DE2015131A1 - Elektronischer Münzanalysator - Google Patents

Description

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DR-HEINRICHHERMELINK München, den 25. März 1970 ,

8Mflhdien60,Apolloweg9,TeI.572743 I ·

- = ■ , . _t. 55/001 -Dr. Hk/P 2015131

ELEKTRONISCHER MUNZANALYSATOR .

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung iet eine elektronische Vorrichtung fur die Prüfung oder Analyse verschiedener Munzsorten wahrend sie frei durch einen Münzkanal fallen. Eine derartige Vorrichtung hat ihr hauptsachliches Anwendungsgebiet in Münzautomaten und dergleichen, zwecks der Prüfung und Analyse der in sie e ingeworfeneru_Munzsorten.

Dabei wird die Analyse der eingeworfenen Münzen aufgrund der elektrischen und magnetischen Eigenschaften des MunzmateriaIs, sowie auf Grund der geometrischen Ausmasse der Münzen ausgeführt.

Ee sind Munzprufer bekannt, in denen die Beurteilung der Münzen auf mechanischem oder elektromechanischen! Wege erfolgt, auf Grund der.geometrisehen Merkmale derselben, wie z.B. Munzdurchmesser, Munzdicke, Munzrand (ob glatt oder gerändelt), Lochung, oder auf Grund anderer physikaIisehen Eigenschaften wie z.B. M.unzgew icht. Doch sind derartige Vorrichtungen im allgemeinen unfähig, gefälschte oder im allgemeinen unannehmbare Münzen zurückzuweisen, wenn z.B. ihre geometrischen Eigenschaften denen der annehmbaren Münzen sehr nahe kommen und dieser NachteiI macht sich besonders fühlbar wenn die von der Maschine angenommenen Münzen spater fur die Ruckgabe eines Restes verwendet werden. Ausserdem sind derartige bekannte Vorrichtungen sehr verschIeissanfaI I ig,

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und benotigen folglich häufige Instandhaltungsarbeiten.

Es sind auch elektronische Munzprufer bekannt, in denen die Beurteilung der Münzen auf einer oder mehreren eIektrisehen Eigenschaften des MunzmateriaIs (wie magnetische Durchlässigkeit oder elektrische Leitfähigkeit) beruht, aber derartige Vorrichtungen haben im allgemeinen den Nachteil, dass sie fur jede anzunehmende Munzsorte einen eigenen Münzkanal benotigen.

fc Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die

Beurteilung und deshalb die Auswahl der verschiedenen Munzsorten, sowie die Trennung der annehmbaren Münzen von den unannehmbaren durch eine Lesevorrichtung vorgenommen, welche die elektrischen und magnetischen Parameter der durch die Vorrichtung fallenden Münzen liest, wonach die Signale der Lesevorrichtung auf geeignete Weise umgewandelt und durch Bandpassfilter zwecks ihrer weiteren Verarbeitung dann durchgelassen werden, wenn die Münze von einer annehmbaren Sorte ist, waren sie von den Filtern gesperrt werden, falls die Münze von einer unannehmbaren Sorte ist.

Die Lesevorrichtung umfasst im wesentlichen einen Münzkanal aus Plastik oder einem anderen ηicht-Ieitenden Stoff, um den eine Kupferdrahtspule gewunden ist; die in die Vorrichtung eingeworfenen Münzen fallen frei durch den Kanal und wenn sie die von der Spule umgebene Zone erreichen, erzeugen sie selbstverständlich eine Änderung der elektromagnetischen Merkmale des von der Spule umgebenen Mittels

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und dadurch eine Änderung ihrer Induktanz.

Besitzt die Münze ferromagnetische Eigenschaften, so erzeugt sie eine Zunehme der induktanz, von ihrem Anfangswerte bis zur Erreichung eines Maximums, wenn die Münze den ungefähren Mittelpunkt der Spule erreicht hat. Nicht ferromagnetische Münzen wirken vorwiegend durch ihre elektrische Leitfähigkeit, indem sie eine negative Induktanzanderung hervorrufen, infolge von durch Joule- und Hauteffekt erzeugten Verlusten.

