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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung fälschungssicherer Münzen.
Während durch Verwendung von speziellem Banknotenpapier, durch Anordnung von Wasserzeichen u. dgl. Banknoten weitgehend fälschungssicher gemacht werden können, ist es bisher nicht
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da auch in diesem Fall der Materialwert der Münze zumeist beträchtlich unter ihrem Nennwert liegt.
Man hat zwar bereits vorgeschlagen, der Metallschmelze für die Herstellung des Münzrohlings bestimmte Metalle in einem vorgegebenen Prozentsatz beizumengen, wobei dieser Prozentsatz und die Art der Metalle der Öffentlichkeit nicht bekannt sind, um Fälschungen, welche dann diese Metalle nicht oder nicht im vorgegebenen Prozentsatz beinhalten, nachweisen zu können. Die Beimengung dieser Metalle macht jedoch das Herstellungsverfahren der Münzen umständlich und kostspielig. Ausserdem treten durch die Beimengung dieser Metalle Probleme bei der Prägung des Münzrohlings auf, und es wird der Klang der Münzen in unerwünschter Weise verändert.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu entwickeln, mit welchem auf einfache Weise Münzen hergestellt werden können, welche eine solche Beschaffenheit aufweisen, dass Fälschungen leicht festgestellt werden können. Das erfindungsgemässe Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass auf die der Herstellung der Münzen dienende Metallschmelze zumindest während eines Zeitabschnittes des Erstarrungsvorganges, vorzugsweise zumindest am Beginn des Erstarrungsvorganges, gegebenenfalls auf das vorgeglühte Metall vor der Herstellung des Rohlings, ein Ultraschallfeld einwirken gelassen wird. Dieses Ultraschallfeld bewirkt eine Veränderung des Gefüges bzw. der inneren Struktur von Metallen, u. zw. in der Weise, dass eine merkliche Kornverfeinerung zustandekommt.
Dieser Effekt, der bei einer Beschallung von Metallen mit Ultraschall grosser Intensität auftritt, ist bereits bekannt. Die Beschallung von Metallen während des Erstarrungsvorganges wurde bisher dazu verwendet, um bei Giessprozessen unerwünschte Gaseinschlüsse, die zu Lunkerbildungen im Gussstück führen können, zu verhindern, und eine kontrollierte Verteilung der Legierungskomponenten in Metallegierungen zu erzielen, wodurch die Güte und die technologischen Eigenschaften der so hergestellten Teile aus Metallen sowie deren Legierungen erheblich verbessert werden.
Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt eine Veränderung der Kornstruktur, wobei eine bleibende Kornverfeinerung auftritt, den den Prägevorgang nicht erschwert, sondern vielmehr den zusätzlichen Vorteil mit sich bringt, dass eine exakte Prägung der Münzen erfolgt, wobei vor allem unsaubere Prägestellen und Beschädigungen an den Münzrändern mit Sicherheit vermieden werden, wie sie bei Verwendung von Rohlingen mit grobem Gefüge häufig auftreten. Beim Prägevorgang erfolgt keine weitere Veränderung des Gefüges, so dass dieses Gefüge auch in der fertigen Münze erhalten bleibt.
Dieses Gefüge kann an der Münze mittels physikalischer Methoden, wie sie in der Metallphysik und Metallurgie zum Nachweis von Korngrenzen und Versetzungen bekannt sind, nachgewiesen werden, wobei nach dieser Feststellung sofort erkennbar ist, ob es sich bei der untersuchten Münze um eine Fälschung handelt oder nicht, da die nach dem erfindungsgemä- ssen Verfahren hergestellten, also gefälschten Münzen ein wesentlich gröberes Gefüge besitzen.
Werden die Kenngrössen des Ultraschallfeldes, wie Frequenz und Amplitude, sowie die Dauer der Beschallung verändert, so ändert sich auch das Gefüge des Metalls in entsprechender Weise.
Um eine genau definierte Anordnung von Korngrenzen und Versetzungen innerhalb der Gefügekörner, also eine bestimmte gewünschte Gefügeausbildung bzw. Gefügeanordnung, zu erhalten, welche gefälschte Münzen mit absoluter Sicherheit erkennen lässt, werden daher gemäss einem weiteren Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Kenngrössen des Ultraschallfeldes, wie Frequenz und Amplitude, und/oder die Dauer der Beschallung geregelt. Zweckmä- ssig erfolgt auch eine Überwachung dieser Kenngrössen des Ultraschallfeldes während der Dauer der Beschallung, um unerwünschte Änderungen dieser Kenngrössen sofort kompensieren zu können.
Das Ultraschallfeld kann erfindungsgemäss auf die in einer Gussform erstarrende, vorzugsweise für die Herstellung eines Rohlings für die Münze dienende unbewegte Schmelze einwirken gelassen werden. In diesem Falle wird jeder Rohling gesondert in einer Gussform hergestellt und während des Erstarrungsvorganges in der Gussform der Beschallung unterworfen. Es kann aber auch erfin-
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dungsgemäss die Schmelze während des Erstarrungsvorganges durch das Ultraschallfeld hindurchbewegt werden, mit andern Worten, es kann ein Stranggiessverfahren angewendet werden, wobei der Giessstrang während eines Zeitabschnittes des Erstarrungsvorganges sich im Bereich des Ultraschallfeldes befindet. In diesem Fall können die Rohlinge für die Münzen, welche der Prägung unterworfen werden, aus dem erstarrten Strang herausgestanzt oder herausgeschnitten werden.
