DE2705495B1 - Speichereinrichtung zur Annahme und Rueckgabe von Geldstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Speichereinrichtung zur Annahme und Rückgabe von Geldstücken oder

jo irgendwelchen Wertmarken, kurz »Münzen« genannt, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es sind röhrenförmige, senkrecht stehende Münzspeicher bekannt, in denen die Münzen unter Ausnutzung der Schwerkraft flach aufeinander liegen und an denen

J5 die Münzen am unteren oder oberen Ende des Stapels durch einen Schieber oder ähnliches seitlich einzeln entnommen werden können.

Bei unten angeordneter Entnahme ändert sich durch das Gewicht der Münzen die auf die unterste Münze wirkende Reibkraft Eine sichere Funktion ist daher nur für eine geringe Stapelhöhe gewährleistet.

Die DE-OS 24 23 688 beschreibt einen senkrecht stehenden Münzspeicher, in den die Münzen von oben in freiem Fall eingeführt und auch dort entnommen werden, und bei dem eine dem Gewicht der einzelnen Münzen in ihrer Federkonstante angepaßte Druckfeder das Niveau der obersten Münze stets konstant hält Zur Sicherung des flach Aufliegens der in freiem Fall eintreffenden Münzen wird in der Kassierstellung der ganze Münzenstapel mit einer auf einer motorgetriebenen Gewindespindel sitzenden Spindelmutter abgesenkt und für die Ausgabe von Münzen wieder angehoben. Dazu ist ein vom Ausgabemechanismus unabhängiger zusätzlicher Antrieb nötig. Der Absenk weg und der nötige Platz für die Druckfeder beschränken den Nutzraum einer gegebenen Länge einer Speicherröhre.

Die nötige Drehung um 90° der in freiem Fall eintreffenden Münzen kann erfahrungsgemäß zu Verklemmungen führen. Durch das nötige Senken und Heben des Stapels zwischen Eingabe und Ausgabe ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit relativ klein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Münzspeicher zu schaffen, der mit geringem Aufwand

•ή herstellbar ist, trotz gedrängter Bauweise eine große Speicherkapazität besitzt, gleiche Kräfte-Verhältnisse für die Eingabe oder Entnahme von Münzen bei vollem oder leerem Speicher aufweist, kurze Verarbeitungszei-

ten ergibt und eine große Sicherheit gegen ein Verklemmen von Münzen bietet.

Die Lösung gelingt durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 eine Ansicht einer waagrecht liegenden Speichereinrichtung, zum Teil im Schnitt längs der Linie A-Ader Fig. 2,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie B—Bder Fig. 1, F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie C— Cder Fig. 1, F i g. 4 ein vergrößertes Detail, z. T. im Schnitt und die

Fig. 5 bis 8 zeigen Abwicklungen eines Führungskanals, den eine Münze durchläuft, z.T. im Schnitt dargestellt, wobei jede Figur in einem anderen Speicherzustand gezeichnet ist.

In allen Figuren sind für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet.

In der F i g. 1 ist ein Münzstapel 1 ersichtlich, der von drei waagrecht liegenden, über den Umfang des Münzstapels um je 120° versetzt angeordneten Säulen 2 zusammengehalten ist. Die Säulen sind auf der linken Seite der F i g. 1 in einem Gehäuse 3 befestigt und auf der rechten Seite in einem Endstück 4.

Wie aus der F i g. 2 ersichtlich ist, sind die drei Säulen im Gehäuse 3 nicht zentrisch, sondern seitlich versetzt angebracht und mit drei Schrauben, einer oberen 5 und zwei unteren Schrauben 6 und 7, vom Innern des Gehäuses 3 her befestigt. Die Säulen 2 umschließen einen zylindrischen Raum zur Aufnahme des Münzstapels 1. Auf der Seite des Gehäuses 3 ist in der gleichen Achse wie der zylindrische Raum eine das Gehäuse 3 durchdringende, dem Durchmesser der zu speichernden Münzen angepaßte Bohrung 8 (Fig.2) vorhanden. Zwischen den Säulen 2 ist ein ebenfalls dem Außendurchmesser der Münzen angepaßter Stößel 9 (F i g. 1 und 3) verschiebbar gelagert.

