Münzprüfvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine vorzugsweise in Münzfernsprechern, Waren-, Fahrkarten- und Münz wechselautomaten zu installierende Münzprüfvorrich- tung mit Fühlereinrichtungen.
Bisher bekannte Münzprüfvorrichtungen sind der art eingerichtet, dass lediglich der Münzdurchmesser und/oder die Dicke und/oder das Gewicht und/oder die ferromagnetischen Eigenschaften der Münze kontrol liert werden. Auch ist es bekannt, mit einem Hebelsy stem und einem mechanischen Fühler das Vorhanden sein oder Nichtvorhandensein des die Prägung der Münze begrenzenden, etwas vorspringenden Randes zu kontrollieren, dessen Grösse für eine bestimmte Münze charakteristisch ist.
Diese bekannten Münzprüfvorrichtungen bieten jedoch keinen zuverlässigen Schutz gegenüber Fäl schungen, da die von ihnen kontrollierten Eigenschaf ten einer Münze von geschickten Fälschern kopierbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Münzprüfvorrichtung zu schaffen, welche eine wesent lich genauere und spezifischere Prüfung auf Echtheit er laubt. Zu diesem Zwecke ist die Münzprüfvorrichtung nach der Erfindung gekennzeichnet durch eine Zentrie- rungseinrichtung für die zu prüfenden Münzen in deren Prüflage, durch wenigstens zwei das Profil auf beiden Seiten der Münze längs einer geschlossenen Bahn abta stende Abtasteinrichtungen,
durch die Abtastsignale in elektrische Signale umwandelnde Messwertgeber sowie eine an diese angeschlossene elektrische Schaltungsan ordnung mit wenigstens einem Entscheidungsglied zur Auswertung der elektrischen Signale.
Auf diese Weise lässt sich erstmals das für eine Münze ganz spezifische Prägeprofil längs einer vorgeb- baren geschlossenen Linie, vorzugsweise eines Kreises um den Münzmittelpunkt, messen und die diesem Pro fil entsprechenden elektrischen Signale zur Prüfung aus werten, wobei wegen der geschlossenen Abtastbahn die zufällige Winkelorientierung der Münze, die diese nach dem Einwurf in der Zentriereinrichtung einnimmt, keine Rolle spielt.
Mit bekannten mechanischen, pneu matischen oder optischen Abtasteinrichtungen lassen sich bereits kleinste Profiländerungen genau und repro- duzierbar messen und in elektrische Signale umformen, und ebenso bietet die moderne Elektronik mit ihren logischen Schaltungen mannigfache Möglichkeiten, die resultierenden elektrischen Signale daraufhin auszuwer ten, ob sie bestimmte spezifische Eigenschaften inner halb beliebig streng vorgebbarer Toleranzgrenzen auf weisen oder nicht. Wenn die Messwertgeber elektrische Analogsignale liefern, dann lassen sich diese z. B.
durch eine bereits von der gleichen Anmelderin vorge schlagene Schaltungsanordnung zur Identifizierung oder Echtheitsprüfung einer als Analogsignal vorliegen den Information auswerten. Da Anfangs- und Edpunkt der geschlossenen Abtastbahn von der zufälligen Win kelorientierung der Münze bei Erreichen der Prüfstel lung abhängen und da ausserdem, je nach der Orientie rung der Münze beim Einwurf in einen die Münzprüf- vorrichtung aufweisenden Apparat, entweder - die eine oder die andere Münzseite auf den einen oder den an deren Fühler weist, sind zur Prüfung beide Münzseiten abzutasten,
und die Auswertung der Messwertgebersi- gnale muss sich auf durch Summation, Integration, Differenz- oder Mittelwertbildung der Signale be stimmte Eigenschaften richten, welche vom individuel len Nullpunkt des zeitlichen Verlaufs der den beiden Münzseiten. entsprechenden Abtastsignale unabhängig sind.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel sowie zwei Schaltschema zur Auswertung der elektrischen Signale näher erläu tert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Münzprüfvorrichtung nach der Erfindung mit mechani schen Abtastfühlern, Fig.2 eine Ansicht in Richtung der Pfeile 11-II nach Fig. 1 auf die Anordnung der zur Vorzentrierung der Münzen dienenden Fotodetektoren und Anschlags organe,
Fig. 3 eine Ansicht in Richtung der Pfeile III III nach Fig. 1 auf die Zentriereinrichtung, Fig.4 ein Zentrierorgan in Seitenansicht bei An lage an eifiter Münze M1 und Fig.5 und 6 zwei Blockschaltbilder der elektri schen Schaltung zur Auswertung.
