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Münzprüfvorrichtung für Münzautomaten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Münzprüfvorrichtung für Münzautomaten, beispielsweise einen Münzfernsprecher, welcher mit mehreren Sorten von einen gemeinsamen Münzkanal passierenden Münzen arbeitet, mit einem Detektorsystem, das in diesem Kanal angeordnet ist und nacheinander von den zu prüfendenMünzen beeinflusst wird, sowie mit einer elektronischen Schaltungsanordnung, in welche die ihr zugeleiteten Detektorsignale eingespeist werden, und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Detektorsystem aus wenigstens so vielen Detektoren aufgebaut ist, wie vom Münzautomaten Münzsorten verarbeitet werden können, und die Detektoren derart versetzt gegeneinander angeordnet sind, dass jeder Detektor nur auf Münzen einer bestimmten, einen spezifischen Durchmesser aufweisenden Münzsorte sowie auf Münzen anspricht,
welche einen grösseren als diesen spezifischen Durchmesser haben, und dass ferner die erwähnte elektronische Schaltungsanordnung die gleichzeitig von den durch eine Münze bestimmter Sorte beeinflussten Detektoren gelieferten und für die betreffende Münzsorte charakteristischen Detektorsignale in ein für die Speicherung und/oder Anzeige des betreffenden Münzbetrages geeignetes Ausgangssignal umwandelt.
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Linie II-II nach Fig. 1 durch einen der Detektoren des Detektorsystems, Fig. 3 das Schaltbild einer elektrischen Oszillatoranordnung, deren Bestandteil ein Detektor nach Fig. 2 ist, Fig. 4 eine schematische Ansicht eines zweiten Detektorsystems, Fig. 5 die elektrische Schaltung eines der Detektoren nach Fig. 4 und Fig.
6 das Schaltbild einer elektronischen, mit Transistoren arbeitenden Schaltungsanordnung, welche die von den Detektorsystemen nach Fig. 1 oder 4 gelieferten Detektorsignale in Ausgangssignale umformt, die zur Speicherung und/oder zur Anzeige des durch das Detektorsystem erfassten Münzwerts geeignet sind.
Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung ist dazu bestimmt, die in einen Münzautomaten, beispielsweise einen Münzfernsprecher, eingeworfenen Münzen zu prüfen und den Münzwert festzustellen ; insbesondere ist das betrachtete Ausführungsbeispiel dazu geeignet, die festgestellten MUnzwerte in Form von elektrischen Signalen an eine Zählerkette zu melden, in der diese Werte gespeichert werden.
Die Vorrichtung ist so beschaffen, dass sie bei mit nur einem einzigen Einwurfschlitz für verschiedene MUnzsorten ausgerüstetenMünzautomaten verwendet werden kann. Im folgenden wird der Fall betrachtet, dass vier verschiedene Münzsorten, z. B. 10-, 20-und 50-Rappenstücke sowie 1-Frankenstücke, durch die Vorrichtung prüfbar sind.
Es sind bereits Münzfernsprecher vorgeschlagen worden, bei welchen die durch einen einzigen Einwurfschlitz eingeführten Münzen der Reihe nach zunächst in einem leicht geneigten Vorratskanal gesammelt werden, wobei sie durch einen am Ende des Kanals angeordneten schwenkbaren oder versenkbaren Anschlag so lange gehalten werden, bis durch Auslösung dieses Anschlags als Folge eines Taximpulsesoder eines von der Zählerkette ausgesandten Impulses die dem Anschlag zunächst liegende Münze über eine den Münzwert prüfende Vorrichtung einkassiert, d. h. in die Kasse des Apparats geleitet wird.
Die Prüf- vorrichtung, welche den Münzwert feststellt, sendet ein entsprechendes Signal an die Zählerkette, in
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welcher der Münzbetrag gespeichert und anschliessend sukzessive durch die von der Amtszentrale während des'Gesprächs eintreffenden Gebührenimpulse reduziert wird ; ist das durch die einkassierte Münze bestimmte Guthaben des Benutzers aufgebraucht, das heisst also bei Erscheinen des Speicherwerts "0", wird von der Zählerkette ein den erwähnten Anschlag vorübergehend freigebendes Steuersignal ausgesandt, so dass die folgende im Kanal befindliche Münze, wiederum unter Feststellung ihres Münzwerts, einkassiert wird.
Bei Gesprächsende bzw.. bei einer Gesprächsunterbrechung noch im Vorratskanal vorhandene, nicht einkassierte Münzen werden über eine sich beim Einhängen des Hörers öffnende Bodenklappe des Kanals durch einen Münzauswurfkanal dem Benutzer rückerstattet.
