
geschnitten, und die Streifen werden Ende an Ende gespleißt, um einen
langen Streifen zu bilden, der eine einzelne Reihe aus Markierern
trägt, wobei
die Markierer quer zur Länge
des Streifens ausgerichtet sind. Die langen Streifen werden dann gerollt,
um eine Rolle mit Markierern auf der Trennlage zu bilden. Auch diese
Praxis erzeugt eine große Ansammlung
von Markierern, deren Vormagnetisierungselemente allesamt so magnetisiert
sind, dass ein Nordpol in derselben Richtung ausgerichtet ist, wodurch
die gleiche Art von Leckfeld erzeugt wird, wie es in 2 veranschaulicht
ist.
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Es
ist üblich,
das Vormagnetisierungselement 26 aus einem halbharten magnetischen
Material mit einer Koerzivität
von 60 Oe oder größer herzustellen.
Da die Leckfelder, die durch die Ansammlungen von Markierern, die
typischerweise hergestellt werden, erzeugt werden, etwa 35 bis 45
Oe nicht übersteigen,
hat sich eine unbeabsichtigte Deaktivierung von Markierern, die
sich an den Rändern
eines Stapels oder einer Rolle mit Markierern befinden, nicht als
ein Problem erwiesen.
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Jedoch
haben unlängst
entwickelte Techniken, wie zum Beispiel jene, die in den US-Patenten Nr.
5,495,230 und 5,469,140 offenbart sind (gemeinsam mit dieser Anmeldung übertragen),
es praktisch möglich
gemacht, die Dicke des Markierergehäuses 24 zu verringern.
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Dies
wiederum hat zu einem dichteren Packen der Markierer in Stapeln
von Lagen oder in Rollen und einem möglichen Ansteigen der Stärke der Leckfelder
geführt.
Es besteht daher ein höheres
Risiko einer unbeabsichtigten Deaktivierung durch "Leck"-Feldentmagnetisierung des herkömmlichen Vormagnetisierungselements.
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Des
Weiteren ist in
US 5,729,200 ,
das einen gemeinsamen Erfinder und einen gemeinsamen Übertragungsempfänger mit
dieser Anmeldung hat, vorgeschlagen worden, magnetomechanische Markierer
mit Vormagnetisierungselementen herzustellen, die wesentlich geringere
Koerzivitäten
aufwiesen als herkömmliche
Vormagnetisierungselemente. Zum Beispiel offenbart die Anmeldung '629 ein Vormagnetisierungselement,
das durch Wärmebehandlung
einer Legierung hergestellt wird, die als Metglas 2605 [SB1] bezeichnet
wird und auf dem freien Markt bei der Allied Signal, Inc. bezogen
werden kann. Nach der Behandlung, die in der Anmeldung '629 offenbart ist,
hat das Material eine Koerzivität
von etwa 19 Oe. Markierer, die mit Vormagnetisierungselementen des
behandelten SB1-Materials hergestellt sind, lassen sich viel einfacher
deaktivieren, wenn eine Deaktivierung gewünscht wird, aber sind auch mit
einem höheren
Risiko einer ungewollten Deaktivierung infolge des Leckfeldes behaftet,
das durch Stapel oder Rollen von Markierern erzeugt wird.
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US 5,494,550 offenbart eine
Verbesserung bei einem Verfahren zum Herstellen elektronischer Überwachungsmarken
durch Bereitstellen einer kontinuierlichen Bahn aus elektrisch isolierendem
Material, Anlegen – an
gegenüberliegende
Flächen
der Bahn des elektrisch isolierenden Materials – einer Folge erster und zweiter
elektrisch leitfähiger
Spulen und Anlegen – an
die Folge aus ersten elektrisch leitfähigen Spulen – einer
normalerweise elektrisch isolierenden Deaktivierungsstruktur, die
sich über
die erste Spulenfolge hinweg erstreckt und so umgeschaltet werden
kann, dass sie elektrisch leitfähig
ist, wobei die Verbesserung den Schritt des Bereitstellens eines
elektrostatischen Ladungsabzugs in elektrisch leitfähiger Beziehung
mit jeder der ersten elektrisch leitfähigen Spulen im Wesentlichen über die gesamte
Herstellung der Marken hinweg aufweist.
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US 5,602,528 offenbart eine
Markierervorrichtung für
Verkaufsartikel mit Rohlingen aus einem Material mit hoher magnetischer
Koerzivität,
die entlang eines Streifens aus einem Material mit hoher magnetischer
Durchdringbarkeit beanstandet sind. Der Streifen und die Rohlinge
haben dieselbe Breite und sind aus drei Materialbändern hergestellt,
und zwar aus einem Band aus dem Material mit hoher Koerzivität, einem
weiteren aus dem Material mit hoher Durchdringbarkeit und – in einer
Prozessausführungsform – einem
dritten mit einer Haftklebstofffläche, wobei das dritte – in einer
anderen Prozessausführungsform – ein wärmeaktivierter
Klebstofffilm ist. Der Streifen und die Rohlinge werden auf diese
Weise klebend verbunden. Mehrere Streifen der Markierervorrichtungen
werden gleichzeitig hergestellt, indem man klebend verbundene Bänder durch
einen Gang aus Schlitzmessern laufen lässt.
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Die
Markierer von D1 und D4 sind keine magnetomechanischen Markierer
mit Vormagnetisierungselementen, die durch ein Magnetisiererelement zu
aktivieren sind.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Es
ist dementsprechend eine Aufgabe der Erfindung, Verfahren bereitzustellen,
die eine unbeabsichtigte Deaktivierung von magnetomechanischen Markierern
infolge von Leckfeldern, die durch gehäufte Mengen solcher Markierer
entstehen, verhindern.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird eine Rollenbaugruppe mit magnetomechanischen EAS-Markierern
gemäß Anspruch
1 bereitgestellt.
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Des
Weiteren besteht gemäß diesem
Aspekt der Erfindung sowohl die erste als auch die zweite Teilmenge
vorzugsweise aus im Wesentlichen 50 % der mehreren Markierer, und
5.000 Markierer oder mehr werden auf der Rolle getragen, aber die
Rolle erzeugt kein Entmagnetisierungsfeld mit einer Größenordnung
von mehr als 10 Oe. Des Weiteren kann es der Fall sein, dass jedes
benachbarte Paar der mehreren Markierer auf dem rückseitigen
Träger
einen Markierer aus der ersten Teilmenge und einen Markierer aus
der zweiten Teilmenge enthält.