Die Münzvorrichtung nach den Fig. 1 bis 4 ist zur Prüfung mehrerer verschiedener Münzsorten, im be trachteten Beispiel der drei Sorten M1, M2 bzw. M3 mit einem grossen, einem mittleren bzw. einem kleinen Durchmesser, mittels einer gemeinsamen Zentrierein- richtung und eines gemeinsamen Paares von Abtastsy- stemen geeignet.
Der für alle Münzen gemeinsame ver tikale Münzkanal 1, durch welchen die eingeworfenen Münzen in die Prüfvorrichtung gelangen, wird an den Schmalseiten durch die Wände 6 und an den Breitsei ten durch die Wand 2 sowie die dazu parallelen, in einer Ebene liegenden Wände 29 und 4 begrenzt, wobei die Wand 29 eine runde Ausnehmung hat, in der die kreisförmige Wand 4 unter Freilassung eines Ringspaltes zur Aufnahme eines Kreisringes liegt. Im Bereich der Prüfstellung der Münzen sind die Wände 2 und 4 mit gegenüberliegenden Kreisöffnungen 3 bzw. 5 zum Durchtritt der Fühler 10 bzw.
17 versehen und ferner drei Paare von Fotodetektoren F1, F2 und F3 sowie drei Paare von Anschlagstiften S1, S2 und S3 angeordnet, um die Münzen zunächst in einer vorzen- trierten Stellung zu halten. Die Stifte S sind, wie auf Fig. 2 gezeigt, längs zweier sich unter einem stumpfen Winkel in der gemeinsamen Achse der Öffnungen 3 und 5 schneidender Geraden mit wachsendem Abstand zwischen den beiden Stiften eines Paares derart ange ordnet, dass eine Münze Ml bei Auslage aus einem Stiftpaar S1, eine Münze M2 auf einem Stiftpaar S2 und eine Münze M3 auf einem Stiftpaar S3 wenigstens näherangsweise koaxial zu den Kreisöffnungen 3 und 5 liegt.
Alle Stifte S sind zwischen der in den Kanal 1 hineinragenden, wirksamen Lage und einer den Kanal freigebenden, unwirksamen Lage durch eine nicht ge zeigte Steuerschaltung als Funktion der Belichtung bzw. Abdeckung der Fotozellen F verstellbar, welche drei den drei Münzgrössen zugeordnete Detektorsy- steme darstellen. Nach Fig. 2 liegen die Fotodetektoren auf einer vertikalen, durch die gemeinsame Achse der Kreisöffnungen 3 und 5 gehenden Geraden, und der Abstand zwischen den beiden Detektoren jedes Paares Fl, F2 bzw.
F3 ist derart gewählt, dass bei Auflage einer Münze auf dem ihr zugeordneten Stiftpaar S ge rade beide Fotodetektoren des betreffenden Paares ab gedeckt sind. Die gleichzeitige Abdeckung eines Foto detektorpaares durch eine Münze repräsentiert deren korrekte Vorzentrierungslage und bewirkt die Inbe triebsetzung der Zentrierungseinrichtung sowie der Ab tastoperation, wenn gleichzeitig folgende Bedingungen erfüllt werden: Bei Abdeckung des Detektorpaares F3 darf keiner der übrigen Fotodetektoren abgedeckt sein, eine Bedin gung, die offensichtlich nur durch eine Münze M3 er füllt wird.
Bei Abdeckung des Detektorpaares F2 muss auch das Detektorpaar F3, nicht jedoch das Detektorpaar F1 abgedeckt sein, eine Bedingung, die offensichtlich nur durch eine Münze M2 erfüllt wird.
Bei Abdeckung des Detektorpaares F1 müssen gleichzeitig auch alle übrigen Detektoren abgedeckt sein, eine Bedingung, die nur durch eine Münze M1 erfüllt wird. Beim Einwurf einer Münze M3 kleinster Grösse wird diese direkt mit ihrem unteren Rande durch das Stiftpaar S3 in ihrer Vorzentrierungslage gehalten.
