DE2847650A1 - Metallteil-, insbesondere muenzpruefer - Google Patents
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Description
Metallteil-, insbesondere Münzprüfer
Die Erfindung betrifft einen Metallteilprüfer, der insbesondere zum Erkennen von Geldmünzen oder von Automatenmünzen
(Jetons) verwendbar ist, der aber auch zum Prüfen von anderen Metallteilen, wie Wälzlagern oder Zahnrädern,
benutzt werden kann.
Bei den Münzprüfern, die gegenwärtig auf dem Markt sind, wird im allgemeinen von Messungen der mechanischen Kenngrößen
der Münzen, wie ihrem Gewicht, ihrem Durchmesser
und ihrer Dicke, Gebrauch gemacht, wobei diese Messungen mit elektrischen oder elektromagnetischen Messungen, die die Art des Metalls der zu prüfenden Münze kennzeichnen, kombiniert oder nicht kombiniert werden. Sie sind häufig ziemlich kompliziert und daher wenig zuverlässig, insbesondere wenn es sich um Münzprüfer handelt, bei denen
und ihrer Dicke, Gebrauch gemacht, wobei diese Messungen mit elektrischen oder elektromagnetischen Messungen, die die Art des Metalls der zu prüfenden Münze kennzeichnen, kombiniert oder nicht kombiniert werden. Sie sind häufig ziemlich kompliziert und daher wenig zuverlässig, insbesondere wenn es sich um Münzprüfer handelt, bei denen
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mehrere Arten von Münzen mit ein und demselben Gerät geprüft werden. Außerdem ist die Zeit, die zum wirksamen
Erkennen jeder Münze erforderlich ist, weit von einer vernachlässigbaren Größe entfernt, wodurch sich in gewissen
besonderen Anwendungsfällen, wie Zahlautomaten auf Autobahnen, Probleme ergeben.
Hauptziel der Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu beseitigen. Zu diesem Zweck schafft die Erfindung einen
Metallteil-, insbesondere Münzprüfer, der vor allem gekennzeichnet ist durch einen elektromagnetischen Detektor, der
für den.Vorbeigang der Metallteile empfindlich ist und aus einem Sperrkreis besteht, welcher durch einen Generator
versorgt wird, der einen Wechselstrom mit konstantem Effektivwert liefert, durch Einrichtungen, die in bestimmten
Perioden die Spannungsänderungen aufgrund der Impedanzänderungen des Sperrkreises, die auf den Vorbeigang der Metallteile
zurückzuführen sind, messen, und durch Einrichtungen zum Vergleichen der so gemessenen Spannungswerte mit programmierten
Spannungswerten, die zuvor in einem Speicher aufgezeichnet worden sind und die Kennkurven der zu prüfenden
Metallteile darstellen.
Die folgenden Darlegungen werden klar zeigen, daß es auf diese Weise möglich ist, unterschiedliche Arten von Metallteilen
mit einem einzigen Detektor und damit einfach und schnell zu erkennen.
Jede Meßperiode wird in ebenso viele Zeiten unterteilt, wie es Arten von zu kontrollierenden Metallteilen gibt,
und jede Zeit wird ihrerseits in zwei Halbzeiten unterteilt, die dem Vergleich mit einem niedrigen Schwellenwert
bzw. mit einem hohen Schwellenwert der Kennkurve entsprechen.
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Vorzugsweise besteht der Speicher aus einer einsteckbaren integrierten Schaltung und gestattet so, auf einfache Weise
den Prüfer an verschiedene Programme anzupassen, die beispielsweise den Geldmünzen von verschiedenen Ländern entsprechen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Gesamtblockschaltbild eines Metall
teilprüfers nach der Erfindung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Vor
richtung, mittels welcher die Metallteile mit konstanter Geschwindigkeit
an dem Detektor des Prüfers vorbeigeführt werden können,
Fig. 3 die Kennkurve eines bestimmten Metall
teils, und
Fig. 4 eine Tabelle, welche die verschiedenen
Meßsequenzen zeigt, die zum Erkennen von vier Arten von Metallteilen erforderlich
sind.