Zum Beispiel können
sich Markierer der ersten und der zweiten Teilmenge entlang der
Länge des
rückseitigen
Trägers
abwechseln. Die Rollenbaugruppe wird durch Zusammenrollen des rückseitigen
Trägers
zu einer im Wesentlichen zylindrischen Gestalt geformt, wobei der
rückseitige
Träger
einen spiralförmigen Querschnitt
der Rollenbaugruppe bildet.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Aktivieren
einer Rollenbaugruppe aus magnetomechanischen EAS-Markierern nach
Anspruch 1 bereitgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte
aufweist: erstes Transportieren eines Magnetisiererelements in einer
ersten Richtung quer zu der Bahn und in der Nähe zu einer ersten Gruppe der
Markierer zum Magnetisieren jeweiliger Vormagnetisierungselemente
der ersten Gruppe der Markierer; dann – nach dem ersten Transportschritt – Indexieren
der Bahn in einer Längsrichtung
der Bahn; und nach dem Indexierungsschritt ein zweites Transportieren
des Magnetisiererelements in einer zweiten Richtung quer zu der Bahn
und entgegengesetzt zu der ersten Richtung und in der Nähe zu einer
zweiten Gruppe der Markierer, die von der ersten Gruppe verschieden
ist, zum Magnetisieren jeweiliger Vormagnetisierungselemente der
zweiten Gruppe von Markierern. Das Verfahren kann des Weiteren nach
dem zweiten Transportschritt das Schlitzen der Bahn in einer Richtung parallel
zu der Längsrichtung
der Bahn, um mehrere Bahnstreifen zu bilden, von denen jeder mindestens 50
der Markierer trägt,
und Zusammenrollen der Bahnstreifen enthalten.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein System mit einem Magnetisiererelement
zum Aktivieren einer Rollenbaugruppe aus magnetomechanischen EAS-Markierern gemäß Anspruch
1 bereitgestellt, wobei das Magnetisiererelement Folgendes enthält: einen
Stahlkanal mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt und einer Längenausdehnung,
die sich quer zu dem Querschnitt erstreckt; und einen Magneten,
der in dem Kanal untergebracht ist und eine Längenausdehnung parallel zu
der Längenausdehnung
des Kanals aufweist, wobei der Magnet eine erste magnetische Polaritätsregion
auf einer ersten Seite des Magneten aufweist, die sich parallel
zu der Längenausdehnung und
entlang einer offenen Seite des Kanals erstreckt, und eine zweite
magnetische Polaritätsregion
aufweist, die sich parallel zu der Längenausdehnung und auf einer
zweiten Seite des Magneten, die der ersten Seite gegenüberliegt,
erstreckt, wobei die zweite magnetische Polaritätsregion eine magnetische Polarität aufweist,
die der Polarität
der ersten Region entgegengesetzt ist. Der Stahlkanal hat einen ersten
und einen zweiten Endabschnitt an entgegengesetzten Enden seiner
Längenausdehnung
und kann eine Endplatte aufweisen, die an dem ersten Endabschnitt
des Kanals angeordnet ist und orthogonal zu der Längenausdehnung
des Kanals ausgerichtet ist. Das Magnetisiererelement kann Folgendes
enthalten: mehrere erste diskrete Dauermagneten, die nebeneinander
in einer ersten Reihe angeordnet sind; mehrere zweite diskrete Dauermagneten,
die nebeneinander in einer zweiten Reihe angeordnet sind, wobei
beide Reihen in dem Stahlkanal montiert sind und sich parallel zu
der Längenausdehnung
des Stahlkanals erstrecken; und wobei jeder der mehreren ersten
und zweiten Magnete eine erste magnetische Polaritätsregion
auf einer ersten Seite des jeweiligen Magneten aufweist, wobei die
erste Seite in Richtung einer offenen Seite des Kanals ausgerichtet
ist, und eine zweite magnetische Polaritätsregion auf einer zweiten
Seite des jeweiligen Magneten, die der ersten Seite entgegengesetzt
ist, aufweist, wobei die zweite magnetische Polaritätsregion eine
magnetische Polarität
aufweist, die der der ersten Region entgegengesetzt ist, und alle
ersten Regionen die gleiche magnetische Polarität aufweisen. Alternativ kann
die magnetische Polaritätsregion
auf der ersten Seite jedes Magneten der magnetischen Polarität der ersten
magnetischen Polaritätsregion
eines benachbarten Magneten in der Reihe entgegengesetzt sein, und
jeder Magnet in der zweiten Reihe kann neben einem entsprechenden
Magneten der ersten Reihe angeordnet sein und eine erste magnetische
Polaritätsregion
auf seiner ersten Seite aufweisen, welche die gleiche magnetische
Polarität
hat wie die erste magnetische Polaritätsregion des entsprechenden
Magneten der ersten Reihe. Des Weiteren können alle Magnete der ersten
und zweiten Reihen eine Längenausdehnung
haben, die parallel zu der Längenausdehnung
des Stahlkanals verläuft
und im Wesentlichen gleich einer Breitenausdehnung der EAS-Markierer ist, die
durch die Magnetisiererelemente zu aktivieren sind.
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In
Stapeln oder Rollen mit aktivierten Markierern, die gemäß der Erfindung
hergestellt sind, ist grob die Hälfte
der Vormagnetisierungselemente der Markierer in einer bestimmten
Richtung ausgerichtet, und die andere Hälfte ist in einer entgegengesetzten Richtung
ausgerichtet, so dass keine großen
Leckmagnetfelder durch die Stapel und Rollen mit Markierern gebildet
werden und das Risiko einer unbeabsichtigten Deaktivierung der Markierer
minimiert oder ausgeschaltet wird.
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Die
oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
und Verfahren der Erfindung und anhand der Zeichnungen besser verstanden.
In allen Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche Komponenten
und Teile.
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Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine isometrische Ansicht, die Komponenten eines magnetomechanischen
Markierers gemäß dem Stand
der Technik zeigt.
