Title:
Gegenstand, Verfahren zum Herstellen des Gegenstands und Verfahren zum Bestimmen einer Position des Gegenstands
Kind Code:
B4
Abstract:

Gegenstand mit einem Substrat (2) und einer mit einem magnetisierbare und/oder magnetische Partikel aufweisenden Druckmittel auf das Substrat (2) aufgebrachten Skala (3), die das Druckmittel aufweisende Bereiche und von dem Druckmittel freie Bereiche (5), die zwischen den das Druckmittel aufweisenden Bereichen angeordnet sind, aufweist und eingerichtet ist, mittels der das Druckmittel aufweisenden Bereiche und der von dem Druckmittel freien Bereiche (5) Positionen zu kennzeichnen, wobei die magnetischen Eigenschaften des Substrats (2) derart sind, dass bei einem Anlegen eines äußeren Magnetfelds an den Gegenstand (1) oder beim Auslesen des magnetischen Feldes der magnetischen Partikel von dem Druckmittel ein stärkeres Magnetfeld als von dem Substrat (2) erzeugt wird, wobei die Skala (3) eine Mehrzahl an Skalenstrichen (4) aufweist, die unterschiedlich lang sind, so dass durch Identifizieren der Länge die Position absolut bestimmbar ist.



Inventors:
Becker, Torsten (14109, Berlin, DE)
Application Number:
DE102015121812A
Publication Date:
06/22/2017
Filing Date:
12/15/2015
Assignee:
Bogen Electronic GmbH, 14163 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE602004013155T2N/A2009-05-28
DE69838830T2N/A2008-04-10
Foreign References:
200700608202007-03-15
201403060992014-10-16
40948041978-06-13
34586881969-07-29
EP05571491993-08-25
WO2015032600A12015-03-12
WO2015180569A12015-12-03
Attorney, Agent or Firm:
PATERIS Patentanwälte, PartmbB, 80331, München, DE
Claims:
1. Gegenstand mit einem Substrat (2) und einer mit einem magnetisierbare und/oder magnetische Partikel aufweisenden Druckmittel auf das Substrat (2) aufgebrachten Skala (3), die das Druckmittel aufweisende Bereiche und von dem Druckmittel freie Bereiche (5), die zwischen den das Druckmittel aufweisenden Bereichen angeordnet sind, aufweist und eingerichtet ist, mittels der das Druckmittel aufweisenden Bereiche und der von dem Druckmittel freien Bereiche (5) Positionen zu kennzeichnen, wobei die magnetischen Eigenschaften des Substrats (2) derart sind, dass bei einem Anlegen eines äußeren Magnetfelds an den Gegenstand (1) oder beim Auslesen des magnetischen Feldes der magnetischen Partikel von dem Druckmittel ein stärkeres Magnetfeld als von dem Substrat (2) erzeugt wird, wobei die Skala (3) eine Mehrzahl an Skalenstrichen (4) aufweist, die unterschiedlich lang sind, so dass durch Identifizieren der Länge die Position absolut bestimmbar ist.

2. Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei die magnetischen Eigenschaften des Substrats (2) derart sind, dass das Substrat (2) nicht magnetisch und nicht magnetisierbar ist.

3. Gegenstand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei mindestens einer der Skalenstriche (4) mit einer mit dem Druckmittel auf das Substrat (2) aufgebrachten Beschriftung (6) markiert ist.

4. Gegenstand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Skalenstriche eine Breite von 1 μm bis 1 mm haben.

5. Gegenstand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Druckmittel Pigmente, die die magnetisierbaren und/oder magnetischen Partikel aufweisen, und/oder einen Farbstoff aufweist.

6. Gegenstand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Druckmittel einen Füllgrad von 30 Vol-% bis 90 Vol-% an den magnetisierbaren und/oder magnetischen Partikeln aufweist.

7. Gegenstand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die magnetisierbaren Partikel Pigmente, keramische Partikel und/oder Seltenerdmetalle aufweisen, die magnetischen Partikel hartmagnetische Partikel, Pigmente, Mikromagneten, keramische Partikel und/oder Seltenerdmetalle aufweisen.

8. Gegenstand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Mittelwert einer Verteilung von Größen der magnetisierbaren und/oder magnetischen Partikel kleiner als 2 μm ist.

