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Verfahren zur Aussortierung fehlerhafter Bogen, die von einem Querschneider
abgeführt werden, sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aus sortierung fehlerhafter
Bogen, die von einem Querschneider abgeführt werden, sowie eine Einrichtung zur
Durchführung dieses Verfahens an einem Querschneider.
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Es ist grundsätzlich bekannt, zum Aussortieren fehlerhafter Bogen
dem Querschneider eine, beispielsweise mit optischer Abtastung arbeitende Fehl ererkennungsvorrichtung
vorzuschalten, die ein elektrisches Signal abgibt, welches einer dem Querschneider
nachgeschalteten Ausschleusestation zugeführt wird, die kurz bevor der mit dem Fehler
behaftete Bogen die Ausschleusestation erreicht, geöffnet werden soll, damit der
fehlerhafte Bogen aussortiert wird. Es hat sich gezeigt, daß bei der genauen Ansteuerung
der Ausschleusestation eine Reihe von Schwierigkeiten zu überwinden sind.
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Da die Fehlererkennungsvorrichtung sich im allgemeinen in nicht unbeträchtlichem
Abstand vor der Ausschleusestation befindet, muß das von ihr abgegebene Fehlersignal
so zeitlich verzogert der Ausschleusestation zugeführt werden, daß es einerseits
rechtzeitig vor Eintreffen eines mit einem Fehler behafteten Bogens die Ausschleusestation
öffnet, andererseits aber möglichst keine vorangehenden fehlerlosen Bogen bereits
ausgeschleust werden. Man spricht in diesem Zusammenhang von einer "Fehlerverschleppung"*
Als zusätzliche Schwierigkeit tritt auf, daß am Ort der Fehlererkennung die dem
Querschneider zugeführte Bahn noch
nicht in Einzelbögen aufgeteilt
ist und daß die Zuführungsgeschwindigkeit der Bahn zum Querschneider geringer ist
als die Abführungsgeschwindigkeit der Bogen vom Querschneider, was zur Folge hat,
daß zwischen den vom Querschneider abgeführten Bogen Lücken entstehen, die bei der
Fehlerverschleppung berücksichtigt werden müssen.
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Es hat sich ergeben, daß ein besonders schwieriges Problem darin besteht,
einen von der Fehlererkennungsvarichtung erkannten Fehler eindeutig einem der Ausschleusestation
zugeführten Bogen zuzuordnen. Dies ist besonders dann kritisch, wenn der Fehler
an einer Stelle der Bahn liegt, durch die hinter dem Querschneider eine der Schnittlinien
läuft.
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Es ist bei bekannten Verfahren dann oft nicht möglich festzustellen,
ob der Fehler hinter dem Querschneider sich auf dem jeweils vorderen, dem hinteren
Bogen oder auf beiden Bogen befindet, so daß man oft gezwungen ist, zur Sicherheit
mehr Bogen auszuschleusen als eigentlich notwendig wäre.
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Bei einem bekannten Verfahren zur Aus sortierung fehlerhafter Bogen
wird die Strecke zwischen der Fehlererkennungsvorrichtung und dem Querschneider
einerseits und die Strecke zwischen dem Querschneider und der Ausschleusestation
andererseits über von Drehimpulsgebern ausgehende, elektrische Signale in kleinste
Streckenabschnitte aufgelöst. Das von der Fehlererkennungsvorrichtung abgegebene
Fehlersignal wird zunächst einem oder mehreren Auflöseimpulsen des dem ersten Streckenabschnitt
zugeordneten Drehimpulsgebers zugeordnet. Am Querschneider selbst müssen dann diese
fehlerbehafteten Auflöseimpulse über den zweiten Drehimpulsgeber dem entsprechenden
fehlerbehafteten Bogen zugeordnet werden. Dieses bekannte Verfahren erfordert aber
einen sehr hohen Einrichtungsaufwand. Je nach der Länge der beiden Strecken und
der geforderten Auflösegenauigkeit müssen Schieberegister mit einer sehr großen
Speicherkapazität für den Transport des Fehlersignales
eingesetzt
werden.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, ein Verfahren
zur Aussortierung fehlerhafter Bogen, die' von einem Querschneider abgeführt werden,
wobei die Abführungsgeschwindigkeit der Bogen größer ist als die Zuführungsgeschwindigkeit
