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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zusammentragen von Materialbögen und Erstellen eines Materialbogenhefts für einen Dokumenttyp, insbesondere für einen aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumenttypen ausgewählten Dokumenttyp. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Zusammentragen von entsprechenden Materialbögen und Erstellen eines entsprechenden Materialbogenhefts.
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Dokumente in Form von Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumenten, wie etwa ein Personalausweis, Reisepass oder eine Kreditkarte, umfassen üblicherweise einen Dokumentenkörper, bei welchem es sich um einen aus einer Mehrzahl von Materialbögen hergestellten Verbundkörper handelt oder welcher einen solchen umfasst. Die Wahl der hierbei verwendeten Materialien, der Formate, der Strukturen, der Anzahl und/oder der Reihenfolge der verwendeten Materialbögen hängt von dem Dokumenttyp ab, für welchen der Dokumentenkörper vorgesehen ist. Bei der Herstellung eines Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokuments ergibt sich somit die Notwendigkeit, eine Mehrzahl von Materialbögen unterschiedlichen Typs gemäß einer für das entsprechende Dokument spezifischen Auswahl und Reihenfolge zusammenzustellen.
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Die
DE 10 2008 012 943 A1 beschreibt ein Verfahren zur Verbesserung der Maßhaltigkeit von Folien, die in einem Folienstapel vor dem Laminieren geheftet werden, bei welchem zunächst ein Sandwich aus den Folien gebildet wird, das Sandwich mit Klemmeinrichtungen zusammengehalten und die Folien unter Bildung eines gehefteten Folienstapels geheftet wird. Hierzu wird jede zum bisher gebildeten gehefteten Folienstapel zusätzlich zugeführte Folie an diesen separat geheftet. Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Zusammentragmaschine eingesetzt, die mindestens eine Heftvorrichtung aufweist sowie jeweils einen der mindestens einen Heftvorrichtung zugeordneten Anleger zum Zuführen jeweils einer Folie zu der mindestens einen Heftvorrichtung und zum Auflegen der zugeführten Folie auf eine in der mindestens einen Heftvorrichtung gehaltene erste Folie oder auf einen in der mindestens einen Heftvorrichtung gehaltenen gehefteten Folienstapel. Die Heftvorrichtung in der Zusammentragmaschine weist auf: eine Haltevorrichtung für eine erste Folie oder einen gehefteten Folienstapel, Klemmeinrichtungen an der Halteeinrichtung zum Zusammenhalten eines aus der ersten Folie oder dem gehefteten Folienstapel und einer weiteren darauf gelegten Folie gebildeten Sandwiches und Schweißeinrichtungen zum Heften der weiteren Folie auf der ersten Folie oder auf dem gehefteten Folienstapel.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Zusammentragvorrichtung zum Zusammentragen von Materialbögen und Erstellen eines Materialbogenhefts sowie ein entsprechendes Verfahren zum Zusammentragen der Materialbögen und Erstellen des Materialbogenhefts bereitzustellen, welche sowohl effizient sind als auch flexibel im Hinblick auf die zu erstellenden Dokumenttypen.
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Die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 18 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind im abhängigen Patentanspruch angegeben.
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Ausführungsformen betreffen eine Zusammentragvorrichtung zum Zusammentragen von Materialbögen und Erstellen eines Materialbogenhefts für einen aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumenttypen ausgewählten Dokumenttyp, wobei das zu erstellende Materialbogenheft die zusammengetragenen Materialbögen in einer dokumenttypspezifischen Reihenfolge umfasst.
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Die Zusammentragvorrichtung umfasst: Vorratsstationen, welche jeweils Materialbögen eines einheitlichen Materialbogentyps in einer Vorratskassette vorrätig halten, einen Materialbogenträger mit einer Ablagefläche zum Bereitstellen eines Einzelnen der Materialbögen aufweisen und entlang einer ersten Kurvenbahn um eine vertikale Kurvenachse angeordnet sind.
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Eine Austeilvorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, an den Vorratsstationen jeweils den Einzelnen der Materialbögen aus der Vorratskassette auf die Ablagefläche des jeweiligen Materialbogenträgers auszuteilen.
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Eine Materialbogenaufnahmevorrichtung zum Einsammeln der Materialbögen für das zu erstellende Materialbogenheft, wobei die Materialbogenaufnahmevorrichtung dazu konfiguriert ist, in der dokumenttypspezifischen Reihenfolge an den einzelnen Vorratsstationen der dokumenttypspezifischen Reihenfolge jeweils den Materialbogen von der Ablagefläche des jeweiligen Materialbogenträgers aufzunehmen. Die Materialbogenaufnahmevorrichtung umfasst eine Fixiervorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, an den Vorratstationen jeweils den dort aufzunehmenden Materialbogen an dem von der Materialbogenaufnahmevorrichtung gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge unmittelbar zuvor aufgenommenen Materialbogen zu fixieren, sodass die relative Ausrichtung des aufzunehmenden Materialbogens gegenüber dem unmittelbar zuvor aufgenommenen Materialbogen festgelegt und sukzessive das dokumenttypspezifische Materialbogenheft erstellt wird.
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Unter einer Kurvenbahn wird im Folgenden eine Bahn verstanden, welche durch eine einfache, d.h. schnittpunktfreie, geschlossene Kurve gegeben ist. Insbesondere wird unter einer Kurvenbahn eine sich entlang einer glatten Kurve verlaufende Bahn verstanden. Die Kurve kann sich dabei in einer euklidischen Ebene erstrecken. Unter einer Kurvenbahn wird insbesondere eine Kreis- oder Ellipsenbahn verstanden.
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Eine Anordnung der Vorratsstationen entlang einer Kurvenbahn, insbesondere einer Kreisbahn, könnte eine besonders platzsparende Anordnung einer Vielzahl von Vorratsstationen ermöglichen. Dies ist insbesondere vorteilhaft für die Aufstellung einer entsprechenden Zusammentragvorrichtung in einer begrenzten räumlichen Anordnung in beengten Raumverhältnissen. Zudem erlaubt dies einen effizienten Transport der Vorrichtung beispielsweise in einem Container, ohne diese aufwendig in ihre Einzelteile zerlegen zu müssen.
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Unter einer Kurvenachse, im Folgenden auch als Mittelachse der Kurvenbahn bezeichnet, wird eine vertikale, d.h. senkrechte, Achse durch den geometrischen Schwerpunkt der von der Kurvenbahn umschlossenen Fläche verstanden. Unter einer senkrechten Achse wird hierbei eine sich in Lotrichtung erstreckende Gerade verstanden, d.h. parallel zu einer Lotschnur, wenn die Zusammentragvorrichtung betriebsbereit auf ebenem, horizontalem Untergrund betriebsbereit angeordnet ist. Beispielsweise umfasst die Zusammentragvorrichtung eine zentrale Trägereinheit, deren Form im Wesentlichen einem auf seiner Grundfläche stehenden senkrechten Zylinder, insbesondere einem Kreiszylinder, einem elliptischen Zylinder oder einem Zylinder auf Basis eines regulären Vielecks, entspricht. Die Vorratsstationen sind entlang des Umfangs des Zylinders angeordnet und die Mittelachse entspricht der Mittellängsachse der zentralen Trägereinheit.
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Das zu erstellende dokumenttypspezifische Materialbogenheft umfasst alle oder zumindest einen Teil der Materialbögen, aus denen ein Dokumentenkörper des ausgewählten Dokumenttyps besteht. Insbesondere umfasst das Materialbogenheft die Materialbögen in einer dokumenttypspezifischen Reihenfolge. Als Materialien der Materialbögen können beispielsweise Papier, Pappe oder Kunststoffe wie Metallfolien Verwendung finden. Ein Materialbogen kann auch Kombinationen dieser Materialen umfassen.
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Bei dem Dokumentenkörper kann es sich beispielsweise um einen Kartenkörper handeln, wenn es sich bei dem Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokument um ein kartenförmiges Dokument handelt. Bei dem Dokumentenkörper kann es sich ferner auch um einen Körper handeln, der Teil eines Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokument ist. So kann es sich beispielsweise um eine Datenkarte handeln, welche Teil eines buchenförmigen Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokuments, beispielsweise eines Reisepasses, ist. Auf eine solche Datenkarte sind beispielsweise personen- und/oder dokumentspezifische Informationen wie ein Passbild, Name, Adresse des Nutzers oder eine Hausnummer aufgebracht, insbesondere auch in maschinenlesbarer Form.