9. Verfahren zum Herstellen eines Gegenstands (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, mit den Schritten:
– Bereitstellen eines Substrats (2);
– Aufbringen einer Skala (3) mit einem magnetisierbare und/oder magnetische Partikel aufweisenden Druckmittel auf das Substrat (2), wodurch der Gegenstand (1) fertig gestellt wird, wobei die Skala (3) das Druckmittel aufweisende Bereiche und von dem Druckmittel freie Bereiche (5) aufweist und eingerichtet ist, mittels der das Druckmittel aufweisenden Bereiche und der von dem Druckmittel freien Bereiche (5) Positionen zu kennzeichnen und die magnetischen Eigenschaften des Substrats (2) derart sind, dass bei einem Anlegen eines äußeren Magnetfelds an den Gegenstand (1) oder beim Auslesen des magnetischen Feldes der magnetischen Partikel von dem Druckmittel ein stärkeres Magnetfeld als von dem Substrat (2) erzeugt wird,
wobei die Skala (3) eine Mehrzahl an Skalenstrichen (4) aufweist, die unterschiedlich lang sind, so dass durch Identifizieren der Länge die Position absolut bestimmbar ist.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, mit dem Schritt:
– Magnetisieren der Skala (3) während und/oder nach ihrem Aufbringen.

11. Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das Druckmittel mittels Drucken auf das Substrat (2) aufgebracht wird.

12. Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Gegenstands (1) mit einem Substrat (2) und einer mit einem magnetisierbare und/oder magnetische Partikel aufweisenden Druckmittel auf das Substrat (2) aufgebrachten Skala (3), die das Druckmittel aufweisende Bereiche und von dem Druckmittel freie Bereiche (5), die zwischen den das Druckmittel aufweisenden Bereichen angeordnet sind, aufweist und eingerichtet ist, mittels der das Druckmittel aufweisenden Bereiche und der von dem Druckmittel freien Bereiche (5) Positionen zu kennzeichnen, wobei die magnetischen Eigenschaften des Substrats (2) derart sind, dass bei einem Anlegen eines äußeren Magnetfelds an den Gegenstand (1) oder beim Auslesen des magnetischen Feldes der magnetischen Partikel von dem Druckmittel ein stärkeres Magnetfeld als von dem Substrat (2) erzeugt wird, wobei die Skala (3) eine Mehrzahl an Skalenstrichen (4) aufweist, die unterschiedlich lang sind, so dass durch Identifizieren der Länge die Position absolut bestimmt wird, mit den Schritten:
– Detektieren, ob ein von einer im Bereich der Skala (3) angeordneten Messstelle des Gegenstands (1) ausgehendes Magnetfeld vorhanden ist;
– Rückschließen von dem detektierten oder nicht detektierten von der Messstelle ausgehenden Magnetfeld und/oder von der Form des von der Messstelle ausgehenden Magnetfeldes auf die Position des Gegenstands (1).

13. Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Gegenstands (1) mit einem Substrat (2) und einer mit einem magnetisierbare und/oder magnetische Partikel aufweisenden Druckmittel auf das Substrat (2) aufgebrachten Skala (3), die das Druckmittel aufweisende Bereiche und von dem Druckmittel freie Bereiche (5), die zwischen den das Druckmittel aufweisenden Bereichen angeordnet sind, aufweist und eingerichtet ist, mittels der das Druckmittel aufweisenden Bereiche und der von dem Druckmittel freien Bereiche (5) Positionen zu kennzeichnen, wobei die magnetischen Eigenschaften des Substrats (2) derart sind, dass bei einem Anlegen eines äußeren Magnetfelds an den Gegenstand (1) oder beim Auslesen des magnetischen Feldes der magnetischen Partikel von dem Druckmittel ein stärkeres Magnetfeld als von dem Substrat (2) erzeugt wird, wobei die Skala (3) eine Mehrzahl an Skalenstrichen (4) aufweist, durch die die Position des Gegenstands (1) relativ bestimmt wird, und mindestens eine der Skalenstriche mit einer mit dem Druckmittel auf das Substrat (2) aufgebrachten Beschriftung markiert ist, wodurch die Absolutposition zumindest des markierten Skalenstrichs bestimmt wird, mit den Schritten:
– Detektieren, ob ein von einer im Bereich der Skala (3) angeordneten Messstelle des Gegenstands (1) ausgehendes Magnetfeld vorhanden ist;
– Rückschließen von dem detektierten oder nicht detektierten von der Messstelle ausgehenden Magnetfeld und/oder von der Form des von der Messstelle ausgehenden Magnetfeldes auf die Position des Gegenstands (1).

14. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, mit dem Schritt:
– Anlegen eines äußeren Magnetfelds an die Messstelle derart, dass die Skala magnetisiert wird.

15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das von der Messstelle ausgehende Magnetfeld unter Heranziehen des induktiven Effektes und/oder des magnetoresistiven Effekts detektiert wird.

