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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Abbildes wenigstens einer Seite eines Gegenstandes mit einer konturierten, nicht ebenen Gestalt, wobei die Vorrichtung eine den Gegenstand aufnehmende Aufnahme aufweist, die dreidimensional verstellbar ist nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie einen Drucker mit dem wenigstens eine Seite des in der Vorrichtung aufgenommenen Gegenstandes mit einer konturierten, nicht ebenen Gestalt bedruckt werden kann, sowie ein Verfahren zum Bedrucken wenigstens einer Seite eines Gegenstandes mit einer konturierten, nicht ebenen Gestalt – insbesondere Markierungselementmatten – nach Anspruch 25 bzw. 26.
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Aus dem Stand der Technik sind Markierungselemente bekannt, die an Kontaktierungseinrichtungen für elektrische oder optische Leiter bzw. spannungsführenden Bauteilen eingesetzt werden.
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Üblicherweise sind solche Markierungselemente zu Gruppen von gleichgroßen Markierungselementen zusammengefasst und mit entsprechenden Halteelementen zu Markierungselementmatten zusammengefasst, die sich quasi einstückig in einen entsprechenden Drucker einziehen lassen bzw. zugeführt werden können. Alternativ kann eine Markierungselementmatte auch nur ein Markierungselement aufweisen. Durch Zerstören der Halteelemente an entsprechenden Sollbruchstellen an den Markierungselementmatten können die Markierungselemente bzw. das Markierungselement vereinzelt und an den dafür vorgesehenen Kontaktierungseinrichtungen angebracht werden.
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Das Thermotransferdruckverfahren hat für die Bedruckung von Markierungselementen den Vorteil des hohen Druckkontrastes sowie des dauerhaften und langlebigen Druckergebnisses insbesondere auch auf Kunststoffoberflächen.
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Das Thermotransferdruckverfahren setzt verfahrensbedingt allerdings eine flächige Anpresskraft der zu bedruckenden Fläche mit dem Farbband bzw. eine stabile, ebene Fläche als Druckträger voraus, die bei einer Markierungselementmatte jedoch nicht immer gegeben ist, insbesondere nicht bei Markierungselementen, die auf Kabel aufgeclipst werden. Solche Markierungselemente weisen üblicherweise auf der von der zu bedruckenden, ebenen Seite abgewandten Seite halbrunde Schnapphaken auf, mit denen das Markierungselement auf dem Kabel befestigt wird. Durch die Schnapphaken ist jedoch eine stabile, flächige Auflage der Markierungselementmatten während des Bedruckens nicht sicher zu gewährleisten.
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Aus diesem Grund werden insbesondere für das Bedrucken von Markierungselementmatten mit Markierungselementen für Kabel, die Schnapphaken aufweisen, Aufnahmen verwendet, die eine entsprechende Markierungselementmatte so aufnehmen, dass sich für die zu bedruckenden Markierungselementseite eine ebene Fläche ergibt und die Markierungselemente stabil und sicher im Thermotransferdruckverfahren bedruckbar sind.
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Diese Vorgehensweise hat sich in der Praxis gut bewährt, weist aber den Nachteil auf, das für jede geometrische Ausprägung der Markierungselemente bzw. Markierungselementmatten eine separate Aufnahme vorgehalten werden muss. Dadurch ergeben sich erhebliche Kosten für die unterschiedlichen Aufnahmen sowie ein mit der Anzahl der unterschiedlichen Aufnahmen wachsender logistischer Aufwand für das Lagern bzw. Bereithalten der jeweils benötigten Aufnahme.
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Aus dem Stand der Technik sind ferner sogn. Nagelspiele bekannt, die dazu verwendet werden, dreidimensionale Abbildungen z.B. von einem Gesicht zu erzeugen, in dem man das Gesicht vor die Rückseite des Nagelbretts platziert, die Augen schließt und den Kopf mit dem Nagelbrett nach hinten neigt. Die im Nagelbrett beweglichen – runden – Metallstifte passen sich dadurch den Gesichtszügen an. Danach wird das Brett in eine senkrechte Stellung gebracht. Auf der Vorderseite des Brettes, das durch einen opaken Kunststoff, wie z.B. Plexiglas gebildet wird, sind die Gesichtskonturen dreidimensional im Nagelbrett abgebildet und können betrachtet werden.