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Das Materialbogenheft kann insbesondere einen Materialbogen mit einem Chip umfassen, welcher zur Speicherung personen- und/oder dokumenttypspezifischer Informationen konfiguriert ist. Der Chip kann einen gesicherten Speicherbereich aufweisen, in welchem personen- und/oder dokumenttypspezifische Daten gespeichert werden.
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Unter einem „Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokument“ wird im Folgenden ein papier- und/oder kunststoffbasiertes Dokument verstanden, auf bzw. in welchem personenspezifische und/oder dokumenttypspezifische Informationen optisch und/oder elektronisch lesbar eingebracht sind, die eine Identifizierung des Nutzers oder des Dokuments, beispielsweise für die Freigabe bestimmter Dienste oder Funktionen ermöglichen. Darunter fallen zum Beispiel Ausweisdokumente, insbesondere Reisepässe, Personalausweise, Visa sowie Führerscheine, Fahrzeugscheine, Fahrzeugbriefe, Firmenausweise, Gesundheitskarten oder andere ID-Dokumente sowie auch Chipkarten, Zahlungsmittel, insbesondere Bankkarten, Kreditkarten, Frachtbriefe oder sonstige Berechtigungsnachweise. Wertdokumente können insbesondere auch Geldscheine oder Wertgutscheine sein. Ebenso kann es sich bei einem Dokument beispielsweise um eine Zugangskarte handeln.
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Das Materialbogenheft kann insbesondere zur Herstellung einer Datenkarte vorgesehen sein, d.h. einer papier- oder kunststoffbasierten Karte, welche in einem Buchblock eines Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokuments angeordnet ist und auf der personenspezifische und/oder dokumentenspezifische Informationen optisch lesbar aufgebracht sind, die eine Identifizierung des Nutzers oder des Dokuments, beispielsweise für die Freigabe bestimmter Dienste oder Funktionen ermöglicht.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass sie eine Vorrichtung bereitstellen, welche ein effizientes Zusammentragen einer dokumenttypspezifischen Auswahl von Materialbögen in einer dokumenttypspezifischen Reihenfolge ermöglichen. Insbesondere können sie es ermöglichen aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumenttypen einen ersten Dokumenttyp auszuwählen und nach der Erstellung eines Materialbogenhefts für den ersten Dokumenttyp flexibel zu einem Zusammentragen von Materialbögen und Erstellen eines Materialbogenhefts für einen zweiten Dokumenttyp zu wechseln.
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Die Vorratsstationen könnten es ermöglichen, unterschiedliche Materialbogentypen bereitzustellen. Aus der bereitgestellten Mehrzahl an Materialbogentypen können die für den ausgewählten Dokumenttyp benötigten Materialbögen durch eine Materialbogenaufnahmevorrichtung in der dokumenttypspezifischen Reihenfolge eingesammelt werden. Werden für einen ausgewählten Dokumenttyp mehrere Materialbögen desselben Materialbogentyps benötigt, so werden nach einer Ausführungsform mehrmals Materialbögen von derselben Vorratsstation gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge eingesammelt. Gemäß einer anderen Ausführungsform werden die entsprechenden Materialbögen in der dokumenttypspezifischen Reihenfolge von verschiedenen Vorratsstationen eingesammelt, welche mit Materialbögen desselben Materialbogentyps bestückt sind.
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Nach Ausführungsformen ist die Materialbogenaufnahmevorrichtung dazu konfiguriert, sich in der dokumenttypspezifischen Reihenfolge zu den einzelnen Vorratsstationen der dokumenttypspezifischen Reihenfolge zu bewegen, d.h. den von der dokumenttypspezifischen Auswahl umfassten Vorratsstationen. Die jeweilige Vorratsstation dieser Auswahl, zu der sich die Materialbogenaufnahmevorrichtung bewegt, stellt jeweils den gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge aktuell benötigten Materialbogentyp bereit.
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Stellen mehrere Vorratsstationen Materialbögen desselben Materialbogentyps bereit, so kann der Pfad, welchem die Materialbogenaufnahmevorrichtung beim Einsammeln der Materialbögen folgt, neben dem Kriterium, die benötigten Materialbögen gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge einzusammeln, einem zusätzlichen Optimierungskriterium unterworfen sein. Bei einem entsprechenden Optimierungskriterium kann es sich beispielsweise um das Kriterium des kürzesten zurückzulegenden Pfads oder der kürzesten benötigten Zeit handeln. Ein weiteres Kriterium kann sein, dass die Vorratsstationen gleichmäßig oder mit einer unterschiedlichen Gewichtung, beispielsweise gemäß einer vorbestimmten Reihenfolge, entleert werden.
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Nach Ausführungsformen umfassen die Vorratsstationen Vorratskassetten, in welchen die Materialbögen angeordnet sind. Hierbei kann jeder Vorratsstation ein fester Materialbogentyp zugeordnet sein, sodass eine bestimmte Vorratsstation stets denselben Materialbogentyp bereitstellt. Ist der Vorrat an Materialbögen teilweise oder vollständig aufgebraucht, so wird dieser durch Materialbögen desselben Materialbogentyps aufgefüllt. Die Zuordnung der Materialbogentypen zu den Vorratsstationen kann einem vordefinierten Muster folgen. Dieses Muster basiert beispielsweise darauf, dass die Vorratsstationen gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge in einer Reihe angeordnet sind. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn Materialbogentypen, welche in der dokumenttypspezifischen Reihenfolge mehrfach benötigt werden, durch eine entsprechende Mehrzahl von Vorratsstationen mit demselben Materialbogentyp bereitgestellt werden.
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Nach Ausführungsformen werden Vorratsstationen mit Materialbogentypen zur Herstellung von Materialbogenheften für unterschiedliche Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumente bereitgestellt. In diesen Ausführungsformen kann die Anordnung der Vorratsstationen vorteilhafterweise so gewählt werden, dass über die Mehrzahl an Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumente gemittelt der kürzeste Pfad zum Einsammeln der Materialbögen gemäß den unterschiedlichen dokumentspezifischen Reihenfolgen benötigt wird. Alternativ kann das Kriterium gewählt werden, dass im Durchschnitt die kürzeste Zeit zum Einsammeln benötigt wird. Weiterhin alternativ können unterschiedliche Dokumenttypen unterschiedlich gewichtet werden. Beispielsweise werden Dokumenttypen, welche häufiger hergestellt werden bzw. werden sollen, ein größerer Gewichtungsfaktor zugeordnet als Dokumenttypen, die seltener erstellt werden.
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Nach Ausführungsformen umfasst die Zusammentragvorrichtung eine zentrale Steuervorrichtung, welche beispielsweise einen Mikroprozessor und einen Speicher mit Programminstruktionen zum Steuern der Zusammentragvorrichtung umfasst. Wird von der zentralen Steuervorrichtung eine Auswahl eines zu erstellenden Dokumenttyps empfangen, so kann diese beispielsweise durch Ausführen der Programminstruktionen das Bewegungsmuster der Materialbogenaufnahmevorrichtung steuern. Dies kann beispielsweise auf Basis eines in einer Tabelle hinterlegten vorbestimmten Bewegungsmusters erfolgen, auf welche die zentrale Steuervorrichtung Zugriff besitzt.
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Nach Ausführungsformen wird das Bewegungsmuster von dem Mikroprozessor dynamisch errechnet auf Basis einer für den zu erstellenden Dokumenttyp dokumenttypspezifischen Reihenfolge sowie einer Bestückungsübersicht, welche Informationen darüber enthält, welche Vorratsstation mit Materialbögen welchen Materialbogentyps bestückt ist. Die entsprechende dokumenttypspezifische Reihenfolge sowie die entsprechende Bestückungsübersicht können beispielsweise in einer Tabelle hinterlegt sein, auf welche die zentrale Steuervorrichtung Zugriff besitzt.
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Erfolgt die Bestückung der einzelnen Vorratsstationen mit Materialbogentypen keinem vorbestimmten Bestückungsmuster, so weist die Zusammentragvorrichtung eine Lesevorrichtung zum Lesen von Materialbogentypidentifikatoren auf, welche den in der Vorratskassette beinhalteten Materialbogentyp identifizieren. Beispielsweise weist eine der Vorratsstationen eine Lesevorrichtung auf. Wird diese Vorratsstation bzw. eine zugehörige Vorratskassette mit neuen Materialbögen bestückt, wird ein zugehöriger Materialbogentypidentifikator eingelesen und an die zentrale Steuervorrichtung gemeldet, welche den Materialbogentyp der neu eingebrachten Materialbögen anhand der Meldung identifiziert.