Description:

Die Erfindung betrifft einen Gegenstand, ein Verfahren zum Herstellen des Gegenstands und ein Verfahren zum Bestimmen einer Position des Gegenstands.

Im Werkzeugmaschinenbau ist es bekannt beispielsweise einen magnetischen Linearmaßstab zur Bestimmung einer Position eines Werkzeugschlittens zu verwenden. Die Positionen können mit einer Relativmessung oder einer Absolutmessung bestimmt werden. Für die relative Positionsbestimmung wird ein sich wiederholendes Bitmuster abwechselnder gleichbreiter Nord- und Südpole vermessen. Da das sich wiederholende Bitmuster nicht unterscheidbar ist, sind Positionen nur relativ unterscheidbar und die Position wird in der Regel durch Zählen der passierten Bits erzeugt. Für die absolute Positionsbestimmung wird entweder das Bitmuster durch eine zweite Spur indiziert, durch das Phasenverhältnis zwischen den Spuren oder es wird ein unterscheidbares Bitmuster verwendet. Im ersten Fall werden durch die zweite Spur die einzelnen Bits indiziert und somit unterscheidbar gemacht. Im zweiten Fall werden typischerweise eine um 1 unterschiedliche Bitmuster in den beiden Spuren verwendet. Im dritten Fall werden beispielhaft unterscheidbare Bitmuster verwendet, bei denen die einzelnen Maßstabsinkremente unterschiedlich breit sind, beispielsweise von einem absoluten Startpunkt aus sich vergrößern. Bei Anwesenheit eines starken Magnetfeldes ist es jedoch möglich, dass jedes zweite Bit ummagnetisiert wird. Dadurch haben alle Bits die gleiche Polarität, so dass die Position nicht mehr bestimmbar ist.

EP 0 557 149 A1 offenbart eine Schieblehre. DE 60 2004 013 155 T2 beschreibt ein Verfahren und Mittel zur Herstellung eines magnetisch hervorgerufenen Musters in einer Beschichtung mit magnetischen Partikeln. Ferner stellt US 2014/0 306 099 A1 eine optische Skala dar. US 4 094 804 A offenbart ein wasserbasiertes magnetisches Fluid. DE 698 38 830 T2 beschreibt ein Verfahren zur Reduzierung der Teilchengröße. Außerdem stellt US 2007/0 060 820 A1 im Rahmen eines Systems zur. Messung des vaskulären Widerstands magnetische Sektionen dar. WO 2015/032600 A1 offenbart eine Messvorrichtung und ein Verfahren zum Messen der Position von Körpern. US 3 458 688 A offenbart eine Identifizierung von Zeilenpositionen in Dokumenten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Gegenstand, ein Verfahren zum Herstellen des Gegenstands und ein Verfahren zum Bestimmen einer Position des Gegenstands zu schaffen, wobei die Position des Gegenstands auch in Anwesenheit starker Magnetfelder fehlerfrei ausgelesen werden kann.

Der erfindungsgemäße Gegenstand weist ein Substrat und eine mit einem magnetisierbare und/oder magnetische Partikel aufweisenden Druckmittel auf das Substrat aufgebrachten Skala auf, die das Druckmittel aufweisende Bereiche und von dem Druckmittel freie Bereiche, die zwischen den das Druckmittel aufweisenden Bereichen angeordnet sind, aufweist und eingerichtet ist, mittels der das Druckmittel aufweisenden Bereiche und der von dem Druckmittel freien Bereiche Positionen zu kennzeichnen, wobei die magnetischen Eigenschaften des Substrats derart sind, dass bei einem Anlegen eines äußeren Magnetfelds an den Gegenstand oder beim Auslesen des magnetischen Feldes der magnetischen Partikel von dem Druckmittel ein stärkeres Magnetfeld als von dem Substrat erzeugt wird, wobei die Skala eine Mehrzahl an Skalenstrichen, die unterschiedlich lang sind, so dass durch Identifizieren der Länge die Position absolut bestimmbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Gegenstands weist die Schritte auf: Bereitstellen eines Substrats; Aufbringen einer Skala mit einem magnetisierbare und/oder magnetische Partikel aufweisenden Druckmittel auf das Substrat, wodurch der Gegenstand fertig gestellt wird, wobei die Skala das Druckmittel aufweisende Bereiche und von dem Druckmittel freie Bereiche aufweist und eingerichtet ist, mittels der das Druckmittel aufweisenden Bereiche und der von dem Druckmittel freien Bereiche Positionen zu kennzeichnen und die magnetischen Eigenschaften des Substrats derart sind, dass bei einem Anlegen eines äußeren Magnetfelds an den Gegenstand oder beim Auslesen des magnetischen Feldes der magnetischen Partikel von dem Druckmittel ein stärkeres Magnetfeld als von dem Substrat erzeugt wird, wobei die Skala eine Mehrzahl an Skalenstrichen, die unterschiedlich lang sind, so dass durch Identifizieren der Länge die Position absolut bestimmbar ist.

