DD268076A1 - Vorrichtung zum erkennen von geraendelten mantelflaechen an muenzen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beinhaltet eine Vorrichtung zur sicheren Unterscheidung von Muenzen gleichen Durchmessers, gleicher Dicke und gleicher Materialzusammensetzung, aber ungleicher Beschaffenheit der Mantelflaechen (glatt oder geraendelt). Diese Vorrichtung wird vorrangig in Muenzpruefern von Muenzfernsprechern und Geldsortiermaschinen eingebaut. Ihre Verwendung ist in selbstkassierenden Warenverkaufs- und Dienstleistungsautomaten und anderen muenzpruefenden Einrichtungen moeglich. Die erfindungsgemaesse Vorrichtung dient dem Erkennen, Sortieren und Zaehlen von Muenzen gleicher Abmessungen, gleicher Materialzusammensetzung, aber ungleicher Gestaltung der Mantelflaechen (glatt oder geraendelt). Die Erfassung vorgenannter Muenzen wird mechanisch, mit elektrisch/elektronischen Mitteln gekoppelt, vorgenommen. Als Tastorgan ist ein Blattfederwinkel vorgesehen, dessen Blattfeder-Tastfinger mit einer Tastfingerspitze, parallel zur Muenzablaufbahn angeordnet, tangential auf die Mantelflaeche einer auf der Ablaufbahn einer Pruefeinrichtung abrollenden Muenze auftrifft. Die beim Aufprall einer Muenze mit geraendelter Mantelflaeche auf die Tastfingerspitze relativ gross wirkende horizontale Kraft- bzw. Wegkomponente wird auf den Blattfederwinkel uebertragen, an dem eine Abwinkelung angeformt ist, die in den Strahlengang eines Optokopplers gelangt. Ein Lichtempfaenger setzt diese Bewegung in ein elektrisches Signal um, das ueber entsprechende elektronische Bauelemente einen elektrischen Impuls zwecks Zaehlung oder Stellung einer Weiche liefert. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen von Münzen gleichen Durchmessers mit glatten und gerändelten Mantelflächen. Solche Vorrichtungen finden in Münzzähl- und Münzprüföinrichtungen, in Geldsortiermeschinen, Münzfernsprechern bzw. in selbstkassierenden Warenverkaufs- und Dienstleistungsautomaten sowie anderen Anwendung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind mechanische Abtastvorrichtungen bekannt geworden, bei denen ein beweglicher Tastfinger in die Münzablaufbahn so hineini apt, daß er die zu unterscheidenden Münzen in jedem Fall am Rand berührt (DE-OS 2203757, DE-OS 34 27198, DE-QM 7302793). Dabei werden die gerändelten Münzen abgebremst oder sogar angehalten, was auf unterschiedliche Weise zur unterscheidenden Erkennung genutzt wird. Da jedoch bei diesen Einrichtungen kein kontinuierlicher Münzdurchlauf gegeben ist, haben sie den Nachieü, daß ihre Prüf- bzw. Zählkapazität je Zeiteinheit zu gering ist.

In der DE-OS 2825094 wir i eine weitere Möglichkeit zur Rändelerkennung beschrieben, indem ein schwingungsfähiger Abschnitt der Münzablauf oahn von einer darauf rollenden gerändelten Münze in charakteristische Schwingungen versetzt wird.

Dabei erze jgt ein mechanisch-elektrischer Wandler eine dementsprechende Wechselspannung, die über Bandpässe geführt, elektronisch analysiert wird > -:id damit eine Aussage übe·'das Vorhandensein einer Rändelung ermöglicht.

Dieses Verfahren ist eben.alls nicht für einen ununterbrochenen Münzfluß geeignet, abgesehen von Fehlaussagen, die durch Erschütterungsempfind'iChkeit des schwingfähig angeordneten Ablaufbahnabschnittes im rauhen Alltagsbetrieb hervorgerufen werden.

Ebenfalls in der DE-OS 7825094 wird ßin Verfahren beschrieben, bei dem eine abgekröpfte Blattfeder als Abtastelement so in die Münzlablaufbahn ragt, daß eine gerändelte Münze diese in Schwingungen versetzen soll. Mittels eines magnetischen Aufnehmers wird dieser Schwingungsvorgang in sin elektrisches Signal umgesetzt, analysiert und entsprechend ausgewertet.