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Eine dauerhafte Fixierung der durch die runden Metallstifte gebildeten dreidimensionalen Geometrie ist nicht möglich, so dass bei einer entsprechenden Bewegung des Nagelbretts die Metallstifte sich ebenfalls mitbewegen und das vorher erzeugte, durch die individuelle Längsverschiebung der Metallstifte im Nagelbrett modellierte dreidimensionale Gesichtsabbild wieder aufgegeben wird.
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Darüber hinaus ist in der
DE 10 2011 006 980 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer dreidimensionalen geformten Fläche offenbart. Die erzeugte dreidimensionale Fläche dient gemäß der
DE 10 2011 006 980 A1 insbesondere der Herstellung von Aufnahmebehältern von Zerspanungswerkzeugen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorteilhafterweise als Anlageelemente, die die dreidimensionale Fläche abformen, längsverschiebliche Stifte bzw. Nägel mit rundem Querschnitt auf. Die Stifte sind matrixartig angeordnet und bilden ein sogn. Nagelbrett aus, in dem die Stifte geführt sind. Die Vorrichtung weist ferner wenigstens ein Expansionselement auf, mit dem bei der Abformung der dreidimensionalen Fläche die Position eines oder mehrerer Stifte durch Aufbringen eines Druckfluids auf das Expansionselement fixiert wird.
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Ferner ist in der
US 2012/0307590 A1 eine Abtastvorrichtung für dreidimensionale Körper offenbart. Die Vorrichtung weist mehrere Stifte mit rundem Querschnitt auf, die jeweils an einem Ende einen Sensor aufweisen. Die Stifte sind in einem Rahmen geführt. Der Verschiebewiderstand der Stifte wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung über eine Irisblende variiert, wobei die Irisblende aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt sein kann. Wie die beweglichen Teile der Irisblende angetrieben werden, ist nicht offenbart.
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Nachteilig an den technischen Lösungen nach dem Stand der Technik, mit denen ein erzeugtes Abbild eines dreidimensionalen Körpers fixiert werden kann, ist der Einsatz vergleichsweise teurer fluidischer Druckenergie, bzw. der konstruktive Aufwand zur Fixierung jedes einzelnen Stiftes durch ein entsprechendes Haltelement, wie z.B. einer Irisblende und deren Antrieb.
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Die Erfindung hat demnach die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Abbildes eines Gegenstandes mit einer der zu bedruckenden Seite abgewandten konturierte, nicht ebenen Gestalt – insbesondere Markierungselementmatten – zum Bedrucken dieses Gegenstandes – insbesondere einer Markierungselementmatte mit einem Drucker – insbesondere mit einem Thermotransferdrucker – zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile überwindet.
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Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 25 und 26. Dabei weist nach Anspruch 1 die Vorrichtung relativ zueinander verschiebbare Schieber mit nicht kreisrundem Querschnitt auf.
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Der Erfindung liegt also der Gedanke zu Grunde, die Schieber, die einen Gegenstand mit nicht ebener Gestalt abformen sollen, nicht kreisrund zu gestalten, um die erforderliche Klemmung der Schieber bzw. Stifte zur Fixierung des Abbildes eines Gegenstandes mit konturierter, nicht ebener Gestalt zu vereinfachen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist der Querschnitt der Schieber mehreckig, vorzugsweise rechteckig, besonders bevorzugt quadratisch ausgeführt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante weisen die Schieber jeweils einen Durchbruch auf, der von einem Führungsblech in Schieberspaltenrichtung durchgriffen wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante sind die Schieber schieberzeilenweise fixierbar gestaltet.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante erfolgt die Klemmung bzw. Fixierung der Schieber durch Verdrehen einer Welle, auf der Blattfedern angeordnet sind, deren Druckkraft gegen ein Druckstück gerichtet ist.