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Der Materialbogentypidentifikator kann beispielweise in Form einer ID-Nummer, eines Strichcodes, eines QR-Codes, eines sonstigen geometrischen und/oder piktographischen und/oder alphanumerischen Codes oder als Farb-Code implementiert sein, welche beispielsweise visuell erfassbar sind. Ferner kann der Materialbogentypidentifikator in Form eines RFID-Transponders implementiert sein.
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Nach Ausführungsformen weisen die Vorratskassetten jeweils einen Materialbogentypidentifikator auf, welcher den in der Vorratskassette beinhalteten Materialbogentyp identifizieren. Nach Ausführungsformen wird bei einer Bestückung einer Vorratsstation eine neue Vorratskassette mit einem neuen Materialbogentypidentifikator eingebracht. Dieser Materialbogentypidentifikator wird beispielsweise durch eine Lesevorrichtung der Vorratsstation beim Einbringen der Vorratskassette gelesen und an die zentrale Vorrichtung gemeldet. Eine Lesevorrichtung kann beispielsweise jeweils einer Vorratsstation zugeordnet sein. Nach Ausführungsformen umfasst jede der Vorratsstationen eine entsprechende Lesevorrichtung.
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Zudem können die Materialbogentypidentifikatoren Informationen über die Anzahl der in der Vorratskassette enthaltenen bzw. eingebrachten Materialbögen umfassen. Die aktuelle Anzahl an Materialbögen in einer Vorratskassette kann durch einen Materialbogenzähler überwacht werden, von welchem die Anzahl der verbrauchten Materialbögen erfasst wird. Ein entsprechender Materialbogenzähler kann beispielweise als Modul an den Vorratskassetten, an den Vorratsstationen oder in der zentralen Steuervorrichtung implementiert sein.
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Das Fixieren der relativen Ausrichtung der Materialbögen in dem Materialbogenheft kann den Vorteil haben, dass die Fehleranfälligkeiten der nachfolgenden Bearbeitung beispielsweise durch ein Verrutschen der Materialbögen, ein Auffalten oder Auseinanderfallen des Materialbogenhefts reduziert wird. Zudem erhöht dies die Handhabbarkeit des Materialbogenhefts und erlaubt somit eine effizientere Weiterverarbeitung, beispielsweise durch eine Erhöhung der Transportgeschwindigkeit oder der wegfallenden Notwendigkeit, zusätzliche Sicherungselemente zum Sichern der Materialbogenausrichtung und/oder des Materialbogenhefts bereitstellen zu müssen. Vorteilhaft sind insbesondere Fixierungsverfahren, wie etwa Ultraschallschweißen, bei welchen kein zusätzliches Material bzw. keine zusätzlichen Elemente in das Materialbogenheft eingebracht werden. Das Materialbogenheft bleibt somit leicht weiterbearbeitbar, ohne dass auf entsprechendes zusätzliches Material oder entsprechende zusätzliche Elemente Rücksicht genommen werden müsste bzw. eine Entfernung derselben zu einem späteren Zeitpunkt notwendig wird.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass sie eine effiziente Fixierung, insbesondere durch Ultraschallverschweißung ermöglichen.
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Nach Ausführungsformen ist die Materialbogenaufnahmevorrichtung dazu konfiguriert, sich in der dokumenttypspezifischen Reihenfolge zu den einzelnen Vorratsstationen zu bewegen.
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Nach Ausführungsformen weist die Zusammentragvorrichtung eine im Wesentlichen zylinderförmige Ausgestaltung auf. Hierbei umfasst die Zusammentragvorrichtung eine zentrale zu einer Mittellängsachse rotationssymmetrische Trägereinheit, um die herum die Vorratsstationen entlang der Kurvenbahn angeordnet sind. Die erste Kurvenbahn verläuft dabei um die Mittellängsachse der zylinderförmigen Trägereinheit, d.h. die Kurvenachse ist durch die Mittellängsachse gegeben. Dabei sind die Austeilvorrichtung und die Materialbogenaufnahmevorrichtung entlang der Kurvenbahn verfahrbar angeordnet.
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Nach Ausführungsformen bewegt sich die Materialbogenaufnahmevorrichtung zumindest teilweise entlang der ersten Kurvenbahn.
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Nach Ausführungsformen sind die Vorratsstationen entlang eines Teils der ersten Kurvenbahn angeordnet, beispielsweise entlang einer Hälfte der Kurvenbahn. Somit ist eine Hälfte der zentralen Trägereinheit mit Vorratsstationen versehen. Die gegenüberliegende Hälfte kann beispielsweise mit Stationen zur Weiterverarbeitung des erstellten Materialbogenhefts versehen sein.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass die Materialbogenaufnahmevorrichtung zum Transport des sukzessiven erstellten Materialbogenhefts von Vorratsstation zu Vorratsstation dienen kann. Zugleich wird eine Weiterverarbeitung des erstellten Materialbogenhefts an weiteren Bearbeitungsstationen, welche für die Weiterverarbeitung des Materialbogenhefts entlang des verbleibenden Teils der Kurvenbahn angeordnet sind, nicht beeinträchtigt.
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Nach Ausführungsformen bewegt sich die Materialbogenaufnahmevorrichtung entlang der vollständigen ersten Kurvenbahn.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass Vorratsstationen in der gesamten Kurvenbahn angeordnet sind, sodass eine Vielzahl von Vorratsstationen mit Materialbogentypen zur Herstellung einer Vielzahl unterschiedlicher Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumente in kompakter Form bereitgestellt werden kann.
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Nach Ausführungsformen ist die Austeilvorrichtung dazu konfiguriert, die einzelnen Materialbögen an den Vorratsstationen in der dokumenttypspezifischen Reihenfolge an die Ablageflächen der jeweiligen Materialbogenträger auszuteilen.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass die Materialbögen nur ausgeteilt werden, wenn diese benötigt werden, während sie ansonsten vor Umgebungseinflüssen geschützt in der Vorratskassette verwahrt werden.
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Nach Ausführungsformen umfasst das zu erstellende Materialbogenheft zumindest zwei Materialbögen desselben Materialbogentyps, wobei die Austeilvorrichtung dazu konfiguriert ist, an einer der Vorratsstationen, welche eine Vorratskassetten mit Materialbögen des entsprechenden Materialbogentyps aufweist, zumindest zweimal einen Materialbogen aus der entsprechenden Vorratskassetten auszuteilen, und wobei die Materialbogenaufnahmevorrichtung dazu konfiguriert ist, an der entsprechenden Vorratsstation zumindest zweimal einen Materialbogen aufzunehmen.
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Nach Ausführungsformen ist die Austeilvorrichtung dazu konfiguriert, sich in der dokumenttypspezifischen Reihenfolge zu den einzelnen Vorratsstationen zu bewegen.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass ein mechanisch einfacher und damit weniger fehleranfälliger Aufbau der Vorratsstationen ermöglicht wird. Nach Ausführungsformen wird die Bewegung der Austeilvorrichtung von der zentralen Steuervorrichtung gesteuert, welche auch die Bewegungen der Materialbogenaufnahmevorrichtung steuert. Nach Ausführungsformen steuert die zentrale Steuervorrichtung die Bewegung der Austeilvorrichtung nach denselben Kriterien, wie die Bewegung der Materialbogenaufnahmevorrichtung.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass die Anzahl der Vorratsstationen reduziert und die Zusammentragvorrichtung mithin kompakter ausgestaltet werden kann.
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Nach Ausführungsformen eilt die Austeilvorrichtung der Materialbogenaufnahmevorrichtung in der dokumenttypspezifischen Reihenfolge voraus und teilt an den Vorratsstationen gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge Materialbögen aus, welche von der Materialbogenaufnahmevorrichtung nachfolgend aufgesammelt werden.
