DE3436117C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Prüfen von Münzen verschiedener Werte der im Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 genannten Gattung.

Eine derartige Einrichtung ist bereits bekannt (GB-OS 20 96 812). Dabei wird die Einrichtung in bestimmten zeitlichen Abständen, das heißt zyklisch, einem Eichprogramm unterworfen, wonach der Tongenerator einen zwei Spulen aufweisenden Testdetektor mit Spannungen unterschiedlicher Frequenzen beaufschlagt und in einer Auswerteeinrichtung die übertragenen Spannungen mit in einem Speicher vorhandenen Eichwerten verglichen werden. Wei­ chen die durch dieses Eichprogramm erzielten Werte von den gespeicherten Eichwerten ab, dann werden die zuletzt festge­ stellten Werte als neue Eichwerte gespeichert. Im darauffolgen­ den eigentlichen Münzprüfprogramm, durch das nicht nur Abmessungen, sondern auch Materialeigenschaften von Münzen prüfbar sind, werden die Prüfwerte mit im Speicher vorhandenen Bezugs- und Eichwerten verglichen. Wird eine Münze als innerhalb eines durch die Bezugswerte vorgegebenen Toleranzbereiches fallend festgestellt, so werden sie als "gut" gewertet und wird ein Kassiersignal erzeugt; fällt eine Münze dagegen nicht in den Toleranzbereich hinein, sondern bleibt sie außerhalb derselben, wird ein Sperrsignal erzeugt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Einrichtung mitunter ungenaue Münzprüfungen vornimmt, wenn die zeitlichen Abstände zwischen den einzelnen "Eichpro­ grammen" zu groß sind und sich dazwischen Eigenschaften der am Prüfprogramm vorhandenen Einzelteile durch beispielsweise Temperaturveränderungen ändern. Werden die zeitlichen Abstände des zyklischen Eichprogramms dagegen zu eng gewählt, ist ein unerwünscht hoher Energiebedarf für die Durchführung des jewei­ ligen Eichprogramms erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung dieser Gattung dahingehend zu verbessern, daß trotz geringen Aufwandes eine noch genauere, das heißt noch störgroßenunabhängigere Prüfung der Münzen möglich ist.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beansprucht und in Unter­ ansprüchen sowie der folgenden Beschreibung sind weitere Aus­ bildungen der Erfindung beansprucht und beschrieben.

Bei der Erfindung dient ein Testdetektor zum Prüfen des Materials der Münze beispielsweise daraufhin, welche Legierung für die zu prüfende Münze verwendet ist; ein weiterer Testdetketor, der insbesondere anders aufgebaut ist, dient dagegen zum Prüfen von Abmessungen der Münze, beispielsweise des Münzdurchmessers.

Eine Prüfeinrichtung unter Verwendung zweier unterschiedlicher Testdetektoren ist an sich bereits bekannt (DE-OS 27 15 403); dabei ist jedoch keine Eichung vorgesehen, so daß trotz der Verwendung unterschiedlicher Testdetektoren und daher an die zu prüfenden Werte besser angepaßter Maßnahmen nicht immer genaue Prüfungen vorgenommen werden können, sofern nicht die Umgebungseigenschaften um die Einrichtung und innerhalb der Einrichtung jeweils konstant gehalten werden, was zusätzlichen Aufwand erfordert.

Dieser Nachteil tritt auch bei einer anderen bereits bekannten Einrichtung (DE-OS 33 45 252) auf, bei der das auf einer Mittel­ wertbildung basierende Prüfergebnis vorhergehend geprüfter Münzen als Bezugswert für die Prüfung nachfolgender Münzen gewählt wird. Ändern sich die Umgebungsverhältnisse zwischen dem Prüfen der vorhergehenden und der nachfolgenden Münzen, dann ist auch hier das Prüfergebnis oft ungenau.

Bei der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß kurz vor dem jeweiligen Prüfen einer Münze, das heißt bei jeder Inbetriebsetzung vor dem Eintreffen einer eingeworfenen Münze bei dem ersten erreichten Testdetektor, ein Eichprogramm durchgeführt wird, dessen Ergebnis auf einem "Rückkopplungs­ weg" zur Steuerung des Tongenerators für das eigentliche Prüf­ programm angewendet wird. Hierdurch ist eine selbsttätige Korrek­ tur jeweils unmittelbar vor dem Münzprüfen möglich, die insbe­ sondere umweltbedingte Änderungen der Aggregatcharakteristika ausgleicht. Bei diesem azyklischen Eichen wird auch vermieden, daß unnötigerweise ein Eichprogramm initiiert, das heißt, daß nicht unnötigerweise Energie verbraucht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht der Prüfeinrichtung für die Legierung und den Durch­ messer einer Münze und

Fig. 2 ein Blockschema der Prüfeinrichtung.

