DE10049390A1 - Münzinspektionsverfahren und -vorrichtung - Google Patents

Abstract

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung zur Münzprüfung können die Form von Randteilen einer Münze (3) und das Muster von Prägevertiefungen an einer Münzoberfläche mit einer einfachen, einzelnen Spulen-Gruppe präzise detektiert werden. Es sind Detektionsspulen zum Erzeugen eines Doppel-Peak-Magnetfeldes vorgesehen, indem eine erste Detektionsspule (1a) und eine zweite Detektionsspule (1b) jeweils an zwei benachbarten Schenkelteilen (6b, 6c; 6b', 6c') eines kammförmigen Kerns (8) ausgebildet sind, wobei mehrere Schenkelteile (6a, 6b, 6c, 6d; 6a', 6b', 6c', 6d') im Wesentlichen linear mit vorbestimmten Intervallen angeordnet sind. Die Detektionsspulen (1a, 1b) werden derart erregt, dass die Magnetflüsse, die an den durch die beiden Schenkelteile (6b, 6c; 6b', 6c') gebildeten Polen erzeugt werden, einander abstoßen. Eine zu prüfende Münze (3) wird durch das von den Detektionsspulen (1a, 1b) erzeugte Magnetfeld hindurchbewegt, und die Echtheit der Münze (3) wird anhand der beim Durchtritt der Münzen (3) verursachten Veränderungen der Induktivität der Detektionsspulen (1) geprüft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen der Echtheit von Münzen, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen der Echtheit von Münzen, die in eine automatische Verkaufsmaschine, einen Spiel­ automat oder dgl. eingeworfen werden.

In den vergangenen Jahren haben elektronische Münzprüfvorrichtungen, in denen Induktionsspulen verwendet werden, weite Verbreitung als Münzprüfvorrichtungen in automatischen Verkaufsmaschinen, Spielautomaten oder dgl. gefunden.

Generell wird bei einer Münzprüfvorrichtung dieses Typs vorausgesetzt, dass die Münzen sich aufgrund ihres Eigengewichtes abwärtsbewegen, und diese Münz­ prüfvorrichtungen sind derart ausgebildet, dass mehrere Induktionsspulen in ei­ nem Münzdurchlass angeordnet sind, der die über einen Münzeinwurfschlitz ein­ geworfenen Münzen leitet, dabei elektromagnetische Felder erzeugt werden, in­ dem die Gruppen der Induktionsspulen durch jeweils unterschiedliche Frequenzen erregt werden, und die Echtheit der durch den Münzeinwurfschlitz eingeworfenen Münzen auf der Basis der Veränderungen der elektromagnetischen Felder geprüft wird, die aufgrund des Durchtritts der Münzen durch diese elektromagnetischen Felder verursacht werden.

Die Prüfung der Münzen durch eine derartige Münzprüfvorrichtung basiert auf all­ gemein bekannten Prinzipien, gemäß denen zur Prüfung der Echtheit einer Münze das Maß einer elektrischen Veränderung (Frequenzveränderung, Spannungsverän­ derung, Phasenveränderung) detektiert wird, die aufgrund des Zusammenwirkens zwischen dem elektromagnetischen Feld und der Spule verursacht wird, wenn die Münze das elektromagnetische Feld passiert.

Herkömmlicherweise hängen bei einer Münzprüfvorrichtung dieses Typs die Eigen­ schaften der Münzen von Frequenz-Parametern ab, und somit kann unter Ver­ wendung mehrerer Frequenzen eine Technik konzipiert werden, um das Material, den Außendurchmesser, die Dicke und dgl. Eigenschaften von Münzen zu prüfen, wie in U.S.-3,870,137 beschrieben.

Ferner sind in den vergangenen Jahren Münzprüfvorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen eine Technik zum Detektieren der Oberflächenform einer Mün­ ze angewandt wird; typische Beispiele für derartige Münzprüfvorrichtungen sind beschrieben in den Japanischen Offenlegungsschriften Nr. 11-167655 und Nr. 11- 175793.

Ferner wird bei den Induktionsspulen einer herkömmlichen Münzprüfvorrichtung eine becherförmige oder eine E-förmige Spule verwendet.

Aufgrund der derzeitigen internationalen Verfügbarkeit von Fremdwährungen sind ausländische Münzen überall problemlos erhältlich, was zu einer Zunahme der Fäl­ le geführt hat, in denen ausländische Münzen aus Versehen oder in betrügerischer oder anderweitig missbräuchlicher Absicht in eine automatische Verkaufsmaschine oder ein ähnliches Gerät eingeworfen werden.

Einige ausländische Münzen gleichen im Hinblick auf ihr Material, ihren Außen­ durchmesser, ihre Dicke und dgl. den tatsächlich gültigen Münzen in dem betref­ fenden Land. Andererseits sind in großen Stückzahlen ausländische oder gefälsch­ te Münzen erhältlich, die derart modifiziert bzw. hergestellt worden sind, dass sie Imitate der echten gültigen Münzen bilden.

Einige dieser ausländischen Münzen bzw. modifizierten ausländischen Münzen ha­ ben, obwohl sie ein unterschiedliches Oberflächen-Design (Prägemuster) oder eine unterschiedliche Form des Münzrandes (Flansches) aufweisen, ungefähr die glei­ chen Materialeigenschaften, den gleichen Außendurchmesser und die gleiche Di­ cke wie die entsprechenden echten Münzen, und somit können derartige Münzen in einer herkömmlichen Münzprüfvorrichtung fälschlicherweise als echte Münzen identifiziert werden, so dass die illegal eingeworfenen Münzen dem Besitzer der automatischen Verkaufsmaschine oder ähnlicher Geräte finanzielle Verluste zufü­ gen.

Somit besteht Bedarf an einer Technik, mit der das Prägemuster der Münzoberflä­ che und die Form des Randbereiches (Flansches) der Münze mit einem hohen Grad an Zuverlässigkeit detektiert werden kann.

Fig. 18 zeigt ein Schaubild der Eigenschaften der Merkmale der in einer herkömm­ lichen Münzprüfvorrichtung verwendeten Induktionsspule.

In einer herkömmlichen Münzprüfvorrichtung wird gemäß Fig. 18 eine Vorrichtung verwendet, bei der eine Spule 182 um einen Mittel-Schenkelteil 181 eines E- förmigen Kerns 180 gewickelt ist.

Was die Verteilung des an den jeweiligen Magnetpolen der Induktionsspulen er­ zeugten elektromagnetischen Feldes betrifft, zeigen gemäß Fig. 18 die Magnetpole in dem mittleren Bereich die größte Stärke, während an den Magnetpolen an bei­ den Enden das elektromagnetische Feld auf einen Bruchteil reduziert ist; somit ist das auf die Münzen einwirkende elektromagnetische Feld ein elektromagnetisches Feld mit Einfach-Peak.

Bei Verwendung eines derartigen peak-förmigen elektromagnetischen Feldes ist es nicht möglich, den auf die Münzen einwirkenden Magnetfluss zu konzentrieren, und somit wirkt das elektromagnetische Feld über einen weiten Bereich der Münz­ oberfläche, wobei die Detektion nur langsam erfolgen kann und es schwierig ist, detaillierte Merkmale der Form der Münzoberfläche zu detektieren.

Ferner sind zur Detektion detaillierter Merkmale der Münzoberfläche Versuche un­ ternommen worden, in einer Münzprüfvorrichtung des obigen Typs optische Ver­ fahren zu verwenden, die mittels Bilddetektionselementen (CCD) durchgeführt werden. Diese Verfahren werden jedoch dadurch beeinträchtigt, dass Staub und andere Verunreinigungen an den Münzen anhaften können und somit die Echt­ heitsprüfung der Münze behindert wird. Zudem wird die Vorrichtung nicht nur schwerer, sondern auch komplizierter, so dass sie insgesamt kostenaufwendiger wird.

Somit ist es Aufgabe der Erfindung, ein Münzprüfverfahren und eine Münzprüfvor­ richtung anzugeben bzw. zu schaffen, mit denen die Form eines Randbereiches einer Münze und das Prägemuster an der Oberfläche der Münze mittels einer ein­ fachen, kostengünstigen Spulenvorrichtung mit nur einer Gruppe von Spulen mit einem hohen Ausmaß an Präzision geprüft werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe werden ein Münzprüfverfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 5 und eine Münzprüfvorrichtung gemäß den Ansprüchen 6, 15 und 18 vorge­ schlagen; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Bei dem Münzprüfverfahren gemäß Anspruch 1 ermöglichen die Detektionsspulen, dass die zu prüfende Münze in einer Richtung durchläuft, die mit der Richtung der Anordnung der ersten und zweiten Detektionsspulen des Kerns übereinstimmt.