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Nach Ausführungsformen erfolgt die Steuerung der Bewegungen der Austeilvorrichtung und der Materialbogenaufnahmevorrichtung entlang der Kurvenbahn gemäß einem optimierten Bewegungsmuster, welches beispielsweise auf Basis des Kriteriums des kürzesten Wegs oder der kürzesten Zeit zum Einsammeln der Materialbögen gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge optimiert wurde. So kann es beispielsweise dazu kommen, dass sich die Austeilvorrichtung, nachdem sie an einer Vorratsstation einen Materialbogen ausgeteilt hat, von der Materialbogenaufnahmevorrichtung weg in einer Richtung entlang der Kurvenbahn zu der gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge nächsten Vorratsstation bewegt. Die Materialbogenaufnahmevorrichtung kann sich anschließend, nachdem sie den von der Austeilvorrichtung ausgeteilten Materialbogen aufgenommen hat, zu der gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge nächsten Vorratsstation in der entgegengesetzten Richtung entlang der Kurvenbahn bewegen.
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Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn die Austeilvorrichtung ihre Bewegungsrichtung umkehren muss, um zu der gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge übernächsten Vorratsstation zu gelangen. Würde die Materialbogenaufnahmevorrichtung der Austeilvorrichtung in dieser Situation in der gleichen Richtung nachfolgen, anstatt sich in der entgegengesetzten Richtung zu bewegen, so müsste sich die Austeilvorrichtung an der nächsten Vorratsstation in einer Richtung bewegen, welche sie von der übernächsten Vorratsstation wegführt, um zunächst der nachfolgenden Materialbogenaufnahmevorrichtung Platz zur Aufnahme des von ihr ausgeteilten Materialbogens zu verschaffen. Anschließend müsste sich die Materialbogenaufnahmevorrichtung zurückbewegen, um der Austeilvorrichtung Platz zu verschaffen, so dass diese sich zu der übernächsten Vorratsstation bewegen und dort einen materialbogen austeilen kann. Anschließend müsste sich die Austeilvorrichtung wieder zurückbewegen, um es der Materialbogenaufnahmevorrichtung zu ermöglichen, den von ihr an der übernächsten Vorratsstation ausgeteilten Materialbogen aufzunehmen. Ausführungsformen können solche Komplikationen vermeiden, indem die Bewegungen der Austeilvorrichtung und der Materialbogenaufnahmevorrichtung so gesteuert werden, dass sich diese in entgegengesetzten Richtungen entlang der Kurvenbahn zu einer gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge nächsten Vorratsstation bewegen, und/oder indem die Austeilvorrichtung und die Materialbogenaufnahmevorrichtung dazu konfiguriert sind, sich aneinander vorbeibewegen zu können.
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Nach Ausführungsformen umfasst das zu erstellende Materialbogenheft zumindest zwei Materialbögen desselben Materialbogentyps, wobei die Materialbogenaufnahmevorrichtung dazu konfiguriert ist, die beiden Materialbögen von zwei verschiedenen Vorratsstationen, welche jeweils mit demselben Materialbogentyp bestückt sind, einzusammeln.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass der Bewegungspfad der Materialbogenaufnahmevorrichtung beim Einsammeln der Materialbögen flexibler gestaltet werden kann, wodurch der zurückgelegte Pfad verkürzt bzw. die für das Zusammentragen benötigte Zahl reduziert und/oder optimiert werden kann.
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Nach Ausführungsformen ist zumindest eine der Vorratskassetten mit einzelnen Materialbögen in Form eines Stapels bestückt.
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Nach Ausführungsformen bewegt sich die Austeilvorrichtung zumindest teilweise entlang der ersten Kurvenbahn.
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Nach Ausführungsformen bewegt sich die Austeilvorrichtung vollständig entlang der ersten Kurvenbahn.
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Nach Ausführungsformen sind die Materialbogenaufnahmevorrichtung und die Austeilvorrichtung in axialer Richtung relativ zur Kurvenachse bzw. Mittelachse zueinander versetzt angeordnet, sodass sie sich entlang der ersten Kurvenbahn aneinander vorbeibewegen können.
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Nach Ausführungsformen sind die Materialbogenaufnahmevorrichtung und die Austeilvorrichtung in radialer Richtung relativ zur Mittelachse zueinander versetzt angeordnet, sodass sie sich entlang der ersten Kurvenbahn aneinander vorbeibewegen können.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass die Materialbogenaufnahmevorrichtung und die Austeilvorrichtung sich bei einer entsprechend versetzten Anordnung, beispielsweise in axialer und/oder radialer Richtung, aneinander vorbei bewegen können. Somit könnte ein besonders schnelles und effizientes Bewegungsmuster zur Aufnahme der Materialbögen gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge realisiert werden, da weder die Materialbogenaufnahmevorrichtung noch die Austeilvorrichtung überflüssige Bewegungen ausführen müssten, um der jeweils anderen Vorrichtung den Zugang zu einer Vorratsstation zu ermöglichen.
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Nach Ausführungsformen weist die Austeilvorrichtung ein in radialer Richtung relativ zur Mittelachse nach außen verfahrbares Aufnahmeelement zum Aufnehmen der Materialbögen aus den Vorratskassette und Ablegen auf den Ablageflächen der jeweiligen Materialbogenträger auf.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass die Vorratsstationen relativ zur Mittelachse, d.h. Kurvenachse, radial außenliegend angeordnet sind, während die Ablageflächen radial innenliegend angeordnet sind. Dies könnte ein direktes Zugreifen der Materialbogenaufnahmevorrichtung auf die bereitgestellten Materialbögen ermöglichen. Dabei kann die Materialbogenaufnahmevorrichtung, welche auch die Fixiervorrichtung zum Fixieren des aufzunehmenden Materialbogens umfasst, mechanisch einfacher und damit bei der Verwendung weniger fehleranfällig ausgestaltet werden. Die Austeilvorrichtung könnte es ermöglichen, die Materialbögen aus der Vorratskassette effizient auf die zugehörige Ablagefläche auszuteilen.
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Nach Ausführungsformen weist die Austeilvorrichtung ein sich in radialer Richtung relativ zur Mittelachse nach außen erstreckendes Trägerelement zum Tragen des Aufnahmeelements auf, wobei das Trägerelement in axialer Richtung relativ zur Mittelachse verfahrbar ist, sodass die Austeilvorrichtung und die Materialbogenaufnahmevorrichtung sich entlang der ersten Kurvenbahn aneinander vorbeibewegen können.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass die Austeilvorrichtung einerseits die in den Vorratskassetten bereitgestellten Materialbögen gut erreichen kann, andererseits aber das Verfahren des Trägerelements mit dem Aufnahmeelement zur Aufnahme der Materialbögen in axialer Richtung relativ zur Mittelachse sicherstellen kann, dass sich die Austeilvorrichtung entlang der Kurvenbahn an der Materialbogenaufnahmevorrichtung vorbeibewegen kann, selbst wenn sich die Bahnen der beiden Vorrichtungen kreuzen.
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Nach Ausführungsformen umfasst die Austeilvorrichtung eine Mehrzahl von Einzelausteilvorrichtungen, welche jeweils stationär an einer der Vorratsstationen angeordnet sind.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass die Austeilvorrichtungen stationär angeordnet sind und somit keine Mechanik zur Bewegung der Austeilvorrichtung notwendig ist. Mithin kann die Zusammentragvorrichtung hinsichtlich der bewegten Elemente mechanisch einfach und damit weniger fehleranfällig ausgestaltet werden. Insbesondere kann dadurch vermieden werden, dass es zu einer Beeinflussung oder gar Behinderungen des Bewegungsmusters der Materialbogenaufnahmevorrichtung kommt. Mithin vereinfachen sich auch die Berechnung und/oder die Festlegung des Bewegungsmusters der Materialbogenaufnahmevorrichtung, da keine Bewegungsmuster der Austeilvorrichtung berücksichtigt werden müssen.
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Nach Ausführungsformen ist zumindest eine der Vorratskassetten jeweils mit einer Mehrzahl von einzelnen Materialbögen eines einheitlichen Materialbogentyps in Form eines Stapels bestückt.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass die Materialbögen ohne zusätzlichen Bearbeitungsschritt direkt so eingesammelt werden können, wie sie vorrätig gehalten werden.
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Nach Ausführungsformen ist zumindest eine der Vorratskassetten mit Materialbögen in Form einer Bandrolle bestückt und die Austeilvorrichtung dazu konfiguriert, beim Austeilen die Bandrolle abzurollen und einen einzelnen auszuteilenden Materialbogen abzutrennen.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass sie eine einfache Entnahmemechanik durch Abrollen ermöglichen und eine große Anzahl von Materialbögen durch die Bandrolle in kompakter Weise bereitgestellt werden kann.
