DE2825651A1

DE2825651A1 - Muenzensortiervorrichtung

Info

Publication number: DE2825651A1
Application number: DE19782825651
Authority: DE
Inventors: Akio Tanaka
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1977-06-21
Filing date: 1978-06-12
Publication date: 1979-01-18
Also published as: JPS548594A; US4206775A; DE2825651C2; JPS5830632B2; GB1604535A

Description

Fuji Electric Co., Ltd.
Kawasaki-shi, Japan

12. Juni 1978

Münzensortiervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Münzensortiervorrichtung, bei der eine (Meß-)Brückenschaltung aus einer längs eines MünzSchlitzes oder -kanals angeordneten Sortierspule und einem Normal-Impedanzelement gebildet ist und der beim Durchgang einer Münze herbeigeführte Abgleichzustand der Brückenschaltung zum Sortieren bzw. Aussortieren von Münzen abgegriffen wird.

Ein typisches Beispiel für eine bisherige Münzensortiervorrichtung dieser Art ist in Fig. 1 dargestellt.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 umfaßt (Meß-)Brückenschaltungen AB1 bis AB4, die mit einer Sortierspule Lo, deren Impedanz sich beim Vorbeilauf einer eingeworfenen Münze ändert, variablen bzw. Regelspulen L1 bis L4 als Normal-Impedanzelemente entsprechend den Nennwerten der zu sortierenden Münzen und Regelwiderständen R1 bis R4 gebildet sind, weiterhin einen Schwingungsgeber bzw. Oszillator Wo, Differentialverstärker 1, 11, 12 und 13, Gleichrichter- und Glättungskreise 2, 21, 22 und 23, Vergleichsschaltungen 3, 31, 32 und 33 sowie eine Entscheidungsschaltung 4. Mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 können Münzen mit vier verschiedenen Nennwerten sortiert werden.

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Wenn keine Münze in die Vorrichtung eingeworfen worden ist, sind die über die Differentialverstärker 1, 11, und 13 angelegten Ausgangssignale der Brückenschaltungen AB1 bis AB4 hohe Unabgleichspannungen.

Wenn eine eingeworfene Münze die Sortierspule Lo passiert, werden deren Induktivität verändert und in Abhängigkeit von dieser Induktivitätsänderung nur die dem Nennwert der betreffenden Münze entsprechende Brückenschaltung abgeglichen. Das Ausgangssignal dieser Brückenschaltung wird einer Differentialverstärkung in der betreffenden Differentialverstärkerschaltung unterworfen und dann durch den zugeordneten Gleichrichter- und Glättungskreis gleichgerichtet und geglättet. Das so behandelte Ausgangssignal wird an die betreffende Vergleichsschaltung angelegt, in welcher es zur Feststellung des Abgleichs der Brückenschaltung mit einer Bezugsspannung verglichen wird. In Fig. 2 sind die betreffenden Ausgangssignale des Differentialverstärkers, der Gleichrichter- und Glättungsschaltung sowie der Vergleichsschaltung mit V1, V2 bzw. V3 bezeichnet.

Das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung wird der Entscheidungsschaltung 4 eingegeben und in dieser gespeichert. Diese Schaltung gibt dabei ein Münzsignal (C1, C2, C3 und C4) entsprechend dem Nennwert der eingeworfenen Münze sowie ein Torsteuersignal G zur Trennung einer echten Münze von eimer falschen Münze ab.

Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung sind pro Nennwert mindestens drei Verstärker für Differentialverstärkung, Gleichrichtung/Glättung und Vergleichszwecke er-

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— κ —

forderlich, so daß zum Sortieren von Münzen von vier verschiedenen Nennwerten insgesamt zwölf Verstärker benötigt
werden. Die bisherige Münzensortiervorrichtung ist also insofern nachteilig, als sie teuer in der Herstellung ist und ziemlich viel Platz für die Schaltung benötigt. Um außerdem die Fertigungskosten möglichst senken zu können, müssen die aufwendigen Analogschaltungen weggelassen werden, die bei
einer Miniaturisierung Schwierigkeiten aufwerfen.

Es kann auch vorkommen, daß das Eingangssignal V1 der Vergleichsschaltung 3 im Bereich der Bezugsspannung variiert, wodurch das Ausgangssignal V30 der Vergleichsschaltung verändert wird. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit wurde bisher der Vergleichsschaltung eine in Fig. 2 bei V2 angedeutete
Spannungshysterese erteilt, um effektiv einen Vergleich auf zwei Pegeln zu erreichen. Wenn dabei jedoch das Eingangssignal V2 der Vergleichsspannung auch nur geringfügig kleiner wird als die Bezugsspannung, wird augenblicklich das ggf. fehlerhafte Sortiersignal abgegeben.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Ausschaltung der vorstehend geschilderten Mängel des Stands der Technik durch Schaffung einer verbesserten Münzensortiervorrichtung, die
ohne Beeinträchtigung ihrer Münzensortiergenauigkeit mit geringeren Fertigungskosten hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Münzensortiervorrichtung besteht eine (Meß-)Brückenschaltung aus einer Sortierspule, deren Impedanz sich beim Vorbeilauf einer Münze ändert, und einem dem Nennwert einer Münze entsprechenden Normal-Impedanzelement. Das Ausgangssignal der Brückenschaltung, die bei der Vorbeibewegung einer Münze an der Sortierspule abgeglichen

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wird, wird zum Sortieren oder Aussortieren von Münzen abgenommen. Die Vorrichtung ist so ausgelegt, daß eine Binärkodes enthaltende Meßbrücken-Ausgangsimpulsreihe, die durch Vergleichen eines durch Verstärkung des Meßbrücken-Ausgangssignals erhaltenen Signals mit einer Bezugsspannung in einer Vergleichsschaltung gebildet wird, mit einer Bezugssignal-Impulsreihe verglichen wird, welche dieselbe Periode besitzt wie ein vom Schwingungsgeber bzw. Oszillator für die Brückenschaltung geliefertes Wechselstromsignal; wenn ein bestimmter, für die Ausgangssignalimpulsreihe der Brückenschaltung festgelegter Binärkode nicht in zumindest einer Periode der Bezugsimpulsreihe auftritt, wird vorausgesetzt, daß die Brückenschaltung abgeglichen ist.