der Bahn und dem Querschneider eine Fehlererkennungsvorrichtung vorgeschaltet und
eine Ausschleusestation für fehlerhafte Bogen nachgeschaltet ist,zu schaffen, bei
dem jeweils eine eindeutige Zuordnung eines erkannten Fehlers zu einem bestimmten,
im weiteren Verlauf auszuschleusenden Bogen möglich ist, und eine Einrichtung zu
schaffen, mit der bei geringem Aufwand, insbesondere an Schaltelementen, eine Durchführung
des Verfahrens ermöglicht wird, die zu einer präzisen Ansteuerung der Ausschleusestation
führt, so daß nur wirklich fehlerbefhaftete Bogen aussortiert werden.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
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Durch das Zurückprojezieren der Schnittlinien sowie jeweils einer
weiteren in Querrichtung verlaufenden imaginäre Linie wird ein klarer Bezugspunkt
für das jeweilige Fehlersignal geschaffen, wobei durch Zuordnung des Fehlersignals
zu dem jeweils nachfolgenden Bogen das Problem der Zuordnungsschwierigkeit bei in
der Nähe der Schnittlinien auftretenden Fehlern gelöst wird.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die weitere in Querrichtung verlaufende
imaginäre Linie durch die Bogenmitte läuft. Es wird dann das Fehlersignal jeweils
der Bogenmitte des nachfolgenden Bogens zugeordnet. Der auf diese Weise auftretende
Rückstand des Fehlersignals kann
bei der Zuführung des Fehlersignals
zur Ausschleusestation leicht aufgeholt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat, wie weiter unten aus der erfindungsgemäßen
Einrichtung hervorgeht, den großen Vorteil, daß das Fehlersignal bereits am Erkennungsort
eindeutig einem bestimmten Bogen zugeordnet wird und die Zuführung des Fehlersignals
zur Ausschleusestation in Stufen durchgeführt werden kann, welche der Anzahl der
ideellen bzw. hinter dem Querschneider realen Bogen entspricht, die sich jeweils
zwischen dem Erkennungsort des Fehlers und der Ausschleusestation befinden. Hierdurch
läßt sich, wie weiter unten gezeigt wird, der Schaltungsaufwand beträchtlich verringern.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung ist gekennzeichnet durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 3 angegebenen Merkmale.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind
Gegenstand der Unteransprüche 4 bis 8.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den Vorteil, daß sie bei geringem
schaltungstechnischen Aufwand eine sichere Erkennung und Aussortierung fehlerhafter
Bogen ermöglicht, und das Aussortieren nicht fehlerbehafteter Bogen aus Sicherheitsgründen
vermieden werden kann.
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Im folgenden wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für
das erfindungsgemäße Verfahren und eine erfindungsgemäße Einrichtung näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 in stark schematisierter Darstellung
den mechanischen Teil einer Einrichtung nach der Erfindung;
Fig.
2 einen Ausschnitt aus der Darstellung gemäß Fig. 1; Fig. 3 bis 5 den elektrischen
Teil einer Einrichtung nach der Erfindung; Fig. 6 diagrammartig die -Zuordnung der
Bogen zu bestimmten Impulsgruppen der elektrischen Einrichtung.
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In Fig. 1 ist der mechanische Teil einer Einrichtung dargestellt,
bei welcher eine Papierbahn 22 durch einen Querschneider 19 in einzelne Bögen aufgeteilt
wird. Dabei sind in Fig. 1 lediglich die wichtigsten mechanischen Bauteile angedeutet.
In den Einzelheiten sind die beschriebenen Vorrichtungen an sich bekannt.
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Die Papierbahn 22 wird mit der Geschwindigkeit VB über ein Vorzugswalzenpaar
24 dem Rotationsmesser 19 eines Querschneiders zugeführt, und die geschnittenen
Bogen 23 werden mit der Geschwindigkeit VC abgeführt. Die Abführungsgeschwindigkeit
VC ist etwas größer als die Zuführungsgeschwindigkeit VB. Im allgemeinen gilt VC
a 1,02...1,3 VB.
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Infolge dieses Geschwindigkeitsunterschiedes befinden sich zwischen
den einzelnen abgeführten Bogen' 23 Lücken.