Dabei wird gleichzeitig durch das Detektorpaar F3 auch die korrekte Grösse dieser Münze kleinsten Durchmessers geprüft: wenn nämlich der Durchmesser einer Münze M3 einen zulässigen unteren Grenzwert unterschreitet, wird der obere Detektor des Paares F3 nicht mehr abgedeckt, während bei einem oberhalb einer oberen zulässigen Grenze liegenden Durchmes serwert der untere Detektor des Paares F3 nicht mehr abgedeckt wird. In beiden Fällen wird ein Fehlersignal erzeugt.
Eine Münze M2 wird zunächst durch das Stiftpaar S3 gehalten; in dieser Lage werden jedoch nur die oberen Detektoren der Paare F3 und F2 abge deckt, was eine Zurückziehung der Stifte S3 und damit ein Herabfallen der Münze auf das Stiftpaar S2 in die korrekte Vorzentrierungsstellung zur Folge hat. Wie derum wird bei einer Abweichung des Münzdurchmes sers nach oben oder nach unten durch Nichtabdeckung des unteren oder oberen Detektors des Paares F2 ein Fehlersignal ausgelöst. Eine Münze Ml deckt bei Auf lage auf dem Stiftpaar S3 nur alle oberen Detektoren ab, was eine Zurückziehung des Stiftpaares S3 und ein Herabfallen der Münze auf das Stiftpaar S2 zur Folge hat.
In dieser Lage werden nur das Detektorpaar F3 sowie die beiden oberen Detektoren der Paare F2 und F1 abgedeckt, was eine Zurückziehung des Stiftpaares S2 und ein Herabfallen der Münze Ml auf das Stift paar S1 in die korrekte Vorzentrierungsstellung zur Folge hat. In dieser Stellung werden wiederum nur dann beide Detektoren des Paares F1 gleichzeitig abge deckt, wenn der Münzdurchmesser zulässige Grenz werte nicht unter- oder überschreitet.
Unterhalb der Prüfstellung zweigen zu beiden Sei ten des Kanals 1 ein Münzrückgabekanal 8 und ein Kassierkanal 7 ab, welche nach Fig. 2 von den linken bzw. den rechten Stiften aller Stiftpaare S in deren wirksamer Lage versperrt werden.
Wenn aufgrund eines nicht korrekten Münzdurchmessers, wie beschrie ben, oder aber aufgrund eines negativen Ergebnisses der anschliessenden Abtastprüfung durch die Fotode- tektorsysteme bzw. die elektrische Auswertschaltung ein Fehlersignal erzeugt wird, werden die nach Fig. 2 linken, den Rückgabekanal versperrenden Stifte zu rückgezogen, so dass die nicht angenommene Münze in den Rückgabebecher des betreffenden Apparates fällt. Bei Annahme einer Münze durch die Prüfvorrichtung wird durch ein Richtig -Signal durch Zurückziehung der nach Fig.2 rechten Stifte der Kassierkanal zur Einkassierung der Münze freigegeben.
Wenn die Fotodetektorsysteme eine korrekte Vor zentrierungsstellung der Münze melden, wird die auf Fig.3 gezeigte Zentriervorrichtung in Betrieb gesetzt, die drei gleichmässig um den Umfang der Münze ver teilte Zentrierorgane 32a, 32b, 32c aufweist, die aus drehbar an der hinter den Wänden 29 und 4 liegenden Wand 39 gelagerten Hebeln 34a, 34b bzw. 34c beste hen. Jeder Hebel hat eine koaxial zu seinem Dreh punkt 33a, 33b bzw. 33c angeordnetes Zahnsegment 37a, 37b bzw.<B>37e,</B> welches in je einer Aussparung der Wand 4 liegt und mit einer Innenverzahnung 31 des Kreisringes 30 kämmt, welcher in der Ringöffnung zwischen den Wänden 29 und 4 drehbar ist.
Zur Zen trierung wird der Kreisring 30 mittels eines Stellglie des, im betrachteten Ausführungsbeispiel mittels eines Magneten 41 mit dem an einem Radialansatz 40 des Kreisringes 30 angreifenden Anker 42, soweit im Uhr zeigersinne nach Fig.3 gedreht, bis die freien Enden der auf diese Weise synchron bewegten Hebel 34 am Münzrand zur Anlage gelangen und diese gegen die eine Auflagefläche bildende Wand 2 drücken. Die An lageflächen 38 der Zentrierorgane schliessen, wie auf Fig. 4 gezeigt, mit dem Münzrand einen spitzen Winkel ein, so dass praktisch nur eine linienförmige Berührung stattfindet.