Zur Vermeidung von Fehlanzeigen kann sowohl für den Beginn als auch für die Beendigung des Münzensortiersxgnals ein Hystereseeffekt vorgesehen werden, indem dafür gesorgt wird, daß Anfang und Ende, d.h. Anstieg und Abfall des Signals über eine vorbestimmte Zahl von Perioden der Bezugsimpulsreihe hinweg stattfinden.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der wesentlichen

Bauteile einer bisherigen Münzensortiervorrichtung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung von Wellenformen zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung

gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

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Fig. 4 Wellenformdiagrairane zur Erläuterung

der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 3,

Fig. 5 ein Schaltbild der Sortierschaltung gemäß Fig. 3,

Fig. 6 Wellenformdiagrairane zur Veranschaulichung

der Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 5,

Fig. 7 ein Schaltbild einer bei der Schaltung

gemäß Fig. 5 verwendbaren Hystereseschaltung und

Fig. 8 Wellenformdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 7.

Nachdem die Fig. 1 und 2 eingangs bereits erläutert worden sind, ist im folgenden eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Fig. 3 bis 6 beschrieben. Dabei zeigen Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 5 ein Blockschaltbild einer bei dieser Vorrichtung verwendeten Sortier- oder Steuerschaltung. Die Fig. 4 und 6 sind Wellenformdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In Fig. 3 sind die den Teilen von Fig. 1 entsprechenden Bauteile mit ähnlichen Bezugsziffern wie dort bezeichnet.

Gemäß Fig. 3 sind die Ausgänge von Brückenschaltungen AB1 bis AB4, die jeweils für verschiedene Münzennennwerte vorgesehen sind, an zugeordnete Differentialverstärker 1, 11, 12 bzw. 13 angeschlossen. Die Brückenschaltungen enthalten eine gemeinsame Sorfcierspule Lo, d.h. die Sortierspule Lo bildet die eine Seite jeder Brückenschaltung. Die Ausgänge der Differentialverstärker 1, 11, 12 und 13 sind mit den Eingängen von Vergleichsschaltungen 3, 31, 32 bzw. 33 verbunden, deren Ausgänge unmittelbar mit einer Sortierschaltung 5 verbunden sind.

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Der Wechselspannungsausgang eines Oszillators Wo für die Brükkenschaltungen ist über eine Wellenformwandlerschaltung 6, etwa eine Schmitt-Triggerschaltung, an die Sortierschaltung angeschlossen. Die Wellenformwandlerschaltung 6 dient zur Lieferung eines Bezugssignalimpulses CP mit derselben Periode wie derjenigen der Frequenz des Wechselspannungssignals vom Oszillator, in^jäem das Wechselspannungssignal in eine Rechteckwelle mit Binärwerten umgewandelt wird. Die Schaltung 6 ist jedoch nicht immer notwendig, vielmehr kann der Wechselspannungsausgang unmittelbar an die Sortierschaltung 5 angeschlossen sein. In dieser Sortierschaltung 5 sind Sortierkreise in einer Zahl entsprechend derjenigen der zu bestimmenden Münzennennwerte vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform werden die Ausgangssignale der Brückenschaltungen AB1 bis AB4 durch die Differentialverstärker 1, 11, 12 bzw. 13 verstärkt und an die Vergleichsschaltungen 3, 31, 32 bzw. 33 angelegt, in denen die so verstärkten Ausgangssignale mit der Bezugsspannung verglichen werden; aufgrund dieses Vergleiches werden Signalimpulsreihen als Meßbrückenausgangssignale in Form von wechselnden Rechteckwellen mit Binärwerten (im folgenden einfach als Signalimpulsreihen bezeichnet) an die Sortierschaltung 5 angelegt. In Fig. 4 sind die Wellenformen des Ausgangssignals V1 des Differentialverstärkers 1, des Ausgangssignals V3O der Vergleichsschaltung 3 sowie des Bezugsimpulses CP in einem Nennwertsystem dargestellt. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, wird das Ausgangssignal V1 des Differentialverstärkers 1 im Unabgleichzustand der Brückenschaltung AB4 zu einer hohen Unabgleichspannung, während es gleich Null beträgt, wenn sich die Brückenschaltung AB4 im Abgleichzustand befindet. Dieses Ausgangssignal V1 wird in der Vergleichsschaltung 3 mit einer Bezugsspannung CV verglichen, und wenn sich die Brückenschaltung AB4 im ünabgleichzustand befindet, wird als Ausgangssignal V30 der Vergleichsschaltung 3 eine Signalimpulsreihe in Form einer Rechteckwelle mit Binärkodes und einer Periode entsprechend