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2 ist
eine schematische Draufsicht, die veranschaulicht, wie eine Ansammlung
von aktivierten magnetomechanischen Markierern, die in einer Kiste
untergebracht sind, ein Leckmagnetfeld um die Kiste herum erzeugt.
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3 veranschaulicht
schematisch ein neuartiges Verfahren zum wechselweisen Umorientieren von
rückseitigen
Trägern
einer Abfolge rückseitiger Träger, auf
denen aktivierte magnetomechanische Markierer getragen werden.
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4 ist
zum Teil ein Blockschaubild und zum Teil eine schematische Veranschaulichung
einer Vorrichtung zum Aktivieren magnetomechanischer Markierer gemäß der Erfindung.
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5 ist
eine isometrische Ansicht eines Magnetisiererelements, das in der
Vorrichtung von 4 verwendet wird.
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6 ist
eine Querschnittsansicht des Magnetisierers entlang der VI-VI in 5.
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7 ist
eine unterbrochene Draufsicht auf eine Hauptkomponente des Magnetisierers
von 5.
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8 ist
ein Finite-Elemente-Vektorschaubild, das ein Magnetfeld veranschaulicht,
das durch den Magnetisierer von 5 gebildet
wird.
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9 ist
eine Kurvendarstellung, die Variationen in einem lateralen magnetischen
Induktionsfeld veranschaulicht, das nahe dem Magnetisierer von 5 gebildet
wird.
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10 ist
eine teilweise Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform
der Komponente des in 7 gezeigten Magnetisierers.
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11 ist
eine Draufsicht auf eine weitere alternative Ausführungsform
der Komponente des in 7 gezeigten Magnetisierers.
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12 veranschaulicht
in Flussdiagrammform einen Prozess, der durch die Vorrichtung von 4 ausgeführt wird.
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13 ist
zum Teil ein Blockschaubild und zum Teil eine schematische Darstellung
von Verfahren, die gemäß der Erfindung
ausgeführt
werden, um Rollen mit aktivierten EAS-Markierern herzustellen.
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14 veranschaulicht
schematisch ein Verfahren, das gemäß der Erfindung ausgeführt wird, um
Stapel mit Markierer-tragenden Lagen herzustellen.
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15 veranschaulicht
schematisch eine Alternative zu dem Verfahren von 14.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen und
Verfahren
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Gemäß einer
Abweichung von den herkömmlichen
Verfahren wird vorgeschlagen, dass, bevor Lagen mit aktivierten
Markierern gestapelt werden, die Lagen wechselweise so umorientiert
werden, dass die Ausrichtung der Nordpole der magnetisierten Markierer
gegenüber
der Ausrichtung der Nordpole der Markierer auf den anderen Lagen
um 180° verdreht
ist. Diese Verfahrensweise ist schematisch in 3 veranschaulicht,
die schematische Darstellungen von Lagen 50 mit aktivierten
Markierern enthält
(zur Vereinfachung der Zeichnung sind die Markierer selbst nicht
auf den Lagen 50 gezeigt). Ein Pfeil 52, der auf
jeder Lage gezeigt ist, gibt die gemeinsame Orientierungsrichtung
der Nordpole der (nicht gezeigten) magnetisierten Vormagnetisierungselemente
der Markierer auf der jeweiligen Lage 50 an. Es wird angenommen,
dass die nach rechts weisende Richtung der Pfeile 52 der
obersten und der zweit-untersten Lage 50 die Orientierungsrichtung
der Nordpole der Vormagnetisierungselemente jener Lagen zeigen,
wie sie einen Impulsspulenmagnetisierer verlassen, während die
nach links weisende Richtung der Pfeile 52 der anderen
Lagen 50 anzeigt, dass jene anderen Lagen (die zweit-oberste und die unterste)
um 180° gedreht
wurden, so dass die Orientierungsrichtung der Nordpole der Vormagnetisierungselemente
auf jenen Lagen der Ausrichtung entgegengesetzt ist, die vorlag,
als die Lagen aus dem Impulsspulenmagnetisierer entnommen wurden.
Es versteht sich, dass die anderen zu stapelnden Lagen ebenfalls
in der gleichen Weise abwechselnd gedreht werden würden wie
die Lagen mit den nach links weisenden Pfeilen 52. In dem
resultierenden Lagenstapel würde
dann ungefähr
die Hälfte der
Vormagnetisierungselemente der Markierer mit einem Nordpol in einer
Richtung orientiert sein, und die andere Hälfte der Vormagnetisierungselemente würde mit
dem Nordpol in einer entgegengesetzten Richtung ausgerichtet sein.
Dementsprechend würde der
Stapel mit aktivierten Markierern kein starkes Leckfeld erzeugen und
würde kein
ernsthaftes Risiko darstellen, dass Markierer an den Seiten oder
Rändern
der Stapel unbeabsichtigt durch das Leckfeld entmagnetisiert werden
könnten.
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Obgleich
es bevorzugt ist, dass das Verteilungsverhältnis von Markierern, deren
Vormagnetisierungselemente in einer Richtung magnetisiert sind,
und Markierern, deren Vormagnetisierungselemente in der entgegengesetzten
Richtung magnetisiert sind, im Wesentlichen 50 : 50 beträgt, wird
davon ausgegangen, dass es eine gewisse Abweichung von diesem Verhältnis geben
kann, ohne dass ein nennenswertes Leckfeld entsteht. Zum Beispiel wird
davon ausgegangen, dass ein Verhältnis
von bis zu 70 30 kein Leckfeld erzeugen würde, dass groß genug
ist, um ein nennenswertes Risiko einer Entmagnetisierung zu verursachen,
sofern das Verhältnis von
70 : 30 mit praktisch möglicher
Gleichmäßigkeit in
dem gesamten Stapel mit Markierern beibehalten bleibt.