Bei einer Ausgestaltung des Münzprüfverfahrens gemäß Anspruch 1 wird auf der Basis der Veränderungen der in den Detektionsspulen erzeugten elektrischen Ei­ genschaften ein Prüfsignal erzeugt, und Eigenschaften der Randbereiche der zu prüfenden Münze werden aus einer Signalwellenform des Prüfsignals abgeleitet, wenn die Wellenform ansteigt oder abfällt.

Bei dem Münzprüfverfahren gemäß Anspruch 1 wird auf der Basis der Verände­ rungen der in den Detektionsspulen erzeugten elektrischen Eigenschaften ein Prüfsignal erzeugt, und Eigenschaften eines Prägemusters an einer Fläche der zu prüfenden Münze werden aus einem Signal in einem Bereich maximaler Verände­ rung des Prüfsignals abgeleitet.

Bei der Münzprüfvorrichtung gemäß Anspruch 6 kann der Kern derart ausgebildet sein, dass die Querschnittsform der Schenkelteile quadratisch, kreisförmig oder oval ist, und beide Enden der Schenkelteile bogenförmig sind.

Bei einer Ausführungsform der Münzprüfvorrichtung sind die Detektionsspulen derart angeordnet, dass die Richtung, in der die erste Detektionsspule und die zweite Detektionsspule in dem Kern angeordnet sind, mit der Durchlaufrichtung der zu prüfenden Münze übereinstimmt.

Eine weitere Ausführungsform der Münzprüfvorrichtung weist eine Oszillatorschal­ tung auf, die die Detektionsspulen als Resonanzelement enthält.

Eine weitere Ausführungsform der Münzprüfvorrichtung ist versehen mit einer Prüfsignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Prüfsignals auf der Basis von Veränderungen der in den Detektionsspulen erzeugten elektrischen Eigenschaften, und mit einer Einrichtung zum Ableiten von Eigenschaften von Randbereichen der zu prüfenden Münze aus dem Prüfsignal, wenn dieses ansteigt oder abfällt.

Eine weitere Ausführungsform der Münzprüfvorrichtung ist versehen mit einer Prüfsignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Prüfsignals auf der Basis von Veränderungen der in den Detektionsspulen erzeugten elektrischen Eigenschaften, und mit einer Einrichtung zum Ableiten von Eigenschaften eines Prägemusters an einer Fläche der zu prüfenden Münze aus einem Signal in einem Bereich maxima­ ler Veränderung des Prüfsignals.

Bei einer Ausführungsform der Münzprüfvorrichtung sind die ersten und zweiten Detektionsspulen derart angeordnet, dass die Richtung, in der die mehreren Schenkelteile des Kerns angeordnet sind, mit der Durchlaufrichtung der zu prü­ fenden Münze übereinstimmt.

Bei einer Ausführungsform der Münzprüfvorrichtung sind die ersten und zweiten Detektionsspulen mit umgekehrter Phase derart in Reihe geschaltet, dass ihre ge­ genseitige Induktion negativ ist.

Bei einer Ausführungsform der Münzprüfvorrichtung weisen die ersten und zwei­ ten Detektionsspulen jeweils auf: einen Kern mit mehreren Schenkelteilen; erste und zweite Detektionsspulen, die an den beiden benachbarten Schenkelteilen des Kerns angeordnet sind; und eine Magnetfelderzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Magnetfeldes mit Doppel-Peak-Form durch Erregen der ersten und zweiten Detektionsspulen derart, dass die Magnetflüsse, die von den durch die beiden Schenkelteile gebildeten Magnetpolen erzeugt werden, sich gegenseitig abstoßen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Münzprüfvorrichtung sind die ersten und zweiten Detektionsspulen derart angeordnet, dass die Richtung, in der die mehre­ ren Schenkelteile des Kerns angeordnet sind, mit der Durchlaufrichtung der zu prüfenden Münze übereinstimmt.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Münzprüfvorrichtung sind die ersten und zweiten Detektionsspulen mit umgekehrter Phase derart in Reihe geschaltet, dass ihre gegenseitige Induktion negativ ist.

Bei der Erfindung werden aufgrund der oben beschriebenen Merkmale die Detek­ tionsspulen mittels der Oszillatorschaltung selbsterregt, und somit stoßen sich die Magnetflüsse zwischen den beiden benachbarten Magnetpolen der Detektionsspu­ len gegenseitig ab, wodurch das Magnetfeld mit Doppel-Peak-Form erzeugt wird. Dieses Doppel-Peak-Magnetfeld wird zu jeweiligen Strahl-Formen konzentriert, die eine elektromagnetische Induktionswirkung auf die Randbereiche (Flansche) der Münze und den Oberflächenbereich der Münze haben.

Aufgrund der elektromagnetischen Induktion, die erzeugt wird, wenn die Münz­ randteile (Flansche) zwischen den genannten Magnetpolen durchlaufen, wird in der Umgebung der Münzrandteile (Flansche) ein Wirbelstrom erzeugt, und dieser Wirbelstrom erzeugt ein gegenläufiges Magnetfeld, das das von den Detekti­ onsspulen erzeugte ursprüngliche Magnetfeld stört und somit eine Veränderung der elektrischen Eigenschaften (Impedanz) der Detektionsspulen verursacht. Die­ se Impedanzveränderung variiert entsprechend den Eigenschaften der Münzrand­ teile (Flansche).

Andererseits wird aufgrund der elektromagnetischen Induktion, die dann entsteht, wenn das Muster auf der Oberfläche der Münze zwischen den beiden Magnetpolen durchläuft, in der Umgebung des Münzoberflächenbereichs ein Wirbelstrom er­ zeugt, und ähnlich wie in der oben beschriebenen Situation erzeugt dieser Wirbel­ strom ein gegenläufiges Magnetfeld, das das von den Detektionsspulen erzeugte ursprüngliche Magnetfeld stört und somit bewirkt, dass eine Veränderung der Im­ pedanz der Detektionsspulen bewirkt. Diese Impedanzveränderung variiert in Ab­ hängigkeit von den Merkmalen der Vertiefungen in dem Muster auf der Münzober­ fläche.

In dieser Weise kann, da es möglich ist, ein Doppel-Peak-Magnetfeld zu Strahl- Formen zu konzentrieren, die auf die Münzrandteile (Flansche) und enge Bereiche der Münzoberfläche einwirken, die Auflösung der Detektion verbessert werden, so dass die Münzprüfung mit einem höheren Maß an Präzision durchgeführt werden kann. Ferner besteht die Möglichkeit, mehrere Detektionsfaktoren für eine Münze mittels einer einzigen Gruppe von Detektionsspulen zu erhalten.

Somit werden gemäß der Erfindung Detektionsspulen ausgebildet, bei denen eine erste Detektionsspule an einem von zwei benachbarten Schenkelteilen eines Kerns mit mehreren Schenkelteilen angeordnet wird und eine zweite Detektionsspule an dem anderen Schenkelteil angeordnet wird; ein Magnetfeld mit Doppel-Peak-Form erzeugt wird, indem die ersten und zweiten Detektionsspulen derart erregt wer­ den, dass die Magnetflüsse, die an den durch die Schenkelteile gebildeten Mag­ netpolen erzeugt werden, einander abstoßen; eine zu prüfende Münze durch das Doppel-Peak-Magnetfeld hindurchbewegt wird; und die Merkmale der zu prüfen­ den Münze auf der Basis der Veränderungen der elektrischen Eigenschaften der Detektionsspulen geprüft werden, die aufgrund des Durchtritts der Münzen durch die elektromagnetischen Felder verursacht werden. Folglich können die Form von Münzrandteilen (Flanschen) und die Präge-(Vertiefungs-)Muster an der Münzober­ fläche mittels einer einzigen Gruppe von Spulen detektiert werden, so dass eine hoch leistungsfähige, kompakte und kostengünstige Münzprüfvorrichtung zum Prüfen der Echtheit von Münzen geschaffen werden kann.

Im folgenden werden bevorzugte Ausgestaltungen des Münzprüfverfahrens und der Münzprüfvorrichtung gemäß der Erfindung anhand der Figuren näher erläu­ tert.