Erfolgt dieser Arbeitsvorgang bei erhöhten Temperaturen, also beispielsweise nach einem Vorglühen, so kann es hiedurch zu einer teilweisen Veränderung der inneren Struktur kommen. Diese teilweise Veränderung kann entweder vorgeplant sein und ist dann in der fertigen Münze erkennbar, oder es kann auch während des Glühvorganges ein Ultraschallfeld auf das Metall, aus welchem die Rohlinge hergestellt werden, einwirken.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform und Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemä- ssen Verfahrens. Fig. 3 stellt eine Vorrichtung bei Anwendung des Stranggiessverfahrens dar und Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie a-a in Fig. 3.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist ein den Schwingkörper bildendes Anpassungshorn --1-- im Bodenbereich einer Kokille --2-- angeordnet, welche die Schmelze --3-- auf- nimmt. Das Anpassungshorn --1-- erstreckt sich durch eine Öffnung im Boden der Kokille --2-und ist mittels einer Dichtung --4-- zwischen dem Kokillenboden und dem Anpassungshorn --1--, beispielsweise einer Asbestschnur, abgedichtet. Die Dichtung --4-- dient gleichzeitig der Lagerung des Anpassungshornes --1-- in der Kokille --2-- und ist in einem Bewegungsknoten angeordnet, damit sie nicht mitschwingt.
Durch das Gewicht des Anpassungshornes --1-- und der Schmelze - wird die Dichtung --4-- zusammengedrückt und bewirkt ohne zusätzliche Massnahmen eine einwandfreie Abdichtung der Öffnung im Boden der Kokille--2--.
Das Anpassungshorn --1-- ist über ein Zwischenstück --5-- mit einem Konverter --6-- verbunden, welcher über ein elektrisches Kabel an einen nicht dargestellten Ultraschallgenerator angeschlossen ist. Der Konverter --6-- wandelt die vom Ultraschallgenerator erzeugten elektrischen Ultraschallschwingungen in mechanische Ultraschallschwingungen um.
Wenn Schmelzen mit höheren Temperaturen, also beispielsweise Silber, beschallt werden, so muss dafür gesorgt werden, dass diese hohen Temperaturen nicht auf den Konverter --6-- übertra- gen werden, da sonst dieser Konverter zerstört wird. Zweckmässig wird ein piezokeramischer Konverter verwendet, dessen Curiepunkt nur bei einigen 100 liegt, während die Temperatur des Schmelzgutes --3-- wesentlich höher liegen kann. Es ist daher im Zwischenstück --5-- eine Kühlvorrichtung --10-- vorgesehen, die beispielsweise aus einem Rohrsystem besteht, durch welches ein Kühlmittel, beispielsweise Wasser, hindurchgeführt wird.
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auf die Resonanzfrequenz des Ultraschallgerätes abgestimmt sein, damit ein möglichst hoher Wirkungsgrad erzielt wird.
Diese Teile weisen daher eine Länge auf, die der halben Wellenlänge x/2 der Ultraschallschwingungen oder einem ganzzahligen Vielfachen dieser halben Wellenlänge entspricht.
In der Kokille --2-- ist eine Sonde --9-- zur Messung der Kenngrössen des Ultraschallfeldes vorgesehen, welche es ermöglicht, das Ultraschallfeld zu überwachen und erforderlichenfalls die Kenngrössen dieses Ultraschallfeldes zu verändern, um Abweichungen von den vorgegebenen Kenngrössen auszugleichen und damit eine genau vorbestimmte innere Struktur des Münzmetalls zu erhalten.
In den Seitenwänden der Kokille --2-- ist eine Heizung, beispielsweise eine elektrische Heizspirale --15--, vorgesehen.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch, dass als weiteres Zwischenstück ein Umlenkteil --11-- vorgesehen ist, dessen Länge gleichfalls der halben Wellenlänge X/2 des Ultraschallsystems in beiden Richtungen entspricht. Dadurch wird die Bauhöhe der Vorrichtung verringert.
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In den Fig. 3 und 4 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung bei Anwendung des Stranggiessverfahrens dargestellt. Bei dieser dargestellten Ausführungsform erfolgt die Beschallung der Schmelze --3--, welche sich in einer Stranggusskokille --14-- befindet, von oben. Es ist aber auch bei dieser Ausführungsform möglich, die Schmelze --3-- von unten zu beschallen, wenn das Anpassungshorn durch eine Öffnung im Boden der Stranggusskokille --14-- hindurchgeführt ist.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Anpassungshorn --12-- in einem oberhalb der Kokille --14-- angeordneten Trägerkörper --13-- gelagert. Die Lagerung erfolgt hiebei wieder über einen Dichtungsring --16--, beispielsweise aus Asbest, der gleichfalls in einem Bewegungsknoten der Ultraschallschwingungen angeordnet ist. Im Trägerkörper --13-- befindet sich auch die Sonde --9-- zur Messung der Kenngrössen des Ultraschallfeldes. Die Schmelze --3-- bewegt sich bei Anwendung des Stranggiessverfahrens am feststehenden Anpassungshorn vorbei und wird hiebei beschallt, wodurch die gewünschte Gefügeänderung bewirkt wird.
PATENTANSPRÜCHE : l. Verfahren zur Herstellung fälschungssicherer Münzen, dadurch gekennzeichnet, dass auf die der Herstellung der Münzen dienende Metallschmelze zumindest während eines Zeitabschnittes des Erstarrungsvorganges, vorzugsweise zumindest am Beginn des Erstarrungsvorganges, gegebenenfalls auf das vorgeglühte Metall vor der Herstellung des Rohlings, ein Ultraschallfeld einwirken gelassen wird.