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Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1: eine räumliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in „Lernstellung“, sowie eine zu bedruckende Markierungselementmatte;
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2 eine räumliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 1 in „Lernstellung“ mit eingelegter Markierungselementmatte;
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3 eine räumliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 1 in Verriegelungsstellung mit eingeprägter Geometrie zur sicheren und ebenen Aufnahme einer entsprechenden Markierungselementmatte;
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4 eine räumliche Teil-Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 3;
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5 eine räumlich dargestellte Ausschnittsvergrößerung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der insbesondere der Verriegelungsmechanismus gut sichtbar dargestellt ist;
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6 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der insbesondere der Verriegelungsmechanismus gut sichtbar dargestellt ist;
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7 eine räumliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in „Lernstellung“ sowie einer Markierungselementmatte in Verbindung mit einem Thermotransferdrucker;
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8 eine räumliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in „Lernstellung“ sowie einer Markierungselementmatte in Verbindung mit einem Thermotransferdrucker;
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9 eine räumliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in „Verriegelungsstellung“ sowie einer Markierungselementmatte in Verbindung mit einem Thermotransferdrucker
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Im Folgenden werden die 1 bis 6 beschrieben.
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Die 7 bis 9 zeigen Verfahrensschritte zum Bedrucken eines Gegenstands mit wenigsten einer der zu bedruckenden Seite abgewandten konturierter, nicht ebenen Gestalt – insbesondere eine Markierungselementmatte 2 – insbesondere mit einem Thermotransferdrucker. Dabei ist das Bedrucken einer Markierungselementmatte 2 rein beispielhaft zu verstehen. Ebenso rein beispielhaft ist die Verwendung eines Thermotransferdruckers zu verstehen. Eine zusammengefasste Darstellung der Verfahrensschritte zur Bedruckung eines Gegenstands mit einer der zu bedruckenden Seite abgewandten konturierte, nicht ebenen Gestalt – insbesondere eine Markierungselementmatte 2 – hinsichtlich ihrer Reihenfolge erfolgt nach der Beschreibung der 1 bis 6.
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1 zeigt die räumliche Ansicht einer Vorrichtung 1 für einen Gegenstand mit wenigstens einer der zu bedruckenden Seite abgewandten konturierte, nicht ebenen Gestalt insbesondere von in Markierungselementmatten 2 zusammengefasste Markierungselemente 3 zum Markieren von Kontaktierungseinrichtungen, die für elektrische oder optische Leiter bzw. spannungsführende Bauteile eingesetzt werden oder Kabel, die in entsprechende Kontaktierungseinrichtungen einmünden bzw. mit ihnen verbunden sind, die insbesondere für das Bedrucken insbesondere im Thermotransferverfahren geeignet ist.
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Die Vorrichtung 1 weist mehrere Schieber 4 mit nicht kreisrundem, bzw. mehreckigem, bevorzugt rechteckigem, hier – rein beispielhaft – quadratischen Querschnitt auf.
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Die Schieber 4 sind auf Grund ihres mehreckigen Querschnitts flächig aneinanderschmiegbar, so dass sich ein Schieberfeld ergibt, das Schieberreihen 4a bzw. Schieberspalten 4b von aneinandergeschmiegten Schiebern 4 aufweist. Das so gebildete Schieberfeld wird von einem Grundrahmen 5 an einer Seite begrenzt. Der Grundrahmen 5 weist je ein Führungsblech 6 je Schieberspalte 4b auf, dass die Schieber 4 der jeweiligen Schieberspalte 4b durchgreift. Dazu weisen die Schieber 4 in Schieberspaltenrichtung jeweils einen schlitzförmigen Durchbruch 7 auf. Der Durchbruch 7 ist am jeweiligen Schieber 4 so gestaltet, dass eine vertikale Bewegung des jeweiligen Schiebers 4 in Richtung der Zeichenblattebene bzw. aus der Zeichenblattebene heraus möglich ist. In der in 1 dargestellten Grundstellung oder „Lernstellung“ der Vorrichtung 1 liegt die obere Kante des Durchbruchs 7 des jeweiligen Schiebers 4 an dem Führungsblech 6 jeweils an.
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Die Schieber 4 können aus verschiedenen Werkstoffen, wie z.B. Kunststoff oder metallische Werkstoffe hergestellt sein.