Es zeigen:

Fig. 1(a) bis 1(c) Ansichten eines Beispiels einer Detektionsspule, die bei dem Münzprüf­ verfahren und der Münzprüfvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet wird;

Fig. 2(a) und 2(b) detaillierte Ansichten der Detektionsspule gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der wesentlichen Ausgestaltung einer Steuerschal­ tung einer mit der Detektionsspule gemäß Fig. 1 versehenen Münzprüf­ vorrichtung zur Verwendung bei dem Münzprüfverfahren und der Münz­ prüfvorrichtung;

Fig. 4 ein Schaubild zur Veranschaulichung von Eigenschaften der Detekti­ onsspule gemäß Fig. 1;

Fig. 5 ein Schaltbild zur detaillierten Darstellung des Aufbaus der Münzprüf­ vorrichtung gemäß Fig. 3;

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Test- bzw. Eichinstruments zum Testen der Münzprüfvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform;

Fig. 7(a) bis 7(e) Charakteristik-Schaubilder bei Verwendung einer Münzprüfvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform, in denen die Ergebnisse eines mit dem Testinstrument gemäß Fig. 6 durchgeführten Tests aufgeführt sind;

Fig. 8(a) und 8(b) Charakteristik-Schaubilder bei Verwendung einer Münzprüfvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform, in denen die Ergebnisse eines mit einer repräsentativen Münze durchgeführten Tests gezeigt sind;

Fig. 9 ein Schaubild zur Veranschaulichung von Einzelheiten eines mit der Münzprüfvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform durchgeführten Münzprüfvorgangs;

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer mit der Münzprüfvorrichtung ver­ sehenen Münzverarbeitungsvorrichtung für eine automatische Ver­ kaufsmaschine;

Fig. 11 ein Flussdiagramm der Arbeitsweise der Münzprüfvorrichtung;

Fig. 12(a) und 12(b) schematische Darstellungen eines weiteren Beispiels eines Kerns einer Detektionsspule zur Verwendung bei dem Münzprüfverfahren und der Münzprüfvorrichtung;

Fig. 13(a) und 13(b) schematische Darstellungen einer mit dem Kern gemäß Fig. 12(a) und 12(b) versehenen Detektionsspule;

Fig. 14(a) und 14(b) schematische Darstellungen eines weiteren Beispiels eines Kerns einer Detektionsspule zur Verwendung bei dem Münzprüfverfahren und der Münzprüfvorrichtung;

Fig. 15(a) und 15(b) schematische Darstellungen einer mit dem Kern gemäß Fig. 14(a) und 14(b) versehenen Detektionsspule;

Fig. 16(a) und 16(b) schematische Darstellungen eines weiteren Beispiels eines Kerns einer Detektionsspule zur Verwendung bei dem Münzprüfverfahren und der Münzprüfvorrichtung;

Fig. 17(a) und 17(b) schematische Darstellungen einer mit dem Kern gemäß Fig. 16(a) und 16(b) versehenen Detektionsspule; und

Fig. 18 ein Schaubild zur Veranschaulichung von Eigenschaften einer Detekti­ onsspule in einer herkömmlichen Münzprüfvorrichtung.

Zunächst werden Fig. 1(a) bis 1(c), die eine Detektionsspule zur Verwendung bei dem Münzprüfverfahren und der Münzprüfvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, und Fig. 2(a) und 2(b) erläutert, die detaillierte Ansichten der Detektionsspule gemäß Fig. 1(a) bis 1(c) zeigen. Im einzelnen zeigt Fig. 1(a) eine Vorderansicht der Detektionsspule 1, Fig. 1(b) eine Schnittansicht eines Münzdurchlasses 5, in dem die Detektionsspule 1 gemäß Fig. 1(a) angeordnet ist, und Fig. 1(c) eine An­ sicht in Richtung des Pfeils A in der Ansicht der Detektionsspule 1 gemäß Fig. 1(a).

Gemäß Fig. 1(a) bis 1(c) weist die Detektionsspulenvorrichtung 1 eine erste De­ tektionsspule 1a und eine zweite Detektionsspule 1b auf, wobei die erste Detekti­ onsspule 1a an der Durchlass-Wand 4a eines Seitenteils des Münzdurchlasses 5 angeordnet ist und die zweite Detektionsspule 1b an der anderen Seite des Münz­ durchlasses 5 derart angeordnet ist, dass sie elektromagnetisch mit der ersten Detektionsspule 1a gekoppelt ist.

Ferner sind die Detektionsspulen 1 derart angeordnet, dass ihre Längsrichtung im wesentlichen parallel zu der Schiene 2 verläuft, die den Boden des Münzdurchlas­ ses 5 bildet, und derart, dass die Mitte der Münze 3 im wesentlichen mit der Mitte der Detektionsspulen 1 in deren Lateralrichtung übereinstimmt.

Der Münzdurchlass 5 weist die Schiene 2, die in seinem unteren Bereich angeord­ net sowie unter einem vorbestimmten Winkel schräggestellt ist und somit die von ihr geführten Münzen 3 abwärtsgleiten lässt, und ein Paar von Seitenwänden 4a, 4b auf, die rechtwinklig in der Fallrichtung der Münzen angeordnet sind und relativ zur Vertikalrichtung einen derartigen Neigungswinkel bilden, dass eine Münze 3 während ihrer Abwärtsbewegung schräg zu der Seite der Durchlasswand 4b gleitet, wie Fig. 1(b) zeigt.

Ferner ist die Oberfläche der Schiene 2, die an der Münze 3 anliegt und die Münze führt, mit einer derartigen Schrägung in der Neigungsrichtung der Durchlass- Wände 4a, 4b versehen, dass durchlaufende Münze 3 zu der Seite der Durchlass- Wand 4b schräggestellt ist.

Wie in Fig. 2(a) und 2(b) angedeutet, weist die Detektionsspulenvorrichtung 1 ein magnetisches Material mit hoher Induktionsrate auf, wie z. B. Ferrit oder dgl., und ist als kammförmiger Kern 8 mit mehreren Schenkeln ausgebildet, die im we­ sentlichen linear mit vorbestimmten Intervallen angeordnet sind, wobei an jeweils zwei benachbarten inneren Schenkelteilen 6b und 6c des kammförmigen Kerns 8 eine Spule 7a und eine Spule 7b aufgewickelt sind.

Wie im folgenden noch beschrieben wird, ist die erste Detektionsspule 1a dieser Detektionsspulen 1 derart geschaltet, dass die Magnetflüsse, die von den Magnet­ polen erzeugt werden, welche durch die beiden benachbarten inneren Schenkel­ teile 6b und 6c in der ersten Detektionsspule 1a gebildet werden, sich gegenseitig abstoßen.

In ähnlicher Weise ist die zweite Detektionsspule 1b derart geschaltet, dass die Magnetflüsse, die von den durch die beiden inneren Schenkelteile 6b' und 6c' ge­ bildeten Magnetpolen erzeugt werden, sich gegenseitig abstoßen. Die erste Detek­ tionsspule 1a und die zweite Detektionsspule 1b sind mit invertierter Phase derart in Reihe geschaltet, dass deren gegenseitige Induktivität negativ ist.

Fig. 3 zeigt ein überblicksmäßiges Blockschaltbild der Ausgestaltung einer Steuer­ schaltung einer mit den Detektionsspulen 1 gemäß Fig. 1 versehenen Münzprüf­ vorrichtung zur Verwendung bei dem Münzprüfverfahren und der Münzprüfvor­ richtung.

Gemäß Fig. 3 weist die erste Detektionsspule 1a der Detektionsspulenvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 Spulen 7a, 7b auf, die derart geschaltet sind, dass die Magnetflüs­ se, die an den Magnetpolen erzeugt werden, welche durch die beiden benachbar­ ten inneren Schenkelteile 6b', 6c' gemäß Fig. 1 gebildet werden, sich gegenseitig abstoßen, und ähnlich dazu weist eine zweite Detektionsspule 1b Spulen 7a', 7b' auf, die derart geschaltet sind, dass die Magnetflüsse, die von den durch die bei­ den inneren Schenkelteile 6b', 6c' gebildeten Magnetpolen erzeugt werden, sich gegenseitig abstoßen.

Ein Kondensator C1 und ein Kondensator C2 sind der ersten Detektionsspule 1a und der zweiten Detektionsspule 1b parallelgeschaltet, und ein Resonanzelement 10 wird durch die erste Detektionsspule 1a, die zweite Detektionsspule 1b, den Kondensator C1 und den Kondensator C2 gebildet.

Ferner bildet das Resonanzelement 10 zusammen mit einer Rückkopplungsschal­ tung 11 eine selbsterregende Resonanzschaltung 12, wobei diese Resonanzschal­ tung 12 mit einer Frequenz erregt wird, die auf der Resonanzfrequenz des Reso­ nanzelements 10 basiert, und an jedem Ende der Detektionsspulen eines Sinus­ spannung erzeugt wird, mit der die Detektionsspulen 1 erregt und gesteuert wer­ den.

Somit erzeugen die Detektionsspulen 1 in ihrer Umgebung ein elektromagneti­ sches Feld, wobei die erste Detektionsspule 1a und die zweite Detektionsspule 1b elektromagnetische Felder derart erzeugen, dass sie elektromagnetisch gekoppelt sind.