Gemäß Fig. 1 weist die Prüfeinrichtung 1 eine Abrollbahn 2 für eine Münze auf, zu der in Querrichtung zwei Stab­ kerne 4 und 5 eines ersten Testdetektors 6 zur Prüfung der Legierung angeordnet sind. Anschließend an den ersten Testdetektor 6 ist ein Stopper 7 auf der Abrollbahn 2 angebracht, der den Durchgang der Münze 3 durch den ersten Testdetektor 6 und anschließend durch einen auf den Durchmesser der eingegebenen Münze 3 empfindlichen zweiten Testdetektor 8 steuert. Dieser zweite Testdetektor 8 besteht aus zwei beidseitig der Abrollbahn 2 und spiegelbildlich zu dieser angeordne­ ten, im Querschnitt rechteckigen und zur Abrollbahn 2 hochkant stehen­ den Magnetkernen 9 und 10. Auf den Stabkernen 4 und 5 ist je eine Wicklung 11 und 12 und auf den Magnetkernen 9 und 10 je eine Wicklung 13 und 14 angebracht. Die Wicklungen 11, 12, 13 und 14 sind einseitig mit der Masse verbunden.

Auf dem Blockschema der Fig. 2 sind ein Tongenerator 15, ein an die Wicklungen 11 und 13 anlegbarer Umschalter 16, ein weiterer, die Wicklungen 12 und 14 schaltender Umschalter 17, ein Phasenkom­ parator 18, ein Spitzenspannungsmesser 19, ein Umschalter 20 in Verbindung mit den Ausgängen des Phasenkomparators 18 und des Spitzenspannungsmesser 19, ein in Form eines Spannungsmesser 21 dargestellter Spannungskomparator und eine Auswerteeinrich­ tung 22 dargestellt.

Der Schaltarm des Umschalters 16 ist mit einem Ausgang des Tongene­ rators 15 verbunden. Eine weitere Verbindung vom Tongenerator 15 be­ steht mit einem ersten Eingang des Phasenkomparators 18, von dem ein zweiter Eingang an den Schaltarm des Umschalters 17 angeschlossen ist, welcher zudem mit einem Eingang des Spitzenspannungsmessers 19 verbunden ist. Der Schaltarm des Schalters 20 ist an den Spannungs­ messer 21 angelegt.

Der Tongenerator 15 enthält einen Frequenz-Synthesizer mit einem nichtdargestellten Quarzoszillator für eine Wechselspannung hoher Fre­ quenz und mit einem ebenfalls nicht gezeichneten Frequenzteiler mit mehreren Abgriffen. Der Phasenkomparator 18 hat zwei Eingänge, von denen der erste mit dem Ausgang des Tongenerators 15 und der zweite mit dem Schaltarm des Umschalters 16 verbunden ist. Am Ausgang des Phasenkomparators 18 tritt eine der maximalen Phasendifferenz Δϕ entsprechende Spannung U _oC auf.

Der Spitzenspannungsmesser 19 enthält im Ausgang einen Tiefpaß, dessen Zeitkonstante durch eine Steuerschaltung 24 verändert werden kann. Am Ausgang des Spitzenspannungsmesser 19 steht eine eben­ falls mit U _oC bezeichnete Spannung an. Im Eingang zum Spannungsmesser 21 ist ein nicht gezeichneter Tiefpaß angeordnet.

Die Auswerteeinrichtung 22 enthält unter anderem drei Steuerschaltun­ gen 23, 24 und 25 und einen Speicher 26. Die erste Steuerschaltung 23 ist mit dem Tongenerator 15 verbunden. Die zweite Steuerschaltung 24 steuert nebst der Zeitkonstanten des Spitzenspannungsmesser 19 die beiden Umschalter 16 und 17. Der Umschalter 20 wird von der Steuerschaltung 25 gesteuert. Der Spannungsmesser 21 ist mit dem Speicher 26 in der Auswerteeinrichtung 22 verbunden. Die Auswerte­ einrichtung 22 besteht vorzugsweise aus einem Mikro-Prozessor.

