La présente invention se rapporte un dispositif d'encaissement ou de
rejet de pièces de monnaie ou, ce qui revient au même, de jetons circulaires, ce
dispositif équipant un appareil distributeur de produits, par exemple de boissons,
ou de services, par exemple de services téléphoniques, qui fonctionne par
introduction de pièces ou de jetons dans un « monnayeur » intégré à l'appareil.
Les appareils téléphoniques à pièces de monnaie ou à jetons ne peuvent
pas être raccordés sur le réseau d'alimentation en énergie électrique, car la plupart
des législations l'interdisent pour d'évidents impératifs de protection du réseau
téléphonique. La seule source d'énergie disponible pour faire fonctionner le
monnayeur d'un appareil téléphonique de ce type reste donc celle du réseau
téléphonique lui-même, qui ne peut malheureusement pas fournir une puissance
aussi élevée que celle du réseau électrique 220 ou 230 volts. En fait, la puissance
électrique que peut fournir le réseau téléphonique pour faire fonctionner les
organes électromécaniques d'un monnayeur d'appareil téléphonique ne dépasse
généralement pas quelques dizaines de milliwatts.
Comme état de la technique peut être cité le document FR-A2.494.011
qui décrit un dispositif accumulateur-encaisseur de pièces de monnaie
qui comporte un organe d'éjection, ou de déstockage, utilisant un électroaimant à
noyau plongeur faisant office de butée escamotable de retenue des pièces de
monnaie accumulées l'une derrière l'autre ou l'une sur l'autre dans une glissière
inclinée.
Cependant, un électroaimant nécessite, pour son actionnement, une
puissance électrique qui ne peut pas être considérée comme très faible, de sorte
que l'exploitation d'un tel dispositif est nécessairement limitée.
En outre, son temps de réponse est assez élevé par rapport aux
exigences de rapidité qui sont requises par le système de tri électronique.
Comme autre état de la technique peut être cité le document EP-A0.147.112
qui décrit, en référence à ses figures 32 et 33, un dispositif de traitement
de pièces de monnaie comportant :
- un chemin de roulement, incliné par rapport à l'horizontale et dans
lequel les pièces ou jetons arrivent l'un derrière l'autre après avoir été
testés par un organe de sélection placé en amont et fournissant un
signal électrique de commande d'encaissement ou de rejet de chaque
pièce ou jeton,
- et une trappe escamotable formant, à l'endroit du chemin de roulement
où elle est placée, le fond de ce chemin de roulement, cette trappe étant
actionnée par l'intermédiaire d'un élément piézo-électrique dont la
déformation en flexion est engendrée par l'intermédiaire dudit signal
électrique de commande, de sorte que les pièces ou jetons sont dirigés
vers une voie de rejet lorsque cette trappe est escamotée, tandis qu'à
contrario ils continuent leur trajet sur le chemin de roulement, au delà
de cette trappe, lorsqu'elle n'est pas escamotée, c'est à dire lorsqu'elle
reste en position de repos,
L'invention a pour objet un dispositif de ce dernier type, dont la
réalisation est particulièrement simple et fiable. Elle se rapporte à cet effet à
un tel dispositif, caractérisé :
- en ce que cette trappe escamotable est un volet basculant autour d'une
charnière parallèle au chemin de roulement et rappelé en sa position de repos
par un organe élastique dont la force de rappel est inférieure au poids d'une
pièce ou jeton,
- et en ce que cet élément piézo-électrique est positionné sous ce volet
basculant, perpendiculairement à la position de repos de ce volet, mais de
manière à ne pas entraver son basculement lorsque l'ensemble est au repos et
en revanche de manière à venir se glisser sous ce volet , pour lui servir alors
de pied de support l'empêchant de basculer, lorsqu'il reçoit un signal de
commande d'encaissement, tandis qu'il revient à sa position de repos, en
libérant alors le volet, lorsqu'il reçoit un signal de commande de rejet.