Eine Oszillatorschaltung 12 gibt die an den beiden Enden der Detektionsspulen 1 erzeugte Sinusspannung an eine Detektionsschaltung 13 aus. Die Detektions­ schaltung 13 empfängt und detektiert die von der Oszillatorschaltung 12 ausge­ gebene Sinusspannung und erzeugt eine dieser Sinusspannung entsprechende Gleichspannung, die sie an eine Prüfeinrichtung 14 ausgibt.

Die Prüfeinrichtung 14 gibt die genannte Gleichspannung an einen internen Ana­ log-/Digital-Konvertierteil 15 aus, in dem die Gleichspannung in ein entsprechen­ des digitales Spannungssignal konvertiert wird, um anschließend an einen Ver­ gleichs-Prüfteil 16 ausgegeben zu werden, der in der Prüfeinrichtung 14 enthalten ist. Der Vergleichs-Prüfteil 16 vergleicht das Digitalspannungssignal mit einer Re­ ferenzspannung 17, prüft, ob die Münze 3 vorbestimmte Merkmale aufweist, und gibt das Ergebnis der Prüfung an einen Ausgangsanschluss 18 aus.

Das Ausgangssignal des Vergleichs-Prüfteils 16 wird in noch zu beschreibender Weise zum Steuern eines Leitmagneten und eines Münzzählers oder einer ähnli­ chen Vorrichtung (die nicht gezeigt sind) verwendet.

Im folgenden wird der elektromagnetische Vorgang beschrieben, der beim Durch­ tritt einer Münze 3 durch das elektromagnetische Feld der Detektionsspule 1 er­ folgt.

Fig. 4 zeigt ein Charakteristik-Schaubild der Detektionsspule gemäß Fig. 1. Das Charakteristik-Schaubild gemäß Fig. 4 zeigt die Ergebnisse der Messung der Stär­ ke des Magnetfeldes, das sich ergibt, wenn man einen Magnetflussmesser an ei­ ner Position ungefähr 1 mm von der Oberfläche des Magnetpols des Kerns anord­ net und den Magnetflussmesser in der Richtung bewegt, in der die Magnetpole ausgerichtet sind. Gemäß dem Schaubild gemäß Fig. 4 werden die Messungen vorgenommen, indem die erste Detektionsspule 1a mit einer vorbestimmten Spannung und einer vorbestimmten Frequenz erregt und gesteuert wird.

In Fig. 4 ist anhand der Stärke des Magnetfeldes an den Magnetpolen 60a bis 60d der Schenkelteile des kammförmigen Kerns 8 der Detektionsspulen 1 ersichtlich, dass eine Kurve mit Doppel-Peak-Form erzeugt wird, bei der die jeweiligen Peaks der Feldstärke in der Umgebung des Magnetpols 60b bzw. des Magnetpols 60c liegen.

Die Detektionsspulen 1 zeigen diese Charakteristiken deshalb, weil die an den beiden benachbarten Magnetpolen erzeugten Magnetflüsse einander abstoßen und somit in dem mittleren Bereich zwischen dem Magnetpol 60b und dem Magnetpol 60c ein Tal erzeugt wird, in dem das Magnetfeld scharf abfällt. Somit ist das Dop­ pel-Peak-Magnetfeld derart beschaffen, dass es ein Magnetfeld bewirkt, welches zu einer Strahl-Form konzentriert wird, wobei dieser Strahl auf die Oberfläche der Münze einwirkt.

Was den zwischen der Münze 3 und den Spulen 1 erfolgenden elektromagneti­ schen Vorgang betrifft, wird bei Einwirkung einer Münze 3 auf das elektromagneti­ sche Feld der Detektionsspulen 1 aufgrund bekannter Prinzipien ein Wirbelstrom in der Umgebung der Münzoberfläche erzeugt.

Der an der Oberfläche der Münze 3 erzeugte Wirbelstrom hat den Effekt, dass aufgrund des von dem Wirbelstrom erzeugten Magnetfeldes das von den Detekti­ onsspulen 1 erzeugte ursprüngliche Magnetfeld gestört wird.

Durch diesen Vorgang verändert sich die Impedanz der Detektionsspulen 1, und die Sinusspannung an jedem Ende der Detektionsspulen 1 wird gedämpft.

Da die in dieser Weise erzeugte Veränderung der Sinusspannung den Merkmalen der Münze entspricht, besteht die Möglichkeit, die Merkmale der Münze 3 durch Detektion und Auswertung der Veränderung der Sinusspannung zu prüfen.

Ferner verursacht der in der Umgebung der Münzoberfläche erzeugte Wirbelstrom aufgrund der Oberflächenaktion, die mit dem Ansteigen seiner Einwirkungsfre­ quenz erzeugt wird, ein markantes gegenläufiges Magnetfeld in der Umgebung des Außenumfangs der Münze.

Ferner erzeugt aufgrund der Einwirkung des von den Detektionsspulen 1 erzeug­ ten strahlförmigen Doppel-Peak-Magnetfeldes auf die Oberfläche der Münze 3 die­ ses Magnetfeld ein entgegengesetztes Doppel-Peak-Magnetfeld in einem Einzelbe­ reich der Münze 3, und bewirkt entsprechend den feinen Veränderungen der Oberflächeneigenschaften der Münze 3 eine Interaktion mit den Detektionsspulen 1, so dass die Möglichkeit besteht, durch Detektion der genannten Veränderungen die Form der Münzrandteile (Flansche) und der Vertiefungen der Prägung der Münzoberfläche zu prüfen.

Fig. 5 zeigt ein detailliertes Schaltbild des Aufbaus der Münzprüfvorrichtung ge­ mäß Fig. 3.

Gemäß Fig. 5, bei der der gezeigte Aufbau der Schaltung dem Blockschaltbild ge­ mäß Fig. 3 entspricht, enthält die Oszillatorschaltung 12, die mit der Rückkopp­ lungsschaltung gemäß Fig. 3 versehen ist, das Resonanzelement 10 mit der De­ tektionsspule 1, die die erste Detektionsspule 1a und die zweite Detektionsspule 1b und den Kondensator C1 und den Kondensator C2 aufweist, eine Rückkopp­ lungs-Verstärkerschaltung, die einen Verstärker A1, einen Widerstand R1 und ei­ nen Widerstand R2 aufweist, und einen Transistor Tr1, Vorspann-Widerstände R3, R5 und einen Emitter-Widerstand R4.

Die Detektionsschaltung 13 gemäß Fig. 3 weist eine Gleichrichterschaltung mit einer Diode D1 und einer Diode D2, die mit einem Kopplungskondensator C3 ver­ bunden ist, der mit dem Ausgang der Oszillatorschaltung 12 verbunden ist, und eine Integrationsschaltung mit einem Widerstand R6 und einem Kondensator C4 auf.

Ferner sind der Analog-/Digital-Konvertierteil 15, der Vergleichs-Prüfteil 16 der Referenzwert-Teil 17 der Prüfeinrichtung 14 gemäß Fig. 3 in einer Mikroprozessor­ einheit (MPU) 20 enthalten.

Die Oszillatorschaltung 12 erregt und steuert die Detektionsspulen 1 mit einer vorbestimmten Frequenz, die vorzugsweise derart vorgesehen ist, dass das elek­ tromagnetische Feld die Münze nicht durchdringt; beispielsweise kann die vorbe­ stimmte Frequenz 70 KHz oder mehr betragen. Bei der vorliegenden Ausführungs­ form ist die Frequenz auf 120 KHz eingestellt.

Wenn eine Münze 3 im der Umgebung der Detektionsspulenvorrichtung 1 positio­ niert wird, die die erste Detektionsspule 1a und die zweite Detektionsspule 1b der Oszillatorschaltung 12 aufweist, wird innerhalb der Münze 3 ein Wirbelstrom er­ zeugt, und aufgrund der Einwirkung des durch diesen Wirbelstrom erzeugten ge­ genläufigen Magnetfeldes wird der durch die Detektionsspulen 1 erzeugte Magnet­ fluss gestört und die Impedanz der Detektionsspulen 1 verändert, und folglich verändert sich die Amplitude, Frequenz und dgl. der Sinusspannung.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Ausgestaltung gewählt, bei der die Veränderung der Amplitude detektiert wird. Die Oszillatorschaltung 12 gibt die von den Detektionsspulen 1 erzeugte Sinusspannung an die Detektionschaltung 13 aus. Die Detektionsschaltung 13 empfängt die von der Oszillatorschaltung 12 ausgegebene Sinusspannung und gibt an die Prüfeinrichtung 14 eine Gleichspan­ nung aus, die dieser Sinusspannung entspricht.

