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GEBIET DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Postbearbeitung.
Sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Messen der Breite
eines in einem Frankiersystem beförderten Poststücks.
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STAND DER TECHNIK
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Eine
Postbearbeitungsmaschine, die mit einer Möglichkeit zur größenabhängigen Gebührenfestlegung
ausgestattet ist und in der eine echte Messung der Breite des Poststücks mit
Hilfe von Diodenleisten durchgeführt
wird, ist bereits bekannt, zum Beispiel aus dem Dokument
US 6,006,210 (Pitney Bowes).
Diese offenbar einfache Lösung
ist jedoch in der Praxis äußerst kostspielig,
da sie die Verwendung mehrerer Leisten mit erheblicher Länge voraussetzt.
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Weiterhin
ist aus dem Patent
US 6,169,978 (Siemens)
ein hochentwickeltes System zur Bestimmung der Abmessungen des beförderten
Poststücks bekannt,
um ihm ein exaktes Porto zuzuweisen.
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GEGENSTAND UND DEFINITION
DER ERFINDUNG
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, die vorgenannten
Nachteile zu beheben und die Messung der Breite L eines Poststücks zu Frankierzwecken
zu ermöglichen,
ohne daß es
erforderlich ist, auf komplexe oder teure technische Systeme für die Durchführung dieser
Messung zurückzugreifen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, diese Messung im Vorbeilaufen,
d. h. während
der Beförderung
des Poststücks
durch das Frankiersystem, und ohne dessen Anhalten durchzuführen.
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Erreicht
werden diese Ziele gemäß der Erfindung
mittels einer Vorrichtung zum Messen der Breite L eines Poststücks im Vorbeilaufen
in einer Postbearbeitungsmaschine, in der man die Poststücke sich
parallel zu einer Bezugswand bewegen läßt, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß sie
folgendes umfaßt:
eine Erfassungsvorrichtung, die bei Erfassen des Vorhandenseins
eines Poststücks,
das über
eine Vielzahl von Hebeln läuft,
die in einem bestimmten festen Abstand senkrecht zu der Bezugswand
angeordnet sind, aktiviert wird, eine Vorrichtung zum Aussenden
eines Lichtstrahls, die senkrecht zu einem ersten Hebel der Vielzahl
angeordnet ist, eine Vorrichtung zum Empfangen dieses Lichtstrahls,
eine Vorrichtung zur Messung der Lichtstärke des an der Empfangsvorrichtung
empfangenen Lichtstrahls sowie eine Verarbeitungsvorrichtung zur
Berechnung einer bestimmten Anzahl y von durch den Durchlauf des
Poststücks
aktivierten Hebeln, anhand eines Vergleichs zwischen dieser Messung
der empfangenen Lichtstärke
und einer Anfangsmessung der Lichtstärke des bei Nichtvorbeilaufen
von Poststücken
oberhalb der Vielzahl von Hebeln an der Empfangsvorrichtung empfangenen
Lichtstrahls.
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So
reicht eine einzige Sende-/Empfangseinheit für diese um eine Vielzahl von
mechanischen Hebeln gebildete Struktur aus, um die Breite eines Poststücks mit
ausreichender Genauigkeit zu bestimmen und, wenn sein Gewicht und
eventuell seine Länge
und seine Dicke bekannt sind, dessen Porto zu berechnen.
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Sie
umfaßt
ferner eine Vorrichtung zur Bestimmung der Breite L eines Poststücks anhand
der bestimmten Anzahl y von durch den Durchlauf des Poststücks aktivierten
Hebeln.
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Vorzugsweise
bestimmt die Vorrichtung zur Messung der Lichtstärke ein Verhältnis zwischen
der empfangenen Lichtstärke
und einer vorbestimmten Ausgangslichtstärke.
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Vorzugsweise
ist jeder Hebel an einer gemeinsamen Welle angelenkt, die quer zur
Bewegungsrichtung der Poststücke
angebracht und an ihren zwei Enden fest mit einem Gestell der Postbearbeitungsmaschine
verbunden ist.
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Vorzugsweise
weist jeder angelenkte Hebel einen ersten Endteil, der dazu bestimmt
ist, eine Öffnung
einer Aufnahmeplatte der Postbearbeitungsmaschine zu durchgreifen,
sowie einen zweiten Endteil auf, der in einer Ruheposition, die
einem Nichtvorbeilaufen von Poststücken oberhalb der Vielzahl
von Hebeln entspricht, dazu bestimmt ist, sich auf dem Weg des zwischen
der Sendevorrichtung und der Empfangsvorrichtung übertragenen
Lichtstrahls zu befinden.