In beiden Fallen sind die so erhaltenen Änderungen des Absolutwertes der Induktanz auch eine Funktion der geometrischen Merkmale der Münzen.

Fo Ig Iich können a I Ie Munzsorten analysiert werden, und folglich benotigt der erfindungsgemasse Munzprufer nur einen einzigen Münzkanal und eine einzige Spule, die jede durchfallende Münze aufgrund des Absolutwertes und des Vorzeichens der in sie hervorgerufenen Induktanzanderungen sozusagen "lesen" kann. ,

Die Lesespule ist mit dem Schwingungskreis eines OsziI I ators (Grossenordnung der Frequenz = 70 khz) verbunden. Auf diese Weise entsprechen den durch eine Münze in der Spule hervorgerufenen Induktanzanderungen"augenbIickIiehe Frequenzanderungen im OsziIlator. Erfindungsgemass wird der *6chw ingungskre i s mit so vielen Stromkreisen parallel geschaltet, als die Vorrichtung Munzsorten annehmen soll, wobei

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jeder Stromkreis im wesentlich aus einem Bandpassfilter sowie aus Schaltungseinheiten zur Verarbeitung der von den Filtern durchgelassenen Signalen besteht. _t

Deshalb liefert jeder einzelnen Stromkreis an seinem Ausgang ein Signa Γ,das die Munzsorte identifiziert, also ein Signal, das dann und nur dann durchgegeben wird, wenn eine Münze durch den Münzkanal fallt, auf die dieserbestimmfce Stromkreis anspricht. Wenn also eine annehmbare Münze durch den Münzkanal fallt, werden die durch ihre physikalischen und geometrischen Eigenschaften hervorgerufenen Schwingungen des Oszillators nur von dem Bandpassfilter durchgelassen werden, der auf diese Frequenzschwingungen abgestimmt ist, und deshalb wird nur an dem diesen Filter angeschlossenen Stromkreis ein Signal auftreten, wahrend kein Signal in den anderen Stromkreisen gegenwart ig sein w.ird.

Fur ein zweckentsprechendes Arbeiten der Vorrichtung, darf also an den Ausgangen der einzelnen Stromkreise wahrend des Durchfallens einer nicht zur Gruppe der annehmbaren Münzen gehörenden Münze kein Signal auft'reten. Das wird erzielt durch

eine geeignete Auswahl der Bandweite der einzelnen Bandpass-Lage filter sowie durch die gegenseitige/dieser Bande,

Die von den einzelnen Stromkreisen auszuarbeitenden kennzeichnenden Signale enthalten also die notigen Informationen und Befehle zur Steuerung des MunzzahIWerkes sowie der · Einrichtung fur die Annahme oder Zurückweisung der Münzen.

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Zum letzteren Zweck werden die verarbeitenden
Befehle in. ein ODER-Tor eingespeist. Wird eine annehmbare Münze eingeworfen, so entsteht am Ausgang eines Stromkreises ein Signal mit dem logischen Wert I, und folglich wird also auch am Ausgang des ODER-Tores ein Signal mit demselben Wert gegenwart ig sein. .

Also nur im Falle von nicht annehmbaren Münzen besteht an den Eingangen und deshalb auch an den Ausgangen des ODER-Tors eine Abwesenheit von Signalen. Die im Falle einer annehmbaren Münze im ODER-Tor auftretenden Signale
werden weiterverarbeitet, um schliesslich über ein Relais die Munzabweiseeinrichtung auszuschalten, sodass die Münze einkassiert werden kann. Die Dauer der durch die Filter
durchgelessenÜTmpulse ist dem Ze itintervaI I proportional, wahrend dessen die Momentanfrequenz des OsziIlators in das Frequenzband des Filters fallt; jeder Stromkreis ist so

bemessen, dass an seinem Ausgang ein Signal von genau definierter Amplitude und Dauer nur dann auftritt, wenn das Zeitintervall einen geeigneten Grenzwert überschreitet.
Dies ermöglicht die Unterscheidung von Münzen, weiche
Frequenzanderungen hervorrufen, die dasselbe Vorzeichen und einen nicht sehr verschiedenen Absolutwert haben. '