Ferner wird das Ausgangssignal aus der Detektionsschaltung 13 an den in der Mikroprozessoreinheit 20 angeordneten Analog-/Digital-Konvertierteil 15 ausge­ geben. Der Analog-/Digital-Wandler 15 tastet die Eingangs-Gleichspannung ab und speichert deren Wert vorübergehend in einem Speicher 21. Der Vergleichs- Prüfteil 16 vergleicht den vorübergehend in dem Speicher 21 gespeicherten Wert mit zuvor im Speicher 21 gespeicherten Referenzwerten für akzeptierbare Münz- Nennwerte und gibt das Ergebnis über einen Ausgangsanschluss 18 aus.

Fig. 6 zeigt ein Test- bzw. Eichinstrument (Test-Lehre) zum Testen der Münzprüf­ vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.

Das Testinstrument gemäß Fig. 6 dient zur Prüfen der Leistung der Detektionsspu­ len 1 der Münzprüfvorrichtung gemäß der Ausführungsform und wird dazu ver­ wendet, die Fähigkeit zur Detektion der Münzrandteile (Flansche) zu prüfen.

Das Testinstrument hat einen Außendurchmesser D von 26,5 mm, Vorder- bzw. Rückflächenvertiefungs-Bemessungen d von 0,3 mm und eine Dicke T von 1,8 mm, wobei die Bemessung p des Flanschteils in 0,2-mm-Schritten von 0,1 mm bis 0,9 mm auf 5 Einstell-Bemessungen gesetzt ist.

Fig. 7(a) bis 7(e) zeigen Charakteristik-Schaubilder bei Verwendung einer Münz­ prüfvorrichtung gemäß der Ausführungsform, in denen die Ergebnisse eines mit dem Testinstrument gemäß Fig. 6 durchgeführten Tests aufgeführt sind.

Die Charakteristik-Schaubilder gemäß Fig. 7(a) bis 7(e) zeigen die Ergebnisse, die man erhält, wenn man das Testinstrument durch das elektromagnetische Feld der Detektionsspulen 1 hindurch bewegt und das entsprechende Ausgangssignal (Prüfsignal) der Detektionsschaltung 13 unter Verwendung der Steuerschaltung gemäß Fig. 5 mit einem Oszilloskop misst.

Die Wellenform 40 in Fig. 7(a) ist diejenige Wellenform, die erzeugt wird, wenn die Bemessung p des Flanschteils 0,1 mm beträgt, die Wellenform 41 in Fig. 7(b) ergibt sich bei einer Flanschteil-Bemessung p von 0,3 mm, die Wellenform 42 in Fig. 7(c) bei einer Flanschteil-Bemessung p von 0,5 mm, die Wellenform 43 in Fig. 7(d) bei einer Flanschteil-Bemessung p von 0,7 mm, und die Wellenform 44 in Fig. 7(e) bei einer Flanschteil-Bemessung p von 0,9 mm.

Unter den Wellenformen 40-44 ist insbesondere bei der Wellenform 44 in Fig. 7(e) derart ausgebildet, dass sie aufgrund des Durchtritts des Testinstruments durch das elektromagnetische Feld der Detektionsspule 1 gedämpft zu werden beginnt, dann einen Maximalwert (maximale Dämpfung) erreicht, und anschließend erneut ansteigt und auf den Standby-Wert zurückkehrt.

Wie die Wellenform 44 zeigt, treten bei der abfallenden Wellenform zwischen dem Punkt, an dem die Wellenform abzufallen beginnt, und dem Punkt, an dem der Maximalwert erreicht wird, zwei Wendepunkte auf, nämlich ein erster Wendepunkt 45 und ein zweiter Wendepunkt 46.

Ferner treten bei der ansteigenden Wellenform zwischen dem Punkt, an dem die Wellenform 44 nach dem Erreichen des Maximalwertes wieder anzusteigen be­ ginnt, und dem Punkt, an dem sie wieder den Standby-Wert erreicht, zwei Wen­ depunkte auf, nämlich ein dritter Wendepunkt 47 und ein vierter Wendepunkt 48.

Der erste Wendepunkt 45 tritt auf, wenn der Anstiegsflankenteil des Testinstru­ ments zwischen dem Magnetpol 60a und dem Magnetpol 60b der Detektionsspu­ len 1 hindurchtritt, und der zweite Wendepunkt 46 tritt auf, wenn dieser Flansch­ teil zwischen dem Magnetpol 60b und dem Magnetpol 60c hindurchtritt.

Der dritte Wendepunkt 47 tritt auf, wenn der Abfallflankenteil des Testinstruments zwischen dem Magnetpol 60b und dem Magnetpol 60c der Detektionsspulen 1 hindurchtritt (vgl. Fig. 4), und der vierte Wendepunkt 48 tritt auf, wenn dieser Flanschteil zwischen dem Magnetpol 60c und dem Magnetpol 60d hindurchtritt (vgl. Fig. 4).

Aus den Veränderungen der Charakteristiken an den jeweiligen Wendepunkten in den Wellenformen 40 bis 44 gemäß Fig. 7(a) bis Fig. 7(e), die den bemessungs­ mäßigen Veränderungen des Flanschteils des Testinstruments entsprechen, ist ersichtlich, dass, während die Veränderung an den jeweiligen Wendepunkten in der Wellenform 40 gemäß Fig. 7(a) bei einem Testinstrument mit einer Flansch­ teil-Bemessung von 0,1 mm relativ schwach ist, der Winkel der Veränderung zu­ nehmend scharf wird, wenn die Bemessung des Flanschteils zunimmt, und die Veränderung an dem zweiten Wendepunkt 46 und dem dritten Wendepunkt 47 besonders markant wird.

Somit können, indem das Ausmaß der Veränderung an dem zweiten Wendepunkt 46 und dem dritten Wendepunkt 47 detektiert wird (z. B. die Größe und die Nei­ gungsrichtung zwischen der ersten Biegung und der zweiten Biegung an dem zweiten Wendepunkt 46) und das entsprechende Ergebnis zur Prüfung der Münze verwendet wird, die Eigenschaften der Randbereiche (Flansche) mit hoher Präzisi­ on geprüft werden.

Fig. 8(a) und 8(b) zeigen Charakteristik-Schaubilder bei Verwendung einer Münzprüfvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform, in denen die Ergebnisse ei­ nes mit einer typischen Münze durchgeführten Tests gezeigt sind.

In Fig. 8(a) und 8(b) ist die Wellenform 50 in Fig. 8(a) eine Charakteristik-Kurve für eine japanische 100-Yen-Münze, und die Wellenform 51 in Fig. 8(b) ist eine Charakteristik-Kurve für eine falsche oder inkorrekte (z. B. ausländische) Münze, bei der die Materialbeschaffenheit, die äußere Form, die Dicke, das Gewicht und dgl. den entsprechenden Eigenschaften einer 100-Yen-Münze äußerst ähnlich sind.

Ein Vergleich der Wellenform 50 gemäß Fig. 8(a) mit der Wellenform 51 gemäß Fig. 8(b) lässt erkennen, dass, während die Biegung an dem zweiten Wendepunkt der Wellenform 50 sehr scharf ist, die entsprechende Biegung bei der Wellenform 51 nur sehr schwach verändert ist, und dass somit ein deutlicher Unterschied zwi­ schen den beiden Wellenformen besteht.

Zudem treten bei der Wellenform 50 Wellungen in der Umgebung des Maximal­ wertes (der maximalen Dämpfung) auf, während bei der Wellenform 51 der ent­ sprechende Bereich der Charakteristik flach ist, so dass ein weiterer deutlicher Unterschied zwischen den beiden Wellenformen besteht. Die in der Wellenform 50 auftretenden Wellungen in der Umgebung des Maximalwertes weisen auf eine De­ tektion von Wellungen in dem Prägungsmuster auf der Oberfläche der 100-Yen- Münze hin.

Wie die Charakteristik-Schaubilder gemäß Fig. 8(a) und 8(b) zeigen, kann durch Detektion von Unterschieden in der Form der Münzrandteile (Flansche) und des Musters auf der Oberfläche der Münze eine suspekte Münze, die sehr ähnliche Ei­ genschaften (Materialbeschaffenheit, äußere Form, Dicke, Gewicht) hat, als fal­ sche Münze identifiziert werden.

Fig. 9 zeigt ein Schaubild zur Veranschaulichung von Einzelheiten eines mit der Münzprüfvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform durchgeführten Münzprüf­ vorgangs.

In Fig. 9 zeigen die durchgezogenen Linien eine Münz-Wellenform für eine japani­ sche 500-Yen-Münze (im folgenden als "echte Münze") bezeichnet, und die unter­ brochenen Linien zeigen eine Wellenform für eine ungarische 50-Formt-Münze (im folgenden als "falsche Münze" bezeichnet), die einer 500-Yen-Münze im Hinblick auf Materialeigenschaften, äußere Form und Dicke sehr ähnlich ist.