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An der gegenüberliegenden Seite des Grundrahmens 5 weist das Schieberfeld je Schieberspalte 4b ein Druckstück 8 auf. Das Druckstück 8 weist ebenfalls einen schlitzförmigen Durchbruch 9 auf, der von dem jeweiligen Führungsblech 6 durchgriffen wird. Der Durchbruch 9 und das Führungsblech 6 weisen eine korrespondierende, kongruente Geometrie auf, so dass das Druckstück 6 nicht in Richtung der Zeichenblattebene bzw. aus der Zeichenblattebene heraus beweglich ist.
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Jedes Führungsblech 6 ist an seinem einen Ende mit dem Grundrahmen 5 fest verbunden. Am grundrahmenabgewandten Ende weist das Führungsblech 6 eine Bohrung 10 auf, die durch eine drehbare Welle 11 durchgriffen wird.
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In 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 nach Einformen bzw. nach Einpassen einer entsprechenden Markierungselementmatte 2 dargestellt. Zum Einformen bzw. Einpassen der Markierungselementmatte 2 wurde die Markierungselementmatte 2 unter die Vorrichtung 1 gelegt, so dass sich die Schieber 4 auf den Markierungselementen 3 bzw. auf der Markierungselementmatte 2 abstützen und dadurch ein dreidimensionales Abbild der Markierungselementmatte 2 erzeugen. Dies ist erkennbar an den erhabenen Schiebern 4 mit unterschiedlichen Höhenniveaus in Bezug auf die Zeichenblattebene. Die Schieber 4 sind durch den Durchbruch 7 entsprechend vertikal beweglich.
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Die Welle 11 weist je Druckstück 8 wenigstens eine, vorteilhafterweise zwei Blattfedern 12a bzw. 12b auf, die an der Welle 11 befestigt sind und beim Verdrehen der Welle 11 eine Druckkraft auf das jeweilige Druckstück 8 ausüben, so dass die Schieber 4 in ihrer Schieberspalte 4b zwischen Druckstück 8 und Grundrahmen 5 geklemmt bzw. gegen in Bezug auf die Zeichenblattebene vertikales Verschieben gesichert sind. Durch diese schieberspaltenweise arbeitende kraftschlüssige Klemmvorrichtung wird im Zusammenwirken mit der formschlüssigen Führung der Schieber 4 mit deren Durchbrüchen 7 auf dem jeweiligen spaltenweise ausgerichteten Führungsblech 5 sowie dem mehreckigen, bevorzugt rechteckigen, besonders bevorzugt quadratischen Querschnitt der Schieber 4, der eine sichere Klemmwirkung ermöglicht, eine dauerhafte Fixierung des dreidimensionalen Abbilds der Markierungselementmatte 2 in der Vorrichtung 1 erreicht.
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In 4 sind die Schieber 4 separat von den anderen Bauteilen der Vorrichtung 1 dargestellt. Gut erkennbar sind die Führungsbleche 6 je Schieberzeile 4b, die den Durchbruch 7 im Schieber 4 durchgreifen. Gut erkennbar ist ebenfalls der Durchbruch 7, dessen Länge so gestaltet ist, dass der Schieber 4 in vertikaler Richtung in Bezug auf die Zeichenblattebene beweglich ist, dabei jedoch vom Führungsblech 6 in Bezug auf die Schieberzeilenrichtung formschlüssig fixiert ist.
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In 5 ist insbesondere die schieberspaltenweise Klemmeinrichtung mit dem Druckstück 8, der Welle 11 und den jeweiligen Führungsblechen 6 mit Bohrung 10 sowie den Blattfedern 12a bzw. 12b gut zu erkennen. Durch eine Drehung der Welle 11 in Pfeilrichtung wird das Schieberfeld spaltenweise geklemmt bzw. kraftschlüssig fixiert, so dass das eingeprägte dreidimensionale Abbild der Markierungselementmatte 2 in der Vorrichtung 1 fixiert wird. Optional kann auch jeder Schieber 4 einzeln in Ausweichrichtung angefedert sein, um die Kontaktkraft zu dem dreidimensionalen Bauteil zu erhöhen bzw. sicherzustellen.