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Nach Ausführungsformen ist die Materialbogenaufnahmevorrichtung dazu konfiguriert, an den Vorratsstationen jeweils den gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge unmittelbar zuvor aufgenommene Materialbogen auf dem aufzunehmenden Materialbogen anzuordnen.
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Nach Ausführungsformen weisen die Materialbögen für das zu erstellende Materialbogenheft ein identisches Format auf und die Materialbogenaufnahmevorrichtung ist dazu konfiguriert, den gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge unmittelbar zuvor aufgenommene Materialbogen so auf dem aufzunehmenden Materialbogen anzuordnen, dass er den aufzunehmenden Materialbogen vollständig überdeckt.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass aufeinanderfolgende Materialbögen mit ihren Kanten exakt aufeinander aufliegen. Das so resultierende Materialbogenheft weist ein exaktes Format auf, was die weitere automatisierte Handhabung des Materialbogenhefts erleichtert, da die Gefahr von Behinderungen oder gar Beschädigungen durch über das Format hinausragende Materialabschnitte verhindert wird. Die weiteren Verarbeitungsvorrichtungen zur Erstellung des entsprechenden Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokuments können somit für das entsprechende exakte Format optimiert werden. Zudem kann durch eine exakte Ausrichtung der Kanten der Materialbögen zueinander sichergestellt werden, dass auch innere Strukturen der Materialbögen exakt zueinander ausgerichtet sind.
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Nach Ausführungsformen weist die Materialbogenaufnahmevorrichtung eine Ansaugvorrichtung zum Aufnehmen eines Materialbogens durch Ansaugen auf.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass durch Ansaugen einerseits eine sichere Aufnahme der Materialbögen ermöglicht wird, welche andererseits die Materialbögen schont und das Risiko mechanischer Beschädigungen reduziert.
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Nach Ausführungsformen weist die Austeilvorrichtung eine Ansaugvorrichtung zum Aufnehmen eines Materialbogens durch Ansaugen auf.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass durch Ansaugen einerseits eine sichere Aufnahme der Materialbögen ermöglicht wird, welche andererseits die Materialbögen schont und das Risiko mechanischer Beschädigungen reduziert.
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Nach Ausführungsformen umfasst die Fixiervorrichtung eine Ultraschallsonotrode zum Fixieren der Materialbögen mittels Ultraschallschweißen.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass diese eine effiziente und sichere Fixierungsmöglichkeit bereitstellen, bei welcher keine zusätzlichen Elemente in das Materialbogenheft eingebracht werden und das Materialbogenheft als solches ohne zusätzliche Fixierelemente Beständigkeit erhält.
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Beim Ultraschallschweißen werden die Materialbögen mit Ultraschall beaufschlagt und durch die resultierende innere Reibung in der Fügezone miteinander verbunden. Dazu wird ein Ultraschallschweißgerät, bestehend aus einem Generator, einem Schallwandler bzw. Konverter sowie einer Sonotrode, verwendet. Der Generator erzeugt eine elektrische Wechselspannung, welche mit Hilfe des Schallwandlers in eine mechanische Schwingung umgewandelt wird. Der Schallwandler wiederum leitet die hochfrequenten mechanischen Schwingungen, d.h. Ultraschall, in die mit ihm verbundene Sonotrode und versetzt diese in Resonanzschwingungen im Ultraschallbereich. Häufig ist zwischen Schallwandler und Sonotrode ein Transformationsstück bzw. Booster angeordnet, der die vom Schallwandler ankommende Schwingungsamplitude transformiert und diese vergrößert an die Sonotrode weiterleitet. Die Größe der resultierenden Schwingungsamplitude wird beeinflusst von der Ausgangsamplitude, die der Schallwandler bereitstellt, und von der jeweiligen Verstärkung durch das Transformationsstück sowie der Sonotrode selbst.
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Die in eine Ultraschallschwingung versetzte Sonotrode überträgt dann die Ultraschallschwingung unter Druck auf einen der beiden zu verbindenden Materialbögen. Berühren sich die zu verbindenden Materialbögen kommt es zwischen den beiden Materialbögen, in der sogenannten Füge- oder Schweißzone, zu einer Grenzflächenreibung und dadurch zu einer lokalen Erwärmung der Grenzflächen. Ist die Erwärmung so groß, dass die Grenzflächen schmelzen, kommt es zu einer Verschweißung der beiden Materialbögen. Durch die Sonotrode werden die beiden Materialbögen beim Schweißen aneinandergepresst. Durch das Ultraschallschweißen kann eine Schweißverbindung mit geringer Schweißzeit erstellt werden, da die Schweißenergie nahezu auf die Fügezone begrenzt zur Verfügung gestellt wird. Dies erlaubt ein zielgenaues Schweißen ohne andere Bereiche des Materialbogenhefts dadurch zu beeinträchtigen.
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Wenn im Folgenden das Vorhandensein einer oder mehrere Ultraschallsonotroden beschrieben wird, versteht es sich, dass die jeweiligen Sonotroden durch entsprechende Ultraschallwerkzeuge bereitgestellt wird, welche zur bestimmungsgemäßen Verwendung der Sonotrode zumindest auch einen Generator und Schallwandler, gegebenenfalls. auch noch ein Transformationsstück, umfassen.
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Nach Ausführungsformen weist die Fixiervorrichtung eine Mehrzahl von Ultraschallsonotroden auf.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass das Materialbogenheft durch die Mehrzahl von Ultraschallsonotroden, welche räumlich voneinander beanstandet angeordnet sind, an mehreren entsprechend räumlich verteilten Stellen ultraschallverschweißt wird. Dadurch kann die Gefahr eines Verrutschens und/oder Auffaltens der Materialbögen effizient reduziert wird.
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Nach Ausführungsformen sind die Ultraschallsonotroden im Randbereich des aufzunehmenden Materialbogens angeordnet, sodass das Ultraschallschweißen der Materialbögen jeweils in dem Randbereich erfolgt.
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Nach Ausführungsformen weisen die Materialbögen ein rechteckiges Format auf, wobei in jedem der vier Eckbereiche des rechteckigen Formats jeweils eine der Ultraschallsonotroden angeordnet ist, sodass das Ultraschallschweißen der Materialbögen jeweils in den Eckbereichen erfolgt.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass eine sichere Fixierung der Materialbögen ermöglicht wird, wobei der zentrale Bereich des Materialbogenhefts, welcher im Allgemeinen als sogenannter Nutzen zur Erstellung des oder der Dokumentkörper für den ausgewählten Dokumenttyp verwendet wird, durch die Fixierung weder beeinflusst noch beeinträchtigt wird.
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Nach Ausführungsformen weisen die Ablageflächen jeweils eine oder mehrere Durchgangsöffnungen auf zum zumindest teilweisen Durchführen einer der Ultraschallsonotroden, sodass die jeweilige Ultraschallsonotrode mit dem zu fixierenden Materialbogen in Kontakt treten kann.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass eine einfache und sichere Fixierung der Materialbögen mittels Ultraschall ermöglicht wird. Insbesondere erlauben diese ein Auslegen des zu fixierenden Materialbogens auf der entsprechenden Ablagefläche. Der zu fixierende Materialbogen wird durch die Schwerkraft an Ort und Stelle gehalten. Zudem ist die vertikale Höhe auf der die Ultraschallsonotroden mit dem zu verschweißenden Materialbogenheft in Kontakt treten stets dieselbe, unabhängig von der Anzahl der bis zu diesem Zeitpunkt eingesammelten Materialbögen bzw. der aktuellen Höhe des Materialbogenhefts. Dies erlaubt eine effiziente Positionierung der Sonotrode und Steuerung des Anpressdrucks. Die wichtigsten üblicherweise einstellbaren Parameter beim Ultraschallschweißen sind die Schweißzeit, die einzubringende Energie und der Anpressdruck der Sonotrode auf das Schweißteil. Im vorliegenden Fall ist somit keine Sensorik zum Erfassen der Höhe des Materialbogenhefts notwendig, um den Anpressdruck optimal einzustellen. Der Anpressdruck kann vielmehr auf einen konstanten Wert festgelegt werden.
