DE19856779A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Durchmessers von Münzen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers von Münzen, die in regelloser Folge auf einer Führungsbahn entlang der Führungskante gefördert werden. Um die Bestimmung des Durchmessers der Münzen zu vereinfachen, werden die Münzen (9) durch den Luftspalt eines der Führungskante (6) zugeordneten U-förmigen Ferritkernes (15) geführt, dessen Spule (14) von einer Wechselspannung beaufschlagt ist, und der Rückfluß des magnetischen Feldes wird bei der jeder Münze (9) zugeordneten Eintauchtiefe (T) ermittelt und aus dem Rückfluß des magnetischen Feldes wird der Durchmesser der Münze (9) bestimmt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers von Münzen, die in regelloser Folge auf einer Führungsbahn entlang der Führungskante gefördert werden und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist aus der DE 25 47 685 C2 vorbekannt. Hierbei befindet sich ein Lichttastkopf mit senkrecht zur Führungskante und in unterschiedlichen Abständen zu dieser ange­ ordneten Lichtleitfasern in der Ebene der Führungs­ bahn, wobei die von der entlang der Führungskante auf der Führungsbahn geförderten Münzen abgedeckten Licht­ leitfasern ein Maß für den Durchmesser der Münzen abgeben. Nachteilig hierbei ist, daß für jede Münze, die gezählt werden soll, eine Faser vorhanden sien muß. Damit ist diese Vorrichtung währungsspezifisch auszubilden, da für jede zu zählende Münze mindestens eine Faser benötigt wird. Nachteilig ist ferner, daß der Lichttastkopf mit seinen einzelnen Lichtleitfasern hochpräzise hergestellt und genauestens gegenüber der Führungskante in der Führungsbahn justiert werden muß, da andernfalls Fehler in Anordnung und Montage des Lichttastkopfes zu ungenauen Meßergebnissen führen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ver­ fahren und die Vorrichtung zur Bestimmung des Durch­ messers von Münzen zu vereinfachen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Münzen durch den Luftspalt eines der Führungskante zugeordneten U-förmigen Ferritkernes geführt werden, dessen Spule von einer Wechselspannung beaufschlagt ist, und daß der Rückfluß des magnetischen Feldes bei der jeder Münze zugeordneten Eintauchtiefe ermittelt und aus dem Rückfluß des magnetischen Feldes der Durchmesser der Münze bestimmt wird. Der Rückfluß des magnetischen Feldes des U-förmigen Ferritkernes wird beim Durchgang einer Münze unterschiedlich stark beeinflußt, wobei ein Energieentzug erfolgt. Der Energieentzug ist bei im Durchmesser kleinen Münzen mit geringer Eintauchtiefe niedriger als bei im Durchmesser großen Münzen mit großer Eintauchtiefe in den U-förmigen Ferritkern. In einer angeschlossenen elektronischen Auswerteeinrichtung wird der Rückfluß des magnetischen Feldes bzw. die Menge des Energieent­ zuges ermittelt, da die elektronische Auswerteeinheit die an der Spule liegende, von Wechselspannung erzeugte Energie mißt. Je mehr Energie der Spule entzogen wird, um so niedriger ist das Signal des magnetischen Feldes an der Spule. Das Signal variiert mit den unterschied­ lichen Eintauchtiefen der Münzen und gibt damit den Durchmesser der Münzen an, die somit aufgrund Ihres Durchmessers in der Wertigkeit bestimmt werden können.

Es ist zwar bereits aus der DE 42 24 204 A1 ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Echt­ heit von Münzen vorbekannt, bei dem eine mit einem Eisenkern versehene Spule zu einem Zeitpunkt, in dem sich eine Münze im Bereich eines Poles der Spule befindet, mit einem Stromimpuls beaufschlagt und aus dem Vergleich der selbstinduzierten Abklingspannung mit für die zu prüfenden Münzen typischen Werten der Abklingspannung die Echtheit dieser Münzen bestimmt wird. Dabei wird die Spule mit einem Stromimpuls typi­ scher Länge beaufschlagt und für jede der zu bestim­ menden Münzen wird die Zeit bestimmt, zu der die Abklingspannung den Wert einer vorgegebenen Referenz­ spannung erreicht hat, wobei geprüft wird, ob zu den bestimmten Zeiten die Abklingspannung mit dem Wert der Referenzspannung übereinstimmt. Mit diesem vorbekann­ ten Verfahren nebst zugehöriger Vorrichtung kann nur die Echtheit von Münzen bestimmt werden, nicht jedoch deren Durchmesser, selbst wenn dort mit einem U-för­ migen Eisenkern gemessen wird, dessen Spule klein gegenüber dem Durchmesser der zu messenden Münze ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Vorrichtung zur Bestimmung des Durchmessers von Münzen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf eine Münzzähl­ maschine mit der Vorrichtung,

Fig. 2 die vergrößerte Darstellung der Vor­ richtung zur Bestimmung des Durch­ messers von Münzen,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstel­ lung mit eingezeichneter Münze und

Fig. 4 ein Blockdiagramm der elektronischen Auswerteschaltung.