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derjenigen des Wechselspannungssignals des Oszillators Wo geliefert. Wenn die Brückenschaltung AB4 abgeglichen ist, wird der Spitzen- bzw. Scheitelwert des Ausgangssignal V1 des Differentialverstärkers 1 niedriger als die Bezugsspannung CV, bis schließlich ein Ausgangesignal V3O, das einen Binärkode darstellt, kontinuierlich erzeugt wird. Wenn danach die Brückenschaltung AB4 wieder in einen Unabgleichzustand übergeht, liefert die Vergleichsschaltung 3 wiederum das Ausgangssignal V30 in Form einer Signalimpulsreihe. In Fig. 4 ist bei V30 das invertierte Ausgangssignal der Vergleichsschaltung dargestellt. Die Sortierschaltung, welche das Ausgangssignal V30 der Vergleichsschaltung 3 sowie das Bezugsimpulssignal CP empfängt, stellt das Vorhandensein oder Fehlen eines Sortiersignals in Abhängigkeit davon fest, ob das Ausgangssignal V30 der Vergleichsschaltung 3 während einer Periode des Bezugssignalimpulses CP einen negativen Zustand besitzt oder nicht. Mit anderen Worten: wenn sich die Brückenschaltung AB4 im Unabgleichzustand befindet, ist in einer Periode des Bezugssignalimpulses CP eine bestimmte Zeitspanne enthalten, während welcher das Ausgangssignal V30 der Vergleichsschaltung 3 negativ wird; wenn sich die Brückenschaltung AB4 dagegen im Abgleichzustand befindet, ist die Zeitspanne, während welcher das Ausgangssignal V30 der Vergleichsschaltung 3 negativ wird, nicht in einer Periode des Bezugssignalimpulses enthalten. Das Vorhandensein oder Fehlen des Sortiersignals kann somit in jeder Periode des Bezugssignalimpulses CP bestimmt werden. Die Sortierschaltung 5 unterwirft den Bezugssignalimpuls CP sowie das Ausgangssignal V30 der Vergleichsschaltung 3 einem Vergleich, um daraufhin ein Münzzählsignal C1 sowie ein Torsteuersignal G für ein Münzeinwurf-Rückgabetorelement zu liefern.

Im folgenden ist die Sortierschaltung 5 anhand von Fig. 5 näher erläutert, die ein Schaltbild einer Sortierschaltung zeigt, die einem der Systeme für die verschiedenen Münznennwerte zugeordnet ist. Wenn beispielsweise Münzen vier

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verschiedener Nennwerte sortiert werden sollen, müssen vier Sortierschaltungen in der Art gemäß Fig. 5 vorgesehen werden.

Die Sortierschaltung gemäß Fig. 5 umfaßt eine Eingangsklemme 10, an welcher der Bezugssignalimpuls bzw. das Bezugssignal CP angelegt wird, Flip-Flops FF1 bis FF5, von denen die Flip-Flops FF1 und FF2 D-Flip-Flops und die Flip-Flops FF3 bis FF5 RS-Flip-Flops sind, eine NOR-Schaltung NOR, ein ODER-Glied OR, UND-Glieder AD1 bis AD6 sowie eine NEIN-Schaltung NOT.

Die Klemme 10, an die das Bezugssignal CP angelegt wird, ist mit den Taktimpulseingangsklemmen T der Flip-Flops FF1 und FF2 verbunden. Die Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF1 ist an die Klemme D des Flip-Flops FF2 sowie an die eine Eingangsklemme der NOR-Schaltung NOR angeschlossen, deren andere Eingangsklemme mit der Klemme Q des Flip-Flops FF2 verbunden ist. Die Ausgangsklemme der NOR-Schaltung NOR ist mit der Eingangsklemme D des Flip-Flops FF1 verbunden, und das Ausgangäsignal der NOR-Schaltung NOR wird auch als Zeit- bzw. Taktsteuersignal CS3 einer zweiten Eingangsklemme des UND-Glieds AD3, einer zweiten Eingangsklemme des UND-Glieds AD5 sowie der Stell- bzw. Setzklemme S des Flip-Flops FF3 aufgeprägt. Das an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF1 erscheinende Signal wird als Taktsteuersignal CS1 an eine zweite Eingangsklemme des UND-Glieds AD1, eine zweite Eingangsklemme des UND-Glieds AD6 sowie die Setzklemme S des Flip-Flops FF4 angelegt. Das an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF2 erscheinende Signal wird als Taktsteuersignal CS2 einer zweiten Eingangsklemme des UND-Glieds AD2, einer zweiten Eingangsklemme des UND-Glieds AD4 sowie der Setzklemme S des Flip-Flops FF5 aufgeprägt. Das Ausgangssignal V30, beispielsweise der Vergleichsschaltung 3 (Fig. 3),wird über die NEIN-Schaltung NOT an die ersten Eingangsklemmen der UND-Glieder AD1 bis AD3 angelegt. Die Ausgänge der UND-Glieder AD1 bis AD3 sind mit den Rückstellklem-

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men R der Flip-Flops FF3 bis FF5 verbunden. Die Ausgangsklemmen Q der Flip-Flops FF3 bis FF5 sind an die ersten Eingangsklemmen der UND-Glieder AD4 bis AD6 angeschlossen, deren Ausgänge an die Eingangsklemmen des ODER-Glieds OR angeschlossen sind. Der Ausgang des ODER-Glieds OR ist mit einer Ausgangsklemme OUT verbunden, über welche das Münzzählsignal bzw. das Torsteuersignal für das Torelement zum Trennen einer echten Münze von einer falschen Münze (im folgenden einfach als "Sortiersignal" bezeichnet) übertragen werden.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der Sortierschaltung gemäß Fig. 5 anhand der Wellenformen nach Fig. 6 erläutert.