Das erste alternative erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Gegenstands mit einem Substrat und einer mit einem magnetisierbare und/oder magnetische Partikel aufweisenden Druckmittel auf das Substrat aufgebrachten Skala, die das Druckmittel aufweisende Bereiche und von dem Druckmittel freie Bereiche, die zwischen den das Druckmittel aufweisenden Bereichen angeordnet sind, aufweist und eingerichtet ist, mittels der das Druckmittel aufweisenden Bereiche und der von dem Druckmittel freien Bereiche Positionen zu kennzeichnen, wobei die magnetischen Eigenschaften des Substrats derart sind, dass bei einem Anlegen eines äußeren Magnetfelds an den Gegenstand oder beim Auslesen des magnetischen Feldes der magnetischen Partikel von dem Druckmittel ein stärkeres Magnetfeld als von dem Substrat erzeugt wird, wobei die Skala eine Mehrzahl an Skalenstrichen, die unterschiedlich lang sind, so dass durch Identifizieren der Länge die Position absolut bestimmbar ist, weist die Schritte auf: Detektieren, ob ein von einer im Bereich der Skala angeordneten Messstelle des Gegenstands ausgehendes Magnetfeld vorhanden ist; Rückschließen von dem detektierten oder nicht detektierten von der Messstelle ausgehenden Magnetfeld und/oder von der Form des von der Messstelle ausgehenden Magnetfeldes auf die Position des Gegenstands.

Das zweite alternative erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Gegenstands mit einem Substrat und einer mit einem magnetisierbare und/oder magnetische Partikel aufweisenden Druckmittel auf das Substrat aufgebrachten Skala, die das Druckmittel aufweisende Bereiche und von dem Druckmittel freie Bereiche, die zwischen den das Druckmittel aufweisenden Bereichen angeordnet sind, aufweist und eingerichtet ist, mittels der das Druckmittel aufweisenden Bereiche und der von dem Druckmittel freien Bereiche Positionen zu kennzeichnen, wobei die magnetischen Eigenschaften des Substrats derart sind, dass bei einem Anlegen eines äußeren Magnetfelds an den Gegenstand oder beim Auslesen des magnetischen Feldes der magnetischen Partikel von dem Druckmittel ein stärkeres Magnetfeld als von dem Substrat erzeugt wird, wobei die Skala eine Mehrzahl an Skalenstrichen aufweist, durch die die Position des Gegenstands relativ bestimmt wird, und mindestens eine der Skalenstriche mit einer mit dem Druckmittel auf das Substrat aufgebrachten Beschriftung markiert ist, wodurch die Absolutposition zumindest des markierten Skalenstrichs bestimmt wird, weist die Schritte auf: Detektieren, ob ein von einer im Bereich der Skala angeordneten Messstelle des Gegenstands ausgehendes Magnetfeld vorhanden ist; Rückschließen von dem detektierten oder nicht detektierten von der Messstelle ausgehenden Magnetfeld und/oder von der Form des von der Messstelle ausgehenden Magnetfeldes auf die Position des Gegenstands.

Durch den erfindungsgemäßen Gegenstand, das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des Gegenstands und das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen der Position des Gegenstands wird vorteilhaft erreicht, dass selbst bei Anwesenheit störender starker Magnetfelder die Position des Gegenstands fehlerfrei ausgelesen werden kann. Zudem können mit dem Druckmittel kleinere Strukturen als mit einem herkömmlichen Bitmuster hergestellt werden. Damit kann die Position des erfindungsgemäßen Gegenstands mit einer höheren Genauigkeit als mit dem herkömmlichen Bitmuster bestimmt werden. Zudem ist der Gegenstand kostengünstiger herstellbar als das herkömmliche Bitmuster.

Es ist bevorzugt, dass die magnetischen Eigenschaften des Substrats derart sind, dass das Substrat im Wesentlichen nicht magnetisch und im Wesentlichen nicht magnetisierbar ist.