Avantageusement, cet élément piézo-électrique est une plaquette piézo-électrique
bimorphe.
De toute façon, l'invention sera bien comprise et ses divers avantages
et caractéristiques ressortiront mieux, lors de la description suivante d'un exemple
non limitatif de réalisation, en référence au dessin schématique annexé dans lequel :
- Figure 1 est un bref rappel de la constitution et du fonctionnement de
la plaquette piézo-électrique bimorphe qui est utilisée pour cet exemple
de réalisation.
- Figure 2 est une vue perspective, partielle et écorchée, de cet exemple
de réalisation.
En se référant à la figure 1, la référence 1 désigne une classique
plaquette piézo-électrique bimorphe qui est obtenue par assemblage de deux
plaquettes en céramique piézo-électrique 2, 3 qui sont collées l'une sur l'autre,
avec interposition d'une mince plaquette métallique médiane 4 qui forme
l'électrode intérieure du bimorphe 1, et qui sont susceptibles de recevoir des
polarisations opposées.
Deux minces électrodes métalliques extérieures 5, 6, de mêmes
longueur et largeur que les plaquettes céramiques 2, 3 ainsi que l'électrode centrale
4, sont par suite collées sur chacune des faces respectives du bimorphe 1.
L'électrode médiane 4 est connectée, par un fil électrique de liaison 9, à une
première borne 8 d'une source 10 de tension continue, mais de polarité réversible
sous commande extérieure, tandis que les deux électrodes externes 5 et 6 sont
respectivement connectées, par des fils de liaison respectifs 11 et 12, à l'autre
borne 7 de cette source de tension continue 10.
En appliquant, entre les bornes 7 et 8, une tension continue d'une
première polarité, la plaquette bimorphe 1 se déforme en flexion dans un premier
sens pour venir prendre, si elle est fixée à son extrémité inférieure et laissée libre à
son extrémité supérieure, la position latérale désignée sur la figure 1 par la
référence 1A. Pour une plaquette bimorphe d'une longueur de 35 mm et d'une
épaisseur de 0,60 mm, la face supérieure libre de cette plaquette va alors se
déplacer (vers la gauche sur le dessin) sur une distance de l'ordre de 0,25 à 0,5 mm
selon la qualité du matériau électrique et l'amplitude de la tension continue
appliquée.
Les matériaux piézo-électriques utilisés ici sont des éléments
rémanents, qui se déplacent quasi instantanément (en environ une milliseconde
pour fixer les idées) de la position 1 à la position 1A lorsqu'une brève impulsion de
commande (de 1 à 3 millisecondes de largeur par exemple) leur est appliquée par la
source 10, mais qui ensuite restent, par effet de mémoire mécanique, en cette
position de déviation latérale lA pendant un temps relativement très important,
couramment de l'ordre de plusieurs minutes, si plus aucune tension ne leur est
ensuite appliquée.
En revanche, si, à partir de cette position de déviation latérale lA, on
applique, à cet élément bimorphe et via la source 10, une aussi brève impulsion de
commande dont la polarité est opposée à la première et de sensiblement même
amplitude, ce bimorphe revient quasi instantanément (là encore en une milliseconde
environ) à sa position initiale 1A. Cet élément se comportant comme une capacité,
le simple fait de court-circuiter, en l'absence d'alimentation 10, les points 7 et 8
provoque la décharge de ladite capacité et le résultat obtenu est identique. Le
bimorphe revient quasi instantanément à sa position initiale.
C'est ce mode de fonctionnement qui est utilisé dans la présente
invention.
En se référant à maintenant à la figure 2, il s'agit donc d'un dispositif
qui est destiné à encaisser ou à rejeter des pièces de monnaie 13 qui arrivent l'une
derrière l'autre dans une goulotte inclinée 14 qui se compose ici de deux joues
latérales et sensiblement verticales 15, 16 et d'une plaque de fond 17 qui est
inclinée de quelques dizaines de degrés par rapport à l'horizontale. La goulotte 14
a une largeur légèrement supérieure à la largeur des pièces 13, de manière à leur
permettre d'y rouler sans difficulté.
