AT509885B1 - Vorrichtung und verfahren zur münzerkennung - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT509 885 B1 2011-12-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung von Münzen und anderem, münzähnlichen Fördergut mithilfe eines Förderers zum Transport des vereinzelten Förderguts, wobei der Förderer in einem Erkennungsbereich eines Detektors verläuft, und eine Zentriereinrichtung zur definierten Ausrichtung des Förderguts relativ zum Detektor aufweist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Erkennung von Münzen und anderem, münzähnlichen Fördergut, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6.

[0002] Gattungsgemäße Vorrichtungen zur Münzerkennung wurden etwa im österreichischen Patent AT 507.222 B beschrieben und basieren zumeist auf der Verwendung von Laserlicht, da die linienförmige Ausbreitung des Laserlichts eine punktgenaue Abtastung des Förderguts, und somit eine einfache Vermessung, erlaubt. Dabei wird das Fördergut durch einen oder mehrere Laserstrahlen hindurch bewegt, und aus der Unterbrechung des Laserstrahls durch das Fördergut Informationen gewonnen, die eine Identifizierung des entsprechenden Förderguts erlauben. Allerdings weist die Verwendung von Laserlicht in der Praxis auch Nachteile auf, da die Genauigkeit der punktgenauen Vermessung durch kurzzeitig störende Einflüsse, wie etwa Bewegungen des Förderguts, oder Unterbrechungen bzw. Beeinträchtigungen des Lichtstrahls, vermindertwird. Somit erweisen sich Vorrichtungen auf Basis von Laserlicht auch als schmutzempfindlich.

[0003] Es ist daher das Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Erkennung von Münzen und anderem, münzähnlichen Fördergut zu verwirklichen, das diese Nachteile nicht aufweist, und einerseits eine zuverlässige Erkennung des Förderguts auch bei kurzzeitig störenden Einflüssen, wie etwa Bewegungen des Förderguts oder Beeinträchtigungen der Lichtstrahlen, erlaubt, und andererseits auch unempfindlich gegenüber Verschmutzungen ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll dabei einfach aufgebaut und daher auch kostengünstig sein.

[0004] Diese Ziele werden durch die Merkmale von Anspruch 1 bzw. Anspruch 6 erreicht. Anspruch 1 bezieht sich dabei auf eine Vorrichtung zur Erkennung von Münzen und anderem, münzähnlichen Fördergut mithilfe eines Förderers zum Transport des vereinzelten Förderguts, wobei der Förderer in einem Erkennungsbereich eines Detektors verläuft, und eine Zentriereinrichtung zur definierten Ausrichtung des Förderguts relativ zum Detektor aufweist. Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass es sich bei dem Detektor um einen induktiven Analogsensor handelt, und der Antrieb des Förderers mit einem Inkrementaldrehgeber gekoppelt ist.

[0005] Erfindungsgemäß wird somit auf eine optische Erkennung des Fördergutes mithilfe von Licht gänzlich verzichtet, und stattdessen eine induktive Erkennung des Fördergutes mithilfe eines induktiven Analogsensors vorgenommen. Induktive Analogsensoren eignen sich zur berührungslosen Abstands- oder Positionsmessung von metallischem Fördergut. Das Messprinzip beruht auf dem physikalischen Effekt der Güteänderung eines Resonanzschwingkreises, der durch Wirbelstromverluste im leitfähigen Fördergut verursacht wird. Das hoch frequente Wechselfeld eines LC-Schwingkreises tritt dabei an der aktiven Fläche des Sensors aus und wird periodisch durch eine Impulsstufe angeregt. Sobald das elektrisch leitende Fördergut in das Wechselfeld, und somit den Erkennungsbereich des Sensors gelangt, entstehen Wirbelströme. Dem Schwingkreis wird daher Energie entzogen und beeinflusst dessen Amplitude und Ausklingzeit proportional zum Objektabstand. Ein Mikroprozessor übernimmt in weiterer Folge die Integration der Energie des Schwingkreises und ermittelt das hoch auflösende Ausgangssignal. Ist der Abstand zwischen dem Förderer und dem induktiven Analogsensor bekannt, kann aus der Änderung des Ausgangssignals des induktiven Analogsensors in bekannter Weise auf die Dicke des Fördergutes geschlossen werden. Das elektromagnetische Feld ist dabei rückwirkungsfrei, da es im Fördergut weder Erwärmung noch eine magnetische Beeinflussung hervorruft. Zur Verfügung stehen Sensoren mit Messbereichen zwischen 0 und 150 mm, wobei bei Messbereichen bis zu 10 mm Genauigkeiten bis zu 1/100 mm erzielt werden können. Daher können nicht nur die Dicke, sondern auch Details der Oberflächenbeschaffenheit der Münze österreichisches Patentamt AT509 885B1 2011-12-15 erkannt werden, etwa umlaufende, erhöhte Außenringe.