Anschlagstifte 35 und 36 begrenzen den möglichen Drehwinkel der Zentrierorgane 32.
Nachdem eine Münze zentriert ist, werden die bei den Abtastvorrichtungen 9 und 16 mit ihren beiden, unter der Wirkung von Federn 11 bzw. 18 stehenden Fühler 10 und 17 in Betrieb gesetzt. Dazu werden die Abtastvorrichtungen, die in ihrer Ruhelage aus dem Münzkanal zurückgezogen sind, zunächst in axialer Richtung durch die Kreisöffnungen 3 und 5 bis zur Anlage an den Münzflächen axial verschoben und an schliessend längs einer Kreisbahn um den Münzmittel punkt bewegt, wobei die Fühler 10 und 17 das Münz profil abtasten.
Zur Erzeugung der Kreisbewegung dient ein Planetengetriebe derart, dass die Abtastvor- richtungen unter Beibehaltung ihrer Orientierung im Raum nur eine Translation längs der Kreisbahn aus führen, was mit Rücksicht auf die elektrischen Verbin dungsleitungen zwischen den die elektrischen Mess- wertgeber einschliessenden Abtastvorrichtungen und der elektrischen Auswertschaltung erforderlich ist.
Würden die Abtastvorrichtungen während der Abtast- bewegung selber eine Rotation ausführen, dann könn ten keine elektrischen Anschlussleitungen, die- sich ja aufwickeln würden, verwendet werden, und man müsste ungünstigerweise zur Übertragung der elektri schen Messignale Schleifringe vorsehen.
Jedes. der bei den gleich aufgebauten Planetengetriebe weist einen über je einen Elektromotor 15 bzw. 22 mit der Welle 14 bzw. 21 über das Ritzel 13 bzw. 20 angetriebenen Planetenradträger 12 bzw. 19 mit der Verzahnung 12a bzw. 19a sowie zwei miteinander kämmende, auf dem Planetenrandträger gelagerte Planetenräder 25 und 26 auf. Das Planetenrad 26 (Fig. 1) trägt die Abtastvor- richtung 16 mit dem Fühler 17, wobei der Zahnkranz auf dem Umfang des Gehäuses der Abtastvorrichtung angebracht ist.
Das innere Planetenrad 25 kämmt mit einem festen, im Zentrum des Planetenradträgers 19 und koaxial zu diesem liegenden Zahnrad 23, das auf einem Bolzen 24 sitzt. Die Übersetzungsverhältnisse aller Räder sind derart gewählt, dass das Planetenrad 26 mit der Abtastvorrichtung während seines Umlaufs seine räumliche Orientierung beibehält.
Die Drehung des Planetenradträgers zu Beginn und am Ende einer Abtastoperation kann zweckmässigerweise gleich dazu ausgenutzt werden, um mittels eines entsprechenden Nockenmochanismus die Abtastvorrichtungen aus ihrer Ruhelage gegen die Münze zu verschieben.
Die Anord nung ist dann derart getroffen, dass während des ersten Drehwinkels des Planetenradträgers von beispielsweise 30 die betreffende Abtastvorrichtung axial bis zur Be rührung des Fühlers mit der Münzfläche bewegt, dann ein voller Umlauf der Abtastvorrichtung erzeugt und während einer letzten Drehphase des Planetenradträ- gers die Abtastvorrichtung wieder axial rückverscho ben wird.
Die elektrischen Messwertgeber zur Umwandlung der fluktuierenden Axialbewegung der Fühler in ent sprechende elektrische Analogsignale arbeiten vorzugs weise auf piezoelektrischer Grundlage. Zu diesem Zwecke besteht beispielsweise die Fühlerfeder aus einem piezoelektrischen Material, oder aber der Fühler selber kann eine piezoelektrische Lamelle sein. Ande rerseits kann der Messwertgeber auch aus einem be kannten Differentialtransformator bestehen, an dessem axial beweglichen Kern der Fühler befestigt ist.