Diese Anordnung ist insofern nachteilig, daß bei schnell ablaufenden Münzen, ob glatt oder gerändelt, beim Aufprall auf das Abtastelement ein schwer zu analysierendes, elektrisches Impulsgebilde entsteht, das eine sichere Unterscheidung gerändelter oder gerader Münzmantelflächen kaum zuläßt. Zudem bewirken Erschütterungen, die bei Münzhandhabungseinrichtungen immer auftreten, ein une. wünschtos Schwinge.ι des Tastfingers, wobei besonders bei höher . ι Frequenzen auf Grund des

Induktionsgesetzes du = —— beträchtlic'ie Störamplituden auftreten können, dt

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In der DE-OS 3520930 wird ein Abtastprinzip beschrieben, bei dem ein schwingungsfähiger Sensor unter einer Münzablaufschiene angebracht ist und über den die Münzen stehend, also nicht rollend, eingeklemmt in ein Transportband gezogen werden. Dieses Verfahren läßt eine genauere Analyse zu, ist aber dann nicht geeignet, wenn Münzen verschiedener Nennwerte mit gerändelten Mantelflächen sortiert werden sollen (z.B. 1-Zloty-Münzen und 50-Pfennigmünzen der DDR). Auch ist das Wirkprinzip dann nicht einsetzbar, wenn bei schneller Münzfolge der kontinuierliche Münzfluß nicht unterbrochen werden darf.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, beim Sortieren und Zählen von Münzen gleichen Durchmessers und gleicher Materialzusammensetzung, aber ungleicher Beschaffenheit und ungleicher Wertigkeit, wie z.B. die 1-Zloty-Münze der Nationalbank der VRP und der 1 -Mark-Münze der Staatsbank der DDR, die Mantelfläche — die Abrollfläche der Münze — sicher zu unterscheiden, indem beispielsweise an der Münzmantelfläche gerändelte von glatten Münzen bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von 5 Münzen/Sekunde sicher ausgeschieden, registriert bzw. gezählt werden. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung soll ein höherer Tagesdurchsatz von zu sortierenden bzw. zu zählenden Münzen erreicht werden, wobei der eletkronische Schaltungsaufwand geringer sein soll als bei bisher bekannten Lösungen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Sortieren md Zählen von Münzen gleichen Durchmessers, gleicher Dicke und gleicher Materialzusammensetzung, aber unterschiedlicher Nennwertes bzw. unterschiedlicher Wertigkeit, wie z.B. die 1-Mark-Münze und die 1 -Zloty-Münze sicher voneinander zu unterscheiden und aus dem Münzenfluß herauszulösen. Das Sortieren bzw. Ausscheiden von 1-Zloty-Münzen soll optimal auf einer schräggestellten Münzablaufschiene mit darauf ungehindert und ohne Zwischenraum von Münze zu Münze ablaufenden Münzen erfolgen, wobei mindestens 5 Münzen/Sekunde die Vorrichtung durchrollen sollen. Die ausgesonderten Münzen sollen von der Ablaufschiene abgewiesen und in einen Auffangtrichter gelenkt und gleichzeitig registriert bzw. gezählt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich neben der unterschiedlichen Prägung der Vorder- und Rückseite beider Münzen als technisch erfaßbares Unterscheidungsmerkmal die gerändelte Mantelfläche bei der 1-Zlloty-Münze gegenüber der glatten bei der 1-Mark-Münze anbietet. Zur Erfassung der auszusondernden Münzen dient eine erfindungsgemäße mechanische mit elektrischen bzw. elektronischen Mitteln gekoppelte'Vorrichtung. Diese besteht »us einer als Tastorgan ausgebildeten abgewinkelten Blattfeder, die so gestaltet und lageorientiert eingebaut ist, daß sie in zwoi Ebenen nachgiebig ist. Ein Ende der Blattfeder ragt leicht abgekröpft in die Münzlaufbahn und wird von der tangential auflaufenden Münze in Bewegung gesetzt. Die dabei vertikal auftretende Kraftkomponente tritt bei gerändelten und glatten Münzmantelflächen gleichermaßen auf. Die horizontal wirkende Kraftkomponente hingegen ist bei gerändelten Münzmantelflächen durch das tangential Auftreffen auf die gerändelte Münzperipherie ungleich größer. Dieser Effekt wird genutzt, indem ein in Verlängerung des Blattfederfingers angebogener Winkel dadurch in d6n Strahlengang eines Optokopplers gelangt. Ein Lichtstromempfänger setzt diese Bewegung in ein elektrisches Signal um, das einem nachfolgend angeordnetem Verstärker zugeleitet wird, der dieses verstärkt und einer Gleichrichterschaltung zuführt. Der Gleichspannungspegel stellt eine proportionale Größe für die Auslenkung des Blattfederfingers dar und spannt einen Komparator vor, dessen Vergleichspeqel auf ein sicheres Ansprechen für gerändelte Münzmantelflächen einstellbar ausgolegt ist. Ein nachfolgendes Zeitglied liefert einen definierten Impuls für die Weiterverarbeitung der Information zwecks Zählung oder Stellung einer Weiche. Die erfindungsgemäß gepen einen festen Anschlag vorgespannte abgewinkelte Blattfeder und das optoelektronische Umsetzungsverfahren, das im Gegensatz zu elektromechanischen Prinzipien bei kleinen Schwingungsamplituden mit hoher Frequenz nur geringe Wechselspannungen erzeugt, sorgt für eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Erschütterungen beim praktischen Gebrauch der Münzhandhabungsvorrichtung.