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Dem Querschneider vorgeschaltet ist eine Fehlererkennungsvorrichtung
20, durch welche in an sich bekannter Weise die Bahn optisch abgetastet wird, und
die beim Auftreten eines Fehlers auf der Bahn, beispielsweise eines Fleckes oder
einer Knickstelle, ein elektrisches Fehlersignal abgibt. Dem Querschneider 19 nachgeschaltet
ist eine Ausschleusestation 21, die nach Art einer Weiche aufgebaut sein kann und
im geschlossenen Zustand die Bogen in der Abführungsrichtung passieren läßt, während
sie im geöffneten Zustand fehlerhafte Bogen aussortiert.
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Für die folgenden Betrachtungen sei angenommen, daß die Fehlererkennungsvorrichtung
20 am Punkt P1, das Rotationsmesser 19 des Querschneiders am Punkt P2 und die Ausschleusestation
21
am Punkt P3 längs der Bahn angeordnet seien. Für die Abstände der Punkte Pl bis
P3 voneinander soll dann gelten Abstand P1P3 = A, Abstand P1P2 = Abstand P2P3 =
C.
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Für die einzelnen Bogen seien anhand von Fig. 2 folgende Größen definiert:
Bogenlänge = D, Lücke zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Bögen = 2E, Mittellinie
der Bögen = Ll. Es wird weiterhin eine Linie L2 definiert, die sich in der Mitte
der Lücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bögen befindet, sowie zwei Bogenabschnitte
G und F, die sich jeweils zwischen den beiden Linien L2 und Ll befinden.
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Am Punkt P2 wird die Bahn 22 in Einzelbögen aufgeteilt und um am Punkt
Pl eine eindeutige Zuordnungsmöglichkeit zu schaffen, soll die am Punkt P2 erzeugte
Schnittlinie auf der ungeschnittenen Materialbahn in Richtung auf den Punkt P1 mehrfach
zurückprojeziert werden. Hierzu muß die Schnittlinie am Punkt P2 um x . D reproduziert
werden, wobei x die Anzahl von Bogen der Länge D auf den Streckenabschnitt B ist.
Damit entstehen auf der dem Punkt P2 zugeführten Materialbahn imaginäre Schnittlinien,
durch welche die Bahn in ideelle Bogen aufgeteilt wird, denen auftretende Fehler
zugeordnet werden können. Die ideellen Bogen laufen vom Punkt P2 an als reale Bogen
in den Strecneabschnitt C ein. Durch die höhere Transportgeschwindigkeit auf dem
Streckenabschnitt C vergrößert sich dabei die Bogenlänge ideell um den Betrag 2E.
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Zur klaren Zuordnung der von der Fehlererkennungsvorrichtung 20 am
Punkt P1 registrierten Fehler zu einem bestimmten Bogen werden den Linien L1 und
L2 Signale zugeordnet, die in folgender Weise erzeugt werden:
Am
Rotationsmesser 19 ist eine Schaltfahne 3 angeordnet, durch die zwei Impulsgeber
1 und 2 angesteuert werden, die bezogen auf die Winkelbewegung des Messers um 180°
gegeneinander versetzt sind. Die Schaltfahne 3 ist dabei so justiert, daß der Impulsgeber
1 gerade dann einen Impuls abgibt, wenn die Mitte L1 des Bogens den Punkt P3 durchläuft.
Der Impulsgeber 2 gibt um 1800 phasenverschoben einen Impuls dann ab, wenn die ideelle
Schnittlinie L2 den Punkt P3 durchläuft. Durch die beiden Impulsgeber 1 und 2 wird
also der Streckenabschnitt D + 2E in zwei gleichgroße Einzelabschnitte F und G aufgeteilt.
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Selbstverständlich kann die Schaltfahne 3 auch an einer beliebigen
Stelle des Rdationsmesserantriebes angeordnet sein.
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Es muß nur dafür gesorgt werden, daß die Bewegung der Schaltfahne
3 von einem Bewegungszyklus abgeleitet wird, welcher dem Streckenabschnitt D + 2E
entspricht.
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Es ist auch nicht zwingend notwendig, daß die Impulsgeber 1 und 2
genau um 1800 versetzt angeordnet sind. In diesem Fall muß nur dafür gesorgt werden,
daß der Impulsgeber 2 seinen Impuls abgibt, wenn die ideelle Schnittlinie L2 den
Punkt P3 durchläuft. Ist der Phasenwinkel zwischen den vom Impulsgeber 1 und Impulsgeber
2 abgegebenen Impulsen von 1800 verschieden, so weisen die Streckenabschnitte F
und G ungleiche Länge auf.