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Es
wird nun – zunächst unter
Bezug auf 4 – ein Verfahren beschrieben,
das gemäß der Erfindung
bereitgestellt wird und mit dem Rollen mit aktivierten magnetomechanischen
Markierern hergestellt werden, die nicht mehr als ein minimales
Leckfeld erzeugen. Die Bezugszahl 60 in 4 bezeichnet
allgemein eine Magnetisiervorrichtung, die gemäß der Erfindung bereitgestellt
ist. Die Magnetisiervorrichtung 60 verarbeitet eine kontinuierliche
Bahn 62, an der eine zweidimensionale Anordnung aus magnetomechanischen
Markierern 20 angehaftet ist. Die Bahn 62 ist
in 4 unterbrochen dargestellt und besteht vorzugsweise
aus einem Flachmaterial, das herkömmlicherweise als eine Trennlage
für EAS-Markierer
verwendet wird. Die Anordnung aus Markierern 20 hat die
Form von Querreihen, die sich quer zur Längenabmessung der Bahn 62 erstrecken, und
Längsreihen,
die sich parallel zur Längenabmessung
der Bahn 62 erstrecken. Um die Zeichnung zu vereinfachen,
ist in 4 nur eine begrenzte Anzahl der Querreihen mit
Markierern gezeigt, aber es versteht sich, dass die Querreihen der
Markierer in einer bevorzugten Ausführungsform entlang des größten Teils
der Länge
oder entlang der gesamten Länge
der Bahn 62 angeordnet sind. Die Gesamtlänge der Bahn 62 kann
zum Beispiel in der Größenordnung von
1.000 Metern liegen, und die Bahn trägt vorzugsweise Tausende von
Querreihen mit Markierern, von denen nur einige wenige Querreihen
in der Zeichnung gezeigt sind. Ein motorgetriebener Aufnahmemechanismus 64 und
ein motorgetriebener Zuführmechanismus 66 (die
beide schematisch in 4 gezeigt sind) sind vorhanden,
damit die Bahn 62 selektiv entlang ihrer Länge in der
Richtung, die durch den Pfeil 68 bezeichnet ist, vorangeschoben
werden kann.
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Ein
Magnetisiererelement 70 ist an einem Roboterarm montiert,
der schematisch mit 72 bezeichnet ist. Der Roboterarm 72 ist
dafür geeignet, das
Magnetisiererelement 70 in einer ersten Richtung, die durch
den Pfeil 74 bezeichnet ist, und quer zur Länge der
Bahn 62 zu transportieren und das Magnetisiererelement 70 ebenfalls
in einer entgegengesetzten Richtung zu transportieren, die durch
den Pfeil 76 dargestellt ist. Es ist eine Steuerschaltung 78 vorhanden,
um den Betrieb des Aufnahmemechanismus 64 und des Zuführmechanismus 66 sowie
des Roboterarms 72 zu steuern.
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Das
Magnetisiererelement 70 wird nun anhand der 5-7 im
Einzelnen beschrieben. In 5 ist zu
sehen, dass das Magnetisiererelement 70 einen Stahlkanal 80 und
einen Halter 82 enthält, der
dafür verwendet
wird, den Kanal 80 an dem Roboterarm 72 zu montieren.
Der Stahlkanal 80 kann zum Beispiel aus Magnetstahl 1018 hergestellt
sein. Wie aus der Querschnittsansicht des Kanals 80 von 6 zu
erkennen ist, hat der Kanal 80 einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt.
Längliche Dauerstabmagnete 84 mit
einem rechteckigen Querschnitt sind in dem Kanal 80 montiert.
Die Magnete 84 sind in dem Kanal 80 nebeneinander
und zwischen Seitenwänden 85 des
Kanals 80 montiert, wobei die Längen der Magnete parallel zur
Länge des
Kanals verlaufen. Jeder der Magnete 84 hat eine Nordpolaritätsregion 86,
die an einer oberen Seite 88 des Magneten ausgebildet ist
und die aufwärts
in Richtung einer offenen Seite 90 des Kanals 80 ausgerichtet
ist. Auf der entgegengesetzten (unteren) Seite 92 der Magnete 84 befindet
sich eine Südpolaritätsregion 94.
Wie aus 6 zu erkennen ist, sind die
Magnete 84 so montiert, dass ihre unteren Seiten 92 gegen
einen Boden 96 des Kanals 80 stoßen. Zwischen
den benachbarten Magneten 84 befindet sich ein Spalt 98.
Es ist ebenfalls zu erkennen, dass die oberen Seiten 88 der
Magnete 84 relativ zu einer Oberkante 102 des
Kanals 80 eingerückt
sind, so dass ein Raum 104 gebildet wird.
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Vorzugsweise
bestehen die Magnete 84 aus Neodym-Eisen-Bor, und der Spalt 98 und
der Raum 104 sind mit (nicht gezeigtem) Versiegelungs-
und Abstandshaltermaterial ausgefüllt, um ein Korrodieren der
Magnete 84 zu verhindern. Zu weiteren geeigneten Materialien
für die
Magnete 84 gehören
Alnico, Ferrit oder gebundene oder keramische magnetische Materialien.
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Die
Gesamtlänge
des Kanals 80 kann etwa 11 Inch betragen. Eine Gesamtbreite
des Kanals 80 kann etwa 0,35 Inch betragen, und die Innenbreite (die
Breite des Bodens 96) kann etwa 0,225 Inch betragen. Die
Seitenwände 85 können eine
Dicke von etwa 0,0625 Inch haben. Wie aus 4 zu erkennen ist,
wird die Längenabmessung
des Kanals 80 und damit des Magnetisiererelements 70 parallel
zu der Längenabmessung
der Bahn 62 gehalten, während der
Magnetisierer 70 quer zur Bahn 62 transportiert wird.
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Die
Markierer 20 sind vorzugsweise mit den Längen der Markierer
quer zur Länge
der Bahn 62 angeordnet, wie in 4 gezeigt.
In der Regel beträgt
die Breite der Markierer etwa 0,5 Inch, und der Raum zwischen aneinandergrenzenden
Querreihen aus Markierern kann in der Größenordnung eines Drittel Inch
liegen. Folglich ist zu erkennen, dass angesichts einer Länge des
Magnetisierers 70 von 11 Inch oder mehr in 4 die
Anzahl der Querreihen aus Markierern 20, die gleichzeitig
durch den Magnetisierer 70 abgetastet werden können, etwas
untertrieben dargestellt ist.
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Die
Magnete 84 können
einen Querschnitt von etwa 0,1 Inch im Quadrat haben, und die Länge der
Magnete 84 kann im Wesentlichen gleich der Länge des
Kanals 80 sein. Alternativ, wie in 10 angedeutet,
kann jeder der Magnete 84 durch eine Querreihe kürzerer Stabmagnete 84' ersetzt werden, die
Ende an Ende angeordnet sind und die alle rechteckige Querschnitte
und aufwärts
ausgerichtete Nordpolaritätsregionen 88 haben.