Ausfuhrungsbeispiel

Nachstehend wird die erfindungsgemäße Vorrichtung an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Hierzu zeigen die

Fig. 1: eine perspektivische Darstellung des mechanischen Teiles der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2: eine als Tastorgan ausgebildete, winkelförmige Blattfeder im Eingriff in einer gerändelten Münzmantelfläche mit der

Darstellung der dabei auftretenden Kraftkomponenten, Fig. 3: einen Stromlaufplan des elektrisch/elektronischen Teils der Vorrichtung.

Zunächst wird die mechanische Anordnung der Vorrichtung beschrieben:

Ein Blattfederwinkel 4 besteht aus einem Blattfeder-Tastfinger 5 mit Tastfingerspitze 6, oinem Blattfederschenkel 7 und einer Blattfederabwinkelung 8. Der Blattfederwinkel 4 ist mittels eines Befestigungselemantes 11 so an einem Haltebügel 10 befestigt und justiert, daß die leicht abgebogene Tastfingerspitze 6 tangierend an eine gerändelte Mantelfläche 3 einer Münze 2, die auf einer Ablaufbahn 1 abrollt, angreift. Dabei liegt der Blattfederschenkel 7 satt an einem feststehenden Anschlag 9 art.

Die mechanische Wirkungsweise ist wie folgt:

Beim Abrollen der Münze 2 auf der schrägen Ablaufbahn 1 kommt dieselbe mit dem Blat^eder-Tastfinger 5 in 3erühri;nq Der dabei auftretende Kräfteverlauf ist in Fig.2 erläutert. Die Gesamtkraft F₀,,, dia von dem erfindungsgemäßen Blattfederwiniol 4 aufgenommen wird, teilt sich in die rechtwinklig zueinander verlaufenden Teilkräfte F) und F2. Die Teilkraft F₇ tritt sowohl b3im Durchlaufen gerändelter als auch ungerändelter Münzmantelflächen auf und wird vom Blattfedc r-Tastfinger 5 — Teilstück a — durch Anheben der Tastfingerspitze 6 abgefangen, ohne daß der Blatt'ederschenkel 7 — Teilstück b — eine ntiinenswerte