Wie bei CP in Fig. 6 angedeutet, ist der Bezugssignalimpuls bzw. das Bezugssignal CP ein wechselndes Rechteckwellenimpulssignal mit einer Periode entsprechend derjenigen des Wechselspannungssignals vom Oszillator Wo der Brückenschaltung. Das Ausgangssignal V3O der Vergleichsschaltung 3 wird in Form eines wechselnden Rechteckwellenimpulssignals geliefert, dessen Periode im Unabgleichzustand der Brückenschaltung der Periode des Wechselspannungssignals des Oszillators Wo entspricht; im Abgleichzustand der Brückenschaltung wird andererseits das Ausgangssignal V30 in Form eines Signals geliefert, dessen Größe oder Pegel unverändert bleibt. Die Wellenform des Ausgangssignals V30 ist an der entsprechenden Stelle in Fig. 6 dargestellt.

Wenn das Bezugssignal CP nicht an die Taktimpulsklemmen T der Flip-Flops FF1 und FF2 angelegt ist, wobei logische Signale "0" über, idie Ausgangsklemmen Q der Flip-Flops FF1 und FF2 an die Eingangskiemmen der NOR-Schaltung NOR angelegt werden, entspricht das Ausgangssignal der NOR-Schaltung NOR einem logischen Signal "1", wobei das entsprechende Signal

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"1" der Eingangsklemme D des Flip-Flops FF1 aufgeprägt wird. Wenn unter diesen Bedingungen das erste Bezugssignal CP1 an die Taktimpulsklenune T des Flip-Flops FF1 angelegt wird, erscheint an dessen Ausgangsklemme Q das Signal "1". Das erste Bezugssignal CP1 wird auch an die Taktimpulsklemme T des Flip-Flops FF2 angelegt; der Ausgang dieses Flip-Flops FF2 wird jedoch auf "0" gehalten, weil das Signal "0" an seiner Eingangsklemme D anliegt. Wenn das Signal "1" an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF1 auf vorher beschriebene Weise erscheint, geht das Ausgangssignal der NOR-Schaltung NOR von "1" auf "0" über, so daß das Signal "0" an die Eingangsklemme D des Flip-Flops FF1 angelegt wird. Wenn beim Anliegen der Signale "0" und "1" an den Eingangsklemmen D der Flip-Flops FF1 bzw. FF2 das zweite Bezugssignal CP2 den Taktimpulsklemmen T der Flip-Flops FF1 und FF2 aufgeprägt wird, wird an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF1 das Signal "0" geliefert, während an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF2 das Signal "1" erscheint. Während der Zeitspanne vom Auftreten des ersten Bezugssignals CP1 bis zum Erscheinen des zweiten Bezugssignals CP2 bleibt das Signal "1" an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF1 erhalten. Dieses Signal "1" wird als Zeit- bzw. Taktsteuersignal CS1 (vergleiche Fig. 6) geliefert. Durch das zweite Bezugssignal CP2 wird das Ausgangssignal des Flip-Flops FF1 auf "0" geändert, während das Ausgangssignal des Flip-Flops FF2 auf "1" übergeht. Das Ausgangssignal der NOR-Schaltung NOR ist daher nach wie vor eine "0".

Bei Anlegung des dritten Bezugssignals CP3 an die Taktimpulsklemmen T der Flip-Flops FF1 und FF2 ändert sich das Signal "0" an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF1 nicht. Andererseits wird an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF2 das Signal "0" geliefert. Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht/ bleibt während der Zeitspanne vom Auftreten des zweiten Bezugssignals CP1 bis zum Auftreten des dritten Bezugs-

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signals CP3 das Signal "1" an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF2 erhalten. Dieses Signal "1" wird als Zeit- bzw. TaktSteuersignal CS2 (CS3 in Fig. 6) geliefert. Wenn das dritte Bezugssignal an die Flip-Flops FF1 und FF3 angelegt wird, werden die Signale "0" den Eingangsklemmen der NOR-Schaltung NOR eingespeist, wodurch deren Ausgangssignal auf den Zustand "1" übergeht.

Bei Anlegung des vierten Bezugssignals CP4 an die Taktimpulsklemmen T der Flip-Flops FF1 und FF2 erscheint das Signal "1" an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF1, während das Signal "0" an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF2 erhalten bleibt. Infolgedessen ändert sich das Ausgangssignal der NOR-Schaltung NOR auf "0". Während der Zeitspanne vom Auftreten des dritten Bezugssignals CP3 bis zum Erscheinen des vierten Bezugssignals CP4 liegt daher ständig das Signal "1" am Ausgang der NOR-Schaltung NOR an. Dieses Signal "1" wird als Taktsteuersignal CS3 (vergleiche Fig. 6) geliefert.

Die Arbeitsweise der Flip-Flops FF1 und FF2 sowie der NOR-Schaltung NOR nach Anlegung des vierten Bezugssignals CP4 entspricht der Arbeitsweise dieser Elemente nach Anlegung des ersten Bezugssignals CP1. Die Arbeitsweise der Flip-Flops FF1 und FF2 sowie der NOR-Schaltung NOR nach der Anlegung des fünften Bezugssignals CP5 ist ähnlich der Arbeitsweise dieser Elemente nach der Anlegung des zweiten Bezugssignals CP2. Die TaktSteuersignale CS1, CS2 und CS3 werden somit durch die aus den Flip-Flops FF1 und FF2 sowie der NOR-Schaltung NOR bestehende Schaltung wiederholt nacheinander und synchronisiert mit der Periode der Bezugssignalimpulsreihe CP erzeugt.