Bien entendu, les pièces de monnaie 13 peuvent aussi être des jetons
circulaires, ce qui revient au même.
La sélection, ou tri, des pièces 13 - soit bonnes et donc à encaisser, soit
mauvaises et donc à rejeter - s'effectue basiquement à l'aide d'un volet basculant
17A qui constitue le fond 17 de la goulotte 14 dans la zone de tri de ces pièces.
Le volet 17A est normalement ramené en position d'alignement avec
tout le fond 17, selon la position de la figure 2, par un ressort de rappel élastique
18. Il tourne autour d'un axe 19 qui est extérieur à la goulotte 14 et parallèle à
cette dernière, de sorte que, comme représenté, le volet 17A vient en butée haute
contre les deux arêtes inférieures des deux joues 15, 16 de cette goulotte. L'axe 19
est porté par des paliers d'extrémité 20, 21.
La force de rappel du ressort 18 est assez faible pour que le volet 17A
bascule vers le bas, en tournant autour de l'axe 19, sous le poids d'une pièce
incidente 13. Dans ce cas, la pièce 13 tombe dans une goulotte d'évacuation 22 et
est évacuée ainsi vers l'extérieur. Pour la clarté du dessin, la joue avant de cette
goulotte d'évacuation 22 n'est pas représentée sur la figure 2.
Comme représenté, une plaquette piézo-électrique bimorphe 1 selon la
figure 1 est positionnée debout, parallèlement à la goulotte 14, et tout près du bord
libre 23 du volet basculant 17A, à une distance de celui-ci qui, étant par exemple
de l'ordre de 0,1 mm, est suffisante pour laisser le volet 17A basculer librement
lorsque ce bimorphe 1 ne reçoit pas de tension continue de polarisation.
La plaquette bimorphe 1 est fixée à sa partie inférieure dans des
mâchoires de maintien 24, 25. Une prise à trois broches 26 permet de réaliser la
connexion, selon Figure 1, des trois électrodes 4, 5, 6 de la plaquette bimorphe 1.
A noter que, lorsque la polarisation est appliquée dans le sens qui fait
dévier la plaquette bimorphe en direction du volet 17A, c'est-à-dire vers sa
position 1A, cette plaquette vient se glisser, par son bord libre supérieur, sous
l'arête libre 23 de ce volet basculant 1A, et elle sert alors de pied de support qui
empêche le volet 17A de basculer vers le bas sous le poids d'une pièce incidente
13. Cette pièce incidente roule alors sur le volet 17A, qui est maintenu en
alignement avec le fond 17 grâce à ce pied de support 1A, et elle continue son
chemin dans la goulotte 14 pour arriver enfin dans le dispositif d'encaissement qui
est prévu en aval.
Le fonctionnement du sélectionneur selon la figure 2 sera maintenant
expliqué en supposant que ce sélectionneur équipe un appareil téléphonique à
pièces ou à jetons.
Si un utilisateur distrait vient à introduire des pièces 13 sans avoir
préalablement décroché le combiné, l'organe électronique central (non représenté)
est alors inactif et aucune tension de polarisation n'est appliquée sur l'élément
bimorphe 1 via sa prise de connexion 26, de sorte que ces pièces 13 font donc
basculer le volet 17A pour tomber dans la goulotte d'évacuation 22 et être donc
éjectées vers l'extérieur pour être restituées à cet utilisateur maladroit.