Zum Beispiel können
die Magnete 84' etwa
3,5 Inch lang sein.
-
8 ist
eine Vektordarstellung, die das Magnetfeld veranschaulicht, das
an mittigen Abschnitten des Magnetisierers 70 und in einer
Ebene senkrecht zur Länge
des Magnetisierers 70 ausgebildet wird. Die X-Abmessung von 8 entspricht
der horizontalen Richtung in 6, und die
Y-Abmessung entspricht der vertikalen Richtung in 6.
Es ist zu erkennen, dass die horizontale (X-Richtungs-) Komponente
der Flusslinien bei 106 in 8 der Richtung der
horizontalen Komponente der Flusslinien bei 108 in 8 entgegengesetzt
ist.
-
9 ist
eine Kurvendarstellung des magnetischen Induktionsfeldes in der
horizontalen Richtung als eine Funktion der horizontalen (X-Richtungs-)
Position von links nach rechts und eine kurze Distanz oberhalb der
oberen Seiten 88 der Magnete 84, wie in 6 dargestellt.
Aus 9 ist zu erkennen, dass das Magnetfeld in der
X-Richtung eine Polarität
auf der linken Seite des Querschnitts des Magnetisierers hat und
eine entgegengesetzte Polarität
auf der rechten Seite des Querschnitts des Magnetisierers hat. Die
Amplitude des maximalen Feldes beträgt etwa 2 KG. Wenn ein Vormagnetisierungselement
von links nach rechts und eine kurze Distanz über den Magneten 84 (wie
in 6 dargestellt) geschwenkt wird, wobei die Länge des
Vormagnetisierungselements in der X-Richtung ausgerichtet ist, dann
wird das Vormagnetisierungselement mit einer ersten Polarität entlang
seiner Länge
magnetisiert, während
das Schwenken des Vormagnetisierungselements in der entgegengesetzten
Richtung das Vormagnetisierungselement mit der entgegengesetzten
Polarität magnetisiert.
Natürlich
kann das Schwenken auch durch Bewegen des Magnetisierers relativ
zu dem Vormagnetisierungselement bewerkstelligt werden, wie in 4 angedeutet.
-
Während des
Betriebes veranlasst die Steuerschaltung 78 die Vorrichtung 60,
die Abfolgen der Schritte auszuführen,
die in 12 gezeigt sind. Zunächst wird,
wie in 12 mit Schritt 110 bezeichnet, die
Bahn indexiert, das heißt,
um einen vorgegebenen Betrag in der Richtung vorangeschoben, die durch
den Pfeil 68 (4) angedeutet ist. Auf den Schritt 110 folgt
ein Schritt 112 (12), bei
dem der Roboterarm 72 so betätigt wird, dass der Magnetisierer 70 die
Bahn 62 in Querrichtung, zum Beispiel in der Richtung,
die durch den Pfeil 74 angedeutet ist, abtastet. Vorzugsweise
sind die Markierer 20 an der Bahn 62 angehaftet,
wobei sich ihre jeweiligen Vormagnetisierungselemente 26 neben
der Bahn 62 befinden, und der Magnetisierer 70 tastet
unter der Bahn 62 entlang, wobei sich die Oberkante 102 des Kanals 80 (6)
in Kontakt mit einer Unterseite der Bahn 62 oder sehr nahe
einer Unterseite der Bahn 62 befindet. Folglich wird das
in
-
9 gezeigte
Feldprofil auf alle Vormagnetisierungselemente in den Markierern,
die auf dem abgetasteten Abschnitt der Bahn 62 getragen
werden, in einer solchen Weise angewendet, dass das gezeigte Feldprofil
entlang der Länge
der Vormagnetisierungselemente geschwenkt wird. Infolge dessen werden
alle Vormagnetisierungselemente, die auf dem abgetasteten Abschnitt
der Bahn 62 getragen werden, mit einer ersten Polarität entlang
der Länge der
Vormagnetisierungselemente magnetisiert.
-
Die
Stärke
der Magnete 84 und die vertikale Distanz zwischen den Vormagnetisierungselementen und
den oberen Seiten 88 der Magnete 84 können so gewählt werden,
dass eine maximale Feldstärke
von etwa 500 bis 700 Oe an den Vormagnetisierungselementen anliegt.
Zum Beispiel kann die vertikale Distanz zwischen den Vormagnetisierungselementen und
den Oberseiten der Magnete 84 etwa 0,065 Inch betragen.
-
Auf
Schritt 112 folgt Schritt 114, bei dem die Bahn
erneut um den vorgegebenen Betrag vorangeschoben wird, und dann
wird Schritt 116 ausgeführt. Bei
Schritt 116 wird der Magnetisierer veranlasst, die Bahn
in einer Richtung abzutasten (zum Beispiel jener, die durch den
Pfeil 76 angedeutet ist), die der Abtastrichtung von Schritt 112 entgegengesetzt
ist. Folglich wird eine andere Gruppe von Vormagnetisierungselementen
mit einer Polarität
magnetisiert, die der Magnetisierungspolarität, die in Schritt 112 erzeugt
wurde, entgegengesetzt ist.
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Wie
in 12 angedeutet, werden die Schritte 110 bis
116 in einer Endlosschleife ausgeführt, um Gruppen von Markierer-Vormagnetisierungselementen
zu bilden, die mit einer entgegengesetzten Polarität magnetisiert
sind und einander entlang der Länge
der Bahn 62 abwechseln.
-
13 zeigt
einen größeren Kontext
für den Magnetisierungsprozess,
der durch die Vorrichtung von 4 ausgeführt wird. 13 veranschaulicht schematisch
das Verarbeiten der rückseitigen
Trägerbahn 62 durch
eine Markierer-Aufbringstation 120, eine Aktivierungsstation,
die der Magnetisiervorrichtung 60 von 4 entspricht,
eine Schlitzstation 122 und eine Aufrollstation 124.
Obgleich in 13 nicht gezeigt, versteht es
sich, dass ein Mechanismus vorhanden ist, um die Bahn 62 von
links nach rechts voranzuschieben, d. h. durch die Stationen 120, 60 und 122 und
dann zur Station 124.