[0006] Die Durchmesserermittlung erfolgt mithilfe des erfindungsgemäß vorgesehenen Inkrementaldrehgebers, der mit dem Antrieb des Förderers gekoppelt ist. Der detektierte Ein- und Austritt des Fördergutes in den bzw. aus dem Erkennungsbereich des induktiven Analogsensors kann somit mit einer zeitlichen Information verknüpft werden, nämlich mit der Anzahl der, von der Fördergeschwindigkeit des Förderers abhängigen Anzahl der Impulse des Inkrementaldrehgebers. Drehgeber dienen in bekannter Weise zur Messung von Messgrößen wie etwa Wegstrecken, Geschwindigkeiten oder Drehwinkeln eines mit dem Drehgeber verbundenen drehbaren Objekts, im vorliegenden Fall des Antriebes des Förderers.

[0007] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann des Weiteren vorgesehen sein, dass zumindest zwei induktive Analogsensoren vorgesehen sind, die hintereinander parallel zur Förderrichtung des Förderers angeordnet sind. Dadurch können störende Einflüsse auf die Messung, wie etwa Vibrationen des Fördergutes, vermindert werden.

[0008] Eine besonders einfache Verwirklichung der Zentriereinrichtung kann dadurch erreicht werden, indem der Förderer als Schrägförderer ausgeführt ist, und die Zentriereinrichtung Paare von Mitnehmerbolzen zur Aufnahme jeweils eines vereinzelten Fördergutes umfasst. Durch die schräge Anordnung des Förderers im Erkennungsbereich wird nämlich das Fördergut aufgrund der Schwerkraft sicher von den beiden Mitnehmerbolzen aufgenommen. Zur Vereinfachung der Messung wird dabei der induktive Analogsensor symmetrisch zu den Mitnehmerbolzen angeordnet sein, sodass sicher gestellt ist, dass stets der größte Durchmesser des Fördergutes erfasst wird.

[0009] Eine einfache Ausführung des Förderers sieht etwa vor, dass der Förderer zwei parallele Zahnriemen umfasst, wobei jeweils ein Mitnehmerbolzen an einem der beiden Zahnriemen angeordnet ist. Dabei kann im Erkennungsbereich zwischen den Zahnriemen ein Mittelsteg angeordnet sein, der die beiden Zahnriemen geringfügig überragt. Dadurch wird durch die fördernden Mitnehmerbolzen das Fördergut entlang des Mittelsteges mitgeschleift, sodass im Erkennungsbereich eine sichere Zentrierung und ruhige Lagerung zwischen den Mitnehmerbolzen sichergestellt wird, wodurch eine gleichmäßige Abtastung des Förderguts gewährleistet ist. Der Mittelsteg stellt auf diese Weise auch eine wohl definierte Referenzfläche für den induktiven Analogsensor dar, sodass eine genaue Dickenermittlung des Fördergutes erreicht werden kann. Freilich könnte anstatt der Zahnriemen auch eine Gliederkette oder dergleichen verwendet werden.

[0010] Erfindungsgemäß wird des Weiteren ein Verfahren zur Erkennung von Münzen und anderem, münzähnlichen Fördergut mithilfe eines Förderers, der das vereinzelte Fördergut entlang einer Förderrichtung durch einen Erkennungsbereich eines Detektors hindurch bewegt, vorgeschlagen. Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass in einem ersten Verfahrensschritt der Eintritt eines vereinzelten Fördergutes in den Erkennungsbereich des, als induktiver Analogsensor ausgeführten Detektors detektiert wird, und in einem zweiten Verfahrensschritt der Austritt des vereinzelten Fördergutes aus dem Erkennungsbereich des Detektors detektiert wird, und der Durchmesser des Förderguts in Förderrichtung mithilfe der Anzahl der gezählten Impulse zwischen dem Ein- und Austritt des Fördergutes eines, mit dem Antrieb des Förderers gekoppelten Inkrementaldrehgebers ermittelt wird. Durch die Verknüpfung der zeitlichen Information anhand der gezählten Impulse mit der detektierten Anwesenheit des Fördergutes im Erkennungsbereich des induktiven Analogsensors kann der Durchmesser des Fördergutes ermittelt werden. Hierfür ist aber die Verwendung einer Zentriereinrichtung entscheidend, damit für dasselbe Fördergut stets zuverlässig dieselbe Aufenthaltsdauer im Erkennungsbereich des induktiven Analogsensors ermittelt wird.