Die Prüfeinrichtung 1 wirkt auf folgende Weise:

Die Auswerteeinrichtung 22 und der Tongenerator 15 sind mit einem Schalter zur Inbetriebsetzung, z. B. mit einem Gabelschalter eines Telefonapparats verbunden. Bei der Inbetriebsetzung wird durch eine Umschaltung der Ablaufsteuerung in der Auswerteeinrichtung 22 eine Eichung der Prüfeinrichtung 1 vor der eigentlichen Münzprüfung in Gang gesetzt. Dies geschieht in drei Phasen:

In der ersten Phase steuert die Steuer­ schaltung 23 in der Auswerteeinrichtung 22 den Tongenerator 15 so, daß er nacheinander zwei Wechselspannungen U _p mit verschiedener Frequenz, z. B. 6,25 kHz und 12,5 kHz abgibt. Dabei wird im Frequenz­ teiler des Tongenerators 15 der entsprechende Abgriff mit dem Ausgang des Tongenerators 15 verbunden. Auf die erste Frequenz von 6,25 kHz spricht eine Legierung der Münze 3 mit Kupfer oder Nickel und auf die zweite Frequenz von 12,5 kHz Eisen als Legierungsbestandteil an. Die Steuerschaltung 24 in der Auswerteeinrichtung 22 stellt mittels des Schalters 16 eine Verbindung des Tongenerators 15 mit der Wicklung 11 des Stabkerns 4 im ersten Testdetektor 6 her, ferner mittels des Schalters 17 eine Verbindung der Wicklung 12 des Stabkerns 5 des ersten Testdetektors 6 mit dem Spitzenspannungsmesser 19 und mittels des Schalters 20 in Verbindung zwischen dem Spitzen­ spannungsmesser 19 und dem Spannungsmesser 21 her. Die vom Spitzenspannungsmesser 19 gemessene Spannung U _oC wird im Spannungs­ messer 21 gemessen. Die Amplitude der Wechselspannung des Tongene­ rators 15 wird nun so lange verändert, bis im Spannungsmesser 21 eine vorbestimmte Spannung (z. B. 2,5 V) erreicht wird. Der Einstell­ wert der Wechselspannung des Tongenerators 15 wird nun entsprechend den gewählten Frequenzen im Speicher 26 der Auswerteeinrichtung 22 abgespeichert.

In der zweiten Phase wird der Tongenerator 15 zur Ausgabe einer Spannung U _p mit einer Frequenz von 12,5 kHz veranlaßt. Die Schalter 16 und 17 verbleiben in dieser Phase in der gleichen Stellung wie in der ersten Phase. Der Schalter 20 verbindet jedoch den Phasen­ komparator 18 mit dem Spannungsmesser 21. Die Phasenverschiebung zwischen der Spannung U _p am Ausgang des Tongenerators 15 und einer Spannung U _s an der Wicklung 12 wird im Phasenkomparator 18 in eine entsprechende Ausgangsspannung U _oC umgewandelt. Diese erzeugt im Spannungsmesser 21 eine Ausgangsspannung U _m , welche als Eichwert im Speicher 26 der Auswerteeinrichtung 22 gespeichert wird.

In der dritten Phase wird die Spannung U _p des Tongenerators 15 mit­ tels des Schalters 16 an die Wicklung 13 des Magnetkerns 9 des zwei­ ten Testdetektors 8 gelegt. Durch den Schalter 17 wird die Wicklung 14 des Magnetkerns 10 des zweiten Testdetektors 8 mit dem Spitzen­ spannungsmesser 19 und dieser mittels des Schalters 20 mit dem Spannungsmesser 21 verbunden. Der Einstellwert der Amplitude der Wechselspannung des Tongenerators 15 wird, wie in der ersten Phase beschrieben, abgeleitet und im Speicher 26 der Auswerteeinrichtung 22 gespeichert.

Die drei Phasen der Eichung erfolgen nach der Inbetriebnahme, aber vor dem Eintreffen einer eingeworfenen Münze 3.