Wenn noch keine Münze die Sortierspule Lo passiert hat, befindet sich die Brückenschaltung in einem unabgeglichenen Zustand, in welchem das Ausgangssignal V30 der Vergleichsschaltung 3 ein wechselndes bzw. alternierendes Rechteckwellenimpuls-

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signal ist, dessen Periode derjenigen der Bezugssignalimpulsreihe CP entspricht. Der "O"-Pegelzustand des Ausgangssignals V3O erscheint daher einwandfrei während der Periode jedes der Taktsignale CS1, CS2 und CS3, d.h. in einer Periode der Bezugssignalimpulsreihe CP. Das Flip-Flop FF4 wird durch das Taktsignal CS1 gesetzt, und infolgedessen wird das Signal "1" über seine Ausgangsklemme Q an die Eingangsklemme des UND-Glieds AD5 angelegt. Die UND-Bedingung des UND-Glieds AD5 ist dabei jedoch noch nicht erfüllt, weil das Taktsignal CS3 noch nicht anliegt. Sodann wird das Flip-Flop FF5 durch das Taktsignal CS2 gesetzt, so daß das Signal "1" an die erste Eingangsklemme des UND-Glieds AD6 angelegt wird; dabei ist jedoch die UND-Bedingung des UND-Glieds AD6 nicht erfüllt, weil das Taktsignal CS1 noch nicht vorhanden ist. Andererseits ist die UND-Bedingung des UND-Glieds AD2, welches das Taktsignal CS2 und das durch Invertieren des Ausgangssignals V30 der Vergleichsschaltung 3 erhaltene Signal abnimmt, erfüllt, sobald der Pegel des 'Ausgangssignals V30 auf den negativen "O"-Pegel übergeht, wodurch das Signal "1" an der Rückstellklemme R des Flip-Flops FF4 erscheint. Infolgedessen wird das Signal "0" an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF4 erzeugt, und bevor das Taktsignal CS3 geliefert wird, wird das Signal "0" an die erste Eingangsklemme des UND-Glieds AD5 angelegt. Nach Lieferung des Taktsignals CS3 ist das Flip-Flop FF3 gesetzt, so daß das Signal "1" an die erste Eingangsklemme des UND-Glieds AD4 angelegt wird; die UND-Bedingung des UND-Glieds AD4 ist jedoch nicht erfüllt, weil zu diesem Zeitpunkt das Taktsignal CS2 noch nicht vorhanden ist. Die UND-Be- , dingung des UND-Glieds AD3, welches das Taktsignal CS3 und das durch Invertieren des Ausgangssignals V30 der Vergleichsschaltung 3 erhaltene Signal abnimmt, ist augenblicklich erfüllt, wenn -das Ausgangssignal V30 auf den negativen "O"-Pegel übergeht, so daß das Flip-Flop FF5 rückgestellt wird. Bevor das Taktsignal CS1 an das UND-Glied AD6 angelegt wird, wird somit das Signal "0" der einen Eingangsklemme des UND-Glieds AD6 aufgeprägt. Wenn das Taktsignal CS1 nach dem Taktsignal CS3 wieder

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geliefert wird, wird das Flip-Flop FF4 gesetzt. Wenn andererseits der Pegel des Ausgangssignals V30 auf den negativen "O"-Pegel übergeht, wird das UND-Glied AD1 durchgeschaltet, wodurch das Flip-Flop FF3 rückgestellt wird. Nach dem Rückstellen des Flip-Flops FF3 wird das Signal "0" an die erste Eingangsklemme des UND-Glieds AD4 angelegt, bevor diesem das Taktsignal CS2 aufgeprägt wird. Die Flip-Flops FF3 bis FF5 werden durch die vorhergehenden Taktsignale gesetzt und durch die nachfolgenden Taktsignale rückgestellt, wenn das Ausgangssignal V30 der Vergleichsschaltung 3 auf den negativen ¹¹O"-Pegel übergeht. Mit anderen Worten: das Ausgangssignal V30 der Vergleichsschaltung 3 wird in jeder Periode der Bezugssignalimpulsreihe CP geprüft, und wenn sich die Brückenschaltung in einem Unabgleichzustand befindet, treten wiederholt die Setz- und Rückstellzustände der Flip-Flops FF3 bis FF5 auf.

Wenn das Ausgangssignal V30 der Vergleichsschaltung 3 auf die bei V30 in Fig. 6 angedeutete Weise zu einem Signal "1" wird, dessen Pegel kontinuierlich konstant bleibt, d.h. wenn die Brückenschaltung abgeglichen wird, so daß ihr Ausgangssignal niedriger ist als die Bezugsspannung CV, wird das durch das Taktsignal CS2 gesetzte Flip-Flop FF5 durch das Taktsignal CS3 nicht rückgestellt. Nach dem, Setzen des Flip-Flops FF5 durch das Taktsignal CS2 bleibt das Ausgangssignal V30 der Vergleichsschaltung 3 auf dem Pegel "1". Infolgedessen ist die UND-Bedingung des UND-Glieds AD3, welches das durch Invertieren des Ausgangssignals V2 erhaltene Signal sowie das Taktsignal CS3 empfängt, nicht erfüllt, so daß auch kein Rückstelleingangssignal an das Flip-Flop FF5 angelegt wird. Infolgedessen wird das Signal "1" kontinuierlich von der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF5 an die erste Eingangsklemme des UND-Glieds AD6 angelegt, bis das Taktsignal CS3 und das den Pegel "0" besitzende Signal des Ausgangssignals V30 in Koinzidenz miteinander auftreten(S3 in