Dadurch sind beim Übergang von den das Druckmittel aufweisenden Bereichen zu den von dem Druckmittel freien Bereichen besonders große Gradienten des Magnetfeldes realisierbar. Durch die großen Gradienten des Magnetfeldes sind die das Druckmittel aufweisenden Bereiche und deren Position besonders fehlerfrei und mit einer hohen Genauigkeit bestimmbar. Damit ist auch die Position des Gegenstands mit der hohen Genauigkeit bestimmbar.

Die Skala weist erfindungsgemäß eine Mehrzahl an Skalenstrichen auf. Bevorzugt weist die Skala eine Mehrzahl an Zeichen auf, insbesondere Buchstaben und/oder Ziffern. Durch die Verwendung von Skalenstrichen lässt sich die Position des Gegenstands relativ bestimmen, indem bei dem Verfahren zum Bestimmen der Position die Skalenstriche gezählt werden. Indem unterschiedlich lange Skalenstriche verwendet werden, erfolgt erfindungsgemäß durch Identifizieren der Länge auch eine absolute Bestimmung der Position. Indem unterschiedlich breite Skalenstriche verwendet werden, kann durch Identifizieren der Breite auch eine absolute Bestimmung der Position erfolgen. Durch die Verwendung der Zeichen kann eine absolute Bestimmung der Position des Gegenstands erfolgen. Auch kann durch den Einsatz mehrerer Spuren von Skalenstrichen eine absolute Bestimmung der Position erfolgen.

Es ist erfindungsgemäß, dass mindestens einer der Skalenstriche mit einer mit dem Druckmittel auf das Substrat aufgebrachten Beschriftung markiert ist. Dadurch lässt sich erfindungsgemäß die Absolutposition zumindest des markierten Skalenstrichs bestimmen.

Es ist bevorzugt, dass die Skala linear, quadratisch oder logarithmisch geteilt ist oder dass die Skala von einem Muster aus mit dem Druckmittel auf das Substrat aufgebrachten Markierungsstreifen gebildet ist, die von Markierungsstreifen zu Markierungsstreifen zwischen einer ersten Position der Skala und einer in die Längsrichtung der Skala im Abstand zur ersten Position angeordneten zweiten Position jeweils derart vorherbestimmt zur Transversalrichtung der Skala in einem jeweiligen Neigungswinkel geneigt angeordnet sind, dass jeder der Neigungswinkel einen Wert hat, der sich von den Werten der anderen Neigungswinkeln unterscheidet. Damit die Skala die Positionen kennzeichnen kann, ist die Skala regelmäßig geteilt. Mittels einem Barcode oder einem QR-Code können beispielsweise die Positionen aufgrund ihrer unregelmäßigen Struktur nicht gekennzeichnet werden. Durch die unterschiedlichen Neigungswinkel lässt sich durch Bestimmen des Neigungswinkels vorteilhaft einfach die Absolutposition des Gegenstands bestimmen.

Die Skalenstriche haben bevorzugt eine Breite von 1 μm bis 1 mm, insbesondere von 10 μm bis 100 μm, insbesondere von 1 μm bis 10 μm. Die Position des Gegenstands kann mit einer höheren Genauigkeit hergestellt werden, je kürzer die Breite des Skalenstrichs ausgeführt ist. Dabei können die Skalenstriche mit den angegebenen Breiten mit dem Druckmittel ohne Weiteres hergestellt werden.

Es ist bevorzugt, dass das Druckmittel Pigmente, die insbesondere die magnetisierbaren und/oder magnetischen Partikel aufweisen, und/oder einen Farbstoff aufweist. Damit ist vorteilhaft erreicht, dass die Skala nicht nur magnetisch, sondern auch optisch ausgelesen werden kann. Aus Kostengründen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Pigmente die magnetisierbaren und/oder magnetischen Partikel aufweisen, weil es nicht erforderlich ist, zu dem Farbstoff und/oder den Pigmenten zusätzlich noch die magnetisierbaren Partikel bereitzustellen.

Das Druckmittel weist bevorzugt einen Füllgrad von 30 Vol-% bis 90 Vol-%, insbesondere von 40 Vol-% bis 70 Vol-%, an den magnetisierbaren und/oder magnetischen Partikeln auf. Das Druckmittel weist im Übrigen im Wesentlichen ein Bindemittel auf, wobei auch zusätzlich ein Lösungsmittel vorgesehen sein kann. Das Bindemittel sorgt für eine Haftung des Druckmittels an dem Gegenstand. Das Lösungsmittel kann vorgesehen werden, um den Farbstoff zu lösen. Durch den Anteil von 30 Vol-% bis 90 Vol-% an magnetisierbaren und/oder magnetischen Partikeln ist vorteilhaft eine starke Magnetisierbarkeit des Musters bei gleichzeitig einer starken Haftung erreicht. Besonders bevorzugt ist hierbei ein Füllgrad von ungefähr 50 Vol-%.