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Zwischen
dem zweiten Endteil und der Rotationsachse ist ein erstes Ende eines
elastischen Elements eingehakt, dessen anderes Ende mit dem Gestell
fest verbunden ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Messen der
Breite L eines Poststücks im
Vorbeilaufen in einer Postbearbeitungsmaschine, in der man die Poststücke parallel
zu einer Bezugswand laufen läßt, welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß das
Vorhandensein eines Poststücks,
das über
eine Vielzahl von Hebeln läuft,
die in einem bestimmten festen Abstand senkrecht zu der Bezugswand
angeordnet sind, erfaßt
wird, daß im
Bereich eines Empfängers
der Empfang eines Lichtstrahls erfaßt wird, der von einem senkrecht
zu einem ersten Hebel der genannten Vielzahl angeordneten Sender ausgesandt
wird, daß die
Lichtstärke
des an dem Empfänger
empfangenen Lichtstrahls gemessen wird und daß eine bestimmte Anzahl y von
durch den Durchlauf des Poststücks
aktivierten Hebeln anhand eines Vergleichs zwischen dieser Messung
der Lichtstärke
und einer Anfangsmessung der Lichtstärke des bei Nichtvorbeilaufen
von Poststücken
oberhalb der Vielzahl von Hebeln an dem Empfänger empfangenen Lichtstrahls
berechnet wird.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
wird die Erfassung des Vorhandenseins eines Poststücks mittels
einer fortlaufenden Berechnung der an dem Empfänger empfangenen Lichtstärke durchgeführt, wobei
die Änderung
dieser Stärke
im Vergleich zu einer Bezugsstärke
für das
Vorhandensein eines Poststücks
kennzeichnend ist.
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Anschließend wird
die Breite L eines Poststücks
anhand der bestimmten Anzahl y von durch den Durchlauf des Poststücks aktivierten
Hebeln bestimmt.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf jedwede Postbearbeitungsmaschine,
die eine Vorrichtung zum Messen der Breite L eines Poststücks im Vorbeilaufen,
wie sie zuvor genannt ist, umfaßt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Merkmale sowie Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden
Beschreibung von besonderen, als Beispiele gegebenen Ausführungsformen
anhand der beliegenden Zeichnungen hervorgehen, in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Postbearbeitungsmaschine zeigt, in
die eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Messen der Breite eines Poststücks integriert ist;
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2 die
Meßvorrichtung
der 1 im Detail zeigt;
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die 3 und 4 schematische
Ansichten der Vorrichtung der 2 gemäß zwei unterschiedlichen
Ausführungsformen
in einer Ruhestellung bzw. in einer Aktivierungsstellung zeigen;
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5 ein
Blockschaltbild ist, das die Hauptelemente eines Beispiels einer
Verarbeitungsschaltung zeigt, die in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebaut
werden kann; und
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6 ein
Organigramm ist, das ein Beispiel unterschiedlicher Schritte zeigt,
die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Messung der Breite eines Poststücks im Vorbeilaufen durchgeführt werden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
Gebührenfestlegung
von Poststücken beruht
auf Gewichts- und Größenkriterien
der Poststücke
(Dicke, Länge
des Kuverts, Breite des Kuverts). Es geht darum, zu überprüfen, ob
die Maße des
Kuverts größer als
Schwellen sind, also zu überprüfen, ob
das Verhältnis
zwischen der Länge
und der Breite des Kuverts zwischen zwei Grenzwerten liegt (Beispiele:
1,3 < R < 2,5 für die USA,
R < Quadratwurzel
aus 2 für
Deutschland).
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Um
jedem Poststück
aus einer nicht homogenen Menge automatisch die passende Gebühr zuzuweisen,
befindet sich stromaufwärts
des Frankiermoduls einer Postbearbeitungsmaschine, im allgemeinen
im Bereich ihres auch als Aufgabevorrichtung bezeichneten Zuführmoduls,
eine Vorrichtung, die das Gewicht und die Maße eines jeden Kuverts mißt, und
werden diese Informationen an einen Gebührenrechner übertragen.
Die Gewichtsmessung kann auch getrennt mit Hilfe eines unabhängigen Wiegemoduls
durchgeführt
werden, das im Transportweg der Kuverts, beispielsweise zwischen
der Aufgabevorrichtung und dem Frankiermodul angeordnet ist.