Bewegung ausführt. Beim Auflaufen einer gerändelten Münzmantelfläche auf die Tastfingerspitze tritt im Gegensatz zur ungerändelten ein relativ erheblicher Kraftanteil F, in horizontaler Richtung auf den Bhttfederschenkel 7—Toilstück b—auf, der auf dem Blattfederschenkel — Teilstück b — eine Verbiegung in Richtung der Kraftwirkung hervorruft. In Fig. 1 ist ersichtlich, wie die Blattfederabwinkelung 8 in Abhängigkeit von der Auslenkung des Blattfederschenkels 7 — 1 eilstück b — den Lichtstrom zwischen dem Lichtsender D1 (Glühlampe odei Fotodiode) und dem Lichtempfänger D2 mehr oder weniger abschwächt. Diese Blattfederabwinkelung 8 ist gegen den feststehenden Anschlag 9 so vorgespannt, daß nur eine gerändelte Münzmantelflächs eine genügend große Kraft F₁ aufbringt, um eine registrierbare Auslenkung hervorzurufen. Die im Lichtempfänger D 2, dereine Fotodiode, ein Fototransistor oder ein Fotowiderstand sein kann, registrierte Lichtstromänderung wird in ein elektrisches Signal umgesetzt, dessen Amplitude proportional zur Auslenkung ist. In Fig.3 ist die Weiterverarbeitung des im Lichtempfänger D2 erzeugten Signales aufgezeigt. Das in einem Verstärker V1 verstärkte Wechselstromsignal wird mit den Dioden D3 und D4 gleichgerichtet. Über einen Kondensator C1 liegt im Augenblick einer Bewegung des Blattfeder-Tastfingers 5 beim Kontakt mit der gerändelten Mantelfläche 3 der Münze 2 ein Gleichstrompegel an. Mit einem Widerstand R 2 wird der Schwellwert nines Komparators K1 so eingestellt, daß dieser auf eine Münze mit gerändelter Mantelfläche mit Sicherheit anspricht, Signalanteile von ungerändelten jedoch unberücksichtigt läßt. Das am Ausgang entstehende Signal wird schließlich einem Zeitglied τ 1 zugeführt, das einen exakt definierten Impuls hinsichtlich Amplitude und Breite erzeugt, wie es für nachgeschaltete Zähler oder Verstärker zum Betrieb von elektromagnetischen Weichen erforderlich ist.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Erkennen von gerändelten Mantelflächen an Münzen, die in ununterbrochener Folge zusammen mit Münzen gleichen Durchmessers, aber glatten Mantelflächen, auf einer Ablaufbahn abrollen und die mit mechanischen Mitteln abgetastet werden, gekennzeichnet dadurch, daß ein blatt^oderförmiges Abtastelement durch Abwinkein in zwei nachgiebige Bereiche aufgeteilt ist, die bewirken, daß gerändelte und ungerändelte Mantelflächen von Münzen gleichermaßen eine vertikale Auslenkung hervorrufen, eine horizontale Auslenkungskomponente jedoch nur bei gerändelten Mantelflächen auftritt.

2. Vorrichtung nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß das Abtastelement ein Blattfederwinkel (4) ist, der aus einem Blattfeder-Tastfinger (5) mit Tastfingerspitze (6), einem rechtwinklig dazu abgebogenen Blattfederschenkel (7) und einer Blattfederabwinkelung (8) besteht und so über einer Ablaufbahn (1) für Münzen (2) befestigt bzw. justiert ist, daß bei tangentialer Berührung der Tastfingerspitze (6) mit einergerändelten Mantelfläche (3)derunterrollendenMünze (2) die parallel zur Ablaufbahn (1) auftretende Kraft- bzw. Wegkomponente über den Blattfeder-Tastfinger (5), dem Blattfederschenkel (7) auf die Blattfederabwinkelung (8) übertragen wird und dadurch in den Strahlengang eines im rechten Winkel zu letzterer angeordneten Lichtsenders eindringt.

3. Vorrichtung nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Blattfederwinkel (4) an seinem Blattfederschenkel (7) mittels eines Befestigungselementes (11/und einem Haltebügel (10) fixiert ist und der Blattfederschenkel (7) so vorgespannt ist, daß er an einem Anschlag (9) satt anliegt.

4. Vorrichtung nach den vorangegangenen Punkten, gekennzeichnet dadurch, daß nach Ablauf der mechanischen Vorgänge die Weiterverarbeitung des durch das Eindringen der Blattfederabwinkelung (8) in den Strahlengang zwischen dem Lichtsender und einem Lichtempfänger verursachte Lichtstromänderung und das dadurch ausgelöste Signal bis zum Aussondern einer erkannten Münze mit gerändelter Mantelfläche durch elektrische Mittel erfolgt, indem das mit der Auslenkung der Blattfederabwinkelung einhergeh6nde Abschwächen des Lichtstromes ein proportionales elektrisches Signal liefert, das nach Verstärkung, Gleichrichtung und Bewertung in einem Spannungskomparator mit nachgeschaltetem Zeitglied einen definierten Impuls für eine Zählung bzw. für die Auslösung einer Sortierweiche liefert.