Es ist bevorzugt, dass die magnetisierbaren Partikel Pigmente, keramische Partikel und/oder Seltenerdmetalle aufweisen, die magnetischen Partikel hartmagnetische Partikel, Pigmente, Mikromagneten, keramische Partikel und/oder Seltenerdmetalle aufweisen. Hartmagnetische Partikel sind vorteilhaft, weil sie hohe magnetische Feldstärken aufweisen. Pigmente sind vorteilhaft, weil sie sowohl als Magnet als auch als Farbstoff fungieren. Keramische Metalle sind aufgrund ihrer chemischen Resistenz vorteilhaft. Seltenerdenmetalle weisen hohe magnetische Feldstärken auf.

Ein Mittelwert einer Verteilung von Größen der magnetisierbaren und/oder magnetischen Partikel ist bevorzugt kleiner als 2 μm. Sind die magnetisierbaren Partikel beispielsweise kugelförmig, so bezeichnet die Größe den Partikeldurchmesser. Weicht die Form der magnetisierbaren Partikel von der Kugelform ab, so ist die Größe die längste in dem magnetisierbaren Partikel vorkommende Abmessung. Aufgrund der kleinen Größe der Partikel lassen sich die magnetisierbaren und/oder magnetischen Partikel, insbesondere wenn es sich um hartmagnetische Partikel handelt, die bereits magnetisiert vorliegen, bei dem Verfahren zum Bestimmen der Position des Gegenstands in einem äußeren Magnetfeld besonders leicht ausrichten und somit lässt sich eine besonders starke Magnetisierung der das Druckmittel aufweisenden Bereiche erreichen.

Es ist bevorzugt, dass das Druckmittel mittels Drucken auf das Substrat aufgebracht wird. Dabei sind beispielsweise ein Offsetdruck, ein Laserdruck und/oder ein Tintenstrahldruck denkbar.

Es ist bevorzugt, dass das Verfahren zum Herstellen des Gegenstands den Schritt aufweist: Magnetisieren der Skala während und/oder nach ihrem Aufbringen. Dabei ist besonders bevorzugt, dass das Magnetisieren der Skala vor einem Aushärten eines Bindemittels des Druckmittels erfolgt. Dies eignet sich besonders für hartmagnetische Partikel, die bereits im magnetisierten Zustand in dem Druckmittel vorliegen. Die Orientierung, die die Partikel durch das Magnetisieren erfahren, wird durch das Aushärten des Bindemittels eingefroren.

Um eine Agglomeration der magnetisierbaren und/oder magnetischen Partikel vor dem Aufbringen der Skala zu unterbinden, kann das Druckmittel gerührt werden und/oder es kann ein Sieb in einem Fluss des Druckmittels vorgesehen werden, dessen Maschen derart dimensioniert sind, dass einzelne magnetisierbare und/oder magnetische Partikel das Sieb penetrieren können, Agglomerate der Partikel hingegen von dem Sieb zurückgehalten werden.

Bevorzugtermaßen weist das Verfahren zum Herstellen des Gegenstands den Schritt auf: Formen des Druckmittels bei dessen Aufbringen und/oder nach dessen Aufbringen auf das Substrat derart, dass das Druckmittel in seinem mittleren Bereich eingedellt wird, so dass das Druckmittel an seinen Randbereichen sich erhebt, wodurch bei einem Übergang von den das Druckmittel aufweisenden Bereichen zu den von dem Druckmittel freien Bereichen bei einem Anlegen eines äußeren Magnetfelds an den Gegenstand das von dem Druckmittel ausgehende Magnetfeld einen stärkeren Gradienten als vor dem Formen hat. Somit lässt sich vorteilhaft die Genauigkeit beim Bestimmen der Position des Gegenstands erhöhen.

Bevorzugt weist das Verfahren zum Bestimmen einer Position des Gegenstands den Schritt auf: – Anlegen eines äußeren Magnetfelds an die Messstelle derart, dass die Skala magnetisierbar ist.

Es ist bevorzugt, dass das Magnetfeld unter Heranziehen des induktiven Effektes und/oder des magnetoresistiven Effekts detektiert wird, insbesondere des anisotropen magnetoresistiven Effekts, des Riesenmagnetowiderstand Effekts, des magnetischen Tunnelwiderstand Effekts und/oder des Hall-Effekts. Dabei lassen sich unter Heranziehen des Riesenmagnetowiderstand Effekts und des magnetischen Tunnelwiderstand Effekts besonders kleine das Druckmittel aufweisende Bereich auslesen, wodurch die Genauigkeit beim Bestimmen der Position besonders hoch ist.