Die eingeworfene Münze 3 wird zum Prüfen auf der Abrollbahn 2 zwischen den Stabkernen 4 und 5 durch den Stopper 7 aufgehalten. Die Stabkerne 4 und 5 sind so bemessen, daß deren Querschnitt auch von den Stirnseiten der kleinsten dort stillstehenden Münze 3 voll überdeckt wird. Die gesamte Prüfung der eingeworfenen Münzen 3 geschieht wie bei der Eichung in drei Phasen. Der Tongenerator 15 wird für jede Messung mit dem in der Eichphase gefunden entsprechenden Amplitudenwert programmiert. Die einzelnen ermittelten Spannungen U _m am Ausgang des Spannungsmessers 21 werden im Speicher 26 der Auswerteeinrichtung 22 gespeichert, bis die gesamte Prüfung der Münzen 3 abgeschlossen ist.

Nur die magnetischen Eigenschaften der Legierung der Münze 3 werden in der ersten Phase mittels der Wicklungen 11 und 12 der Stabkerne 4 und 5 des Testdetektors 6 bei stillstehender Münze 3 geprüft. Da die eingeworfene Münze 3 beim Abstoppen durch den Stopper 7 prellt, werden die Messungen der ersten Phase so lange wiederholt, bis drei aufeinanderfolgende Messungen zum gleichen Ergebnis führen. Erst dann läuft das Meßprogramm weiter.

In dieser ersten Phase der Münzprüfung wird wie bei der Eichung eine Wechselspannung nacheinander mit den Frequenzen von 6,25 kHz und 12,5 kHz an die Wicklung 11 des Stabkerns 4 des Testdetektors 6 angelegt. In der mit dieser nach Art eines Transformators gekoppelten Wicklung 12 des Stabkerns 5 werden durch die Legierung der Münze 3 abgeschwäch­ te Spannungen U _s induziert, die wie in der ersten Phase gemessen und gespeichert werden.

Unmittelbar an die Freigabe der Rollbahn 2 der Fig. 1 durch einen nichtgezeichneten Betätigungsmagneten für den Stopper 7 erfolgt die Messung der zweiten Phase mittels des Testdetektors 6 bei einer noch kleinen Geschwindigkeit der Münze 3, sobald sich diese auf der schrägstehenden Abrollbahn 2 in Bewegung setzt. Dabei mißt der Phasenkomparator 18 analog zur Eichung die Verschiebung der Phase der Wechselspannung U _s mit der höheren der Frequenzen der ersten Phase, als z. B. 12,5 kHz, am Ausgang der Wicklung 12 gegen­ über der Ausgangsspannung U _p des Tongenerators 15. Die festgestellte phasenabhängige Spannung U _oC wird bei der zugeordneten Stellung des Umschalters 20 zu einem Eingang des Spannungsmessers 21 über­ tragen. Die der größten phasenabhängigen Spannung U _oC entsprechend Spannung U _m am Ausgang des Spannungsmessers 21 wird im Speicher 26 der Auswerteeinrichtung 22 gespeichert. Der entsprechende Wert ist von der Art der Legierung der Münze 3, von deren Dicke und deren Durchmesser abhängig.

Die Münze 3 rollt anschließend weiter durch den Zwischenraum zwi­ schen den Magnetkernen 9 und 10 der Fig. 1, wobei die Prüfung auf den Münzdurchmesser erfolgt. Die Wicklung 13 auf dem Magnetkern 9 ist dabei in dieser dritten Phase der Münzprüfung mittels des Schalters 16 mit dem Ausgang des Tongenerators 15 verbunden. Dieser liefert dabei unter dem Einfluß der Steuerschaltung 23 der Auswerte­ einrichtung 22 eine Wechselspannung U _p mit einer höheren Frequenz als in den beiden ersten Phasen, beispielsweise von 62,5 kHz, bei welcher die Art der Legierung der Münze 3 höchstens einen sehr ge­ ringen Einfluß auf die Messung des Durchmessers ausübt. Je nach dem Durchmesser der Münze 3 entsteht an der zugeordneten Wicklung 14 des Magnetkerns 10 eine mehr oder weniger große Spannung U _s , die mittels des Schalters 17 zum Spitzenspannungsmesser 19 über­ tragen wird. Diese Spannung U _s durchläuft ein Minimum, wenn das Zentrum der Münze 3 den Raum zwischen den Magnetkernen 9, 10 durch­ läuft. Diese Minimalspannung U _s stellt ein Kriterium für den Münz­ durchmesser dar. In dieser dritten Phase wird die Zeitkonstante des Spitzenspannungsmessers 19 durch die Steuerschaltung 24 in der Auswerteeinrichtung 22 erniedrigt. Dadurch vermag der Spitzen­ spannungsmesser 19 der sich schnell ändernden Eingangswechsel­ spannung U _s zu folgen. Die Ausgangsspannung U _oC des Spitzenspan­ nungsmesser 19 wird mittels des Schalters 20 auf den Spannungsmesser 21 und die Spannung U _m an dessen Ausgang zum Speicher 26 der Auswerteeinrichtung 22 übertragen.