Zur Auswertung der elektrischen Messignale kann eine Schaltung nach Fig. 5 dienen. Die von den Mess- wertgebern GI bzw. GII als Funktion der Bewegung der beiden Fühler 10 bzw. 17 erzeugten elektrischen Analogsignale werden, gegebenenfalls nach Gleichrich tung, auf die Verstärker VI bzw. VII gegeben, deren Ausgänge mit je einem elektrischen Schwellwertsystem TI bzw. TII verbunden sind.
Immer, wenn die Ampli tuden der verstärkten Analogsignale einen vorgebbaren oberen Grenzwert, welcher dem Schwellwert der Systeme TI und TII entspricht, überschreiten, geben diese Schwellwertsysteme einen Impuls auf einen elek tronischen Zähler ZI bzw. ZII. Nach Beendigung der Abtastoperation müssen die in den beiden Zählern ge speicherten Impulszahlen je einen bestimmten Wert haben bzw.
zwischen noch für zulässig erachteten Grenzwerten liegen, die durch das besondere Profil drr beiden Seiten der geprüften Münze längs der Abtast- kreisbahn gegeben sind. Mittels eines logischen Ent scheidungsgliedes E wird nach der Abastoperation ge prüft, ob die Summe oder aber die Differenz der bei den Zählerstände den vorgeschriebenen Wert hat oder nicht.
Dementsprechend wird vom Entscheidungsglied E entweder ein Richtig-Signal x oder aber ein Feh lersignal y erzeugt, was durch entsprechende Zurück ziehung der einen oder der anderen Anschlagstifte S den Transport der Münze in den Kassier- oder in den Rückgabekanal bewirkt. Da die Entscheidungspro gramme, das heisst also die korrekte Zahl der von den Zählern gespeicherten Impulse, im allgemeine von Münzsorte zu Münzsorte entsprechend deren Profilen variieren, sind in der Schaltung nach Fig.5 im Ent scheidungsglied E drei Untergruppen E1, E2 bzw. E3 vorgesehen, die den Münzen M1, M2 bzw.
M3 zugeord net sind und welche als Funktion des Betriebszustandes der Fotodektorsysteme F1 bis F3 wahlweise durch ein Verteilerglied D mit den Zählerausgängen verbunden werden. Wie erwähnt, repräsentiert der Zustand der Abdeckung und Nichtabdeckung der einzelnen Foto- dektoren durch eine Münze in deren korrekter Vorzen- trierungslage eindeutig den Münzdurchmesser und damit die Münzsorte.
Andererseits kann die Wahl des korrekten Entscheidungsprogramrnes auch als Funk tion der Bewegung der Zentrierorgane bis zur Anlage an den Münzrand getroffen werden, da auch der Dreh winkel der Hebel 34 natürlich vom Durchmesser der zu zentrierenden Münze abhängt und daher ein Mass für den Münzdurchmesser darstellt.
In einer anderen Form der elektrischen Auswert- schaitung nach Fig. 6 werden die verstärkten Analogsi gnale der Messwertgeber GI und GII gemeinsam zeit lich in einer Intergrationsschaltung I integriert, so dass ein bestimmter elektrischer Mittelwert gebildet wird, welcher bei einer bestimmten Münze zwischen noch für zulässig erachteten Grenzwerten liegen muss, wenn die Münze als echt angenommen werden soll. Der zeit liche elektrische Mittelwert kann auch aus der Diffe renz der Analogsignale der beiden Messwertgeber ge bildet werden.
Wiederum liefert ein Glied E ein x- oder y- Signal.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungs- form einer elektrischen Auswertschaltung wird zu nächst das Summen- oder aber das Differenzsignal der Analogsignale beider Messwertgeber gebildet, und das resultierende Analogsignal wird dann einerseits auf die Anzahl von Maxima, welche einen vorgebbaren oberen Amplitudenwert überschreiten, und andererseits auf die Anzahl von Minima, welche einen vorgebbaren unteren Amplitudenwert unterschreiten, geprüft.
Eine derartige Auswertung eines elektrischen Analogsignals wurde be reits von der gleichen Anmelderin vorgeschlagen.