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Pig. 6). Das Flip-Flop FF1 ist durch das Taktsignal CS3 gesetzt worden. Danach ist bei Lieferung des Taktsignals CS1 die UND-Bedingung des UND-Glieds AD6 erfüllt, so daß von diesem das Ausgangssignal "1" geliefert wird, das in Fig. 6 bei S3O angedeutet ist. Das Ausgangssignal "1" wird über das ODER-Glied OR zur Ausgangsklemme OUT geleitet. Das das Taktsignal CS1 empfangende UND-Glied AD1 wird nicht durchgeschaltet, weil das Ausgangssignal V30 während der Periode des Taktsignals CS1 den Pegel "1" besitzt. Aus diesem Grund bleibt das Flip-Flop FF3 gesetzt, und das Signal "1" wird kontinuierlich von der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF3 an die erste Eingangsklemme des UND-Glieds AD4 angelegt, bis das Flip-Flop FF3 rückgestellt ist (S1 in Fig. 6). Das Flip-Flop FF4 ist dabei durch das Taktsignal CS1 gesetzt worden.

Nach dem Verschwinden des Taktsignals CS1 wird das Taktsignal CS2 geliefert. Hierdurch wird das UND-Glied AD4 für die Periode des Taktsignals CS2 leitend gemacht bzw. durchgeschaltet, so daß das in Fig. 6 mit S20 angedeutete Ausgangssignal "1" des UND-Glieds AD4 über das ODER-Glied OR an die Ausgangsklemme OUT angelegt wird. Die UND-Bedingung des UND-Glieds AD2, welches das Taktsignal CS2 an seiner ersten Eingangsklemme und das Ausgangssignal V30 an seiner zweiten Eingangsklemme empfängt, ist nicht erfüllt, weil das Ausgangssignal V2 den Pegel "1" besitzt. Infolgedessen wird das Flip-Flop FF4 nicht rückgestellt, vielmehr bleibt es während einer Zeitspanne gesetzt, die sich vom Augenblick des Setzens durch das Taktsignal CS1 bis zum Auftreten des den Pegel "O" besitzenden Signals im Ausgangssignal V30 während der Periode erstreckt, in welcher das Taktsignal CS2 geliefert wird, wie dies bei

ist
S2 in Fig. 6 angedeutete Wenn das Taktsignal CS3 bei gesetztem Flip-Flop FF4 erzeugt wird, wird das UND-Glied AD5 während der Zeitspanne durchgeschaltet, während welcher das Taktsignal

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CS3 geliefert wird. Das ODER-Glied OR gibt somit das in Fig. bei SJ angedeutete Sortiersignal ab.

Sodann geht der Zustand der Brückenschaltung

wieder vom Abgleich in den Unabgleich über, wodurch das auf dem Pegel "1" gehaltene Ausgangssignal V30 der Vergleichsschaltung 3 in das wechselnde Rechteckwellensignal geändert wird, welches die Signale ¹M" und "0" enthält. Hierbei wird das Taktsignal CS3 in dem Augenblick erzeugt, in welchem das Ausgangssignal V30 auf den Pegel "0" übergeht, so daß die UND-Bedingung des UND-Glieds AD3 erfüllt ist und somit das Flip-Flop FF5 rückgestellt wird.

Wenn das Ausgangssignal V30 während der Periode des Taktsignals CS1 auf den Pegel "0" übergeht, wird das UND-Glied AD1 zum Rückstellen des Flip-Flops FF3 durchgeschaltet. Mit Hilfe des Taktsignals CS2, das nach dem Taktsignal CS1 und nach dem "O"-Pegel des Ausgangssignals V30 erscheint, wird das UND-Glied AD2 zum Rückstellen des Flip-Flops FF4 durchgeschaltet. Danach werden die Flip-Flops FF3 bis FF5 mittels der Taktsignale CS1 bis CS3 sowie des Ausgangssignals V30 jeweils nacheinander und in Synchronisation mit der Periode der Bezugssignalimpulsreihe gesetzt und rückgestellt, wobei das Ausgangssignal V30 eine Signalimpulsreihe in Form einer wechselnden bzw. alternierenden Rechteckwelle ist.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht,

wird erfindungsgemäß die Wechselspannungsfrequenz des Oszillators für die Brückenschaltung als Bezugssignalimpulsrexhe benutzt, wobei die Ausgangssignale der Brückenschaltungen, die nicht gleichgerichtet und geglättet sind, in den Vergleichsschaltungen mit der Bezugsspannung verglichen werden und die Ausgangssignale

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der Vergleichsschaltungen mit dem Bezugsignalimpuls bzw. Bezugssignal verglichen werden, wodurch festgestellt werden kann, daß eine Brückenschaltung abgeglichen ist. Die Erfindung bietet somit den Vorteil, daß auf die schwierig zu miniaturisierende und kostenaufwendige Gleichrichter- und Glättungsschaltung in der Analogschaltung verzichtet werden kann.

Zur Verhinderung von Fehlanzeigen für Münzen kann mittels einer Schaltung gemäß Fig. 7 eine Hystereseeffekt sowohl in den Anfang bzw. Anstieg als auch in das Ende bzw. den Abfall des Münzensortiersignals eingeführt werden.

Die Schaltung gemäß Fig. 7 umfaßt eine an die Ausgangsklemme OUT gemäß Fig. 1 angeschlossene Klemme OUT1, Flip-Flops FF6 bis FF9, von denen die Flip-Flops FF6 bis FF8 D-Flip-Flops sind und das Flip-Flop FF9 ein RS-Flip-Flop ist, UND-Glieder AD7 bis AD8 sowie eine Eingangsklemme CP1O für die Bezugssignalimpulsreihe.