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Nach Ausführungsformen umfasst die Zusammentragvorrichtung ferner eine Personalisierungsvorrichtung, welche einer der Vorratsstationen zugeordnet und dazu konfiguriert ist, den Einzelnen der Materialbögen vor dem Bereitstellen auf der Ablagefläche des Materialbogenträgers der entsprechenden Vorratsstation zu personalisieren.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass bei der Erstellung des Materialbogenhefts auch personalisierte Materialbögen mit eingebracht werden können. Diese können beispielsweise durch einen entsprechenden Drucker, beispielsweise einen Cardjet- Drucker, und/oder durch eine Hologrammbelichtungsvorrichtung, individuell für das oder die zu erstellenden Dokumente erstellt werden. Bei einem personalisierten Materialbogen handelt es sich beispielsweise um einen Materialbogen mit einem Foto des zukünftigen Inhabers des aus dem Materialbogenheft zu erstellenden Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokuments.
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Nach Ausführungsformen umfasst die Zusammentragvorrichtung Vorratsstationen mit Materialbogentypen für jeden Dokumenttyp der Mehrzahl unterschiedlicher Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumenttypen.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass die Erstellung einer Mehrzahl von Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumenten eines ausgewählten Dokumenttyps parallelisiert und damit die Erstellungsgeschwindigkeit erhöht werden. Zudem kann ein einheitliches Bearbeitungsformat für die Materialbögen gewählt werden, für welches die Zusammentragvorrichtung optimiert ist. Soll ein Materialbogenheft für einen Dokumenttyp erstellt werden, dessen Format kleiner als das Bearbeitungsformat ist, können Materialbögen mit dem einheitlichen Bearbeitungsformat gewählt werden, welche einen oder mehrere Abschnitte für ein oder mehrere Dokumente des Dokumenttyps mit kleinerem Format umfassen.
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Nach Ausführungsformen werden von der dokumenttypspezifischen Reihenfolge weitere Vorratsstationen der Zusammentragvorrichtung umfasst, welche entlang einer zweiten Kurvenbahn um die Mittelachse angeordnet sind, wobei die zweite Kurvenbahn in einer zu der Ebene der ersten Kurvenbahn parallelen Ebene liegt.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass sie eine räumlich kompakte Anordnung einer Vielzahl von Vorratsstationen ermöglichen, insbesondere auf mehreren Ebenen übereinander.
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Nach Ausführungsformen ist zumindest die Materialbogenaufnahmevorrichtung und/oder die Austeilvorrichtung in axialer Richtung relativ zur Mittelachse zwischen den beiden Ebenen verfahrbar.
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Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass in die Materialbogenaufnahmevorrichtung und/oder Austeilvorrichtung zum Einsammeln und/oder Austeilen von Materialbögen auf beiden Ebenen verwendet werden können. Dies könnte es insbesondere ermöglichen, eine größere Anzahl unterschiedlicher Materialbogentypen auf einer geringeren Fläche bereitzustellen.
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Ausführungsformen betreffen ferner ein Verfahren zum Zusammentragen von Materialbögen und Erstellen eines Materialbogenhefts für einen aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumenttypen ausgewählten Dokumenttyp, wobei das zu erstellende Materialbogenheft die zusammengetragenen Materialbögen in einer dokumenttypspezifischen Reihenfolge umfasst.
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Das Verfahren umfasst: Bereitstellen von Materialbögen für eine Mehrzahl unterschiedlicher Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumenttypen mittels Vorratsstationen, welche jeweils Materialbögen eines einheitlichen Materialbogentyps in einer Vorratskassette vorrätig halten, einen Materialbogenträger mit einer Ablagefläche zum Bereitstellen eines Einzelnen der Materialbögen aufweisen und auf einer ersten Kurvenbahn um eine vertikale Kurvenachse angeordnet sind.
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Austeilen der Materialbögen für das zu erstellende Materialbogenheft mittels einer Austeilvorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, an den einzelnen Vorratsstationen jeweils den Einzelnen der Materialbögen aus den Vorratskassetten auf die Ablagefläche des jeweiligen Materialbogenträgers auszuteilen.
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Einsammeln der an den einzelnen Vorratsstationen der dokumenttypspezifischen Reihenfolge bereitgestellten Materialbögen für das zu erstellende Materialbogenheft in der dokumenttypspezifischen Reihenfolge von den Ablageflächen der jeweiligen Materialbogenträger mittels einer Materialbogenaufnahmevorrichtung, welche eine Fixiervorrichtung umfasst. Der jeweils aufzunehmende Materialbogen wird von der Materialbogenaufnahmevorrichtung aufgenommen, indem der aufzunehmenden Materialbogen mittels der Fixiervorrichtung an dem gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge unmittelbar zuvor aufgenommen Materialbogen so fixiert wird, dass die Ausrichtung des aufgenommenen Materialbogens gegenüber dem unmittelbar zuvor aufgenommenen Materialbogen festgelegt wird und sukzessive das dokumenttypspezifische Materialbogenheft erstellt wird.
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Ausführungsformen können einzeln oder in Kombination miteinander alle Verfahrensschritte umfassen, welche durch die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Zusammentragvorrichtung im Betrieb ausgeführt werden.
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 schematische Ansichten einer ersten beispielhaften Zusammentragvorrichtung,
- 2 eine schematische Ansicht von oben auf die Zusammentragvorrichtung aus 1,
- 3 schematische Ansichten beispielhafter Materialbögen,
- 4 schematische Ansichten eines beispielhaften Materialbogenhefts,
- 5 eine schematische Ansicht einer beispielhaften Austeilvorrichtung,
- 6 eine schematische Ansicht einer beispielhaften Materialbogenaufnahmevorrichtung,
- 7 eine schematische Ansicht einer beispielhaften Vorratskassette mit Ablagefläche von unten,
- 8 eine schematische Ansicht eines beispielhaften Ultraschallwerkzeugs,
- 9 eine schematische Ansicht einer zweiten beispielhaften Zusammentragvorrichtung,
- 10 schematische Ansichten einer beispielhaften Vorratskassette mit Ablagefläche und Austeilvorrichtung und
- 11 eine schematische Ansicht einer beispielhaften Austeilvorrichtung.
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Im Folgenden werden einander ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1A zeigt eine Zusammentragvorrichtung 100, welche eine Mehrzahl von Vorratsstationen 102 aufweist. Jede der dargestellten Vorratsstationen 102 umfasst jeweils eine Vorratskassette 116, in welcher einzelne Materialbögen 112 eines einheitlichen Materialbogentyps angeordnet sind. Zudem weist die Vorratsstation 102 jeweils einen Materialbogenträger 108 mit einer ebenen, rechteckigen Ablagefläche 110 auf. Die Vorratsstationen 102 sind entlang einer Kurvenbahn 152 angeordnet, welche den Umfang 146 einer zentralen Trägereinheit 148 der Zusammentragvorrichtung 100 entspricht, in welcher die einzelnen Elemente der Zusammentragvorrichtung 100 angeordnet sind. Die von der Zusammentragvorrichtung 100 umfassten Elemente sind radial so auf eine Mittellängsachse der zentralen Trägereinheit 148 ausgerichtet, dass die Materialbogenträger 108 radial innenliegend angeordnet sind, während die Vorratskassetten 116 radial außenliegend angeordnet sind. Zudem sind in 1A eine Austeilvorrichtung 114 und eine Materialbogenaufnahmevorrichtung 118 gezeigt. Beide Vorrichtungen 114, 118 sind auf der Kurvenbahn 152 entlang des kreisförmigen Umfangs 146 der zentralen Trägereinheit 148 in beide Richtungen bewegbar. 1A zeigt die Austeilvorrichtung 114 beim Aufnehmen eines Materialbogens 112 aus einer Vorratskassette 116. Hierzu ist ein längliches, in radialer Richtung ausfahrbares Trägerelement 606 ausgefahren, sodass ein in axialer Richtung nach unten verfahrbares Aufnahmeelement 604 den obersten, in der Vorratskassette 116 bevorraten Materialbogen 112 mittels vier Ansaugöffnungen 602 aufnehmen kann.
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In 1B sind das Aufnahmeelement 604 in axialer Richtung und das Trägerelement 606 in radialer Richtung in ihre Ursprungspositionen zurückverfahren, wobei das Aufnahmeelement 604 über der Ablagefläche 110 angeordnet und der aufgenommene Materialbogen 112 dort abgelegt ist.