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1 zeigt
eine Postbearbeitungsmaschine, in die eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Messen der Breite L eines Poststücks integriert ist. Herkömmlicherweise
weist sie von stromaufwärts
nach stromabwärts
(in der Richtung der Bewegung der Poststücke durch die Maschine) folgendes
auf, nämlich
ein Zuführmodul 10,
das mit einer Aufnahmeplatte 12, auf der die zu frankierenden
Poststücke
in einem homogenen oder nicht homogenen kompakten Stapel (je nachdem,
ob die Poststücke
von gleicher Größe sind
oder nicht) angeordnet sind, mit Antriebsrollen 14 sowie
mit (vorteilhafterweise seitlichen 16 und/oder hinteren)
Mitteln zum Einrütteln
dieser Poststücke
an einer (auch als Kuvertführung 18 bezeichneten)
Bezugswand ausgestattet ist; ein Auswahlmodul (von dem lediglich
die unteren Rollen 20 dargestellt sind), um von der Unterseite
des Stapels die zu frankierenden Poststücke nacheinander herauszuziehen;
sowie ein Frankiermodul 22, um das so ausgewählte Poststück mit einem
Poststempel zu bedrucken.
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Gemäß der Erfindung
umfaßt
diese Maschine ferner eine Vorrichtung 24 zum Messen der
Breite jedes Poststücks,
die vorteilhafterweise am Ausgang des Auswahlmoduls angeordnet ist
und eine Vielzahl einziehbarer Organe 26 aufweist, die
entlang einer zu der Bezugswand 18 senkrechten Linie und
vorzugsweise über
die gesamte Breite der Postbearbeitungsmaschine gleichmäßig verteilt
sind. Jedes einziehbare Organ liegt in Form eines Hebels 26 vor,
der an einer gemeinsamen Welle 28 angelenkt ist, die quer zur
Bewegungsrichtung der Poststücke
angebracht und an ihren zwei Enden fest mit dem Gestell der Postbearbeitungsmaschine,
vorzugsweise mit der Aufnahmeplatte des Zuführmoduls verbunden ist, wie
dies 2 zeigt.
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Jeder
angelenkte Hebel 26, der beispielsweise eine allgemeine
Schwanenhalsform aufweisen kann, umfaßt einen beispielsweise dreieckigen
ersten Endteil 26A, der dazu bestimmt ist, eine Öffnung 12A der
Aufnahmeplatte 12 zu durchgreifen, sowie einen zweiten
Endteil 266, beispielsweise dem ersten gegenüberliegend,
bezogen auf die Rotationsachse an der gemeinsamen Welle 28,
der in einer Ruheposition, die einem Nichtvorhandensein von Poststücken entspricht,
dazu bestimmt ist, die Lichtstrahlen aufzufangen, d. h. sich auf
dem Weg der Lichtstrahlen zu befinden, die zwischen einer Lichtsendevorrichtung
(Sender 30A), typischerweise eine Leuchtdiode, und einer
Vorrichtung 30B zum Empfangen der übertragenen Lichtstrahlen übertragen werden.
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Zwischen
diesem zweiten Endteil und der von der gemeinsamen Welle durchquerten
Rotationsachse ist ein erstes Ende eines elastischen Elements 32 eingehakt,
dessen anderes Ende – beispielsweise
durch Einhaken an einer in dem Gestell quer angebrachten Tragstange 34 – fest mit
dem Gestell verbunden ist. Dieses elastische Element, beispielsweise
eine Feder, ist angepaßt,
um nicht die Bewegung der Poststücke
durch die Maschine zu behindern und um folglich dem Hebel 26 zu
ermöglichen,
sowohl sich unter dem einfachen Gewicht eines Poststücks – während dieses
an ihm vorbeiläuft – zurückzuziehen
als auch in seine Ausgangsstellung zurückzukehren, sobald dieses Vorbeilaufen
erfolgt ist.
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Die
Hebel sind um einen bestimmten gleichen festen Abstand derart voneinander
beabstandet, daß es
möglich
ist, die durch die Postbearbeitungsmaschine adressierten unterschiedlichen
Postformate erfolgreich zu unterscheiden. Bezogen auf die in Europa
geltenden Postnormen ermöglicht
ein Abstand von beispielsweise 10 mm, die Formate C6, B6, E6, deren
Kuvertbreiten 114 mm, 125 mm bzw. 140 mm betragen, problemlos zu
unterscheiden. Da die durchschnittliche Breite einer Postbearbeitungsmaschine
in Europa üblicherweise
250 mm beträgt (um
den Durchgang von Kuverts mit dem Format C4 im Querformat oder C5
im Hochformat zu ermöglichen),
ist bei diesem Beispiel vorgesehen, 25 Hebel quer über diese
Maschine anzuordnen. Selbstverständlich
sind diese Anzahl und Breiten rein unterrichtend zu verstehen, und
natürlich
kann jedwede andere Kombination, vor allem entsprechend der Art des
zu bearbeitenden Poststücks
oder der Art der angewandten Postnormen, beispielsweise amerikanischen
Postnormen, in Betracht gezogen werden.