[0011] Für die genauere Vermessung des Fördergutes kann des Weiteren vorgesehen sein, dass mithilfe des induktiven Analogsensors die Dicke des vereinzelten Fördergutes in Abhängigkeit von der Anzahl der Impulse des Inkrementaldrehgebers ermittelt wird. Mithilfe dieser zeitlichen Auflösung der Dickenermittlung können auch Oberflächenstrukturen des Fördergutes abgetastet werden, um zusätzliche Unterscheidungsmerkmale zu gewinnen, etwa die Anwe- 2/6 österreichisches Patentamt AT509 885 B1 2011-12-15 senheit umlaufender, erhöhter Außenringe bei Münzen. Wird aber bloß ein Messwert für eine gemittelte Dicke des Fördergutes benötigt, ist eine Kopplung mit dem Inkrementaldrehgeber nicht unbedingt erforderlich, da diese Information auch ohne zeitlich Auflösung aus dem Ausgangssignal des induktiven Analogsensors gewonnen werden kann.

[0012] Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen die [0013] Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und die [0014] Fig. 2 eine Ansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1 von oben gesehen.

[0015] Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Förderer 1, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als Schrägförderer mit zwei parallelen Zahnriemen ausgebildet ist. Der Förderer 1 ist mit Paaren von Mitnehmerbolzen 2 versehen, wobei jeweils ein Mitnehmerbolzen 2 an einem der beiden Zahnriemen angeordnet ist. Die Mitnehmerbolzen 2 dienen einerseits als Mitnehmer für das münzähnliche Fördergut 4, und andererseits als Zentriereinrichtung, wie noch näher erläutert werden wird. Zumindest im Erkennungsbereich der induktiven Analogsensoren 3, 7 kann des Weiteren zwischen den Zahnriemen ein Mittelsteg 5 angeordnet sein (siehe Fig. 2), der die beiden Zahnriemen geringfügig überragt. Dadurch wird durch die fördernden Mitnehmerbolzen 2 das Fördergut 4 über den Mittelsteg 5 mitgeschleift, sodass im Erkennungsbereich eine sichere Zentrierung und ruhige Lagerung zwischen den Mitnehmerbolzen 2 sichergestellt wird, wodurch eine gleichmäßige Abtastung des Förderguts 4 gewährleistet ist. Der Mittelsteg 5 stellt des Weiteren auch eine wohl definierte Referenzfläche für die induktiven Analogsensoren 3, 7 dar, sodass eine genaue Dickenermittlung des Fördergutes 4 erreicht werden kann. Die beiden Zahnriemen werden etwa von einer gemeinsamen Zahnscheibe angetrieben, sodass eine horizontal gleich bleibende Positionierung des Förderguts 4 sichergestellt ist.

[0016] Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei induktive Analogsensoren 3, 7 vorgesehen, die hintereinander parallel zur Förderrichtung R des Förderers 1 angeordnet sind. Dadurch können störende Einflüsse auf die Messung, wie etwa Vibrationen des Fördergutes 4, vermindert werden.

[0017] Der Antrieb des Förderers 1 ist mit einem Inkrementaldrehgeber 6 gekoppelt, der in Abhängigkeit von der Fördergeschwindigkeit des Förderers 1 ein impulsförmiges Ausgangssignal liefert. Aufgrund der Anzahl der Impulse kann somit die Verweildauer des Fördergutes 4 im Erkennungsbereich der induktiven Analogsensoren 3, 7, und somit der Durchmesser D des detektierten Förderguts 4 ermittelt werden. Je kleiner der Durchmesser D des Fördergutes 4 ist, desto weniger Impulse des Inkrementaldrehgebers 6 werden gezählt. Zur Verknüpfung und Auswertung der Ausgangssignale sind der induktive Analogsensor 3, 7 und der Inkrementaldrehgeber 6 mit einer Datenverarbeitungseinheit, etwa einem Mikroprozessor, verbunden, die aus der Verweildauer eines Fördergutes 4 im Erkennungsbereich des induktiven Analogsensors 3, 7 den Durchmesser des entsprechenden Fördergutes 4 ermittelt. Zur Auswertung ist in der Datenverarbeitungseinheit auch entsprechende Software zur Verknüpfung der Messdaten mit einem bestimmten Fördergut 4, also etwa einer bestimmten Münze, abgespeichert.