Außerhalb des vom Münzstapel 1 beanspruchten Raumes und parallel zu den Säulen 2 befindet sich eine motorgetriebene Welle 10. Diese ist einerseits im Zentrum des Gehäuses 3 und andererseits im Endstück 4 auf je einem Kugellager 11 bzw. 12 drehbar gelagert. An Stelle eines Schraubengewindes wird die Welle 10 auf ihrer ganzen Länge von einer Schraubenfeder 13 lose umschlungen. Die Schraubenfeder 13 ist mit einem ersten Ende 14 auf der Seite des Gehäuses 3 mit der Welle 10 fest verbunden, während ihr zweites Ende 15 mit der Welle 10 drehfest, doch längsverschiebbar gekoppelt ist. Dazu kann die Welle eine Nute 16 aufweisen, in die das hakenförmig ausgebildete Ende 15 eingreift (Fig.4). Die Steigung der Schraubenfeder ist kleiner als die Dicke der zu speichernden Münzen. Dadurch wird die Schraubenfeder, wie später beschrieben, auf Zug beansprucht.

Die Welle 10 und die Schraubenfeder 13 durchdringen eine als Spindelmutter dienende, in die Schraubenfeder 13 eingreifende, und diese als Gewindegänge benutzende Laufmutter 17. Die Laufmutter kann ein Kunststoff-Preßteil mit einem der Schraubenfederform entsprechenden Gewindegang sein. Sie kann aber auch eine zylindrische, auf dem Außendurchmesser der Schraubenfeder 13 gelagerte Hülse sein, die mindestens einen, zweckmäßiger vier auf ihren Umfang verteilte, der Steigung der Schraubenfeder angepaßte, in radial gerichteten Bohrungen eingepreßte oder eingeschraubte und in den Zwischenraum zwischen den einzelnen Windungen der Schraubenfeder 13 eingreifende Bolzen aufweisen. Solche Hülsen lassen sich ohne jeglichen Werkzeugaufwand leicht herstellen.

Die Laufmutter 17 und der im Bereich des Münzstapels 1 liegende Stößel 9 sind miteinander durch einen Mitnehmer 18 in Form eines Stiftes (F i g. 3) verbunden. Der Stift kann in einem radialen Gewinde in der Lauf mutter 17 eingeschraubt sein und den Stößel 9 in einer Bohrung 19 durchdringen.

Das auf der Seite des Gehäuses 3 liegende, das Gehäuse durchdringende Ende der Welle 10 trägt eine iü mit der Welle 10 fest verbundene Transportscheibe 20. Diese bildet eine innere Begrenzungswand 20a für einen kreisförmigen Führungskanal 21, dessen äußere Begrenzungswand 3a das Gehäuse 3 selbst ist. Ein in der F i g. 1 oben liegender Eingabekanal 22 des Gehäuses 3 mündet in den Führungskanal 21, der seinerseits in einen unten liegenden Ausgabekanal 23 übergeht. In radialer Richtung gegen innen ist der Führungskanal 21 durch eine Nabe 24 der Transportscheibe 20 begrenzt, während radial gegen außen Führungsbahnen 25 im Gehäuse 3 angeordnet sind.

Ferner trägt die Transportscheibe 20, in der Verlängerung der Welle 10 liegend, eine Kupplungsnase 26 mit einem Schlitz, in den ein Querbolzen einer Antriebsachse eines Motors 27 eingreift. Der Motor ist in einer Motorplatte 28 gelagert, welche gleichzeitig das Gehäuse 3 verschließt. Der Motor könnte auch am anderen Ende der Welle 10 angeordnet sein.

Zur optischen Abtastung der Stellung der Transportscheibe 20 sowie des Eintreffens einer Münze 29 ist eine Lichtschranke, bestehend aus einer Lichtquelle 30 und einer Photodiode 31, im Bereich des Eingabekanals 22 angeordnet. Für den gleichen Zweck besitzt die Transportscheibe eine den Lichtweg in deren Ausgangsstellung freigebende Bohrung 42. Eine weitere, doch mit ihren Einzelteilen nicht dargestellte Abtastung 45 zur Anzeige der Ausgabe einer Münze ist im Ausgabekanal 23 vorhanden (F i g. 2).