Gemäß Fig. 1 enthält der Prüfer nach der Erfindung einen elektromagnetischen Fühler oder Detektor D, der hier vor
allem aus einer Spule L besteht, die in einem offenen magnetischen Kreis liegt, der eine breite räumliche Verteilung
des Magnetfeldes in der Luft am Ort des Vorbeiganges der zu prüfenden Metallteile aufweist. Die Spule L ist mit einem
Kondensator C verbunden und bildet so einen Sperrkreis, der,
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wenn er gegenüber der Frequenz der ihn speisenden Wechselstromquelle
verstimmt ist, seinen Ruhearbeitspunkt in dem ansteigenden oder abfallenden Teil (nach Wahl) der Resonanzkurve
hat.
Die Wechselstromquelle zur Versorgung des Sperrkreises besteht hier aus einem Generator, der einen Wechselstrom mit
konstantem Effektivwert liefert und vor allem aus einem Oszillator O besteht. Wenn ein Metallteil p, beispielsweise
eine Geldmünze, in der Nähe des Detektors D vorbeigeht, ist deshalb die Impedanzänderung des Sperrkreises aufgrund des
Vorbeiganges des Metallteils durch Messen der zuvor gefilterten und gleichgerichteten Ausgangsspannung U direkt überprüfbar.
Diese Spannung nimmt nämlich unterschiedliche Werte an, welche einerseits von der Relativposition des Metallteils
gegenüber dem Detektor und andererseits von dem Durchmesser des Metallteils, der Art des Metalls, aus dem es besteht,
sowie dem Durchmesser desselben abhängig sind.
Wenn das Metallteil ρ mit konstanter Geschwindigkeit an dem Detektor D vorbeigeht, bildet die gemessene Spannung U
daher in Abhängigkeit von der Zeit t eine Kennkurve für jede Art von Metallteil.
Fig. 2 zeigt eine genaue perspektivische Darstellung einer Vorrichtung, mittels welcher die Metallteile mit konstanter
Geschwindigkeit an dem Detektor vorbeigeführt werden können.
Diese an sich bekannte Vorrichtung besteht vor allem aus einer Scheibe 1, die an ihrem Umfang mit Kammern 2 versehen
ist, welche jeweils ein Metallteil ρ aufnehmen können, und mit konstanter Geschwindigkeit in der durch die Pfeile angegebenen
Richtung über einer feststehenden Platte 3, die den Detektor D trägt, in Drehung versetzt wird.
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Es sei angemerkt, daß eine solche Vorrichtung nur dann von wirklichem Nutzen ist, wenn mehrere Metallteile lose
in einen Aufnahmekorb geworfen werden, wie beispielsweise bei den Zahlautomaten auf Autobahnen. Wenn es sich beispielsweise
um Verkaufsautomaten oder öffentliche Telefonzellen handelt, werden nämlich die Münzen eine nach der
anderen in das Gerät eingeführt und gehen daher mit einer veränderlichen Geschwindigkeit an dem Detektor vorbei. In
diesem Fall können äquivalente Maßnahmen angewandt werden, um zu demselben Ergebnis zu gelangen.
Eine erste Maßnahme besteht darin, zu beachten, daß die Geschwindigkeit des Vorbeiganges der Metallteile für jede
Art von Metallteil immer dieselbe ist. Das führt dann zu dem vorangehenden Problem durch Anpassung des Zeitmaßstabes
zurück.
Eine zweite Maßnahme besteht darin, die aufeinanderfolgenden Positionen des Metallteils durch Detektoren, wie beispielsweise
Lichtschranken, zu markieren, welche längs der Bahn des zu prüfenden Metallteils passend gestaffelt sind.