[0018] Zur genaueren Vermessung des Fördergutes kann des Weiteren vorgesehen sein, dass mithilfe der induktiven Analogsensoren 3, 7 die Dicke des vereinzelten Fördergutes 4 in Abhängigkeit von der Anzahl der Impulse des Inkrementaldrehgebers 6 ermittelt wird. Wie bereits erwähnt wurde, können mithilfe dieser zeitlichen Auflösung der Dickenermittlung auch Oberflächenstrukturen des Fördergutes 4 abgetastet werden, um zusätzliche Unterscheidungsmerkmale zu gewinnen, etwa die Anwesenheit umlaufender, erhöhter Außenringe bei Münzen. Je geringer die Dicke des Fördergutes 4 an einer bestimmten Stelle des Fördergutes 4 ist, desto kleiner ist dabei das Ausgangssignal der induktiven Analogsensoren 3, 7. Wird aber bloß ein Messwert für eine gemittelte Dicke des Fördergutes 4 benötigt, ist eine Kopplung mit dem Inkrementaldrehgeber 6 nicht unbedingt erforderlich, da diese Information auch ohne zeitlich 3/6

Claims (7)

1. österreichisches Patentamt AT509 885 B1 2011-12-15 Auflösung aus dem Ausgangssignal des induktiven Analogsensors gewonnen werden kann. [0019] Mithilfe des induktiven Analogsensors 3, 7 können somit Informationen über die Dicke des Fördergutes 4, seinen Durchmesser, sowie Details seiner Oberflächenbeschaffenheit gewonnen werden. Die Kenntnis möglichst umfangreicher Informationen ist für eine zuverlässige Erkennung des Fördergutes 4, z.B. Münzen, vorteilhaft. Mithilfe einer Datenverarbeitungseinheit, etwa ein Mikroprozessor, der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Messdaten dem entsprechenden Fördergut 4, etwa durch Zugriff auf bereit gestellte Datenbanken, zugeordnet. Wurde das Fördergut 4 erkannt, kann diese Information etwa zur Wertermittlung, also etwa zum Zählen der Münzen, herangezogen werden. Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zur Identifizierung von Fälschungen und fälschungsverdächtigen Münzen verwendet werden. In diesem Fall können die Messdaten keinen gespeicherten Daten zugeordnet werden. [0020] Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren benötigt somit weder Lichtquellen, noch eine entsprechende Optik, und ist somit weitestgehend schmutzunempfindlich. Die Erfindung verwirklicht daher eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Erkennung von Münzen und anderem, münzähnlichen Fördergut, bei dem einerseits eine zuverlässige Erkennung des Förderguts auch bei kurzzeitig störenden Einflüssen, wie etwa Bewegungen oder Vibrationen des Förderguts, sichergestellt ist, und andererseits auch keine Empfindlichkeit gegenüber Verschmutzungen gegeben ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dabei einfach aufgebaut und daher auch kostengünstig. Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Erkennung von Münzen und anderem, münzähnlichen Fördergut (4) mithilfe eines Förderers (1) zum Transport des vereinzelten Förderguts (4), wobei der Förderer (1) in einem Erkennungsbereich eines Detektors (3) verläuft, und eine Zentriereinrichtung zur definierten Ausrichtung des Förderguts (4) relativ zum Detektor (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Detektor (3) um einen induktiven Analogsensor handelt, und der Antrieb des Förderers (1) mit einem Inkrementaldrehgeber (6) gekoppelt ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei induktive Analogsensoren (3, 7) vorgesehen sind, die hintereinander parallel zur Förderrichtung (R) des Förderers (1) angeordnet sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderer (1) als Schrägförderer ausgeführt ist, und die Zentriereinrichtung Paare von Mitnehmerbolzen (2) zur Aufnahme jeweils eines vereinzelten Fördergutes (4) umfasst.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderer (1) zwei parallele Zahnriemen umfasst, wobei jeweils ein Mitnehmerbolzen (2) an einem der beiden Zahnriemen angeordnet ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Erkennungsbereich zwischen den Zahnriemen ein Mittelsteg (5) angeordnet ist, der die beiden Zahnriemen geringfügig überragt.
6. 6. Verfahren zur Erkennung von Münzen und anderem, münzähnlichen Fördergut (4) mithilfe eines Förderers (1), der das vereinzelte Fördergut (4) entlang einer Förderrichtung (R) durch einen Erkennungsbereich eines Detektors (3) hindurch bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt der Eintritt eines vereinzelten Fördergutes (4) in den Erkennungsbereich des, als induktiver Analogsensor (3) ausgeführten Detektors (3) detektiert wird, und in einem zweiten Verfahrensschritt der Austritt des vereinzelten Fördergutes (4) aus dem Erkennungsbereich des Detektors (3) detektiert wird, und der Durchmesser (D) des Förderguts (4) in Förderrichtung (R) mithilfe der Anzahl der gezählten Impulse zwischen dem Ein- und Austritt des Fördergutes (4) eines, mit dem Antrieb des Förderers (1) gekoppelten Inkrementaldrehgebers (6) ermittelt wird. 4/6 österreichisches Patentamt AT509 885 B1 2011-12-15
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mithilfe des induktiven Analogsensors (3) die Dicke des vereinzelten Fördergutes (4) in Abhängigkeit von der Anzahl der Impulse des Inkrementaldrehgebers (6) ermittelt wird. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 5/6