Um die Merkmale der Münzrandbereiche anhand dieser Münz-Wellenformen zu detektieren, wird, da die Merkmale der Münzrandteile insbesondere an dem zwei­ ten Wendepunkt 46 und dem dritten Wendepunkt 47 auftreten, der Betrag der Veränderung des Signals an diesen jeweiligen Wendepunkten extrahiert.

Falls die eingeworfene Münze eine echte Münze ist, dann zeigt bei der Verände­ rung der Wellenform an dem zweiten Wendepunkt 46 diejenige Veränderung, die von dem zuerst bei abfallender Wellenform auftretenden Biegungspunkt (im fol­ genden als "erster Biegungspunkt" bezeichnet) bis zu dem nachfolgenden Bie­ gungspunkt (im folgenden als "zweiter Biegungspunkt" bezeichnet) auftritt, eine im wesentlichen flache Charakteristik, und somit ist die Spannungsdifferenz ΔV1 zwischen dem Spannungsänderungsbetrag an dem ersten Krümmungspunkt und dem Spannungsänderungsbetrag an dem zweiten Krümmungspunkt nur gering.

An dem dritten Wendepunkt 47 wird die Spannungsdifferenz ΔV2 zwischen dem Spannungsänderungsbetrag an dem dritten Krümmungspunkt und dem Span­ nungsänderungsbetrag an dem vierten Krümmungspunkt in ähnlicher Weise abge­ leitet.

Da ein Prüf-Referenzwert zum Identifizieren von Münzen erforderlich ist, werden, um diesen Referenzwert zu erhalten, mit der Münzprüfvorrichtung Messungen an einer Anzahl N normaler Münzen eines vorbestimmten Nennwerts vorgenommen, und durch statistisches Verarbeiten jeweiliger Daten für die oben genannten Spannungsdifferenzen ΔV1 und ΔV2 erhält man einen Referenzwert, in dem die Abweichungen zwischen gleichartigen Münzen berücksichtigt sind.

Im Falle einer falschen Münze hingegen ist die Spannungsdifferenz ΔV1 zwischen dem Spannungsänderungsbetrag V2 an dem ersten Krümmungspunkt und dem Spannungsänderungsbetrag V3 an dem zweiten Krümmungspunkt größer als bei einer echten Münze.

Somit kann eine Echtheitsprüfung vorgenommen werden, indem der Referenzwert für die Spannungsdifferenz im Fall einer echten Münze mit der im Fall einer fal­ schen Münze erhaltenen Spannungsdifferenz verglichen wird.

Falls beabsichtigt ist, die Unterschiede zwischen den Absolut-Spannungspegeln in den oben aufgeführten Berechnungen zu ermitteln, dann sind die Abweichungen in den Umgebungsbedingungen, z. B. der Temperatur, zu beachten, unter denen die Vorrichtung verwendet wird, und somit wird ein allgemein bekanntes Verfah­ ren verwendet, um den genannten Spannungsbetrag durch die Standby-Spannung V1 zu normalisieren. Wenn beispielsweise ein Normalisierungsvorgang verwendet wird, bei dem der Betrag der Spannungsveränderung V4 an dem zweiten Wende­ punkt 46 für eine echte Münze durch die Standby-Spannung V1 dividiert wird, um ein Verhältnis zu errechnen, können die aufgrund von Temperaturveränderungen etc. auftretenden Probleme vermieden werden.

Im folgenden wird ein konkretes Verfahren zum Detektieren eines Musters auf einer Münzoberfläche beschrieben.

Wie bereits oben beschrieben, gibt gemäß Fig. 9 die Wellenform in dem Bereich der maximalen Änderung Hinweise auf die Merkmaie des Prägungsmusters auf einer Münzoberfläche. Ferner kann, da diese Wellenform bei einer echten Münze und einer falschen Münze unterschiedlich ist, eine Echtheitsprüfung durch Detekti­ on der Unterschiede zwischen den beiden Wellenformen vorgenommen werden.

Beispielsweise wird durch eine bekannte Berechnungsformel ein Korrelationskoef­ fizient für die Abtastdaten in dem Bereich der maximalen Änderung bestimmt, und es wird geprüft, ob sich dieser Wert innerhalb des Bereiches des Referenzwertes befindet. Alternativ kann ein ähnlicher Prüfvorgang unter Verwendung des Mittel­ wertes der Abtastdaten im Bereich der a der maximalen Änderung durchgeführt werden. Die Prüfung kann auch anhand von Frequenzveränderungen erfolgen.

Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung einer mit der Münzprüfvorrichtung versehenen Münzverarbeitungsvorrichtung für eine automatische Verkaufsmaschi­ ne oder dgl.

Bei der Münzprüfvorrichtung 30 in Fig. 10 fällt eine durch einen Münzeinwurf­ schlitz 31 eingeworfene Münze 3 aufgrund ihres Eigengewichts auf eine Schiene 2, die unterhalb des Münzeinwurfschlitzes 31 angeordnet ist.

Die auf die Schiene 2 gefallene Münze 3 rollt entlang des Münzdurchlasses ab­ wärts in einer von dem Münzeinwurfschlitz 31 weg führenden Richtung (vgl. Fig. 1). Während ihrer Bewegung entlang des Münzdurchlasses passiert die Münze 3 eine Außendurchmesser-Detektionsspule 32, eine Materialeigenschaften-Detek­ tionsspule 33 und die Detektionsspulen 1 gemäß der Erfindung.

Die Münzverarbeitungseinrichtung 30 prüft die Echtheit und den Nennwert der Münze 3, während die Münze die soeben aufgeführten Detektionsspulen passiert. Falls als Ergebnis dieses Prüfvorgangs festgestellt wird, dass die eingeworfene Münze 3 eine echte Münze ist, dann wird einen Leitmagnet 35 auf der Basis eines aus dem Ausgangsanschluss 18 ausgegebenen Signals derart gesteuert, dass ein Tor 34 betätigt und die Münze 3 in einen (nicht gezeigten) Echt-Münz-Durchlass geleitet wird.

Falls jedoch als Prüfergebnis festgestellt wird, dass die Münze 3 eine falsche Mün­ ze ist, wird das Tor 34 nicht betätigt, und die Münze 3 wird in den (nicht gezeig­ ten) Falsch-Münz-Durchlass geleitet und über einen (nicht gezeigten) Rückgabe- Auslass ausgegeben.

Unter der hier vorliegenden Annahme, dass die Münze 3 eine echte Münze ist, bewegt sich die entlang dem Echt-Münz-Durchlass geführte Münze aufgrund ihres Eigengewichts weiter, bis sie eine Schiene 36 erreicht. Die auf die Schiene 3 her­ abgefallene Münze 3 wird durch eine (nicht gezeigte) bekannte Sortiervorrichtung entsprechend ihrem Nennwert sortiert und durch einen entsprechenden Ausga­ beauslass A, B, C, D entsprechend dem Münz-Nennwert aus der Sortiervorrichtung ausgegeben.

In diesem Zusammenhang können als Prüfverfahren allgemein bekannte Techni­ ken angewandt werden, die mit einer Außendurchmesser-Detektionsspule 32 und einer Materialeigenschaften-Detektionsspule 33 durchgeführt werden.

Fig. 11 zeigt ein Flussdiagramm der Arbeitsweise der Münzprüfvorrichtung.

Gemäß Fig. 11 werden beim Einschalten der Stromzufuhr zu der Münzprüfvorrich­ tung in Schritt 100 die Anfangs-Einstellungen für die Eingänge, Ausgänge und dgl. in der Mikroprozessoreinheit 20 vorgenommen.

Nach dem Implementieren des Schritts 100 wird in einem Prüfvorgang in Schritt 101 anhand eines Signals von den Detektionsspulen 32 oder 33 geprüft, ob eine Münze in die Vorrichtung eingeworfen worden ist. Falls in dem Prüfvorgang in Schritt 101 festgestellt wird, dass eine Münze eingeworfen worden ist, rückt der Ablauf auf einen Analog-/Digital-Konvertierungsvorgang gemäß Schritt 102 vor. Falls jedoch in dem Prüfvorgang in Schritt 101 festgestellt wird, dass keine Münze eingeworfen worden ist, erfolgt ein Eintritt in eine Standby-Verarbeitungsschleife, in der das Programm auf den Einwurf einer Münze wartet. Im vorliegenden Bei­ spiel sei angenommen, dass in dem in Schritt 101 implementierten Prüfvorgang der Einwurf einer Münze festgestellt worden ist und somit das Programm auf den Analog-/Digital-Konvertierungsvorgang gemäß Schritt 102 vorgerückt ist.