Also nur wenn die durch den Oszillator erzeugte Frequenz, im Augenblick in dem sich die Münze im Mittelpunkt der Lesespule befindet, innerhalb der Bandweite eines der

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Passbandfilter fa I It, wird am Ausgang des Filters ein Signal auftreten, welches genügend lang iet um von dem folgenden Stromkreis als gültig angenommen zu werten. ,

Die vorliegende Vorrichtung kann leicht zur Annahme

einer beliebigen Anzahl von N-Munzsorten eingerichtet werden, und zwar durch den Einbau von N·PassbandfiItern, von denen jeder zur Annahme einer dieser N-Munzsorten bestimmt ist.

Ausserdem ist die erfindungsgemasse Vorrichtung _k fähig, die Münzen zu bewerten, ohne ihre Durchlauf durch den

Münzkanal zu unterbrechen, in anderen Worten die Münzen werden weder berührt noch wahrend ihres freien Falles aufgehalten. Der Analysator spricht mit genügender Geschwindigkeit an, um den Durchlauf von zwei oder mehr nacheinander eingeworfenen Münzen nacheinander abzufuhlen, sogar wenn diese Münzen sich dabei berühren.

Eine bevorzugte Ausfuhrungsart der Erfindung wird jetzt anhand der beigehefteten Zeichnungen beschrieben werden.

Es zeigen:

Figur I einen Durchschnitt nach Linie I-I des Munzkanals und der Lesespule;

Figur 2 einen Schnitt nach Linie ll-ll der Figur I;

Figur 3 einen senkrechten Schnitt nach Linie IM-III der F igur I;

Figur 4 ein Blockdiagramm der Vorrichtung.

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Die Münzen werden entweder durch den Schlitz IO oder durch andere VorwahIvorrΐchtungen eingeworfen, welche den Einwurf von übergrossen, verbogenen oder zu dicken Münzen verhindern, welche den Münzkanal verklemmen könnten.

Die Münzen durchlaufen zuerst die geneigte Strecke 12, die auch aus einem meta I Iisehen Materia I gefertigt werden kann, und fallen dann frei im Kanal 16, der aus einem nichtleitenden Material hergestellt ist. Wie bekannt, hat der Münzkanal einen rechteckigen Querschnitt. Die allgemein mit 14 bezeichnete Lesespule besteht aus einem Gehäuse 16 fur die Aufnahme der Spule 20, die über eine hier nicht dargestellte Leitung mit dem in Figur 4 dargestellten Oszillator 34 verbunden ist. Unterhalb der Lesevorrichtung 14 verzweigt sich der Münzkanal in einen Auswurfkanal 32 fur die nicht angenommenen Münzen, sowie in einen Annahmekanal 30 fur die angenommenen Münzen; Eine von einem elektromechanischen! Relais 28 gesteuerte Klappe 26 sperrt in ihrer Ruheste I Iung ' den Zutritt zum Kanal 30. Ein Gehäuse 24 fujr die Klappe 26 bildet den Übergang zwischen den Kanal 22 und die Kanäle 30* und 32.

Durch die Massnahme, dass der Zugang zum Kanal durch die Klappe in ihrer Ruhestellung gesperrt wird, wird erzielt, dass im Falle eines Defektster Vorrichtung oder »einer Stromunterbrechung, alle Münzen, gleichgültig ob sie annehmbar oder nicht annehmbar sind, direkt dem Auswurfkanal

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zugeführt werden, ohne die Notwendigkeit weiterer Eingriffe.