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In 1C ist die Situation gezeigt, dass die Austeilvorrichtung 114 entlang der Kurvenbahn 152 weiter verfahren wurde und die Materialbogenaufnahmevorrichtung 118 der Austeilvorrichtung 114 zu der Vorratsstation 102 nachgefolgt ist, an welcher der Materialbogen 112 ausgeteilt wurde. Die Materialbogenaufnahmevorrichtung 114 umfasst ein in axialer Richtung verfahrbares Aufnahmeelement 150, welches mit dem teilweise erstellten Materialbogenheft auf den ausgeteilten Materialbogen 112 abgesenkt wird, bis der gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge zuletzt eingesammelte Materialbogen auf dem ausgeteilten Materialbogen 112 aufliegt. Zudem umfasst die Materialbogenaufnahmevorrichtung 118 eine Fixiervorrichtung 128 mit vier Ultraschallschweißwerkzeugen 130, welche jeweils eine Ultraschallsonotrode umfassen. Die Ultraschallsonotroden werden axial nach oben verfahren, sodass sie jeweils durch eine der Durchgangsöffnungen 132 in der Ablagefläche 110, auf welcher der Materialbogen 112 ausliegt, hindurchgeführt werden und mit dem Materialbogen 112 in Kontakt treten. Hierdurch werden der aufzunehmende Materialbogen 112 und der zuletzt aufgenommene Materialbogen in den Bereichen der Ultraschallsonotroden aufgeschmolzen und dadurch miteinander verschweißt. Wird nun das Aufnahmeelement 150 axial nach oben in seine Ausgangsposition zurückverfahren, so wird der mit dem Materialbogenheft ultraverschweißte Materialbogen 112 mitaufgenommen.
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2 zeigt eine schematische Ansicht der Zusammentragvorrichtung 100 der 1 in einer Ansicht oben. Die Vorratsstationen 102 sind entlang der Kurvenbahn 152 um die zentralen Trägereinheit 148 der Zusammentragvorrichtung 100 mit der Mittellängsachse 154 angeordnet. Dabei ist der Materialbogenträger 108 gegenüber der Vorratskassette 116 jeweils radial innenliegend angeordnet. Die Materialbogenaufnahmevorrichtung 118 sowie die Austeilvorrichtung 114 sind entlang einer Kurvenbahn 152 um den Umfang 146 der zentralen Trägereinheit 148 der Zusammentragvorrichtung 100 zu jeder der bereitgestellten Vorratsstation 102 verfahrbar. Die Bewegungen der Materialbogenaufnahmevorrichtung 118 und der Austeilvorrichtung 114 sowie das Zusammentragen von Materialbögen 112 und die Erstellung eines Materialbogenhefts durch diese beiden Vorrichtungen 118, 114 werden durch eine zentrale Steuereinheit 134 gesteuert, welche mit der Zusammentragvorrichtung 100 über eine Kommunikationsverbindung verbunden ist. Bei der entsprechenden Kommunikationsverbindung kann es sich sowohl um eine Kabelverbindung als auch eine kabellose Verbindung handeln. Die zentrale Steuervorrichtung 134 ist nach einer Ausführungsform ein Teil der zentralen Trägereinheit 148.
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3A zeigt einen ersten beispielhaften Materialbogen 112, welcher zur Erstellung eines Materialbogenhefts für ein einzelnes Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokument vorgesehen ist. Der gestrichelt dargestellte zentrale Bereich 202 umfasst Strukturen 204, welche dazu vorgesehen sind, Bestandteil des Dokumentenkörpers für das entsprechende Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokument zu werden. Der Bereich 202 wird allgemein auch als Nutzen bezeichnet. Das Materialbogenheft weist Materialbögen 112 unterschiedlicher Materialbogentypen mit unterschiedlichen Strukturen 204 auf, aus welchen sich in der Summe die Strukturen des zu erstellenenden Dokumentenkörpers ergeben. Insbesondere können diese Strukturen 204 auch elektronische Komponenten, etwa einen Chip, eine Antenne, ein Display, eine Eingabevorrichtung und/oder Sensoren umfassen oder in Kombination miteinander bilden.
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3B zeigt eine zweite Ausführungsform eines Materialbogens 112 dessen Nutzen zwei voneinander beabstandete Bereiche 202 mit Strukturen 204 zur Erstellung zweier Dokumentenkörper für zwei Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumente desselben Dokumenttyps umfasst.
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Nach Ausführungsformen können Materialbögen 112 Nutzen für eine beliebige Anzahl von Dokumenten des gleichen Dokumenttyps umfassen. Dies hat den Vorteil, dass die Erstellung von Materialbogenheften für mehrere Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumente parallelisiert werden kann. Somit können die Effizienz und insbesondere die Geschwindigkeit des Zusammentragens und Erstellens erhöht werden. Dabei reicht bereits die Mechanik der Zusammentragvorrichtung 100 zur Erstellung eines einzelnen Materialbogenhefts für die Parallelisierung aus.
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4A zeigt ein Materialbogenheft 500, welches eine Mehrzahl von Materialbögen 112 umfasst, welche jeweils durch eine Ultraschallverschweißung im Bereich der Fügezone 502 mit dem gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge nachfolgenden Materialbogen fest verschweißt sind. Fest verschweißt bedeutet, dass die Materialbögen nicht zerstörungsfrei voneinander getrennt werden können. Das entsprechende Materialbogenheft 500 resultiert aus dem von den Zusammentragvorrichtungen 100, 100' gemäß den 1 und 3 ausgeführten Zusammentrag- und Erstellverfahren.
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4B zeigt eine Ansicht des Materialbogenhefts 500 senkrecht vom oben. In den Eckbereichen befindet sich jeweils eine Fügezone 502 der Ultraschallverschweißung, welche gepunktet dargestellt ist. Bei den Fügezonen 502 kann es sich beispielsweise um vier punktförmige bzw. kreisförmige oder rechteckige Bereiche handeln, zu deren Erzeugung Sonotroden mit kreisförmigen oder rechteckigen Schweißflächen verwendet wurden. Dies hat den Vorteil, dass die Durchgangsöffnungen 132 durch einfache Bohrungen bereitgestellt werden können. Ausführungsformen können in den verschweißten Bereichen 502 in Form und Durchmesser variieren in Abhängigkeit von der Form der verwendeten Ultraschallsonotroden 130.
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5 zeigt eine schematische Ansicht einer beispielhaften Austeilvorrichtung 114. Die Austeilvorrichtung 114 weist die Form eines umgekehrten „L“s auf, wobei der kurze Schenkel 612 radial nach außen ausgerichtet ist. Das Trägerelement 606 ist in radialer Richtung entlang der Längsrichtung des kurzen Schenkels 612 von einer ersten radial innenliegenden Position, d.h. Ursprungsposition, zu einer zweiten radial außenliegenden Position verfahrbar. An dem radial außenliegenden Ende des Trägerelements 606 ist ein nach unten verfahrbares Aufnahmeelement 604 angeordnet, welches einen untenliegenden plattenförmigen Abschnitt umfasst, durch welchen sich Ansaugkanäle zum Herstellen eines Unterdrucks an den Ansaugöffnungen 602 erstrecken. Durch Herstellen eines Unterdrucks wird ein Materialbogen 112 angesaugt und kann somit von der Austeilvorrichtung angehoben und durch Verfahren des Trägerelements 606 von einer radial außenliegenden zweiten Position an eine radial innenliegende erste Position verfahren werden.
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6 zeigt eine schematische Ansicht einer beispielhaften Materialbogenaufnahmevorrichtung 118. Die Materialbogenaufnahmevorrichtung 118 umfasst ein axial nach unten verfahrbares Aufnahmeelement 150, an welchem ein plattenförmiger Abschnitt 616 angeordnet ist. Zudem umfasst das Aufnahmeelement 150 Kanäle 144 zum Erzeugen eines Unterdrucks zum Ansaugen der Materialbögen 112 des Materialbogenhefts. Zudem umfasst die gezeigte Materialbogenaufnahmevorrichtung 118 eine Fixiervorrichtung 128 mit Sonotrodenwerkzeugen 130 zum Ultraschallverschweißen von Materialbögen 112 mit dem von der Materialbogenaufnahmevorrichtung 118 transportierten Materialbogenhefts.
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7 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorratskassette 116 und eines Materialbogenträgers 108 von unten. Der Materialbogenträger 108 weist vier Durchbohrungen 132 in den Eckbereichen der Ablagefläche auf. Durch diese Durchgangsöffnungen 132 kann jeweils eine Ultraschallsonotrode eines Ultraschallwerkzeugs 130, wie es in 8 gezeigt ist, geführt werden.