Nach Ablauf aller Prüfungen für die Münze 3 mittels der Testdetekto­ ren 6 und 8 stellt ein Rechenwerk in der Auswerteschaltung 22 fest, ob die abgespeicherten Meßwerte alle innerhalb der im Speicher 26 einge­ speicherten zugeordneten Bezugs-Minimal- und Maximalwerte liegen. Bei positi­ vem Ergebnis dieser Prüfung durch die Auswerteschaltung 22 erscheint an deren Ausgang 27 ein Kassiersignal zur Kassierung der geprüften Münzen 3 und zur Freigabe der entsprechenden Dienstleistung oder aber im anderen Fall ein Sperrsignal für die Dienstleistung und ein Signal zur Umleitung der Münzen 3 in die Rückgabeschale.

Claims (4)

1. Einrichtung zum Prüfen von Münzen verschiedener Werte mit einem nacheinander mit verschiedenen Frequenzen eines Ton­ generators beaufschlagbaren Testdetektor für die Münze, gege­ benenfalls mit einem in einer Abrollbahn für die Münzen ange­ ordneten Stopper, mit mindestens einem Schalter zum Umschalten auf die verschiedenen Frequenzen, mit einer Auswerteinrichtung zum Vergleich der von den Testdetektoren ohne Münze gebildeten Eichwerte mit den von den Testdetektoren mit einer Münze gebil­ deten Prüfwerten, bei der die Auswerteeinrichtung einen Speicher zum Speichern von Bezugs- und Eichwerten sowie Steuerschaltungen zum Steuern des Tongenerators aufweist und Kassier- oder Sperr­ signale aufgrund des Ergebnisses der Auswertung der betreffen­ den Münze erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Testdetektor (6) das Münzmaterial und ein weiterer Testdetektor (8) eine Münzabmessung testen und daß die Aus­ werteinrichtung (22) die Steuerschaltungen (23, 24, 25) derart aktiviert, daß diese bei jeder Inbetriebsetzung vor dem Eintref­ fen einer eingeworfenen Münze (3) bei dem ersten von dieser erreichten Testdetektor (6) die Eichwerte der Testdetektoren (6, 8) unter Umschalten des Schalters (16, 17) ermitteln, die­ se Eichwerte und entsprechende Einstellwerte für den Tongene­ rator (15) im Speicher (26) abspeichern und den Tongenerator (15) mit diesen Eichwerten bzw. Einstellwerten steuern.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spitzenspannungsmesser (19) die Spannungsamplituden (U _oc ) der Testdetektoren (6, 8) und ein Phasenkomparator (18) die maximale Phasendifferenz (Δϕ) zwischen der Spannungs­ amplitude des Tongenerators (15) und der Spannungsamplitude (U _s ) des das Münzmaterials testenden Testdetektors (6) fest­ stellt und daß diese bzw. davon abgeleitete Werte als Eichwerte bzw. Einstellwerte für den Tongenerator (15) dienen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tongenerator (15) in einer ersten Phase nacheinander zwei Spannungen (U _p ) verschiedener Frequenz über den ersten Testdetektor (6) und den Spitzenspannungsmesser (19) an einen den Spannungsmesser (21), in einer zweiten Phase eine Spannung (U _p ) mit der höheren der beiden Frequenzen über den ersten Testdetektor (6) und den Phasenkomparator (18) an den Spannungs­ messer (21) und in einer dritten Phase eine Spannung (U _p ) mit einer höheren Frequenz als in den ersten beiden Phasen über den zweiten Testdetektor (8) und den Spitzenspannungsmesser (19) an den Spannungsmesser (21) zur Ermittlung der Eichwerte bzw. Einstellwerte abgibt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Münzprüfungen der ersten Phase mit der durch den Stop­ per (17) festgehaltenen Münze, die der zweiten und dritten Pha­ se dagegen bei sich bewegender Münze (3) erfolgen.