Also nur wenn die Vorrichtung vorechriftsmaeeig arbeiten kann und die eingeworfene Münze als annehmbar anerkannt wurde, tritt am Eingang des Relais 28 ein Steuerimpuls auf, welcher die Klappe nach vorne kippt und damit den Eintritt zum Kanal 30 freigibt, sodass nun die Münze indiesen abgelenkt wird. — - _

Wie aus dem Blockdiagramm der Figur 4 hervorgeht,

ψ ist die Lesespule 20 mit einem Resonanzkreis verbunden, der die Schwingungsfrequenz des Oszillators 34 bestimmt. Dessen Ausgang ist entweder unmittelbar oder, wie es spater beschrieben wird, über einen Block 52 parallel zu den Eingangen einer Anzahl von Passbandfiltern F. verbunden (wobei i = 1,2,3... N) wobei N die Anzahl der annehmbaren Munzsorten darstellt.

Der Ausgang jedes Filters ist je mit einem

Detektoraggregat DR verbunden, das im vorliegenden Falle aus \ einem Verstarker 36 fur die vom Filter durchgelassenen Signale, einem 6Ieiehrichter"38 fur die verstärkten Signale sowie einem Relais 40 besteht. Der Ausgang eines jeden Detektoraggregats steuert über die Verbindungen 42 die ZahIvorrichtungen fur die annehmbaren Munzsorten und ausserdem steuern alle Ausgange ein logisches ODER-Tor 44 dessen Ausgang einen Impuls liefert wenn an einem seiner N Eingange ein Impuls eingespeist wird. Dieser Impuls steuert, über eine monostabile Schaltung 46 das die Klappe 26 betätigende Relais 28.

Wenn a Lsx>qey ne. anpelwiifeare Münze 48 durch die zentrale

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Zone der Lesespule 20 fallt, wird sie eine Induktionsschwankung in der Spule erzeugen, welche im Oszillator 34 eine Frequenzschwank,ung bewirkt, die dem Frequenzband eines der Passbandfilter F. entspricht und deshalb von diesem durchgelassen wird. In diesem Falle tritt am Ausgang des Filters ein Signal von einer Lange auf, die zur Betätigung des nachgeschalteten Detektoraggregats genügt, dessen Ausgang ein Signal vom logischen Niveau I liefern wird. Dieses Signal wird sowohl das Munzzahlwerk über die Verbindung 42 sowie das Relais 28 über das ODER-Tor und den Modulator betätigen. Das Relais 28 wird die Klappe 26 um ihre Achse 50 nach vorne schwenken, und damit die Münze in den Annahmekanal 30 ab lenken. Der E ingang zum Kanal wird lange genug offen bleiben, um den Durchgang der angenommenen Münze zu gewährleisten. Unmittelbar darauf wird das Relais 28 die Klappe in ihre Ruhelage zur.uckschwenken, wodurch der Eintritt zum Kanal 30 gesperrt und der Eintritt zum Auswurfkanal 32 geöffnet bleibt. . - _t ~

Um den Entwurf der Passbandfilter dadurch zu erleichtern, dass man sie in einem niedrigeren Frequenzbereich arbeiten lasst, kann man zwischen dem Ausgang des Oszillators 34 und dem Eingang zu den Passbandfiltern F- einen Block 52 schalten, der aus einem Oszillator mit konstanter Frequenz und einem von diesem gesteuerten Modulator besteht. Dadurch kann am Ausgang des Blocks 52 ein Signal erzielt werden, dessen Frequenz niedriger a,ls dje Eingangsfrequenz ist, und

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zwar ist sie gleich dem Unterschied zwischen der Frequenz des konstanten Oszillators und der Frequenz des veränderlichen Oszillators. Da die absoluten Frequenzanderungen des veränderlichen Oszillators vollständig als absolute Frequenzabweichungen am Ausgang des Modulators wiedergegeben werden, wahrend andererseits die prozentualen Frequenzabweichungen am Ausgang des Modulators erhöht sind, ist es klar, dass auch die Filtrierung leichter wird, da sie ja auf den prozentualen Frequenzabweichungen und nicht auf den absoluten ψ Frequenzabweichungen beruht.