Zur Bewegung der Münzen 29 im Führungskanal 21 besitzen die pro eingegebene oder ausgegebene Münze gesamthaft eine Umdrehung in der einen bzw. in der anderen Drehrichtung ausführende Transportscheibe 20 sowie die äußere Begrenzungswand 3a des Gehäuses 3 und der innere Teil der Motorplatte 28 Mitnehmer bzw. Leitkurven, deren Anordnung nachfolgend anhand der als Abwicklung des Führungskanals 21 gezeichneten F i g. 5 erklärt wird. In dieser ist ersichtlich, daß die Transportscheibe 20 eine der Dicke der Münzsorte angepaßte Vertiefung 32 zur Aufnahme einer Münze 29 aufweist, die auf der Seite gegen den Münzstapel 1 durch einen auf die Münze 29 wirkenden Anschlag 33 und auf der Gegenseite durch eine schräge Auflaufbahn 34 begrenzt ist. Ferner ist auf der Transportscheibe 20 eine in den F i g. 1 bis 4 nicht dargestellte, schwenkbare und zweiarmige Klinke 35 angebracht, die in einem an ■-■", der Transportscheibe 20 angeformten Zapfen 36 gelagert ist. Die Klinke 35 besitzt einen Klinkenarm 37, mit dem sie in einer Öffnung 38 im Bereich der Auflaufbahn 34 die Transportscheibe 20 durchdringt und als zeitweiliger Anschlag für die zu transportierende Münze 29 dient. Zur sicheren Mitnahme der Münze dringt dabei die oberste Spitze des Klinkenarmes 37 in die äußere Begrenzungswand 3a des Gehäuses 3 berührungslos ein, wozu das Gehäuse eine Ringnut 46 aufweist. Ferner besitzt die Klinke 35 einen Führungsarm 39, der unter der Einwirkung einer Blattfeder 41 an einer Führungskurve 40 im Innern der Motorplatte 28 anliegt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Speicherein-

richtung wird nun anhand der Figuren, insbesondere der F i g. 5 bis 8 erläutert.

Eine in einen Eingabeschlitz eines Dienstleistungsautomaten eingeworfene Münze gelangt, ohne daß deren Drehung um 90° nötig ist, durch den Eingabekanal 22 (F i g. 1) in die in den F i g. 1 und 2 gezeichnete Stellung. Sie liegt nun in der Vertiefung 32 (F i g. 5). Die Münze steht unter der Wirkung der Schwerkraft auf der Nabe 24 der Transportscheibe 20 an. Nach links bezüglich der Fig.2 kann die Münze wegen des vorstehenden Klinkenarmes 37 der Klinke 35 (F i g. 5) nicht ausweichen, und nach rechts hindert sie der Anschlag 33.

In der beschriebenen Lage dunkelt die Münze 29 die Photodiode 31 ab. Vorausgesetzt, daß ein Befehl zur Einspeicherung vorliegt, wird der Motor 27 in einer ersten Drehrichtung so in Bewegung gesetzt, daß der Klinkenarm 37 die Münze in Richtung gegen den Münzstapel 1 stößt (Fig.5, Bewegung in Richtung eines Pfeils 43). Die letzte, bereits im Münzstapel befindliche Münze gleitet dabei auf der Transportscheibe 20, welche den Münzstapel so weit angehoben hat, daß die neu eingegebene Münze praktisch reibungsfrei so weit unter den Münzstapel geschoben wird (F i g. 6), bis sie an den beiden Schrauben 6 und 7 (F i g. 2 und 7) anstößt und am weiteren Mitlaufen gehindert ist. Die Führungskurve 40 hebt den Führungsarm 39 an und bringt dadurch den Klinkenarm 37 von der Münze außer Eingriff.

Während des Eintreffens der neuen Münze im Münzstapel stützt sich dieser auf der neuen Münze ab und der jetzt um eine Münze erhöhte Stapel wird von der sich weiter drehenden Transportscheibe 20 unter Ausnutzung der Keilwirkung der Auflaufbahn 34 entgegen einer von der Schraubenfeder 13 erzeugten Kraft in die Ausgangslage geschoben.