In dem Analog-/Digital-Konvertierungsvorgang gemäß Schritt 102 wird, falls eine Münze an der Detektionsspule eintrifft, das entsprechende Signal empfangen und der Abtastvorgang für jede Detektionsspule gestartet. Die Abtastergebnisse wer­ den in einem in der Mikroprozessoreinheit 20 enthaltenen Speicher 21, z. B. einem RAM-Speicher oder dgl., gespeichert und vorübergehend gehalten, woraufhin das Programm auf den Berechnungs-Verarbeitungsvorgang gemäß Schritt 103 rückt.

Der Berechnungs-Verarbeitungsvorgang gemäß Sehritt 103 erfolgt auf der Basis des vorübergehend in dem Speicher 21 gespeicherten Wertes und der zuvor in dem Speicher 21 gespeicherten Werte für akzeptierbare Münzen, und anschlie­ ßend rückt das Programm auf den Echtheitsprüfungs-Verarbeitungsvorgang ge­ mäß Schritt 105.

In dem Echtheitsprüfungs-Verarbeitungsvorgang gemäß Schritt 105 wird der durch den Berechnungs-Verarbeitungsvorgang gemäß Schritt 103 bestimmte Wert mit den zuvor gespeicherten Referenzwerten für akzeptierbare Münzen verglichen, und falls dieser Wert innerhalb des Bereiches der Referenzwerte liegt, wird festge­ stellt, dass die zu prüfende Münze eine echte Münze ist, und somit wird das Pro­ gramm mit dem Echt-Münzen-Verarbeitungsvorgang gemäß Schritt 106 fortge­ setzt. Falls jedoch festgestellt wird, das der Wert außerhalb des Bereiches der Re­ ferenzwerte liegt und die zu prüfende Münze somit als falsch erkannt wird, wird der Falsch-Münz-Verarbeitungsvorgang gemäß Schritt 104 implementiert, und das Programm kehrt zu einer Standby-Schleife zurück.

Es sei hier angenommen, dass die zu prüfende Münze in dem Echtheitsprüfungs- Verarbeitungsvorgang gemäß Schritt 105 als echte Münze erkannt worden ist und somit der Echt-Münz-Verarbeitungsvorgang gemäß Schritt 106 durchgeführt wird. Bei dem Echt-Münz-Verarbeitungsvorgang gemäß Schritt 106 wird ein Verarbei­ tungsvorgang implementiert, indem auf der Basis der oben angeführten Prüfer­ gebnisse ein Echt-Münz-Signal, ein Münz-Nennwert-Signal und dgl. ausgegeben werden, woraufhin das Programm zu der Standby-Schleife zurückkehrt.

Im vorliegenden Fall schließt das Programm eine Abfolge von Verarbeitungsschrit­ ten ab, kehrt dann zu dem Schritt 101 zurück und tritt in eine Standby-Verarbei­ tungsschleife ein.

Wie oben erläutert, sind gemäß der beschriebenen Ausführungsform Detektions­ spulen 1 zur Erzeugung eines Magnetfeldes mit Doppel-Peak ausgebildet, indem eine erste Spule 7a und eine zweite Spule 7b um zwei benachbarte Innenschen­ kelteile 6b bzw. 6c eines kammförmigen Kerns 8 gewickelt sind, wobei die erste Spule 7a und die zweite Spule 7b derart erregt werden, das die von den beiden Magnetpolen 60b, 60c erzeugten Magnetflüsse sich gegenseitig abstoßen, und wo­ bei eine zu prüfende Münze 3 durch das von den Detektionsspulen 1 erzeugte Doppel-Peak-Magnetfeld hindurchbewegt wird und die Echtheit sowie der Nenn­ wert der zu prüfenden Münze 3 anhand der Impedanzveränderung geprüft wer­ den, die in den Detektionsspulen 1 aufgrund des Hindurchtretens der zu prüfen­ den Münze 3 auftritt.

Durch diese Ausgestaltung kann die Empfindlichkeit der Detektion der Form der Randteile einer Münze und der Prägungsvertiefungen auf der Münzoberfläche be­ trächtlich verbessert werden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die zwischen den Schenkelteilen des kammförmigen Kerns der Detektionsspulen 1 ausgebildete Form diejenige eines rechtwinkligen U, jedoch kann im Rahmen der Erfindung nach Bedarf auch eine andere Form gewählt werden, z. B. eine normale U-Form.

Beispielsweise können gemäß Fig. 12(a) und Fig. 12(b) die Detektionsspulen auch durch einen U-förmigen Kern 200 gebildet werden, der Schenkelteile 201a-201d mit zylindrischer Querschnittsform und um zwei benachbarte Innenschenkelteile 201a, 201b gewickelte Wickelspulen 202a, 202b gemäß Fig. 13(a) und 13(b) auf­ weist.

Ferner können gemäß Fig. 14(a) und 14(b) Detektionsspulen durch einen kamm­ förmigen Kern 210 gebildet werden, der äußere Schenkelteile 211a, 211d und in­ nere Schenkelteile 211b, 211c mit jeweils ovaler Querschnittsform, und um zwei benachbarte Innenschenkelteile 211b, 211c des kammförmigen Kerns 210 gewi­ ckelte Wickelspulen 212a, 212b gemäß Fig. 15(a) und 15(b) aufweist.

Ferner können gemäß Fig. 16(a) und 16(b) Detektionsspulen durch einen Kern 220 gebildet werden, der innere Schenkelteile 221b und 221c mit ringförmigen Querschnitten, entsprechend einer Ringform angeordnete Ring-Teilabschnitte 221a und 221d, und um zwei benachbarte Innenschenkelteile 221b, 221c des kammförmigen Kerns 220 gewickelte Wickelspulen 222a, 222b gemäß Fig. 17(a) und 17(b) aufweist.

Obwohl eine Ausgestaltung beschrieben wurde, bei der die Detektionsspulen 1 an den beiden Seiten des Durchlasses 5 an einander gegenüberliegenden Positionen angeordnet sind, kann auch eine Ausgestaltung gewählt werden, bei der nur eine einzige Detektionsspule 1 z. B. in der Durchlass-Wand 1b des Durchlasses 5 ange­ ordnet ist.

Ferner kann statt der hier angeführten Anzahl von vier Magnetpolen der kamm­ förmigen Kerne der Detektionsspulen 1 eine Anordnung mit zwei oder mehr Mag­ netpolen gewählt werden.

Claims (21)

1. Münzprüfverfahren mit den folgenden Schritten:
Anordnen von Detektionsspulen (1) durch Anbringen einer ersten Detektions­ spule (1a; 1b) an einem von zwei benachbarten Schenkelteilen (6b, 6c) eines mehrere Schenkelteile aufweisenden Kerns (8), und einer zweiten Detekti­ onsspule (1a; 1b) an dem anderen Schenkelteil (6c; 6c');
Erzeugen eines Magnetfeldes mit Doppel-Peak durch Erregen der ersten und zweiten Detektionsspulen (1a; 1b) derart, dass die Magnetflüsse, die an den durch die Schenkelteile (6b, 6c) gebildeten Magnetpolen erzeugt werden, sich gegenseitig abstoßen;
Hindurchbewegen einer zu prüfenden Münze (3) durch das Doppel-Peak- Magnetfeld; und
Prüfen der Eigenschaften der zu prüfenden Münze (3) auf der Basis durch den Durchtritt der Münze (3) verursachter Veränderungen elektrischer Eigen­ schaften der Detektionsspulen (1).

2. Münzprüfverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsspulen (1) derart angeordnet sind, dass die zu prüfende Münze (3) in einer Richtung durchläuft, die mit der Anordnungsrichtung der ersten und zweiten Detektionsspulen (1a, 1b) des Kerns (8) übereinstimmt.

3. Münzprüfverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prüfsignal auf der Basis von Veränderungen an den Detektionsspulen (1) erzeugter elektrischer Eigenschaften erzeugt wird, und dass Merkmale des Randes der zu prüfenden Münze (3) auf der Basis einer Signalwellenform des Prüfsignals extrahiert werden, wenn die Wellenform ansteigt oder abnimmt.

4. Münzprüfverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass ein Prüfsignal auf der Basis von Veränderungen an den Detek­ tionsspulen (1) erzeugter elektrischer Eigenschaften erzeugt wird, und dass Merkmale eines Musters von Vertiefungen an einer Fläche der zu prüfenden Münze (3) auf der Basis eines Signals in einem Bereich maximaler Verände­ rung des Prüfsignals extrahiert werden.