Durch geeignete Auswertschaltungen lassen sich die Toleranzforderungen, welche die abgetastete Münze er füllen muss, um als echt angenommen zu werden, be liebig verschärfen, so dass mit der Vorrichtung nach der Erfindung alle möglichen Fälschungen mit sehr grosser Sicherheit erfassbar sind.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Kon struktion der Abtasteinrichtungen und der Vorzen- trier-, Zentrier- und Antriebseinrichtung zur Erzeugung der Abtastbewegung sowie auf die beschriebenen elek trischen Schaltschemata beschränkt, sondern kann mannigfache Varianten umfassen. Anstelle der Abtast- bewegung mit den Fühlern längs einer Kreisbahn zu bewegen, können diese auch fest stehen, während die die Münze haltende Zentriereinrichtung gedreht wird.
Ferner kann die Zentriereinrichtung auch aus einem mit seiner Ebene den Münzflächen parallel liegenden Hohlkonus gebildet sein, der zur Zentrierung axial bis zur Anlase an den Münzrand verschoben wird und dann die Münze gegen eine ebene Auflagefläche drückt.
Diese Ausführungsform einer Zentriereinrich- tung empfiehlt sich für Prüfvorrichtungen, welche nur für eine einzige Münzsorte bestimmt sind, wobei in diesem falle zweckmässigerweise die Zentriereinrich- tung bei fest stehenden Abtastvorrichtungen gedreht wird.
Die Abtastbewegung kann auch abwechselnd in der einen und in der anderen Drehrichtung erfolgen; wenn in diesem Falle die Abtastvorrichtungen längs einer Kreisbahn bewegt werden, kann auf ein Planeten getriebe zu deren Antrieb verzichtet werden, wobei die elektrischen Verbindungsleitungen zwischen den Ab tastvorrichtungen und der elektrischen Schaltung nur derart hinreichend lang zu bemessen und frei beweglich anzuordnen sind, dass eine abwechselnde Aufwick lung bzw. Abwicklung der Leitungen während einer Umdrehung der Abtastvorrichtung möglich ist.
Anstatt das Münzprofil, wie anhand des Ausfüh rungsbeispiels beschrieben, mechanisch abzutasten, kann man auch mit einer kontaktlosen Abtastung arbeiten und zu diesem Zwecke beispielsweise an sich bekannte, auf der Grundlage einer Lichtreflektion arbehende optische Abtasteinrichtungen oder aber pneumatische Abtasteinrichtungen verwenden, wie sie bereits als Näherungsdetektoren benutzt werden.
Im letzten Falle erfolgt die Abtastung mittels eines aus einer Düse austretenden Luftstrahles, der auf die abzu tastende Fläche auftrifft, wobei die Rückwirkung auf den Luftstrahl zur Betätigung eines elektrischen Schal ters dient, wenn der Abstand zwischen Düse und abzu tastender Fläche einen vorgebbaren Wert unterschrei tet. Bei Benutzung derartiger pneumatischer Abtastein- richtungen erzeugt der Messwertgeber direkt auswert- bare elektrische Signale.
Kontaktlose Abtastvorrichtungen haben den Vorteil, dass sie keinen Abrieb erfahren und weitgehend unemp findlich gegen Verschmutzungen der Münze sind.
Bei pneumatischen Abtasteinrichtungen verwendet man zweckmässigerweise wenigstens zwei Düsen bzw. Luftstrahlen derart, dass die beiden pneumatischen Füh ler auf einen vorgebbaren unteren und oberen Grenzwert der Münzprofilhöhe ansprechen.
Coin testing device The invention relates to a coin testing device with sensor devices that is preferably to be installed in coin-operated telephones, goods, ticket and coin changing machines.
Previously known coin testing devices are set up in such a way that only the coin diameter and / or the thickness and / or the weight and / or the ferromagnetic properties of the coin are controlled. It is also known to use a lever system and a mechanical sensor to control the presence or absence of the somewhat projecting edge which delimits the coinage and whose size is characteristic of a particular coin.
However, these known Münzprüfvorrichtungen do not offer reliable protection against counterfeiting, since the properties controlled by them th of a coin can be copied by skilled counterfeiters.
The invention has for its object to provide a coin testing device which allows a wesent Lich more accurate and specific check for authenticity. For this purpose the coin testing device according to the invention is characterized by a centering device for the coins to be tested in their test position, by at least two scanning devices scanning the profile on both sides of the coin along a closed path,
transducers converting the scanning signals into electrical signals and an electrical circuit arrangement connected to this with at least one decision element for evaluating the electrical signals.