-
In
der Markierer-Aufbringstation 120 werden Querreihen mit
den Markierern auf die Bahn 62 der Reihe nach entlang der
Länge der
Bahn aufgebracht, während
die Bahn durch die Station 120 vorangeschoben wird. Jede
Querreihe aus Markierern erstreckt sich im Wesentlichen über die
Breite der Bahn 62, und die Markierer sind mit ihren Längenabmessungen
quer zur Länge
der Bahn 62 ausgerichtet, um die zweidimensionale Anordnung
aus Markierern zu erzeugen, von der ein Abschnitt in 4 veranschaulicht
ist. (Um 13 zu vereinfachen, sind die Markierer
nicht auf den Abschnitten der Bahn 62 gezeigt, die sich
stromabwärts
von der Markierer-Aufbringstation 120 befinden.)
-
In
der Markiereraktivierungsstation 60 wird, wie oben besprochen,
die Bahn 62 wechselweise in Inkrementen oder Schritten
vorangeschoben, und das Magnetisierelement wird über die Bahn 62 hinweg
in entgegengesetzten Richtungen abgetastet, so dass abwechselnde
Gruppen von Markierern, die entlang der Länge der Bahn 62 positioniert
sind, aktiviert werden, wobei die jeweiligen Vormagnetisierungselemente
in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert werden. Dann wird die
Bahn 62 in der Station 122 in ihrer Längsrichtung
geschlitzt, um separate Trägerbahnstreifen 126 zu
erzeugen, von denen jeder eine einzelne Längsreihe der Markiereranordnung
trägt.
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Es
versteht sich, dass abwechselnde Folgen von Markierern auf jedem
der Streifen 126 Vormagnetisierungselemente aufweisen,
die mit entgegengesetzten Polaritäten magnetisiert sind.
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In
der Aufrollstation 124 wird jeder der Bahnstreifen 126,
auf dem sich eine jeweilige Längsreihe
von Markierern befindet, spiralförmig
zusammengerollt, so dass im Wesentlichen zylindrische Markiererrollen 128 entstehen,
die schematisch als das Endprodukt der Markiererverarbeitungsstrecke von 13 gezeigt
sind. Hunderte oder Tausende von Markierern, vielleicht bis zu 5.000
Markierer, können
in jeder Rolle 128 enthalten sein. Eine Rolle, die 2.500
Markierer enthält,
würde in
der Regel ein Volumen von etwa 1.500 cm3 in
Anspruch nehmen. Weil im Wesentlichen die Hälfte der Vormagnetisierungselemente
der Markierer in jeder Rolle so magnetisiert ist, dass eine Nordpolarität in einer
bestimmten Richtung quer zu dem Bahnstreifen ausgerichtet ist, und die
Nordpolaritäten
der anderen Hälfte
der Vormagnetisierungselemente der Markierer in der entgegengesetzten
Richtung ausgerichtet sind, wird durch die Markiererrollen 128 allenfalls
ein geringes Leckmagnetfeld erzeugt, und es besteht im Wesentlichen
kein Risiko, dass Vormagnetisierungselemente in den Markierern am
Rand der Rolle 128 versehentlich entmagnetisiert werden.
Das maximale Leckfeld, das durch jede Rolle 128 erzeugt
wird, befindet sich auf einem Niveau von 10 Oe oder weniger.
-
Es
werden nun mit weiterem Bezug auf 4 zusätzliche Überlegungen
angestellt, die sich auf das Aktivieren von auf einer Bahn getragenen Markierern
mittels der in 4 gezeigten Vorrichtung und
des in 12 veranschaulichten Verfahrens
beziehen.
-
Um
ein gleichbleibendes und einwandfreies Leistungsverhalten der Markierer
zu gewährleisten, ist
es wichtig, dass die Richtung der magnetischen Orientierung der
Vormagnetisierungselemente möglichst
genau auf die Längsrichtung
der Vormagnetisierungselemente ausgerichtet ist. Es ist daher wichtig,
dass die Richtung, in der das Magnetisiererelement 70 die
Markierer 20 abtastet, genau gesteuert wird. In einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung sind (nicht gezeigte) Führungsschienen vorhanden, die
sich über
den Pfad der Bahn erstrecken, um die Stelle und die Richtung zu
definieren, an bzw. in der der Magnetisierer 70 über die
Bahn 62 transportiert wird. Außerdem ist der Transportmechanismus
für die
Bahn 62 vorzugsweise so angeordnet, dass die Längsrichtung
der Bahn 62 um einige wenige Grad in einer horizontalen
Ebene gedreht werden kann, so dass die Querreihen der Markierer
auf den Transportpfad des Magnetisierers ausgerichtet werden können. Eine
Laservisiereinrichtung kann in dem Intervall zwischen benachbarten
Querreihen der Markierer abwärts
gerichtet werden, um zu gewährleisten,
dass die gewünschte
Ausrichtung erreicht wurde.
-
Gleichzeitig
sollte der Bahntransportmechanismus so betätigt werden, dass der Spalt
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Querreihen der Markierer auf
den wirksamen Rand des Magnetfeldes ausgerichtet ist, das durch
das Magnetisiererelement 70 erzeugt wird. Andernfalls ist
es wahrscheinlich, dass eine Querreihe der Markierer Kanteneffekten
ausgesetzt wird und nicht einwandfrei magnetisiert wird. Um den
Rand des Magnetfeldes auf einen engen Grenzbereich zu beschränken, enthält eine
bevorzugte Ausführungsform
des Stahlkanals 80 eine stählerne Endplatte 130 (7)
an einem vorderen Ende 132 des Kanals 80. Die
Endplatte 130 besteht vorzugsweise aus dem gleichen Material
wie der Kanal 80 und ist ein planares Element, das orthogonal zur
Länge des
Kanals 80 ausgerichtet ist. Die Endplatte 130 kann
eine Dicke von etwa 0,050 Inch haben. Das vordere Ende 132 des
Kanals 80 ist das Ende, das der Richtung für den Vorschub
der Bahn entspricht, wie durch den Pfeil 68 in 4 angedeutet, und
entspricht dem vorderen Ende 134 des Magnetisierers 70,
wie in 4 angedeutet.
-
Das
Bereitstellen der Endplatte 130 macht es möglich, den
Abstand zwischen aufeinanderfolgende Querreihen mit Markierern auf
einen Mindestabstand wie zum Beispiel 0,25 Inch zu verringern.