Im Folgenden werden drei bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine erste Ausführungsform des Gegenstands mit einer Skala mit gleich langen Skalenstrichen,

2 eine zweite Ausführungsform des Gegenstands mit einer Skala mit Ziffern,

3 eine dritte Ausführungsform des Gegenstands mit einer Skala mit unterschiedlich langen Skalenstrichen.

Wie es aus 1 bis 3 ersichtlich ist, weist ein Gegenstand 1 ein Substrat 2 und eine Skala 3 auf. Die Skala 3 ist mit einem magnetisierbare und/oder magnetische Partikel aufweisenden Druckmittel auf das Substrat 2 aufgebracht. Die Skala 3 weist das Druckmittel aufweisende Bereiche und von dem Druckmittel freie Bereiche 5 auf und ist eingerichtet, mittels der das Druckmittel aufweisenden Bereiche und der von dem Druckmittel freien Bereiche 5 eine Mehrzahl an Positionen anzuzeigen. Die magnetischen Eigenschaften des Substrats 2 sind derart, dass bei einem Anlegen eines äußeren Magnetfelds an den Gegenstand 1 oder beim Auslesen des magnetischen Feldes der magnetischen Partikel von dem Druckmittel ein stärkeres Magnetfeld als von dem Substrat 2 erzeugt wird. Um dies zu erreichen, können die magnetischen Eigenschaften des Substrats 2 derart sein, dass das Substrat 2 im Wesentlichen nicht magnetisch und im Wesentlichen nicht magnetisierbar ist. Beispielsweise kann das Substrat 2 aus Aluminium sein.

Das Druckmittel kann Pigmente, die insbesondere die magnetisierbaren und/oder magnetischen Partikel aufweisen, und/oder einen Farbstoff aufweisen. Weiterhin kann das Druckmittel einen Füllgrad von 30 Vol-% bis 90 Vol-%, insbesondere von 40 Vol-% bis 70 Vol-%, an den magnetisierbaren und/oder magnetischen Partikeln aufweisen. Die magnetisierbaren Partikel können Pigmente, keramische Partikel und/oder Seltenerdmetalle aufweisen, die magnetischen Partikel können hartmagnetische Partikel, Pigmente, Mikromagneten, keramische Partikel und/oder Seltenerdmetalle aufweisen. Ein Mittelwert einer Verteilung von Größen der magnetisierbaren und/oder magnetischen Partikel kann kleiner als 2 μm sein. Sind die magnetisierbaren Partikel beispielsweise kugelförmig, so bezeichnet die Größe den Partikeldurchmesser. Weicht die Form der magnetisierbaren Partikel von der Kugelform ab, so ist die Größe die längste in dem magnetisierbaren Partikel vorkommende Abmessung.

Bei den Skalen der drei Ausführungsformen der 1 bis 3 handelt es sich um linear geteilte Skalen. Dabei sind auch quadratisch geteilte oder logarithmisch geteilte Skalen denkbar. Ebenso sind Noniussysteme und Systeme mit variierenden Neigungswinkeln denkbar. Hingegen mit einem Barcode oder einem QR-Code können die Positionen aufgrund der unregelmäßigen Struktur des Barcodes oder des QR-Codes nicht gekennzeichnet werden. Die Skala 3 der ersten Ausführungsform gemäß 1 weist eine Mehrzahl an Skalenstrichen 4 auf, die mittels des Druckmittels auf das Substrat 2 aufgebracht sind und die das Druckmittel aufweisende Bereiche sind. Bei dieser Ausführungsform haben alle Skalenstriche 4 dieselbe Länge l1 und die gleiche Breite dl. Die Breite des von dem Druckmittel freien Bereichs 5 zwischen zwei benachbart angeordneten Skalenstrichen 4 beträgt d2 und ist ebenfalls für jedes Paar an benachbart angeordneten Skalenstrichen 4 gleich. Damit ist die Skala 3 gemäß der ersten Ausführungsform linear geteilt. Das Inkrement z dieser Skala beträgt z = d1 + d2.