Die Klemme 0UT1 ist an die Eingangsklemme D des Flip-Flops FF6 angeschlossen, dessen Ausgangsklemme Q mit der Eingangskiemme D des Flip-Flops FF7 verbunden ist, dessen Ausgangsklemme Q wiederum an der Eingangsklemme D des Flip-Flops FF8 liegt. Die Eingangsklemme CP1O ist mit den Taktimpulsklemmen T der Flip-Flops FF6 bis FF8 verbunden. Die Ausgangsklemmen Q der Flip-Flops FF6 bis FF8 sind an die Eingangsklemmen des UND-Glieds AD7 angeschlossen, während die Ausgangsklemmen Q der Flip-Flops FF6 bis FF8 mit den Eingangsklemmen des UND-Glieds AD8 verbunden sind. Die Ausgangsklemme des UND-Glieds AD7 liegt an der Setzklemme S des Flip-Flops FF9, während die Ausgangsklemme des UND-Glieds AD8 an die Rückstelleklemme R des Flip-Flops FF9 angeschlossen ist.

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Die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 7 ist im folgenden anhand der Wellenformen gemäß Fig. 8 beschrieben.

Die über die Eingangsklemme CP1O an die Taktim-

pulsklemmen T der Flip-Flops FF6 bis FF8 angelegte Bezugssignalimpulsreihe CP ist ein wechselndes bzw. alternierendes Rechteckwellensignal, dessen Periode, wie bei CP in Fig. 8 angedeutet, der Periode des Wechselspannungssignals gleich ist, das vom Oszillator für die Brückenschaltung erzeugt wird. Ein Signal SJ (Fig. 8) stellt das an der Ausgangsklemme OUT in Fig. 5 abgegebene Sortiersignal dar. Wenn das über die Klemme OUT1 an das Flip-Flop FF6 angelegte Sortiersignal SJ den Zustand "0" besitzt, bleibt das Ausgangssignal "0" an der Ausgangsklemme Q dieses Flip-Flops auch dann unverändert, wenn die Bezugssignalimpulsreihe CP an die Taktimpulsklemme T des Flip-Flops FF6 angelegt wird. Das Signal "1" wird an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF6 durch die Impulsreihe CP ausgegeben, die erstmals erscheint, nachdem das an der Eingangsklemme D des Flip-Flops FF6 liegende Signal SJ auf den !Zustand "1" übergegangen ist. Infolgedessen wird das Signal "1" an die Eingangsklemme D des Flip-Flops FF7 angelegt. Dabei wird das Signal "1" an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF7 durch die Bezugssignalimpulsreihe geliefert, die nach dem übergang des Signals SJ auf den Zustand "1" zum zweiten Mal erscheint. Hierdurch wird das Signal "1" der Ausgangsklemme D des Flip-Flops FF8 aufgeprägt. Ebenso wird das Signal "1" an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF8 durch die Bezugssignalimpulsreihe » CP geliefert, die das dritte Mal auftritt, nachdem sich das Signal SJ auf "1" geändert hat. Das Signal SJ bleibt auf dem Zustand "1", bis das Signal "1" an der Ausgangsklemme Q des FIiP¹FlOpS FF8 geliefert wird. Daher werden die Ausgangsklemmen der Flip-Flops FF6 und FF7 auf dem Pegel "1" gehalten. Die UND-Bedingung des UND-Glieds AD7 ist daher erfüllt, sobald das Signal "1" an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF8 erscheint,

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und infolgedessen wird das Flip-Flop FF9 zur Lieferung des Signals "1" an seiner Ausgangsklemme Q gesetzt (vergleiche SQ in Fig. 8). Bei diesem Vorgang werden die Signale "0" an den Ausgangsklemmen Q der Flip-Flops FF6 bis FF8 abgegeben, so daß das UND-Glied AD8 nicht durchgeschaltet wird.

Danach ändert sich der Pegel des Signals SJ von "1" auf "0". In diesem Fall werden die Signale "0" und "1" an den Ausgangsklemmen Q und Q des Flip-Flops FF6 durch die Bezugssignalimpulsreihe geliefert, die erstmalig nach dem Umschalten des Pegels des Signals SJ von "1" auf "0" erscheint, weshalb das Signal "0" von der Ausgangsklemme Q an die Eingangsklemme D des Flip-Flops FF7 angelegt wird. Infolgedessen erscheinen die Signale ¹¹O" und "1" an den Ausgangsklemmen Q bzw. Q des Flip-Flops FF7 unter dem Einfluß der Bezugssignalimpulsreihe, die beim übergang des Signals SJ von "1" auf "0" zum zweiten Mal erscheint. Ebenso werden die Signale "0" und "1" an den Ausgangsklemmen Q bzw. Q des Flip-Flops FF8 durch die Bezugssignalimpulsreihe CP geliefert, welche das dritte Mal erscheint, nachdem das Signal SJ von seinem Pegel "0" auf seinen Pegel "1" übergegangen ist. Hierbei wurde das Signal SJ auf dem Pegel "0" gehalten, da es vom Pegel "1" auf den Pegel "0" geändert worden ist. Aus diesem Grund bleiben die Signale "1" an den Ausgangsklemmen Q der Flip-Flops FF6 und FF7 erhalten. Wenn daher das Signal "1" an der Klemme Q des Flip-Flops FF8 anliegt, ist die UND-Bedingung des UND-Glieds AD8 erfüllt, so daß das Rückstellsigna^ an das Flip-Flop FF9 angelegt und letzteres hierdurch rückgestellt wird. Folglich erscheint das Signal "0" an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops FF9.