-
Das
Inkrement, um das die Bahn 62 im Schritt 110 oder 114 vorangeschoben
wird, sollte gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Teilungsabstandes
sein, mit dem Querreihen von Markierern entlang der Bahn 62 angeordnet
sind, und sollte außerdem
maximal so groß sein
wie die Länge
des Magnetisiererelements 70.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung magnetisiert die Vormagnetisierungselemente jeder
Querreihe aus Markierern mit einer Polarität, die derjenigen der Markierer
in der vorangehenden Querreihe entgegengesetzt ist. Zu diesem Zweck sind
die Magnete in dem Stahlkanal 80 gemäß dem in 11 gezeigten
Format montiert. Die Anordnung der Magnete, die in 11 gezeigt
ist, entspricht insofern der von 10, als
zwei benachbarte Querreihen von Magneten vorhanden sind, die sich
entlang der Länge
des Magnetisierers erstrecken. Jedoch ist bei der Anordnung von 11 die
Nordpolarität
jedes dort gezeigten Magneten 84'' in
einer Richtung ausgerichtet, die der Richtung der Nordpolarität der benachbarten
Magnete in der Querreihe entgegengesetzt ist. Des Weiteren hat jeder
der Magnete 84'' eine Länge L, die
nicht kürzer
ist als die Breite der Markierer 20. Der Teilungsabstand,
mit dem die Magnete 84'' entlang dem
Kanal angeordnet sind, sollte der gleiche sein wie der Teilungsabstand,
mit dem die Querreihen von Markierern entlang der Bahn angeordnet
sind. Die Länge
L der Magnete sollte daher nicht den Teilungsabstand der Querreihen
von Markierer übersteigen.
-
Wenn
die in 11 gezeigte Anordnung der Magnete
verwendet wird, so versteht es sich, dass die resultierenden Rollen
mit Markierern so angeordnet sind, dass die Nordpolarität des Vormagnetisierungselements
jedes Markierers in einer Richtung ausgerichtet ist, die der Richtung
der Nordpolarität benachbarter
Markierer auf der Rolle entgegengesetzt ist.
-
Gemäß alternativen
Ausführungsformen
der Erfindung kann das Magnetisiererelement 70 oberhalb
der Bahn 62 anstatt unterhalb der Bahn transportiert werden.
Des Weiteren können
die zwei in den 6 und 7 gezeigten
Stabmagnete 84 durch einen einzelnen Stabmagneten ersetzt
werden, oder die in den 10 und 11 gezeigten
zwei Querreihen von Magneten können
in jedem Fall durch eine einzelne Querreihe von Magneten ersetzt
werden. Als eine andere Alternative kann der Spalt 98 (6)
zwischen den Stabmagneten 84 weggelassen werden.
-
Die 14 und 15 veranschaulichen schematisch
Alternativen zu dem in 13 gezeigten Prozess. Die in
den 14 und 15 gezeigten Prozesse
erzeugen geschnittene Lagen mit daran befestigten aktivierten Markierern
anstatt Rollen mit Markierern, wie sie durch den Prozess von 13 erzeugt
werden.
-
In 14 ist
eine kontinuierliche Bahn 62 aus einem Trägermaterial
gezeigt, an der Markierer in Querreihen und Längsreihen angebracht sind.
Zu Veranschaulichungszwecken wird die Anzahl n der Längsreihen
mit fünf
angenommen, und die Anzahl m der Querreihen wird als groß angenommen,
wobei 25 der Querreihen gezeigt sind. Des Weiteren ist in 14 (in
vereinfachter Form) ein Magnetisiererelement 70 wie das
aus den 6 und 7 gezeigt. Wie
zuvor, ist der Magnetisierer so angeordnet, dass er in einer Richtung
quer zur Länge
der Bahn 6 hin und her bewegt werden kann (wie durch den
Doppelpfeil 136 angedeutet), und wobei die Länge des
Magnetisiererelements parallel zur Länge der Bahn verläuft. Es
wird angenommen, dass das Magnetisiererelement lang genug ist, um
fünf Querreihen
von Markierern auf der Bahn während
jedes Durchgangs zu magnetisieren. Auch hier bezeichnet der Pfeil 68 die Richtung,
in der die Bahn vorangeschoben wird.
-
Der
Prozess von 14 weicht von dem aus 13 dadurch
ab, dass eine Schlitzstation vorhanden ist, welche die Bahn quer
schlitzt, so dass geschnittene Lagen entstehen (anstatt in Längsrichtung,
so dass Bahnstreifen entstehen, wie in 13). Linien 138 bezeichnen
Stellen, an denen das Querschlitzen erfolgt. Wie in dem Prozess
von 13, erfolgt das Schlitzen stromabwärts von
der Magnetisierstation.
-
Während des
Betriebes wird in dem in 14 veranschaulichten
Prozess die Bahn um ein festes Inkrement vorangeschoben, das in
diesem Fall mit dem Fünffachen
des Teilungsabstandes der Markiererquerreihen angenommen wird (d.
h. gleich der Distanz von einer Linie 138 zur nächsten).
Dann wird der Magnetisierer 70 über die Breite der Bahn in einer
ersten Richtung transportiert, um die jeweiligen Vormagnetisierungselemente
von fünf
Querreihen von Markierern zu magnetisieren. Als nächstes wird die
Bahn erneut um das 5-Querreihen-Inkrement vorangeschoben, und der
Magnetisierer wird über
die Bahn zurück
(d. h. in der entgegengesetzten Richtung) transportiert, um die
Vormagnetisierungselemente der nächsten
fünf Querreihen
von Markierern mit einer entgegengesetzten Polarität zu magnetisieren.
Die kleinen horizontalen Pfeile (von denen einer mit der Bezugszahl 140 bezeichnet
ist) zeigen die jeweiligen Richtungen an, in denen die Vormagnetisierungselemente
jedes Markierers durch das Magnetisiererelement 170 magnetisiert
werden.