5. Münzprüfverfahren mit den folgenden Schritten:
Anordnen erster und zweiter Detektionsspulen (1), die jeweils eine erste De­ tektionsspule (1a; 1b) an einem von zwei benachbarten Schenkelteilen (6b, 6c) eines mehrere Schenkelteile aufweisenden Kerns (8) und eine zweite Detektionsspule (1a; 1b) an dem anderen Schenkelteil (6c) aufweisen, an je­ der Seite eines Münzdurchlasses (5), durch den die zu prüfende Münze (3) hindurchbewegt wird, wobei die ersten und zweiten Detektionsspulen (1a; 1b) mit umgekehrter Phase derart in Reihe geschaltet sind, dass deren gegensei­ tige Induktivität negativ ist;
Erzeugen eines Magnetfeldes mit Doppel-Peak-Form ausgehend von den er­ sten und zweiten Detektionsspulen (1a; 1b) zu dem Münzdurchlass (5) hin;
Hindurchbewegen einer zu prüfenden Münze (3) durch das Doppel-Peak- Magnetfeld; und
Prüfen der Eigenschaften der zu prüfenden Münze (3) auf der Basis von durch den Durchtritt der Münze (3) verursachten Veränderungen elektrischer Eigenschaften der Detektionsspulen (1).

6. Münzprüfvorrichtung, bei der eine zu prüfende Münze (3) durch ein von De­ tektionsspulen (1) erzeugtes Magnetfeld hindurchbewegt wird und die Echt­ heit der Münze (3) auf der Basis von Veränderungen elektrischer Eigenschaf­ ten der Detektionsspulen (1) geprüft wird, bei der
die Detektionsspulen (1) aufweisen:
einen Kern (8) mit mehreren Schenkelteilen (6a, 6b, 6c, 6d);
eine erste Detektionsspule (1a) und eine zweite Detektionsspule (1b), die jeweils an zwei benachbarten Schenkelteilen (6b, 6c; 6b', 6c') des Kerns (8) angeordnet sind; und
eine Magnetfelderzeugungseinrichtung vorgesehen ist, die durch Erregen der ersten Detektionsspule (1a) und der zweiten Detektionsspule (1b) ein derar­ tiges Magnetfeld mit Doppel-Peak erzeugt, dass die Magnetflüsse, die an den durch die Schenkelteile (6b, 6c; 6b', 6c') gebildeten Magnetpolen erzeugt wer­ den, sich gegenseitig abstoßen.

7. Münzprüfvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnittsbereich der Schenkelteile (6b, 6c; 6b', 6c') des Kerns (8) eine qua­ dratische Form hat ist.

8. Münzprüfvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnittsbereich der Schenkelteile (6b, 6c; 6b', 6c') des Kerns (8) kreisför­ mig ist.

9. Münzprüfvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnittsbereich der Schenkelteile (6b, 6c; 6b', 6c') des Kerns (8) oval ist.

10. Münzprüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Kern (8) an seinen beiden Enden gekrümmt ist.

11. Münzprüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Richtung, in der die erste Detektionsspule (1a) und die zweite Detektionsspule (1b) an dem Kern (8) angeordnet sind, mit einer Richtung übereinstimmt, in der die zu prüfende Münze (3) durchläuft.

12. Münzprüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, gekennzeichnet eine Oszillatorschaltung (12), die die Detektionsspulen (1a, 1b) als Resonanz­ element enthält.

13. Münzprüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, gekennzeichnet eine Prüfsignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Prüfsignals auf der Basis von Veränderungen elektrischer Eigenschaften, die in den Detektions­ spulen (1) erzeugt werden, und eine Einrichtung zum Extrahieren von Merk­ malen von Randteilen der zu prüfenden Münze (3) auf der Basis des Prüfsig­ nals, wenn dieses ansteigt oder abnimmt.

14. Münzprüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, gekennzeichnet eine Prüfsignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Prüfsignals auf der Basis von Veränderungen elektrischer Eigenschaften, die in den Detektions­ spulen (1) erzeugt werden, und eine Einrichtung zum Extrahieren von Merk­ malen eines Musters von Vertiefungen an einer Fläche der zu prüfenden Münze (3) auf der Basis eines Signals in einem Bereich maximaler Verände­ rung des Prüfsignals.

15. Münzprüfvorrichtung, bei der eine zu prüfende Münze (3) durch ein von De­ tektionsspulen (1) erzeugtes Magnetfeld hindurchbewegt wird und die Echt­ heit der Münze (3) auf der Basis von Veränderungen elektrischer Eigenschaf­ ten der Detektionsspulen (1) geprüft wird, bei der
die Detektionsspulen (1) aufweisen:
eine erste Detektionsspule (1a), die entlang eines Durchlasses (5) für die zu prüfenden Münze (3) an einem einen Kern (8) mit mehreren Schenkelteilen (6a, 6b, 6c, 6d) angeordnet ist und zu dem Münz-Durchlass (5) hin ein erstes Magnetfeld mit Doppel-Peak erzeugt; und
eine zweite Detektionsspule (1b), die der ersten Detektionsspule (1a) gegen­ überliegend entlang des Münz-Durchlasses (5) an einem einen Kern (8) mit mehreren Schenkelteilen (6a, 6b, 6c, 6d) angeordnet ist und zu dem Münz- Durchlass (5) hin ein zweites Magnetfeld mit Doppel-Peak erzeugt.

16. Münzprüfvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Detektionsspulen (1a; 1b) derart angeordnet sind, dass eine Anordnungsrichtung der mehreren Schenkelteile (6a, 6b, 6c, 6d) des Kerns (8) mit einer Richtung des Durchtritts der zu prüfenden Münze (3) übereinstimmt.

17. Münzprüfvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Detektionsspulen (1a; 1b) mit umgekehrter Pha­ se derart in Reihe geschaltet sind, dass deren gegenseitige Induktivität ne­ gativ ist.

18. Münzprüfvorrichtung zum Feststellen physischer Eigenschaften einer Münze (3) und zum Prüfen der Echtheit der Münze (3), mit:
einem Münzeinwurfschlitz (31);
einem mit dem Münzeinwurfschlitz (31) verbundenen Münzdurchlass (5);
einer entlang dem Münzdurchlass (5) angeordneten ersten Detektionsspule (1a), die zum Münzdurchlass (5) hin ein erstes Magnetfeld mit Doppel-Peak erzeugt;
einer an der der ersten Detektionsspule (1a) gegenüberliegenden anderen Seite des Münzdurchlasses (5) angeordneten zweiten Detektionsspule (1b), die zum Münzdurchlass (5) hin ein zweites Magnetfeld mit Doppel-Peak er­ zeugt;
einer Oszillatorschaltung (12), die die Detektionsspulen (1a, 1b) als Reso­ nanzelement enthält;
einer Detektionsschaltung (13) zum Detektieren von Veränderungen der ers­ ten und zweiten Detektionsspulen (1a, 1b) auf der Basis eines Ausgangssig­ nals der Oszillatorschaltung (12);
einer Speichereinrichtung (21) zum Speichern von Referenzwerten für akzep­ tierbare Münzen (3);
einer Vergleichseinrichtung (16) zum Vergleichen eines Detektions-Aus­ gangssignals der Detektionsschaltung (13) mit den in der Speichereinrich­ tung (21) gespeicherten Referenzwerten; und
einer Prüfeinrichtung (14) zum Prüfen der Echtheit der durch den Münz­ einwurfschlitz (21) eingeworfenen Münze (3) anhand eines Vergleichs-Aus­ gangssignals der Vergleichseinrichtung (16).

19. Münzprüfvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Detektionsspulen (1a, 1b) aufweisen:
einen Kern (8) mit mehreren Schenkelteilen (6b, 6c; 6b', 6c'); erste und zweite Detektionsspulen (1a, 1b), die jeweils an zwei benachbarten Schenkelteilen (6b, 6c; 6b', 6c') des Kerns angeordnet sind; und
eine Magnetfelderzeugungseinrichtung, die durch Erregen der ersten Detek­ tionsspule (1a) und der zweiten Detektionsspule (1b) ein derartiges Magnet­ feld mit Doppel-Peak erzeugt, dass die Magnetflüsse, die an den durch die Schenkelteile (6b, 6c; 6b', 6c') gebildeten Magnetpolen erzeugt werden, sich gegenseitig abstoßen.

20. Münzprüfvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet; dass die ersten und zweiten Detektionsspulen (1a; 1b) derart angeordnet sind, dass eine Anordnungsrichtung der mehreren Schenkelteile (6b, 6c; 6b', 6c') des Kerns (8) mit einer Richtung des Durchtritts der zu prüfenden Münze (3) übereinstimmt.

21. Münzprüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die ersten und zweiten Detektionsspulen (1a; 1b) mit umge­ kehrter Phase derart in Reihe geschaltet sind, dass deren gegenseitige In­ duktivität negativ ist.