Bei dieser Ausführungsform kann das Vorhandensein oder Fehlen des Sortiersignals bestimmt werden, wenn nach dem

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Auftreten des Sortiersignals SJ in drei Perioden der Bezugssignalimpulsreihe das Fehlen des Sortiersignals SJ über drei Perioden dieser Impulsreihe andauert. Auf diese Weise kann der Vergleichsschaltung eine Analogspannungshysterese verliehen werden, während es weiterhin auch möglich ist, denselben Effekt wie bei einer Spannungshysterese bei der Vergleichsschaltung vorzusehen, selbst wenn das Signal SJ geliefert wird. Die vorstehend beschriebene Schaltung ist so ausgelegt, daß dann, wenn das Signal SJ auftritt und dann verschwindet, festgestellt wird, ob diese beiden Zustände des Signals SJ über die gleiche Periodenzahl der Bezugssignalimpulsreihe kontinuierlich erhalten bleiben oder nicht. Die Länge der Perioden der Bezugssignalimpulsreihe, während welcher die Dauerzustände unverändert bleiben sollen, kann jedoch beispielsweise derart variiert werden, daß festgestellt wird, ob das Vorhandensein des Signals SJ über zwei Perioden der Bezugssignalimpulsreihe besteht und ob das NichtVorhandensein dieses Signals SJ über drei Perioden dieser Impulsreihe andauert.

Bei der vorstehend beschriebenen Münzenp^rtiervorrichtung gemäß der Erfindung kann also die Gleichrichter- und Glättungsschaltung, d.h. eine aufwendige Analogschaltung, die einer Miniaturisierung schwer zugänglich ist, weggelassen werden, und es kann eine Analogspannungshysterese vorgesehen werden, wobei auch dieselbe Wirkung wie diejenige einer Spannungshysterese selbst beim Beginn bzw. Anstieg des Sortiersignals gewährleistet werden kann.

Zusammenfassend wird mit der Erfindung also eine Münzensortiervorrichtung geschaffen, die eine Anzahl von Impedanz-Meßbrücken aufweist, die ihrerseits jeweils ein Impedanzelement entsprechend einem bestimmten Münzennennwert sowie ein Element enthalten, dessen Impedanz sich bei der Vorbeibewegung einer Münze ändert. Das von jeder Meßbrücke abgegebene Wechselspannungssignal wird mit einem Bezugspegel verglichen, und das

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Komparator-Ausgangssignal wird sodann mit einer Rechteckwelle verglichen, die eine Periode entsprechend derjenigen des Wechselspannungssignals zur Erregung der Meßbrücke besitzt. Wenn eine Meßbrücke aufgrund des Vorbeilaufs der betreffenden Münze abgeglichen wird, bleibt das Komparator-Ausgangssignal während einer Zeitspanne entsprechend mehr als einer Periode des Erregungssignals auf einer bestimmten Größe bzw. einem bestimmten Pegel, wodurch eine Münze identifizert werden kann.

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Claims

Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte

Fuji Electric Co., Ltd. Möhlst_raße37

Kawasaki-shi, Japan D-8000 München 80

Tel.: 089/982085-87 Telex: 0529802 hnkld Telegramme: ellipsoid

1²· Juni 1978

Patentansprüche

1J Münzsortiervorrichtung, bei welcher ein Erregungssignal an eine (Meß-)Brückenschaltung mit einer Sortierspule, deren Impedanz sich beim Vorbeilauf einer Münze ändert, und mit einem Normal-Impedanzelement mit einer einem bestimmten Münzennennwert entsprechenden Impedanz angelegt wird, wobei das Av gangssignal bei abgeglichener Brückenschaltung den Vorbeilauf bzw. Durchgang einer Münze eines bestimmten Nennwerts anzeigt, gekennzeichnet durch erste Vergleichseinrichtungen (3, 31, 32, 33) zum Vergleichen des Ausgangssiqnals der (betreffenden) Brückenschaltung (AB1 - AB4) mit einer Bezugsspannung und zur Lieferung eines ersten Vergleichsausgangssignals, durch eine Zeitsteuer- bzw. Takteinrichtung (6) zur Lieferung von wechselnden bzw. alternierenden Taktsignalen und durch eine zweite Vergleichseinrichtung (5) zum Vergleichen des Taktsignals mit dem ersten Vergleichsausgangssignal zur Bestimmung des Abgleichzustands des Brückenschaltung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Vergleichsausgangssignal eine binäre Impulsreihe ist und daß die zweite Vergleichseinrichtung unter Lieferung eines zweiten Vergleichsausgangssignals bestimmt,

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daß die Brückenschaltung abgeglichen ist, wenn eine der Binärgrößen im ersten Vergleichsausgangssignal während einer vorbestimmten Periode oder Zeitspanne nicht auftritt, deren Dauer zumindest einer Periode des Taktsignals entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vergleichseinrichtung unter Beendigung der Lieferung des zweiten Vergleichsausgangssignals bestimmt oder feststellt, daß die Brückenschaltung unabgeglichen ist, wenn eine der Binärgrößen während einer Anzahl aufeinanderfolgender Perioden des Taktsignals auftritt.
4. Vorrichtung ?iach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Periode oder Zeitspanne mehr als eine Periode des Taktsignals umfaßt und daß die Zahl der aufeinanderfolgenden Perioden größer ist als 1.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode des Taktsignals der Periode des Erregungssignals gleich ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Takteinrichtung ein Schmitt-Trigger ist, welcher das Erregungssignal abnimmt und ein Rechteckwellen-Taktsignal liefert.

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