Die Transportscheibe 20 vollführt jeweils eine volle Umdrehung, wonach durch Freigabe des Lichtweges durch die Bohrung 42 der Motor 27 abgestellt wird

Durch die erfolgte eine Umdrehung der Transportscheibe 20 und damit der Welle 10 und der Schraubenfeder 13 ist der Stößel 9, mitgenommen von der Lauf mutter 17 und bedingt durch die Kraft der Schraubenfeder, um den einer Steigung der Schraubenfeder entsprechenden Betrag vom Gehäuse 3 weggeschoben worden. Bei jeder Münze, die eingenommen wird, wird die wirksame Federlänge um den Betrag einer Steigung verlängert und bei jeder ausgegebenen, wie nachfolgend beschrieben ist, um den gleichen Betrag verkürzt. Mit zunehmender Anzahl der federnden Windungen wird die Federkennlinie flacher. Um dennoch eine konstante, auf die Transportscheibe 20 wirkende Kraft zu erhalten, muß mit zunehmender Anzahl gespeicherter Münzen der Federweg anwachsen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Federsteigung kleiner als eine MUnzdicke ist, das heißt, daß mit steigender Speichermenge der Federweg zunimmt, mit sinkender Speichermenge aber abnimmt. Die Entnahme einer Münze geschieht wie folgt: Ausgehend von der Ruhestellung, in welcher die Photodiode 31 belichtet ist, wird durch ein Startsignal die Transportscheibe 20 in der zweiten Drehrichtung in Bewegung gesetzt (F i g. 8, Bewegung in Richtung eines Pfeiles 44). Sobald die Auflaufbahn 34 unter dem Münzstapel 1 durchgleitet, rutscht zufolge der Kraft der Schraubenfeder 13 eine Münze des Münzstapels in die

ίο Vertiefung 32 (Fig.7) und wird vom Anschlag 33 in Richtung des Eingabekanals 22 gestoßen. Dort deckt die Münze die Photodiode 31 der Lichtschranke ab, so daß der Motor 27 so lange weiter läuft, bis die Münze in den Ausgabekanal 23 fällt und dort eine weitere, nicht

dargestellte Lichtschranke betätigt. Diese reserviert den Motor 27, und die Transportscheibe 20 dreht sich wieder in der ersten Drehrichtung, bis die Photodiode 31 Licht bekommt und den Motor in der Ausgangsstellung der Transportscheibe 20 stoppt Die Transportscheibe hat

jetzt insgesamt eine ganze Umdrehung in der zweiten Drehrichtung gemacht, und der Federweg der Schraubenfeder 13 wurde dadurch um den Betrag einer Steigung verkürzt Beim Eintreffen einer Münze, ohne daß ein Befehl zur Einspeicherung vorliegt, dreht sich die Transportscheibe 20 in der zweiten Drehrichtung, bis die Münze in den Ausgabeschlitz 23 fällt wonach — wie vorangehend beschrieben — die Transportscheibe 20 wieder in die Ausgangsstellung zurückläuft

Es können mehrere Münzspeicher zur Vergrößerung der Speicherkapazität so übereinander angeordnet werden, daß bei einem Signal »erster Speicher voll« ein darunterliegender zweiter und allenfalls weitere Speicher aufgefüllt werden.

Auf diese Weise ergibt sich ein sehr geringer Platzbedarf in der Horizontalen, weil die Speichereinrichtungen für verschiedene Münzsorten nahe nebeneinander angeordnet werden können und eine geringe Tiefe aufweisen, während ihre Speicherkapazität durch Anordnung weiterer Speicher in der Vertikalen erhöht werden kann.