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Es hat sich aber herausgestellt, daß bei einem zu großen Strekcenabschnitt
G wegen der Schaltzeit der Anschleusestation ein sicheres, rechtzeitiges Öffnen
der Anschleusestation nicht immer erreicht werden kann. Bei den folgenden Betrachtungen
wird vorausgesetzt, daß F = G ist.
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Wie Fig. 3 zu entnehmen, werden die von den Impulsgebern 1 und 2 erzeugten
Impulse Z1 und Z2 zunächst Impulsstufen 4,
5 und 6 zugeführt, in
denen sie unabhängig von der Winkelgeschwindigkeit der Schaltfahne 3 auf eine bestimmte
Signaldauer normiert werden. Die Ausgänge der Impulsstufen 4 und 5 sind dabei jeweils
mit den Eingängen R und S eines statischen Speichers 7 verbunden. In diesem statischen
Speicher 7 wird die Zeitdauer abgespeichert, die der Bogen benötigt, um den Streckenabschnitt
F und G zu durchlaufen.
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Von den am Ausgang des statischen Speichers 7 auftretenden Signalen
ist das Signal Zll der Strecke G und das Signal Z21 der Strecke F zugeordnet. Das
von der Impulsstufe 5 abgegebene Signal Z01 wird jeweils nach einer Schaltfahnenumdrehung
von 360° abgegeben und ist der Bogenmitte zugeordnet.
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Die Signale Z1 und Z2 werden weiterhin abwechselnd der Impulsstufe
6 zugeführt. Das Ausgangssignal Z02 der Impulsstufe 6 liefert also jeweils nach
einer Schaltfahnenumdrehung von 1800 einen Impuls.
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Das am Punkt Pl (Fig. 1) erzeugte Fehlersignal ZO der Fehlererkennungsvorrichtung
20 wird, wie aus Fig. 4 ersichtlich, einer Impulsstufe 8 zugeführt und dort unabhängig
von der Fehlergröße auf eine bestimmte Signaldauer normiert. Die Impulsstufe 8 wird
dabei vom Triggersignal Z02 unabhängig vom Fehlersignal Z0 zurückgesetzt, bzw. während
der Dauer von Z0 gesperrt.
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Wie weiterhin aus Fig. 4 ersichtlich, sind zwei dynamische Speicher
9 und 10 vorhanden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind es JK-FLIP-FLOPS.
Dem Setzeingang JC des dynamischen Speichers 9 wird das dem Streckenabschnitt G
zugeordnete Signal Z11 zugeführt, dem Setzeingang JC des dynamischen Speichers 10
wird das dem Strecken abschnitt F zugeordnete Signal Z21 zugeführt, den beiden Triggereingängen
C der dynamischen Speicher 9 und i0 wird das Ausgangssignal der Impulsstufe 8 zugeführt.
Weiterhin werden den Rücksetzeingängen KC der dynamischen Speicher 9
und
10 Rücksetzsignale Z03 und Z04 zugeführt, die in der weiter unten erläuterten Weise
erzeugt werden.
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Wenn ein Fehlersignal ZO ansteht, wird, je nachdem ob der Fehler auf
dem Streckenabschnitt F oder G eines Bogens liegt, an den Ausgängen der dynamischen
Speicher 9 und 10 ein Ausgangssignal Z12 oder Z22 abgegeben. Ist der Fehler größer
als der Streckenabschnitt F oder G so startet über den Z02- Takt die Impulsstufe
8 erneut und der weitere fehlerbefhaftete Streckenabschnitt wird von einem der bereits
vorbereiteten dynamischen Speicher 9 oder 10 übernommen.
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Die Impulslänge der von den Impulsstufen 4, 5, 6 und 8 abgegebenen
Impulse wird als Vielfaches einer Zeiteinheit t gewählt und beträgt bei den Impulsstufen
4 und 5 = t, bei der Impulsstufe 6 = 2t und bei der Impulsstufe 8 = 3t.
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Wenn kein Fehlersignal Z0 geliefert wird, bleiben die dynamischen
Speicher 9 und 10 in dem zurückgesetzten Zustand, und es werden keine Signale Z12
bzw. Z22 abgegeben.
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Die von den Ausgängen der dynamischen Speicher 9 und 10 abgegebenen
Signale Z12 und Z22 werden, wie aus Fig. 5 ersichtlich, einem asymmetrischen Schieberegister
mit einer vertikalen Wortlänge von 2 bit zugeführt. Dieses asymmetrische Schieberegister
ist aus drei JK-FLIP-FLOPS 11, 12 und 13 in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise aufgebaut.