Die im folgenden betrachteten Ausführungsbeispiele können beispielsweise alsMünzprüfvorrichtungen in den oben erwähnten, bekannten Münzfernsprechern verwendet werden, welche dann also in dem er- wähntenMünzkanal hinter dem als"Kassiervorrichtung"dienenden und die noch nicht zur Begleichung der Gebühren benötigten Münzen festhaltenden beweglichen Anschlag installiert wird.
Der in Fig. 1 angedeutete Münzkanal 1 ist etwas breiter als die Dicke der stärksten Münze, für deren Verwendung der Apparat eingerichtet ist. Mit 2 ist ein die zu prüfende Münze vorübergehend festhaltender, beweglicher Anschlag bezeichnet, gegen den sich die Münze in ihrer Prüflage abstützt und der nach beendeter Prüfung die Weiterbewegung der Münze in die Kasse des Apparates freigibt. In andern Münzfernsprechertypen kann es sich bei dem Anschlag 2 auch um den erwähnten Anschlag der Kassier- vorrichtung selber handeln ; dann würde die Münze bereits direkt in ihrer"Wartestellung"im Münzkanal geprüft werden.
Auch ist es prinzipiell möglich, auf den Anschlag 2 zu verzichten und die Münzen einfach während des Passierens der Münzprüfvorrichtung zu prüfen.
DieMünzvorrichtung weist nachFig. 2 vier induktive Detektoren 3-6 auf, welche an der Seitenwand des Kanals in Höhe derjenigen Stelle angeordnet sind, an der sich eine Münze bei Anlage am Anschlag 2 befindet. Diese vier Detektoren sind derart längs des oberen Teils des Kanals 1 versetzt gegeneinander installiert, dass sie auf wenigstens einen Münztyp bestimmten Durchmessers sowie auf alle andern Münzen mit einem grösseren Durchmesser als diesen ansprechen. In Fig. 1 sind die vier mögli-
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bezeichnet.
Man erkennt, dass alle vier Münzsorten I - IV den Detektor 3 zu beeinflussen vermögen, wäh- rend die Detektoren 4, 5 bzw. 6 nur jeweils durch die Münzsorten 11-IV bzw. III und IV bzw. durch die grösste Münzsorte beeinflussbar sind.
Jeder der Detektoren 3 - 6 wird aus einem in Fig. 2 schematisch dargestellten magnetischen Kreis gebildet, der einen zentralen Kern 9 im Zentrum eines scheibenförmigen Jochs 10 sowie einen den zentralen Kern 9 umgebenden Ringkern 11 aufweist, der über das erwähnte Joch 10 mit dem Kern 9 verbunden ist. Im Kreisringraum zwischen dem Ringkern 11 und dem zentralen Kern 9 sind zwei konzentrische Wicklungen 11 und 12 angeordnet. welche die Primär- bzw. Sekundärwicklung des Detektors bilden. Nach Fig. 3 liegen beide Wicklungen mit je einem Ende an Masse, während die Primärwicklung mit ihrem andern Ende an den Ausgang eines Verstärkers 12 und die Sekundärwicklung mit ihrem andern Ende an den Eingang des Verstärkers 12 geschaltet ist.
Die Wicklung 11 mit der Induktivität Li bildet zusammen mit der parallel geschalteten Kapazität Ci (Fig. 3) einen Resonanzkreis auf der Ausgangsseite des Verstärkers.
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bei Erregung einen ziemlich starken Streufluss, der parallel zur Achse der Kerne gerichtet ist und damit den Münzkanal 1 durchsetzt. Befindet sich eine Münze vor dem Detektor, wie in Fig. 2 für den Fall der Münze II angedeutet, dann wird diese Münze vom Streufluss durchsetzt, welcher im Inneren des Münzmaterials Wirbelströme erzeugt ; diese Wirbelströme haben entsprechende Verluste zur Folge, welche der vom Streufluss umfassten Seitenfläche der Münze und dem ohmschen Widerstand des Münzmaterials proportional sind.
Daher ist ein derartiger Detektor nicht nur zur Feststellung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Münze bzw. zur Unterscheidung der Münzgrösse geeignet, sondern auch zur Prüfung von Gewicht, Dicke und elektrischer Materialeigenschaft der eingeworfenen Münzen, so dass falsche Münzen oder münzenähnliche Gegenstände, deren Wirbelstromverluste von einem vorgebbaren Wert abweichen. automatisch ausgeschieden werden können.