Da man pro Speicher nur einen einzigen Motor benötigt, ist der Aufwand für die Steuerung klein; auch kann die Leistung des Motors gering sein; denn dessen Lastmoment ist bei vollem oder leerem Speicher gleich. Die horizontale Raumausnutzung in Richtung der Längsachse der Münzstapel konnte dank der neben dem Münzstapel angeordneten Schraubenfeder 13 gegenüber bekannten Systemen verbessert werden. Anstelle der Säulen 2 zum Halten der Münzen könnte auch ein Rohr mit einem Längsschlitz verwendet werden. Der Vorteil der Säulen liegt darin, daß für alle Münzsorten die gleichen Säulen, lediglich in anderen Abständen angeordnet, verwendet werden können, ^r>5 während es bei Verwendung von Röhren solche verschiedener Größen benötigt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Speichereinrichtung zur Annahme und Rückgabe von Geldstücken oder Wertmarken, deren Lagerung in zylindrischer Stapelform und deren Transport innerhalb des Stapels mittels einer Schraubenfeder und einer motorgetriebenen, eine Spindelmutter tragenden Gewindespindel erfolgt, mit am gleichen Ende des Stapels liegendem Eingabe- und Ausgabeort zur Aufnahme bzw. Rückgabe von Münzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Münzstapel (1) von wenigstens drei waagrecht liegenden, über den Umfang des Münzstapels versetzt angeordneten Säulen (2) zusammengehalten ist, zwischen denen ein dem Außendurchmesser der Münzen (29) angepaßter Stößel (9) verschiebbar gelagert ist, daß als Gewindespindel eine außerhalb des von den Münzen (29) beanspruchten Raumes und parallel zu den Säulen (2) liegende, motorgetriebene Welle (10) dient, die an Stelle eines Schraubengewindes von einer mit mindestens einem Ende (14) der Welle (10) drehfest verbundenen, als Zug- oder Druckfeder wirkenden Schraubenfeder (13) lose umschlungen ist, und daß die Welle (10) und die Schraubenfeder (13) eine als Spindelmutter dienende, in die Schraubenfeder (13) eingreifende und diese als Gewindegänge benutzende Laufmutter (17) durchdringen, daß die Laufmutter (17) über einen Mitnehmer (18) mit dem verschiebbar gelagerten Stößel (9) verbunden ist, daß auf der sowohl der Eingabe als auch der Ausgabe dienenden Seite des Münzstapels (1) die motorgetriebene Welle (10) ein stillstehendes Gehäuse (3) mit einem obenliegenden Eingabe- und einem untenliegenden Ausgabekanal (22 bzw. 23) durchdringt, daß das Ende der Welle (10) im Innern des Gehäuses (3) eine Transportscheibe (20) trägt, welche eine innere Begrenzungswand (2Oa^ eines kreisförmigen Führungskanals (21) für die Münzen (29) bildet, während das Gehäuse (3) eine äußere Begrenzungswand (3a) darstellt, wobei eine dem Münzen-Durchmesser entsprechende Bohrung (8) im Gehäuse (3) auf der Kreisbahn des Führungskanals (21) den Anfang des Münzstapels (1) bildet, daß ferner die pro Eingabe oder Ausgabe einer Münze (29) gesamthaft eine Umdrehung in der einen bzw. in der anderen Drehrichtung ausführende Transportscheibe (20) sowie die äußere Begrenzungswand (3a)des Gehäuses (3) Mitnehmer (37; 33) und Leitkurven (34; 40) zum Transport der Münzen (29) zum Münzstapel (1) bzw. zum Ausgabekanal (23) aufweisen und daß außerdem eine von den Münzen (29) beeinflußte Abtasteinrichtung (30, 31) zur Steuerung eines einzigen, die Welle (10) antreibenden Motors (27) vorhanden ist.

2. Speichereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Ende (14) der Schraubenfeder (13) auf der Seite des Gehäuses (3) mit der Welle (10) fest verbunden ist, daß die Steigung der Schraubenfeder (13) kleiner ist als die Dicke der zu speichernden Münzen (29), und daß ferner ein zweites Ende (15) der Schraubenfeder (13) mit der Welle (10) drehfest, doch längsverschiebbar gekoppelt ist.

3. Speichereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufmutter (17) eine auf dem Außendurchmesser der Schraubenfeder (13) gelagerte, zylindrische Hülse ist, die

auf den Umfang verteilte, der Steigung der Schraubenfeder (13) angepaßte, in radial gerichteten Bohrungen eingepreßte oder eingeschraubte und in den Zwischenraum zwischen den einzelnen Windungen der Schraubenfeder (13) eingreifende Bolzen aufweist.

4. Speichereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportscheibe (20) eine der Dicke der Münzsorte angepaßte Vertiefung (32) zur Aufnahme einer Münze (29) aufweist, wobei die Vertiefung auf der Seite gegen den Münzstapel (1) durch einen auf die Münze (29) wirkenden Anschlag (33) und auf der Gegenseite durch eine schräge Auflaufbahn (34) begrenzt ist, daß ferner eine auf der Transportscheibe (20) schwenkbar gelagerte zweiarmige Klinke (35) angebracht ist, die mit einem Klinkenarm (37) als zeitweiliger Anschlag für die zu transportierende Münze (29) in einer Öffnung (38) im Bereich der Auflaufbahn (34) die Transportscheibe (20) durchdringt, und daß außerdem ein Führungsarm (39) der Klinke (35) unter der Einwirkung einer Feder (41) auf einer feststehenden Führungskurve (40) anliegt.