Ungeachtet der zur Anwendung kommenden Maßnahme wird schließlich für jede Art von Metallteil eine Kennkurve der in Fig.
als Beispiel dargestellten Art erhalten. In Fig. 3 sind auf der Ordinate die Spannungen U aufgetragen, die an dem Ausgang
des Detektors gemessen werden. Auf der Abszisse sind die Strecken t aufgetragen, die das Metallteil während der
Erfassung zurücklegt. Diese Strecken werden entweder durch Messen der Zeit (Fall eines Antriebs mit konstanter Geschwindigkeit
oder eines freien Falls mit bekannter Geschwindigkeit) oder durch die Lichtschranken, auf die das Metallteil
nacheinander trifft, markiert.
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In der folgenden Beschreibung wird zur Vereinfachung angenommen, daß das Metallteil· mit konstanter Geschwindigkeit
angetrieben wird. In diesem Fall sind die von dem Teil zurückgelegten Strecken zu der Zeit t proportional,
weshalb in dem Diagramm von Fig. 3 die Abszisse mit t bezeichnet ist. In Fig. 3 entspricht Un der Ruhespannung
des Systems und U_ derjenigen Spannung, die während des
Vorbeiganges eines Metallteils gemessen wird.
Gemäß der Erfindung wird die so erhaltene Kurve durch Abtastung mit den verschiedenen Kennkurven der zu messenden
Metallteile verglichen, die zuvor in Form von Vergleichswerten in einem programmierbaren permanenten Speicher M aufgezeichnet
worden sind. Dieser Speicher besteht vorzugsweise aus einer einsteckbaren integrierten Schaltung, damit verschiedene
Programme, welche Automatenmünzen oder Geldmünzen von verschiedenen Ländern oder aber verschiedenen Arten von
zu- erkennenden Metallteilen entsprechen, gegeneinander ausgetauscht
werden können.
Es wird somit für jede Art von Metallteil eine Art Vergleichsmaß geschaffen, das aus einer gewissen Anzahl N von programmierten
Werten besteht, die in hohe und niedrige Schwellenwerte unterteilt sind, deren Amplituden die Kennkurve des
Metallteils umrahmen. Deshalb sind in dem Beispiel von Fig. fünf hohe Schwellenwerte genommen worden, die den fünf Spannungswerten U.„ entsprechen, und fünf niedrige Schwellenwerte, die
den fünf Spannungswerten U.„ entsprechen. Diese Spannungen ü.„
XXj XXl
und U.R sind es, die in dem Speicher M programmiert sind.
Die Auswertung erfolgt selbstverständlich sequentiell. Jede Meßperiode N wird in N Zeiten unterteilt, die der Anzahl
von zu prüfenden unterschiedlichen Metallteilen entsprechen,
und jede Zeit N wird ihrerseits in zwei Halbzeiten Τ.Ώ und
ρ xiä
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T.„ unterteilt, welche dem Vergleich mit dem niedrigen
Schwellenwert B bzw. mit dem hohen Schwellenwert H entsprechen. Fig. 4 zeigt als Beispiel die verschiedenen
Sequenzen, die erforderlich sind, um vier Arten von Metallteilen mit fünf Abtastmessungen zu prüfen.
Alle diese Meßsequenzen werden mit einem Befehlszähler CO erhalten, der durch die Impulse eines Taktgebers Ho gesteuert
wird und den Zyklus der Adressen A, des Speichers erzeugt, d.h. die Periode, die Zeit und die Halbzeit. Das Triggern
des Zählers CO erfolgt durch ein Synchronsignal S, welches von einer Triggerschaltung T geliefert wird, die ihrerseits
durch die Spannung ü getriggert wird, wenn diese von ihrem Ruhewert UD abweicht.
ti.