Es ist auch möglich, eine Mehrzahl der eben beschriebenen Vorrichtungen in dieselbe Maschine einzubauen, sodass die durch den Schlitz 10 eingeworfenen Münzen diese Vorrichtungen der Reihe nach durchlaufen. Auf diese Weise kann die Analyse und Auswahl der Münzen durch eine Mehrzahl von gegenseitig unabhängigen Lesevorrichtungen erfolgen, wobei jeder Vorrichtung die Aufgabe zufallt, jeweils nur einen Teil der Gruppe von N annehmbaren Münzen zu identifizieren. Zu diesem Zwecke genügt es also jede Lesevorrichtung mit einem eigenen Oszi 1 lator zu verbinden, dem jeweiIs eine Gruppe von Filtern und DetektorschaItungen nachgeschaltet ist.

Durch eine geeignete Einstellung der Frequenz der verschie-σ

co denen Oszillatoren ermöglicht eine derartige Anlage, fur co

_j jede einer gegebenen Lesevorrichtung zuerteilte Munzgruppe, ~~* jene Frequenz zu wählen, bei welcher fur diese Munzsorten die co

tr» höchsten prozentualen Frequenzanderungen erhalten werden, wodurch die FiItrierungsproblerne vereinfacht werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE

   f\) Elektroniecher Munzanaiysator fur Münzautomaten, bestehend aus einem Münzkanal, einer diesen Kanal umgebenden Induktionsspule, einem mit dieser Spule verbundenen Schwingungskreis der die beim Durchfallen einer Münze durch den Münzkanal in der Spule erregte Induktanzanderungen in Frequenzsignale umwandelt, einem Deflektor der die annehmbaren Münzen in die Maschine einfuhrt und die nicht annehmbaren in einen Auswurfkanal ablenkt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Passbandfiltern (F.) (i =1,2,3, ... N-) in parallel zu besagtem Oszillator (34) geschaltet ist, wobei jeder Filter (F.) nur jene Frequenzsignale zur Weiterverarbeitung durch lasst, die nur von einer einzigen annehmbaren Munzsorte hervorgerufen -sind, und dass jedem Filter (F.) elektronische Einheiten nachgeschaltet sind, welche die vom.Filter durchgelassenen Signale verarbeiten, um den Munzdeflektor (26) zu betet igen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Einheiten zur Verarbeitung der von den Filtern durchgelassenen Signale jeweils bestehen aus: einer zwischen dem besagten Filter (F.) und dem Deflektor (26) zwischengeschalteten Detektoreinheit (DR.) (i = I, 2,3, ... N), wobei jede Detektoreinheit besteht aus einer Gleichrichterschaltung (36)", e iner Verstärkerschaltung (38) und einem Refais (40), die in Serie zu 'einander geschaltet sind.

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3. 3- Vorrichtung nach Anspruch 2, in dem die Schaltungen zur Weiterverarbeitung der Signale zusätzlich umfassen: ein ODER-Tor (44), das mit allen Relais ,(4) der Detektoreinheit verbunden ist; eine diesem Tor nachgeschaltete monostabile Einheit (46) und ein dieser monostabilen Schaltung nachgeschaItetesRelais (28), welches den Deflektor (26) betätigt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, in dem der ψ Ausgang jeder Detektoreinheit (DR.) in Serie mit einer

   Münzzählvorrichtung (42) verbunden ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch I, in dem zwischen dem Schwingungskreis (34) und den Passbandfiltern (F.) eine Einheit (52) eingeschaltet ist, die aus einem Modulator und einem nachgeschalteten Oszillator mit konstanter Frequenz besteht.

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