A contrario, si l'utilisateur vient à décrocher le combiné avant
d'introduire ses pièces 13 dans l'appareil téléphonique, ledit organe électronique
central (non représenté) de cet appareil téléphonique envoie, sur la prise 26, une
impulsion brève (de l'ordre de 2 à 3 millisecondes de durée) qui entraíne le
déplacement quasi instantané (en une milliseconde environ) du bimorphe 1 vers sa
position de déviation vers la gauche 1A. Cet élément bimorphe 1 vient donc alors
servir de pied de support anti-basculement pour le volet 17A.
A noter qu'une plaquette piézo-électrique bimorphe est un élément
physiquement rémanent, qui conserve de ce fait sa déformation 1A pendant le
temps nécessaire l'introduction de la pièce suivante, mais sous contrôle de l'unité
électronique de tri qui confirmera la validité de la pièce ou du jeton par l'émission
d'une impulsion validant la position du bimorphe. Par contre, dans le cas contraire,
une impulsion de polarité opposée ou un court-circuit de l'élément bimorphe le
ramènera sur la position d'origine et la pièce sera évacuée. il est à noter que le
temps de réaction de l'élément doit être très rapide, puisque la décision du rejet est
prise par la détection qui est située à quelques centimètres en amont et que la pièce
ou le jeton roule sur la glissière 17.
Lorsque donc l'utilisateur introduit alors une pièce 13 dans l'appareil
cette pièce passe d'abord à travers un classique dispositif de reconnaissance qui
vérifie que cette pièce et bien une pièce que l'appareil peut accepter. Ce dispositif
de reconnaissance, non représenté au dessin, est placé, sur le chemin de roulement
14, en amont du dispositif de la figure 2.
Si ce test est positif, c'est-à-dire si la pièce incidente 13 est acceptable
pour l'appareil, l'organe électronique central commande la plaquette bimorphe 1 de
façon qu'elle reste alors en sa position de déviation 1A. ceci peut se faire soit en
n'envoyant aucune impulsion électrique sur la prise 26, et l'on considère alors que
le bimorphe reste en sa position déviée 1A par pur effet de rémanence mécanique,
soit, pour plus de sécurité au cas où l'on aurait affaire à un utilisateur très lent, en
envoyant sur ce bimorphe une impulsion de polarisation identique à celle qui avait
été envoyée lors du décrochement du combiné.
La pièce 13 roule alors normalement sur le volet 17A pour continuer
ensuite son chemin dans la goulotte 14, vers le dispositif d'encaissement placé en
aval.
Si a contrario cette pièce incidente 13 n'est pas reconnue comme
acceptable, l'organe électronique central envoie sur la prise 26 une impulsion
brève, identique à la précédente mais de signe inverse, ou court-circuit de l'élément
comme décrit ci-après.
L'élément bimorphe revient alors quasi instantanément (en une
milliseconde environ) à sa position de départ 1 où il est dégagé du volet basculant
17A. Ce dernier bascule alors lorsque la pièce 13 l'atteint, et cette dernière est
rejetée vers l'extérieur via la goulotte d'évacuation 22.
Ces phénomènes se répètent de même façon pour les pièces suivantes.
Lorsque l'utilisateur raccroche finalement le combiné, deux cas peuvent se
produire :
- ou bien la dernière pièce était une pièce acceptée par l'appareil, et donc
le bimorphe était en position de déviation 1A, et dans ce cas l'organe
électronique central envoie sur la prise 26 une impulsion de
polarisation qui ramène ce bimorphe dans sa position de repos 1:
l'appareil téléphonique est donc alors immédiatement réutilisable ;
- ou bien cette dernière pièce était une pièce rejetée par l'appareil, de
sorte que le bimorphe était dans sa position de repos 1, et dans ce cas,
rien ne se passe puisqu'alors cet appareil est ipso facto immédiatement
réutilisable.
Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de
réalisation qui vient d'être décrit. C'est ainsi par exemple que l'élément piézo-électrique
utilisé pourrait être un élément autre qu'une plaquette bimorphe, par
exemple une barrette multimorphe.