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3 zeigt
auf schematische Weise die Anordnung der Hebel 26 in ihrer
Ausgangsruhestellung bei Nichtvorbeilaufen von Poststücken für eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung. Bei dieser Form basiert die Messung der Breite eines
Poststücks
auf der Dämpfung
der Lichtstärke
des in Abhängigkeit
des durchquerten Mediums ausgesandten Lichts, wobei sich das Licht
in direkter Linie zwischen dem Sender 30A und dem Empfänger 30B ausbreitet.
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Jeder
Hebel besteht aus einem gleichen Material mit einem bestimmten Dämpfungskoeffizienten μdrap,
der vorzugsweise von demjenigen der Luft μair stark
abweicht, und weist eine bestimmte Breite ddrap auf.
Der Abstand zwischen zwei Hebeln dair ist
bekannt und wird bei der Herstellung der Maschine in Abhängigkeit
der geltenden Postnormen sowie der Eigenschaften der bearbeiteten
Kuverts festgelegt. Ein erster Hebel 26p ist im Abstand
dair von der Bezugswand 18 angeordnet.
Ebenso werden der Abstand dE zwischen dem
Sender 30A und dem ersten Hebel 26p einerseits
und der Abstand dR zwischen einem letzten
Hebel 26d und dem Empfänger 30B andererseits
durch die Herstellung festgelegt.
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Bezeichnet
man die durch den Sender ausgesandte konstante Lichtstärke mit
leo, ist es möglich,
die Lichtstärke
lr0 zu bestimmen, die im Bereich des Empfängers nach Durchqueren aller
Hebel, von denen es eine bestimmte Anzahl x gibt, empfangen wird.
So erhält
man einfach die folgende Gleichung: lr0 = le0·exp [– dEμair]·exp
[– xddrapμdrap]·exp
[– (x – 1)dairμair]·exp
[– dRμair]
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Ein
Poststück
läuft während seines
Durchquerens der Postbearbeitungsmaschine zwangsläufig im
Bereich der Linie der Hebel vorbei und aktiviert folglich bei seinem
Durchlauf eine seiner Breite entsprechende bestimmte Hebelanzahl
y. 4 zeigt die Anordnung der Hebel gegenüber dem
Sender und dem Empfänger,
nachdem einige von ihnen durch ein Poststück 36 aktiviert wurden.
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Die
im Bereich des Empfängers
nach Durchqueren lediglich der nicht aktivierten Hebel empfangene
Lichtstärke
lry wird dann durch die folgende Gleichung angegeben: lry
= leom·exp
[– dEμair]·exp
[– ddrapμdrap(x – y)]·exp [– ddrapμairy]·exp
[– dairμair(x – 1)]·exp [– dRμair]oder aber: lry
= lr0·exp[y(μdrap – μair)ddrap]woraus die Anzahl y der durch das
betreffende Poststück
aktivierten Hebel gewonnen werden kann: y = [ln(lry/lr0)]/[ddrap(μdrap – μair)]
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Man
kann feststellen, daß dE, dR und dair nicht in die Berechnung von y eingehen,
was die Bestimmung der Breite L des Poststücks erleichtert (die Abmessungstoleranzen
bei diesen Werten werden nämlich
für das
Ergebnis der Berechnung nicht berücksichtigt), die dann durch
folgende Ungleichung angegeben wird: (y – 2)·ddrap + (y – 1)·dair < L ≤ y·ddrap + (y + 1)·dair
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Man
kennt folglich die Breite L eines Poststücks bei +/– 1 Abstand (Abstand = ddrap + dair)
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Man
wird auch feststellen, daß das
Einrütteln des
Poststücks
an der Bezugswand 18 nicht erforderlich ist, denn es reicht
aus, wenn es lediglich senkrecht zu dieser Wand vorbeiläuft.
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Unter
Bezugnahme auf 5 wird ein Beispiel einer Verarbeitungsschaltung
beschrieben, die im Rahmen der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung eingesetzt werden
kann.
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Zunächst geht
es darum, das Vorhandensein eines frankierbereiten Poststücks zu erfassen.