Der eigentliche Vergleich erfolgt in einem Wandler- und Vergleicherblock
CC, der außer der zu messenden Spannung U die Vergleichsmaßdaten DG aus dem Speicher M und das Bit H/B der
Umschaltung zwischen hohem Schwellenwert und niedrigem Schwellenwert der Adresse Ad empfängt. Der Block CC gibt dann die
-Ergebnisse der ausgeführten Vergleiche an ein Speicherregxster RM mit N Positionen oder Speicherregister für Werte außerhalb
des Vergleichsmaßes ab, das durch die Bits N , welche die Art des Metallteils angeben und aus der Adresse A^ stammen,
multiplexiert wird.
Am Anfang des Zyklus ist das Speicherregister RM auf null und alle Metallteile werden als gut betrachtet. Im Verlauf
der Verarbeitung wird bei jedem Schritt Ti des Programms durch den ausgeführten Vergleich festgestellt, ob die Spannung
Ui für das betreffende Metallteil als außerhalb des Vergleichsmaßes erscheint. In diesem Fall wird eine "außerhalb
des Vergleichsmaßes" - Information HG von dem Block CC abgegeben und an dem entsprechenden Speicherplatz des Speicherregisters
RM gespeichert, der dann in den Zustand eins
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übergeht.
Am Ende des Meßzyklus liefert der Zähler CO ein Zyklusendesignal
FC, welches das Lesen des Speicherregisters RM durch eine Leseschaltung LEC auslöst. Damit das geprüfte
Metallteil als gut angesehen wird, ist es erforderlich, daß der entsprechende Speicherplatz des Speicherregisters
nicht durch die Information HG aktiviert worden ist. Am Ende des Zyklus darf es also nur einen einzigen Speicherplatz
des Speichers geben, der in dem Zustand null ist und damit genau dem als gut erkannten Metallteil· entspricht.
Nach diesem Lesen liefert die Triggerschaltung T ein Signal RAZ, welches das Speicherregister RM auf null rücksetzt
und so das Ausführen eines neuen Meßzyklus gestattet.
Der Prüfer nach der Erfindung gestattet somit das Prüfen von Metallteiien und insbesondere von Geldmünzen ohne mechanischen
Kontakt, wodurch die Zuverlässigkeit erhöht und ein hoher Arbeitstakt ermöglicht wird. Er ist darüber hinaus hinsichtlich
seiner Anpassung an die verschiedenen Geldsysteme sehr vielseitig, da es zu diesem Zweck genügt, die in
Festwertspeichern aufgezeichneten Programme zu ändern.
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Claims (3)
- COMPAGNIE DE SIGNAUX ET D'ENTREPRISES ELECTRIQUES Paris, Frankreichr-Patentansprüche :\\\ Metallteil-, insbesondere Münzprüfer, gekennzeichnet durch einen elektromagnetischen Detektor, der für den Vorbeigang der Metallteile empfindlich ist und aus einem Sperrkreis besteht, welcher durch einen Generator versorgt wird, der einen Wechselstrom mit konstantem Effektivwert liefert, durch Einrichtungen, die in bestimmten Perioden die Spannungsänderungen aufgrund der Impedanzänderungen des Sperrkreises, die auf den Vorbeigang der Metallteile zurückzuführen sind, messen, und durch Einrichtungen zum Vergleichen der so gemessenen Spannungswerte mit programmierten Spannungswerten, die zuvor in einem Speicher aufgezeichnet worden sind und die Kennkurven der zu prüfenden Metallteile darstellen.
- 2. Prüfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Meßperiode in ebenso viele Zeiten unterteilt ist, wie es Arten von zu prüfenden Metallteilen gibt, und daß jede Zeit ihrerseits in zwei Halbzeiten unterteilt ist,909819/0794welche dem Vergleich mit einem niedrigen Schwellenwert und mit einem hohen Schwellenwert der Kennkurve entsprechen.
- 3. Prüfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der programmierbare Speicher aus einer einsteckbaren integrierten Schaltung besteht.909819/0794
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