-
Die
oben beschriebenen Bahnvorschub- und Magnetisierertransportschritte
werden kontinuierlich wiederholt. Außerdem wird die Bahn stromabwärts von
dem Magnetisierer an den Positionen quer geschlitzt, die durch die
Linien 138 angedeutet sind, um geschnittene Lagen zu bilden,
von denen jede eine Gruppe von Markierern trägt, die in einem einzigen Durchgang
des Magnetisiererelements aktiviert wurde. Wie aus 14 zu
erkennen ist, hat jede entstandene geschnittene Lage Markierer,
für die
die Vormagnetisierungselemente alle in derselben Richtung magnetisiert
wurden. Des Weiteren ist die Magnetisierungsrichtung der Markierer
auf jeder Lage der Magnetisierungsrichtung der Markierer auf der
vorherigen Lage entgegengesetzt. Folglich können die geschnittenen Lagen
eine nach der anderen gestapelt werden, um den gleichen Typ eines
Stapels aus Markierer-tragenden Lagen zu bilden, der mittels des Verfahrens
gebildet wird, das in Verbindung mit 3 besprochen
wurde. Es versteht sich, dass der Prozess von 14 wahrscheinlich
effizienter und weniger arbeitsintensiv ist als der Prozess von 3, insbesondere
weil der Prozess von 14 nicht erfordert, dass die
Lagen aus Markierern mit der Hand gedreht werden.
-
Obgleich
das in 3 gezeigte Beispiel zu einer 5 × 5-Anordnung
von Markierern auf jeder geschnittenen Lage führen würde, gibt es viele mögliche Variationen
bei den Anordnungsabmessungen. Bei einer solchen Variation würde eine
Markiereranordnung von 18 Querreihen × 6 Längsreihen auf jeder geschnittenen
Lage erzeugt werden.
-
Der
Prozess von 15 ist der gleiche wie in 14,
außer
dass 15 ein Magnetisiererelement 70' zeigt, das
so konfiguriert ist, dass es eine Änderung der Magnetisierungsrichtung
der Markierer von Querreihe zu Querreihe bewirkt. Bei dem Magnetisiererelement 70' (das in 15 in
vereinfachter Form gezeigt ist) ist eine Polaritätswechselmagnetanordnung entlang
der Länge
des Magnetisiererelements angeordnet, wie das in 11 gezeigte
Magnetisiererelement.
-
Die
Anzahl der Querreihen von Markierern in einer Gruppe, die bei jedem
Durchgang des Magnetisiererelements 70' aktiviert wird, kann ungerade sein,
wie in 15 gezeigt, oder kann gerade
sein. In jedem Fall wird in dem entstandenen Stapel aus Markierern
das Vormagnetisierungselement in jedem Markierer mit einer Polarität magnetisiert,
die den Polaritäten
der Markierer unmittelbar darunter und darüber entgegengesetzt ist. Wo
in jedem Durchgang eine gerade Anzahl von Querreihen aktiviert wird, wird
die erste Querreihe jeder Gruppe mit der gleichen Polarität magnetisiert
wie die letzte Querreihe der vorangegangenen Gruppe. Dementsprechend werden
zwei aufeinanderfolgende Querreihen, die mit der gleichen Polarität magnetisiert
sind, an jeder Grenze zwischen Gruppen erzeugt. Jedoch wird die Bahn
an der Grenze und zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Querreihen
geschlitzt, so dass Lagen entstehen, die so gestapelt sind, dass
die Magnetisierungsrichtung in der vertikalen Abmessung des Stapels
wechselt. Des Weiteren haben auf jeder geschnittenen Lage selbst
keine zwei benachbarten Querreihen von Markierern die gleiche Polarität.
-
In
einer weiteren Variation können
die Lagen mit Markierern, die mittels des Prozesses von 15 hergestellt
werden, bis zu einer Auflösung
von einem einzelnen Markierer zerschnitten werden, und die einzelnen
Markierer können
in eine Patrone gepackt werden, um damit eine Markiererauftragspistole
zu laden. Wenn die Markierer in eine solche Pistole geladen werden,
so ist die Dichte der angesammelten Markierer besonders hoch. Zum
Beispiel kann eine Patrone 250 Markierer in einem Volumen
von etwa 125 cm3 enthalten. Dies macht es
besonders wichtig, in die Patrone ungefähr gleiche Anzahlen von Markierern
jeder Polarität
aufzunehmen.
-
Es
ist ebenso wichtig, dass Markierer jeder Polarität relativ gleichmäßig in der
Patrone verteilt werden.
-
Es
können
verschiedene Änderungen
in der oben beschriebenen Vorrichtung und Modifikationen bei den
beschriebenen Verfahren vorgenommen werden, ohne von der Erfindung
abzuweichen. Die besonders bevorzugten Ausführungsformen sind insofern
im veranschaulichenden und nicht im einschränkenden Sinne zu verstehen.
Der Geltungsbereich der Erfindung ist in den folgenden Ansprüchen dargelegt.
-
- 20
- Markierer
- 22
- Aktives
Element
- 24
- Gehäuse
- 26
- Vormagnetisierungselemente
- 50
- Lagen
- 52
- Pfeil
- 60
- Magnetisiervorrichtung
- 62
- Bahn
- 64
- Zuführmechanismus
- 66
- Zuführmechanismus
- 68
- Pfeil
- 70
- Magnetisiererelement
- 70'
- Magnetisiererelement
- 72
- Roboterarm
- 74
- Pfeil
- 76
- Pfeil
- 78
- Steuerschaltung
- 80
- Stahlkanal
- 82
- Halter
- 84
- Magnet
- 84'
- Magnet
- 84''
- Magnet
- 85
- Seitenwände
- 86
- Nordpolaritätsregion
- 88
- Obere
Seite
- L
- Länge
- 90
- Offene
Seite
- 92
- Gegenüberliegende
Seite
- 94
- Südpolaritätsregion
- 96
- Boden
- 98
- Spalt
- 102
- Oberkante
- 104
- Raum
- 106
- Flusslinien
- 108
- Flusslinien
- 110
- Schritt
- 112
- Schritt
- 114
- Schritt
- 116
- Schritt
- 120
- Markierer-Aufbringstation
- 122
- Station
- 124
- Aufrollstation
- 126
- Bahnstreifen
- 128
- Markiererrolle
- 130
- Stählerne Endplatte
- 132
- Vorderes
Ende
- 134
- Vorderes
Ende
- 136
- Pfeil
- 138
- Linien
- 170
- Magnetisiererelement