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In 6 ist das Schieberfeld in einer Draufsicht dargestellt. Gut erkennbar sind die Blattfedern 12a und 12b, die jeweils beidseitig des Führungsblechs 6 angeordnet sind und jeweils auf das Druckstück 8 der jeweiligen Schieberspalte 4b wirken. Durch die beiden Blattfedern 12a bzw. 12b, die gleichermaßen auf das Druckstück 8 wirken, wird ein Verkanten bzw. Verklemmen der Schieber 4 einer Schieberspalte 4b auf dem Führungsblech 6 durch einseitige Krafteinleitung in die Schieberspalte 4b beim Klemmvorgang vermieden, außerdem werden mögliche Fertigungstoleranzen der Schieber 4 ausgeglichen. Alternativ zu jeweils zwei separaten Blattfedern 12a bzw. 12b kann auch jeweils eine geschlitzte Blattfeder 12 zum Einsatz kommen, dessen zwei Blätter 12a bzw. 12b ebenfalls jeweils separat auf das Druckstück 9 wirken.
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Zur Bedruckung wenigstens einer Seite eines Gegenstands mit einer der zu bedruckenden Seite abgewandten konturierten, nicht ebenen Gestalt – insbesondere einer Markierungselementmatte 2 – unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 – insbesondere im Thermotransferdruckverfahren – wird folgendes Verfahren angegeben:
Zunächst wird eine bereitgestellte Markierungselementmatte 2 mit der zu bedruckenden Seite in Bezug auf die Ablageebene nach oben auf eine bereitgestellte ebene Unterlage 13 gelegt. Dies ist in 7 dargestellt. Die ebene Unterlage 13 kann auch die Druckfolie für einen Thermotransferdrucker sein. Die Vorrichtung 1 ist an ihrem Grundrahmen 5 in einer Führung 14 eingesetzt, die sich senkrecht zur ebenen Unterlage 13 erstreckt. Die in der Führung bereitgestellte Vorrichtung 1 befindet sich in Grund- oder „Lernstellung“, d.h. die jeweiligen Blattfedern 12a bzw. 12b befinden sich nicht in Kontakt mit dem jeweiligen Druckstück 8 einer Schieberspalte 4b.
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In einem folgenden Verfahrensschritt wird die Vorrichtung 1 auf die bereitgestellte Markierungselementmatte 2 abgesenkt. Dies ist in 8 dargestellt. Dabei wird die zu bedruckende Seite der Markierungselementmatte 2 mit konturierter, nicht ebener Gestalt dreidimensional durch konturkongruentes, vertikales Verschieben der Schieber 4 in der Vorrichtung 1 abgeformt.
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In einem weiteren Verfahrensschritt wird die so gewonnene markierungsmattenspezifische Aufnahme bzw. Stellung der Schieber 4 in der Vorrichtung 1 durch Drehen der Welle 11 schieberzeilenweise gespannt bzw. geklemmt, so dass die eingeprägte dreidimensionale Geometrie der der zu bedruckenden Seite abgewandten Seite der Markierungselementmatte 2 in der Vorrichtung 1 dauerhaft fixiert ist.
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In einem weiteren Verfahrensschritt wird die markierungselementmattenspezifisch hergerichtete Vorrichtung 1 fakultativ gedreht, so dass die Vorrichtung 1 als Aufnahme für das Bedrucken von entsprechenden Markierungselementmatten 2 in einem Drucker verwendet werden kann, der lediglich von oben nach unten bedrucken kann.
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Die so gewonnene markierungsmattenspezifische Vorrichtung 1 nimmt eine zu bedruckende Markierungselementmatte 2 sicher auf und erzeugt die insbesondere für das Thermotransferdruckverfahren erforderliche stabile, ebene, zu bedruckende Fläche.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Markierungselementmatte
- 3
- Markierungselement
- 4
- Schieber
- 4a
- Schieberzeile
- 4b
- Schieberspalte
- 5
- Grundrahmen
- 6
- Führungsblech
- 7
- Durchbruch
- 8
- Druckstück
- 9
- Durchbruch
- 10
- Bohrung
- 11
- Welle
- 12
- Blattfeder
- 12a
- Blattfeder
- 12b
- Blattfeder
- 13
- ebene Unterlage
- 14
- Führung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011006980 A1 [0010, 0010]
- US 2012/0307590 A1 [0011]