Die Skala 3 der zweiten Ausführungsform gemäß 2 weist eine Mehrzahl an Ziffern 7 auf, die mittels des Druckmittels auf das Substrat 2 aufgebracht sind und die das Druckmittel aufweisenden Bereiche sind. Die Ziffern 7 sind in aufsteigender Reihenfolge angeordnet. Zwischen zwei benachbart angeordneten Ziffern 7 ist jeweils ein von dem Druckmittel freier. Bereich 5 angeordnet. Das Inkrement z dieser Skala ist für jeweils zwei benachbart angeordnete Ziffern gleich. Damit ist die Skala 3 gemäß der zweiten Ausführungsform linear geteilt. Das Inkrement z kann beispielsweise der Abstand der Schwerpunkte von zwei benachbart angeordneten Ziffern sein.

Die Skala 3 der dritten Ausführungsform gemäß 3 weist eine Mehrzahl an Skalenstrichen 4 auf, die mittels des Druckmittels auf das Substrat 2 aufgebracht sind und die das Druckmittel aufweisenden Bereiche sind. Bei dieser Ausführungsform haben alle Skalenstriche 4 dieselbe Breite d1. Die Breite des von dem Druckmittel freien Bereichs 5 zwischen zwei benachbart angeordneten Skalenstrichen 4 beträgt d2 und ist ebenfalls für jedes Paar an benachbart angeordneten Skalenstrichen 4 gleich. Damit ist die Skala 3 gemäß der dritten Ausführungsform linear geteilt. Das Inkrement z dieser Skala beträgt z = d1 + d2. Die Skala 3 gemäß der dritten Ausführungsform weist Skalenstriche mit der Länge l1, Skalenstriche mit der Länge l2 und Skalenstriche mit der Länge l3 auf, wobei l3 > l2 > l1. Die Skala 3 ist derart geformt, dass jeder zehnte Skalenstrich 4 die Länge l3 hat. Die Skala 3 weist in Längsrichtung jeweils einen Skalenstrich 4 der Länge l3, vier Skalenstriche 4 der Länge l1, einen Skalenstrich 4 der Länge l2 und vier Skalenstriche 4 der Länge l1 auf.

Wird ein quadratisch geteilte Skala oder eine logarithmisch geteilte Skala eingesetzt, so ändert sich das Inkrement in Längsrichtung der Skala.

Der Gegenstand 1 gemäß den drei Ausführungsformen kann wie folgt hergestellt werden: Bereitstellen eines Substrats 2; Aufbringen einer Skala 3 mit einem magnetisierbare und/oder magnetische Partikel aufweisenden Druckmittel auf das Substrat 2, wodurch der Gegenstand 1 fertig gestellt wird. Dabei kann das Druckmittel mittels Drucken auf das Substrat 2 aufgebracht werden, insbesondere mittels einem Offsetdruck, einem Laserdruck und/oder einem Tintenstrahldruck.

Es ist denkbar, dass das Verfahren den Schritt aufweist: Formen des Druckmittels bei dessen Aufbringen und/oder nach dessen Aufbringen auf das Substrat 2 derart, dass das Druckmittel in seinem mittleren Bereich eingedellt wird, so dass das Druckmittel an seinen Randbereichen sich erhebt, wodurch bei einem Übergang von den das Druckmittel aufweisenden Bereichen zu den von dem Druckmittel freien Bereichen 5 bei einem Anlegen eines äußeren Magnetfelds an den Gegenstand das von dem Druckmittel ausgehende Magnetfeld einen stärkeren Gradienten als vor dem Formen hat.

Die Position des Gegenstands 1 gemäß den drei Ausführungsformen kann wie folgt ausgelesen werden: Anlegen eines äußeren Magnetfeldes an eine im Bereich der Skala 3 angeordneten Messstelle des Gegenstands 1 derart, dass die Skala 3 magnetisierbar ist; Detektieren, ob ein von der Messstelle ausgehendes Magnetfeld vorhanden ist; Rückschließen von dem detektierten oder nicht detektierten von der Messstelle ausgehenden Magnetfeld und/oder von der Form des von der Messstelle ausgehenden Magnetfeldes auf die Position des Gegenstands 1. Dabei kann das Magnetfeld unter Heranziehen des induktiven Effektes und/oder des magnetoresistiven Effekts detektiert wird, insbesondere des anisotropen magnetoresistiven Effekts, des Riesenmagnetowiderstand Effekts, des magnetischen Tunnelwiderstand Effekts und/oder des Hall-Effekts.

Bezugszeichenliste

1
Gegenstand
2
Substrat
3
Skala
4
Skalenstrich
5
von dem Druckmittel freier Bereich
6
Beschriftung
7
Ziffer
d1
Breite der Skalenstriche
d2
Breite des von dem Druckmittel freien Bereichs
z
Inkrement
l1
Länge des Skalenstrichs
l2
Länge des Skalenstrichs
l3
Länge des Skalenstrichs