Wenn also eine Münze vor einem der Detektoren 3 - 6 vorhanden ist, dann erzeugt sie im Streufeld der Wicklung 11 eine Erhöhung des Scheinwiderstands R der Wicklung li und damit eine Verringerung des den Rückkopplungsfaktor und die Verstärkung des Verstärkers 12 bestimmenden Faktors Q = Wi/R (Wi = Innenwiderstand).
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Damit wird die Verstärkung eines Kreises nach Art der Fig. 3 direkt vom Wert des Q-Faktors bestimmt, wobei in bekannter Weise die Selbsterregung einer Schwingung einsetzt, wenn der Verstärkungsfaktor grö- sser als 1 wird, während eine Schwingung unterbleibt, wenn der Verstärkungsfaktor kleiner als 1 ist.
Die Schaltung nach Fig. 3 ist derart dimensioniert, dass bei Nichtvorhandensein einer Münze vor einem Detektor der Verstärkungsfaktor über dem Wert 1 liegt und dementsprechend der induktiv rückgekoppelteKreisschwingt. DasimAusgangskreiserzeugteWechselspannungssignalwirdüberdenKondensatorC2, den Widerstand Rl sowie die Diode D in ein Gleichspannungssignal umgeformt, das an der Ausgangs-
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der Klemme E.
Die vier Detektoren 3 - 6 sind nach Fig. 6 über die Ausgangsklemme E ihrer Oszillatorkreise
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die Einga ngsklemmen A, B, C bzw.mit einer Klemme n, im Falle der andern Transistoren über die Dioden D2, D4 bzw. D6 mit den er- wähnten Klemmen a, bbzw. c verbunden sind.
Die Emitter der Transistoren liegen am positiven Pol der Speisespannungsquelle ; ebenso sind die Ver- bindungspunkte zwischen Diode D und Klemme a, Diode D4 und Klemme b sowie Diode D6 und Klemme c unter Zwischenschaltung der Widerstände Rb3,Rc3 bzw. Rd3 an den positiven Pol der Spannungsquelle angeschlossen. Für die Bemessung dieser Widerstände gilt :
Rb3 Rb2 ; Rc3 > Rc2 ; Rd3 > Rd2.
Die beschriebene logische Schaltung arbeitet wie folgt :
Wenn sich keine Münze vor den Detektoren 3-6 befindet, dann liefern alle Verstärker 12 der Detektoren, wie erwähnt, an den Ausgangsklemmen E (nach Fig. 3) und damit an den Eingangsklem-
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lektorstrom zu diesen Ausgangsklemmen verhindern. Das positive Potential an der Ausgangsklemme n entspricht dem Ausgang "1", das negative Potential an den Ausgangsklemmen a - d dem Aus- gang "0".
Wenn dagegen eine Münze der Grösse I (Fig. 1) in den Streufluss der Detektorspule li des Detektors 3 gelangt, dann verschwindet, wie beschrieben, das Ausgangssignal an der entsprechenden Klem- me E des Verstärkers und damit an der Eingangsklemme A der logischen Schaltung; der Transistor T1 schaltet in den Sperrzustand, und am Ausgang n erscheint das negative Potential der Speisespannungsquelle, d. h. der Ausgang "0". Gleichzeitig erhält die Ausgangsklemme a positives Potential ; d. h.denAusgang"1".DieAusgänge"0"andenandernKlemmenb,cunddbleibenunver- ändert.
WenneineMünzederGrösseIIdieStellungnachFig. 1imKanal1erreicht,werdendiebeiden Detektoren 3 und 4 beeinflusst, so dass zusätzlich zum Transistor Ti auch der Transistor Tz gesperrt wird. Das hat zur Folge, dass die Ausgangsklemme b nunmehr positives Potential (den Ausgang "1") erhält, während die Klemme a an das negative Kollektorpotential des gesperrten Transistors Tz gelegt ist, also den Ausgang "0" erhält; der Ausgang "1" an den andern Klemmen n, c und d bleibt unverändert.
Im Falle einer Münze der Grösse III erhält in analoger Weise lediglich die Ausgangsklemme c positives Potential, während die Klemmen n, a, b und d an negativem Potential liegen, und im Falle
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einer Münze der Grösse IV haben alle Klemmen mit Ausnahme der Ausgangsklemme d, die das positive Potential der Eingangsklemme D annimmt, negatives Potential.
Die positiven bzw. negativen Ausgangspotentiale an den Klemmen n, a, und c sowie d können in bekannter Weise zur Steuerung des Speicherwerts einer Zählerkette verwendet werden, welche nach dem Binär- oder nach dem dekadischen System ausgelegt sein kann und welche in Abhängigkeit vom registrierten Speicherwert ihrerseits weitere Funktionen auslöst. Insbesondere kann das jeweilige Guthaben des Benutzers zu dessen Information mittels einer Anzeigevorrichtung angezeigt werden.