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8 zeigt eine schematische Ansicht eines Ultraschallwerkzeugs 130 zum Verschweißen von Materialbögen. Das Ultraschallwerkzeugs 130 umfasst einen Generator 902, einen Schallwandler 904, ein Transformationsstück 906 und eine stiftförmige Sonotrode 908. Der Generator erzeugt eine hochfrequente elektrische Wechselspannung, welche durch den Schallwandler 904 in eine mechanische Schwingung gleicher Frequenz umgewandelt wird. Über den Schallwandler 904 wird die Ultraschallschwingung auf die auf dieselbe Frequenz abgestimmte Sonotrode 908 übertragen und diese in Resonanzschwingung versetzt. Bei Bedarf kann die Schwingungsamplitude durch den Einbau eines Transformationsstücks 906 zwischen Schallwandler 904 und Sonotrode 908 verstärkt werden.
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9 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Zusammentragvorrichtung 100', welche im wesentlich zwei übereinander angeordneten Zusammentragvorrichtungen 100 aus 1 entspricht. Bei der gezeigten Zusammentragvorrichtung 100' sind Vorratsstationen 102 entlang zweier Kurvenbahnen auf zwei parallelen Ebenen angeordnet, wobei beide Kurvenbahnen sich um dieselbe Achse, nämlich der Mittellängsachse der zentralen Trägereinheit 148 angeordnet sind. Zudem weisen die Vorratsstationen 102 gemäß der Zusammentragvorrichtung 100' jeweils eine stationäre Austeilvorrichtung 114 auf. Darüber hinaus entsprechen die Vorratsstationen 102 der oberen Gruppe 106 den Vorratsstationen aus der 1. Insbesondere sind die Materialbögen 112 in den Vorratskassetten als Stapel aus Bögen angeordnet. Demgegenüber umfassen die Vorratsstationen 102 der unteren Gruppe 104 Vorratskassetten, in welchen die Materialbögen 112 in Form von Bandrollen angeordnet sind. Dementsprechend weist die Austeilvorrichtungen 114 der unteren Vorratsstationen 102 eine Konfiguration auf, welche es ihnen erlaubt, jeweils einen Materialbogen abzurollen und den entsprechend abgerollten Materialbogen zum Austeilen von der Materialbogenrolle abzutrennen.
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Die Zusammentragvorrichtung 100' weist zwei Materialbogenaufnahmevorrichtungen 118 auf, jeweils eine für jede der beiden Gruppen 104, 106 von Vorratsstationen 102. Wird es gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge notwendig, Materialbögen von einer Vorratsstation 102 aus einer anderen der beiden Gruppen 104, 106 von Vorratsstationen 102 aufzunehmen, so ist eine Transportvorrichtung 158 zum axialen Transport des Materialbogenhefts vorgesehen. Das entsprechende Materialbogenheft wird an einer ersten der beiden Aufnahmestation 160, 160' der Transportvorrichtung 158 von der entsprechenden Materialbogenaufnahmevorrichtung 118 abgelegt und zu der zweiten Aufnahmestation 160', 160 auf der Ebene der Gruppe 104, 106, aus welcher der nächste Materialbogen 112 gemäß dokumenttypspezifischer Reihenfolge aufzunehmen ist, transportiert. Dort wird das Materialbogenheft von der Materialbogenaufnahmevorrichtung 118 der entsprechenden Gruppe 104, 106 aufgenommen und entlang einer Kurvenbahn um die Kurvenachse bzw. Mittellängsachse 154 zu der entsprechenden Vorratsstation 102 transportiert. Dort wird der entsprechende Materialbogen 112 von der stationär angeordneten Austeilvorrichtung 114 auf die Ablagefläche 110 des entsprechenden Materialbogenträgers 108 ausgeteilt und von der Materialbogenaufnahmevorrichtung 118 mit dem Materialbogenheft ultraschallverschweißt.
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10A und 10B zeigen eine schematische Detailansicht einer Vorratskassette 116 mit Materialbögen 112, welche in Form eines Stapels 140 angeordnet sind. An der Vorratskassette 116 ist ein Materialbogenträger 108 mit einer ebenen Ablagefläche 110 angeordnet, welche im gezeigten Beispiel ein rechteckiges Format aufweisen. In den Eckbereichen der Ablagefläche 110 ist jeweils eine Durchgangsöffnung 132 für die Ultraschallsonotroden 130 angeordnet. Zudem ist die Austeilvorrichtung 114 im Detail gezeigt.
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10A zeigt das Aufnahmen eines Materialbogens 112 durch die Austeilvorrichtung 114 mittels Ansaugöffnungen 602. Hierzu wird ein Aufnahmeelement 604, welches senkrecht entlang des Trägerelements 606 verfahrbar ist, über der nach oben offenen Vorratskassette 116 angeordnet. Das Aufnahmeelement 604 wird mit den Ansaugöffnungen 602 nach unten an den obersten Materialbogen 112 in der Vorratskassette 116 verfahren. Nach Ausführungsformen treten die Ansaugöffnungen 602 mit dem obersten Materialbogen 112 in der Vorratskassette 116 in Kontakt. Dies kann beispielsweise durch Erkennen eines Widerstands beim Verfahren des Aufnahmeelementes 604 nach unten ermittelt werden oder in Abhängigkeit von der Füllmenge der Vorratskassette 116 gesteuert werden. Die Verwendung von Ansaugöffnungen 602 zum Ansaugen des obersten Materialbogens 112 hat zudem den Vorteil, dass der Materialbogen 112 selbst dann angesaugt werden kann, wenn die Ansaugöffnungen 602 noch nicht mit diesem in Kontakt getreten sind, sondern diesem ausreichend angenähert wurden. Der angesaugte Materialbogen 112 wird durch Verfahren des Aufnahmeelements 604 nach oben angehoben. Das Trägerelement 606, das das Aufnahmeelement 604 trägt, ist entlang einer von einem Steg 608 gebildeten Schiene zu der Ablagefläche 110 verfahrbar. Hierfür weist das Trägerelement 606 eine Nut 610 auf, in welcher der Steg 608 angeordnet ist.
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10B zeigt den Zustand, wenn das Trägerelement 606 entlang der Schienen 608 über die Ablagefläche 110 verfahren wurde. Der aufgenommene Materialbogen 112 wird auf der Ablagefläche 110 durch Abschalten des Unterdrucks an den Ansaugöffnungen 602 mittels der Schwerkraft abgelegt. Nach Ausführungsformen wird hierbei das Aufnahmeelement 604 zudem nach unten verfahren.
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11 zeigt eine schematische Ansicht der Austeilvorrichtung 114 von vorne. Zu sehen ist das Trägerelement 606, an welchem das Aufnahmeelement 604 angeordnet ist. Das Trägerelement 606 umfasst zwei seitliche Haltearme 610 mit Nuten 612, welche entlang der Stege 608 verfahrbar sind. Das Aufnahmeelement 604 ist senkrecht entlang des Trägerelements 606 verfahrbar sind. Das Aufnahmeelement 604 umfasst Ansaugöffnungen 602, welche in einer Durchgangsverbindung mit Kanälen 614 zur Erzeugung von Unterdruck zum Ansaugen eines Materialbogens 112 stehen.
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Bezugszeichenliste
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- 100,100'
- Zusammentragvorrichtung
- 102,102'
- Vorratsstation
- 104
- erste Gruppe
- 106
- zweite Gruppe
- 108
- Materialbogenträger
- 110
- Ablagefläche
- 112
- Materialbogen
- 114
- Austeilvorrichtung
- 116
- Vorratskassette
- 118
- Materialbogenaufnahmevorrichtung
- 128
- Fixiervorrichtung
- 130
- Ultraschallwerkzeug
- 132
- Durchgangsöffnungen
- 134
- Steuervorrichtung
- 138
- Personalisierungsvorrichtung
- 140
- Stapel
- 144
- Kanal
- 146
- Umfang
- 148
- zentrale Trägereinheit
- 150
- Aufnahmeelement
- 152
- Kurvenbahn
- 154
- vertikale Kurvenache
- 156
- Kommunikationsverbindung
- 158,158'
- Transportvorrichtung
- 160
- Aufnahmestation
- 202
- zentraler Bereich
- 204
- Struktur
- 500
- Materialbogenheft
- 502
- Schweißbereich
- 602
- Ansaugöffnung
- 604
- Aufnahmeelement
- 606
- Trägerelement
- 610
- Nut
- 612
- Haltearm
- 614
- Ansaugkanal
- 616
- plattenförmiger Abschnitt
- 902
- Generator
- 904
- Schallwandler
- 906
- Transformationsstück
- 908
- Sonotrode