Die in Fig. 1 in Draufsicht dargestellte Münzzähl­ maschine umfaßt ein kastenförmiges, rechteckiges Gehäuse 1 mit einem auf dessen Oberseite angeordneten flachen Drehteller 2, der um eine vertikale Achse 3 in Richtung des Pfeiles 4 von einem nicht dargestellten Antriebsmotor drehangetrieben ist, eine horizontale, flache Führungsbahn 5 mit senkrecht auf dieser ste­ hender Führungskante 6 und ein Anlaufkugellager 7 für die Münzen, sowie eine durch Ausfallöffnungen 9 ver­ schiedener Weiten gekennzeichnete Sortierstrecke für die Münzen im Bereich der Führungsbahn 5. Eine elektronische Erkennungseinrichtung 8 ist am Anfang der Führungsbahn 5 nahe dem, dicht am Drehteller 3 gelagerten Anlaufkugellager 7 angeordnet. Auf dieser Münzzählmaschine werden die zu zählenden Münzen auf den von einem Rand 10 umgebenen Drehteller 2 aufge­ bracht und von einem Transportriemen 13, der sich ausgehend vom Bereich oberhalb des Drehtellers 3 über die gesamte, tangential an den Drehteller 3 anschlie­ ßenden Führungsbahn 5 parallel zu und in einem kleinen Abstand von der Führungskante 6 erstreckt, vom Dreh­ teller 2 abgezogen und in regelloser Folge entlang der Führungskante 6 der Führungsbahn 5 gefördert und mittels des der Führungsbahn 5 zugeordneten elektro­ nischen Erkennungsmoduls 8 erkannt und gezählt.

Um den Durchmesser der Münzen 9 zu bestimmen, gehört zum elektronischen Erkennungsmodul 8 auch eine Vor­ richtung 11 mit angeschlossener elektronischer Aus­ werteeinheit 12 (Fig. 4) zur Bestimmung des Durch­ messers der Münzen 9. Die Vorrichtung 11 umfaßt einen mit einer Spule 14 umwickelten U-förmigen Ferritkern 15, der mit den freien Enden 16 seiner Pole 17, 18 senkrecht zur Führungskante 6 gerichtet und in einem definierten Abstand D zu der Führungskante 6 angeord­ net ist. Der eine Pol 18 befindet sich in der Führungs­ bahn 5 derart, daß seine Oberfläche bündig mit der Oberfläche der Führungsbahn 5 liegt, wie es in Fig. 2 und 3 ersichtlich ist. Der andere Pol 17 befindet sich im Abstand der Weite W des Luftspaltes des U-förmigen Ferritkernes 15 oberhalb der Führungsbahn 5. Die Weite W des Luftspaltes ist mindestens so groß wie die größte Dicke der dicksten Münze 9. Die Spule 14 be­ findet sich am die beiden Pole 17, 18 verbindenden Basisschenkel 19 des U-förmigen Ferritkernes 15.

Eine Münze 9, die vom Drehteller 2 kommend um das Anlaufkugellager 7 herum mittels des Transportriemens 13 gefördert wird, liegt mit ihrem Rand an der Führ­ ungskante 6 an und wird unter Wirkung des Transport­ riemens 13 ständig gegen die Führungskante 6 gedrückt. Die Münze 9 eines bestimmten Durchmessers taucht in den Luftspalt des U-förmigen Ferritkernes 15 um eine genau definierte Eintauchtiefe T ein.

An der Spule 14 des U-förmigen Ferritkernes 15 liegt eine Wechselspannung von mehreren 100 Khz an, wobei die Spule 14 zwischen den Schenkeln, d. h. Polen 17, 18 des U-Kernes 15 ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt. Wenn die Münze 9 zwischen die U-Schenkel bzw. -Pole 17, 18 des U-förmigen Ferritkernes 15 eintaucht, wird aus dem elektromagnetischen Ferritteil aufgrund des Wirbelstromeffektes Energie entzogen. Die Höhe des Energieentzugs ist in etwa proportional der Eintauch­ tiefe T der Münze 9 in den U-förmigen Ferritkern 15 und wird nur in geringem Maße von der Legierung und der Dicke der Münze 9 beeinflußt. Mittels der elektro­ nischen Auswerteeinheit 12, die in der Lage ist, ent­ sprechend dem Energieentzug ein proportionales Aus­ gangssignal zur Verfügung zu stellen, kann direkt der Durchmesser der Münze 9 bestimmt werden.

Das in Fig. 4 dargestellte Blockdiagramm der elektro­ nischen Auswerteeinheit 12 umfaßt einen HF-Generator 20, einen angeschlossenen Verstärker/Treiber 21, die über eine Leitung 22 direkt mit der Spule 14 des U-förmigen Ferritkernes 15 verbunden sind. Das andere Ende der Spulenwicklung 14 ist geerdet.