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Das Signal Z12 wird dem Setzeingang JC des FLIP-FLOPS 11 zugeführt,
während das Signal Z22 dem Setzeingang JC des FLIP-FLOPS 13 zugeführt wird. Den
Triggereingängen C wird jeweils das Triggersignal Z02 zugeführt. Wie aus Fig. 5
ohne weiteres abzulesen, steht der Impuls Z12 nach zwei Z02-Takten am Ausgang des
FLIP-FLOPS 12 an, während der Impuls Z22 bereits nach einem Z02-Takt am
Ausgang
des FLIP-FLOPS 13 ansteht. Sobald die Signale Z12 und Z22 vom asymmetrischen Schieberegister
11, 12, 13 übernommen sind, werden die dynamischen Speicher 9 und 10 durch die Signale
Z03 und Z04 zurückgesetzt und stehen damit für eine erneute Signal aufnahme bereit.
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Die Ausgangssignale des asymmetrischen Schieberegisters 11, 12, 13
werden über ein ODER-Gatter 14 einem weiteren Schieberegister 17 mit einer vertikalen
Wortlänge von 1 bit -zugeführt. Das Schieberegister 17 besitzt n-2 Schritte, wobei
n die Anzahl von Bogen auf der Strecke A ist, die in der weiter unten erläuterten
Weise bestimmt werden kann.
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Dem Triggereingang des Schieberegisters 17 wird das Signal Z01 über
ein Negationsglied 15 zugeführt. Weiterhin ist der Rücksetzeingang des Schieberegisters
17 über ein Negationsglied 16 mit dem Ausgang des ODER-Gatters 14 verbunden.
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Das am Ausgang des Schieberegisters 17 erscheinende Signal wird über
einen Verstärker 18 der nicht dargestellten Ansteuervorrichtung für die Öffnung
der Ausschleusestation 21 zugeführt.
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Das Zusammenspiel der beiden Schieberegister 11, 12, 13 und 17 wird
anhand von Fig. 6 erläutert. In Fig. 6 sind die Bögen von der Ausschleusestation
P3 an rücklaufend mit römischen Ziffern bezeichnet. Bei den Bögen I, II und III
handelt es sich um reale Bögen, während es sich bei den Bögen IV bis IX um ideelle
Bögen auf der noch ungeteilten Bahn handelt. Der vordere Abschnitt jedes Bogens
ist mit H, der hintere Abschnitt mit I bezeichnet. Es gilt dann H = G - E und I
. F - E.
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Tritt beispielsweise auf dem Abschnitt H des Bogens VII ein Fehler
auf, so wird durch die Registerstufen 11 und 12 mit Hilfe der Z02-Taktfolge der
Fehler dem Streckenabschnitt
H des Bogens VIII zugeordnet. Tritt
ein Fehler auf der Strecke J des Bogens VII auf, so wird er durch die Registerstufe
13 mit Hilfe der Z02-Taktfolge ebenfalls dem Streckenabschnitt H des Bogens VIII
zugeordnet.
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Dies bedeutet, daß jeder auf dem Bogen VII registrierte Fehler praktisch
der Mitte des Bogens VIII zugeordnet wird.
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Das Öffnungssignal muß der Ausschleusestation 21 am Punkt P3 aber
spätestens dann zugeführt werden, wenn die Mitte des Bogens VI den Punkt P3 passiert,
damit genügend Zeit zur Verfügung steht und die Ausschleusestation mit Sicherheit
geöffnet ist, wenn der Bogen VII vor dem Punkt P 3 steht.
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Da das Fehlersignal dem Bogen VIII zugeordnet ist, besitzt es einen
Rückstand von zwei Bogenlängen. Dieser Rückstand wird im Schieberegister 17 korrigiert.
Nach n-2 Schritte eröffnet sich mit der Taktfolge des Signales Z01 die Ausschleusestation
21 und schließt sich wieder beim nächsten Z01-Takt, wenn der nachfolgende Bogen
fehlerfrei ist. Aus der Anzahl von n-2-Schritten ergibt sich, daß der Streckenabschnitt
A der Bedingung A22D + 2E genügen muß.
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Die Bogenanzahl n auf dem Streckenabschnitt A errechnet sich aus:
n = x + y, wobei B x =D und = = D + 2E das Ergebnis von n wird auf eine ganze Zahl
aufgerundet.
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