In Münzfernspre- chern kann diese Zählerkette so eingerichtet sein, dass der einer eingeworfenen Münze entsprechende Spei- cherwert durch die von der Amtszentrale eintreffenden Gebührenimpulse während des Gesprächs um jeweils eine Gebühreneinheit reduziert wird und nach Erreichen des Speicherwerts "0" eine Kassiervorrichtung zur Einkassierung der nächsten Münze betätigt wird, deren Wert dann zunächst wiederum festgestellt und der Zählerkette gemeldet wird.
In einer in Fig. 5 schematisch dargestellten Variante werden die Detektoren aus Photozellen 3a-6a gebildet, die entsprechend den unterschiedlichen Durchmessern der Münzsorten versetzt zueinander an der Seitenwand des Münzkanals 1 angeordnet sind. Wiederum wird jeder der Detektoren, diesmal durch Abdeckung des die Zellen erregenden Lichtstrahls, von allen denjenigen Münzen beeinflusst, deren Durchmesser einen bestimmten vorgebbaren Wert übersteigt. Während die Münze der Grösse I in ihrer Anschlagslage nur den Detektor 3a abdeckt, werden durch die Münzen der Grösse II, III bzw. IV die Detektoren 3a und 4a bzw. 3a, 4a und 5a bzw. alle vier Detektoren beeinflusst.
Zur Speisung der Photozelle kann vorzugsweise eine in Fig. 5 dargestellte Schaltung dienen. Danach liegt jede Zelle über einen in Reihe geschalteten Widerstand R6 an einer Spannungsquelle. Der
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kelwiderstand dieser Zelle.
Am Abgriff S zwischen Zelle und Widerstand R6 erhält man auf diese Weise ein positives Potential, wenn die Zelle, durch eine Münze abgedeckt, nicht erregt ist, und ein negatives Potential, wenn sie belichtet ist.
Wenn die beschriebenen Detektorsysteme in Münzfernsprechern oder andern Münzautomaten verwendet werden, bei denen die jeweils vorderste Münze einer Reihe von im Münzkanal befindlichen und vom Benutzer bereits auf Vorrat eingeworfenen Münzen geprüft wird, derart, dass sich in der Darstellung nach Fig. 1 noch weitere Münzen direkt hinter der am Anschlag 2 anliegenden Münze befinden, dann ist natürlich die Anordnung der einzelnen Detektoren des Detektorsystems so getroffen, dass nur jeweils die vorderste Münze die Detektoren zu beeinflussen vermag ;
die eventuell direkt dahinterliegende Münze befindet sich dann auf alle Fälle, auch wenn die vorderste, in Prüfstellung fixierte Münze vom kleinsten Typ I ist, ausserhalb aller Detektorbereiche, so dass der Zustand des Detektorsystems eindeutig nur durch die vorderste, am Anschlag liegende Münze bestimmt ist.
An Stelle der beschriebenen Detektoren und Schaltungen lässt sich die Erfindung natürlich auch mit andern bekannten Detektortypen und logischen Schaltungseinheiten realisieren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Münzprüfvorrichtung für einen Münzautomaten, welcher mit mehreren Sorten von einen gemeinsamen Münzkanal passierenden Münzen arbeitet, mit einem Detektorsystem, das in diesem Kanal angeordnet ist und nacheinander von den zu prüfenden Münzen beeinflusst wird, sowie mit einer elektrischen Schaltungsanordnung, inwelche dieihr zugeleitetenDetektorsignale eingespeist werden, dadurch gekennzeichnet, dass dasDetektorsystem aus wenigstens so vielen DetektOren (3 - 6) aufgebaut ist, wie vom Münzautomaten Münzsorten verarbeitet werden können, und die Detektoren derart versetzt gegeneinander angeordnet sind, dass jeder Detektor nur auf Münzen (I-IV) einer bestimmten, einen spezifischen Durchmesser aufweisenden Münzsorte sowie auf Münzen anspricht,
welche einen grösseren als diesen spezifischen Durchmesser haben, und dass ferner die erwähnte elektrische Schaltungsanordnung die gleichzeitig von den durch eine Münze bestimmter Sorte beeinflussten Detektoren gelieferten und für die betreffende Münzsorte charakteristischen Detektorsignale in ein für die Speicherung und/oder Anzeige des betreffenden Münzwertes geeignetes Ausgangssignal umwandelt.