An die Verbindungsleitung 22 zwischen HF-Generator 20 bzw. Verstärker/Treiber 21 und Spule 14 des U-förmigen Ferritkernes 14 ist eine Parallelschaltung aus einem langsamen Peakdetect- und Hold-Bauelement 23 nebst nachgeschaltetem Verstärker 24 und einem schnellen Peakdetect- und Hold-Bauelement 25 nebst nachgeschal­ tetem Verstärker 26 angeschlossen, die jeweils mit einem Mikrocontroller 27 verbunden sind, welcher der Datenausgabe 28 dient.

Dabei ist die Parallelschaltung aus dem langsamen Peakdetect- und Hold-Bauelement 23 und dem nachge­ schaltetem Verstärker 24 nur vorzugsweise vorhanden und für die Funktion nicht unbedingt erforderlich. Diese Parallelschaltung erzeugt einen Leerlaufwert 30, der vom Meßwert 29 am Ausgang der anderen Paralell­ schaltung aus dem schnellen Peakdetect- und Hold- Bauelement 25 nebst nachgeschaltetem Verstärker 26 subtrahiert wird.

Der Sensor besteht aus dem U-förmigen Ferritkern 15, der mit einer Spule 14 aus HF-Litze bewickelt ist. Da Ferrit bruchempfindlich ist, wird, der Sensor vorzugs­ weise in eine passende Kunststoff-Form eingesetzt. Der Ferritkern 15 wird zur Erfassung des Durchmessers der Münze 9 gemäß Fig. 2 und 3 in die Laufplatte der Führungsbahn 5 von Münzzählmaschinen eingesetzt. Der Sensor wird so ausgerichtet, daß beim Vorbeiführen einer Münze 9 um einen Referenzpunkt die Münze 9 ent­ sprechend ihrem Durchmesser in den Sensor eintaucht, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.

Die Vorteile des Verfahrens bzw. der Vorrichtung sind:

• 1. Es wird ein proportionales, lineares Ausgangssignal zur Verfügung gestellt, aufgrund dessen die Vorrich­ tung zur Bestimmung des Durchmessers von Münzen 9 in Form des U-förmigen Ferritkernes 15 bei ein- und der­ selben Bauform auch für unterschiedliche Währungen eingesetzt werden kann.
• 2. Das Verfahren und die Vorrichtung sind sehr kosten­ günstig, weil für die meisten Währungen nur eine Stan­ dard-Bauform der Vorrichtung eingesetzt werden muß, da die elektronische Auswerteeinheit 12 nur ein Sensor­ signal verarbeiten muß und weil die verwendeten elek­ tronischen Bauelemente der elektronischen Auswerte­ einheit 12 kostengünstige Bauelemente sind.
• 3. Der Abgleich bzw. die Zuordnung der Münzen 9 zu den Ausgangssignalen erfolgt elektronisch per Software. Aufwendige mechanische Justagen und Einstellungen sind bei dieser Vorrichtung nicht mehr notwendig. Die Vor­ richtung kann in Verbindung mit der Führungsbahn 5, in welche diese eingebaut wird, vorabgeglichen werden. Die somit entstandene Baugruppe muß dann nur noch in die Münzzählmaschine montiert werden.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Gehäuse

2

Drehteller

3

Achse

4

Pfeil

5

Führungsbahn

6

Führungskante

7

Anlaufkugellager

8

Erkennungseinrichtung

9

Ausfallöffnung

10

Rand

11

Vorrichtung

12

Auswerteeinheit

13

Transportriemen

14

Spule

15

Ferritkern

16

Ende

17

,

18

Pol

19

Basisschenkel

20

HF-Generator

21

Verstärker/Treiber

22

Leitung

23

Peakdetect- u. Hold-Bauelement

24

Verstärker

25

Peakdetect- u. Hold-Bauelement

26

Verstärker

27

Microcontroller

28

Datenausgabe

29

,

30

Meßwert

Claims (2)

1. Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers von Münzen, die in regelloser Folge auf einer Führungs­ bahn entlang der Führungskante gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Münzen (9) durch den Luftspalt eines der Führungskante (6) zugeordneten U-förmigen Ferrit­ kernes (15) geführt werden, dessen Spule (14) von einer Wechselspannung beaufschlagt ist, und daß der Rückfluß des magnetischen Feldes bei der jeder Münze (9) zugeordneten Eintauchtiefe (T) ermittelt und aus dem Rückfluß des magnetischen Feldes der Durchmesser der Münze (9) bestimmt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer Spule (14) bewickelte Ferritkern (15) mit den freien Enden (16) seiner Pole (17, 18) senkrecht zur Führungskante (6) gerichtet und in einem definier­ ten Abstand (D) zu dieser angeordnet ist, wobei der eine Pol (18) in der Führungsbahn (5) und der an­ dere Pol (17) im Abstand der Weite (W) des Luft­ spaltes oberhalb der Führungsbahn (5) angeordnet ist und die Weite (W) des Luftspaltes mindestens der größten Dicke der dicksten Münze (9) entspricht.