Hierfür
kann die Vorrichtung eine Vorrichtung 40 zum Erfassen der
Stirnseite eines auf dem Transportweg der Poststücke, vorzugsweise leicht stromabwärts der
Linie der Hebel angeordneten Poststücks aufweisen, um sicherzustellen,
daß bei
ihrer Aktivierung durch ein Poststück ein vorderer Teil dessen
diese Linie bereits zwangsläufig überschritten
und folglich einige der Hebel 26 zwangsläufig aktiviert
hat. Mit Aktivierung wird hier der Zustand der Erfassungsvorrichtung
bezeichnet, wenn ein Poststück
in dessen Nähe
vorbeiläuft
und – beispielsweise
im Fall eines optischen Sensors – einen durch den Sensor ausgesandten
Lichtstrahl unterbricht.
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Es
sei jedoch angemerkt, daß diese
Vorrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins eines Poststücks 40 auch
von der Art Software sein kann und beispielsweise in einer fortlaufenden
Berechnung der am Empfänger
empfangenen Lichtstärke
lry bestehen kann, wobei die Änderung
dieser Stärke
im Vergleich zu der am Empfänger
bei einer Nichtaktivierung der Hebel empfangenen Lichtstärke lr0
tatsächlich
zwangsläufig
eine Aktivierung der Hebel und folglich das Vorhandensein eines
Poststücks
am Eingang des Frankiermoduls bedeutet.
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Wenn
der Sensor 40 mechanischer oder optischer Art ist, setzt
dessen Aktivierung den mit ihm verbundenen Sender 30A in
Gang. Dieser Sender und der Empfänger 30B sind
außerdem
mit einem Modul zum Messen der Lichtstärke 42 verbunden, das
die nach dieser Aktivierung empfangene Lichtstärke messen und das Verhältnis zwischen
dieser empfangenen Lichtstärke
und einer bei Nichtvorbeilaufen eines Poststücks empfangenen und zuvor (in der
Praxis bei der Herstellung der Maschine oder zum Zeitpunkt ihrer
Eichung) bestimmten Ausgangslichtstärke bestimmen wird, ein Stärkeverhältnis, anhand
dessen – entsprechend
der vorgenannten Gleichheit – ein
Verarbeitungsmodul 44, vorteilhafterweise mit Mikroprozessor,
das mit dem Ausgang des Meßmoduls
verbunden ist, u. a. ermöglichen
wird, die Anzahl y der aktivierten Hebel zu berechnen und daraus
die Breite L des Poststücks
abzuleiten. Nach der betrachteten hardwaretechnischen Ausführung kann das
Modul zum Messen der empfangenen Lichtstärke in den Empfänger integriert
sein oder auch nicht und kann die Bestimmung des Verhältnisses
der Lichtstärken
hardwaretechnisch im Bereich dieses Meßmoduls oder softwaretechnisch
in dem Verarbeitungsmodul durchgeführt werden.
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Ein
Beispiel für
die Verarbeitung der Daten, das in der vorgenannten Schaltung verwendet
wird, wird unter Bezugnahme auf das Organigramm der 6 eingehender
beschrieben.
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Ein
Test 100 untersucht, ob ein Poststück vorliegt (da beispielsweise
der Sensor 40 aktiviert ist). Ist dies nicht der Fall,
erfolgt die Rückkehr
zum Eingang dieses Tests 100. Wird dieses Vorhandensein
bestätigt,
geht man zu Schritt 102 zur Auslösung des Senders 30A über (selbstverständlich existiert
dieser Schritt nicht, wenn die Erfassung des Vorhandenseins fortlaufend
erfolgt, wobei der Sender weit vorher ausgelöst worden ist). Wenn ein Test 104 den
Empfang eines Lichtsignals durch den Empfänger 30B erfaßt, geht
man nacheinander zu Schritt 106 zum Messen der empfangenen
Lichtstärke,
zu Schritt 108 zum Bestimmen des Verhältnisses zwischen dieser empfangenen
Stärke
und einer vorbestimmten Ausgangsstärke, anschließend zu
Schritt 110 zum Bestimmen der Anzahl y aktivierter Hebel und
des Wertes L des Poststücks.
Der Prozeß kann dann
für ein
neues Poststück
mit oder ohne Anhalten des Senders 30A nach jeder Messung,
entsprechend der Art der für
die Erfassung des Vorhandenseins verwendeten Vorrichtung erneut
begonnen werden.
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Um
sich von eventuellen Meßfehlern
oder einer leichten Schrägstellung
des Poststücks
zu befreien, sei angemerkt, daß diese
Messung während
des Durchlaufs des Poststücks
mehrmals wiederholt werden kann, wobei anschließend nach Entfernen der Extremwerte
ein Mittelwert der Ergebnisse gebildet wird.
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ÜBERSETZUNG DES TEXTES IN DEN
ZEICHNUNGEN
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6
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- NON – NEIN
- OUI – JA
- NON – NEIN
- OUI – JA