In this way, the very specific embossing profile for a coin can be measured for the first time along a predeterminable closed line, preferably a circle around the center of the coin, and the electrical signals corresponding to this profile can be evaluated for testing, with the random angular orientation due to the closed scanning path the coin that it takes after being inserted in the centering device does not matter.
With known mechanical, pneumatic or optical scanning devices, even the smallest profile changes can be measured precisely and reproducibly and converted into electrical signals, and modern electronics with their logic circuits also offer a wide range of options for evaluating the resulting electrical signals to determine whether they are specific have specific properties within any strictly specifiable tolerance limits or not. If the transducers supply electrical analog signals, then these can be B.
by a circuit arrangement already proposed by the same applicant for identifying or authenticating a present as an analog signal evaluate the information. Since the start and end point of the closed scanning path depend on the random angular orientation of the coin when the test position is reached and, depending on the orientation of the coin when it is inserted into an apparatus having the coin testing device, either - one or the other The coin side is pointing to one or the other of its sensor, both sides of the coin must be scanned for checking,
and the evaluation of the measured value transmitter signals must be based on properties determined by summation, integration, difference or mean value formation of the signals, which depend on the individual zero point of the chronological sequence of the two sides of the coin. corresponding scanning signals are independent.
The invention is tert erläu with reference to the drawings of an exemplary embodiment and two circuit diagrams for evaluating the electrical signals. 1 shows a side view, partly in section, of a coin checking device according to the invention with mechanical scanning sensors, FIG. 2 shows a view in the direction of arrows 11-II according to FIG. 1 of the arrangement of the photodetectors used to precenter the coins and Stop organs,
Fig. 3 is a view in the direction of the arrows III III of Fig. 1 of the centering device, Fig. 4 a centering member in side view when in position on eifiter coin M1 and Fig.5 and 6 two block diagrams of the electrical circuit's for evaluation.
The coin device according to FIGS. 1 to 4 is for testing several different types of coins, in the example under consideration the three types M1, M2 and M3 with a large, a medium or a small diameter, by means of a common centering device and a common one Pair of scanning systems suitable.
The common for all coins ver vertical coin channel 1, through which the inserted coins reach the testing device, is th on the narrow sides through the walls 6 and on the Breitsei th through the wall 2 and the parallel walls 29 and 4 lying in one plane limited, the wall 29 has a round recess in which the circular wall 4 is free of an annular gap for receiving a circular ring. In the area where the coins are checked, the walls 2 and 4 have opposite circular openings 3 and 5 for the sensors 10 and 5 to pass through.
17 and three pairs of photodetectors F1, F2 and F3 and three pairs of stop pins S1, S2 and S3 are also arranged in order to initially hold the coins in a pre-centered position. The pins S are, as shown in Fig. 2, along two straight lines intersecting at an obtuse angle in the common axis of the openings 3 and 5 with increasing distance between the two pins of a pair in such a way that a coin Ml is out on display a pair of pins S1, a coin M2 on a pair of pins S2 and a coin M3 on a pair of pins S3 is at least approximately coaxial with the circular openings 3 and 5.
All pins S are adjustable between the effective position protruding into the channel 1 and an ineffective position releasing the channel by a control circuit not shown as a function of the exposure or coverage of the photocells F, which represent three detector systems assigned to the three coin sizes . According to FIG. 2, the photodetectors lie on a vertical straight line passing through the common axis of the circular openings 3 and 5, and the distance between the two detectors of each pair F1, F2 or
F3 is selected in such a way that when a coin is placed on the pair of pins S assigned to it, both photodetectors of the pair in question are covered. The simultaneous coverage of a pair of photo detectors by a coin represents their correct pre-centering position and causes the centering device and the scanning operation to be started if the following conditions are met at the same time: When the pair of detectors F3 is covered, none of the other photo detectors must be covered, a condition that obviously only by a coin M3 it is filled.
When the pair of detectors F2 is covered, the pair of detectors F3 must also be covered, but not the pair of detectors F1, a condition which is obviously only fulfilled by a coin M2.
When the pair of detectors F1 is covered, all the other detectors must also be covered at the same time, a condition that is only met by a coin M1. When inserting a coin M3 of the smallest size, the lower edge of the coin is held in its pre-centering position by the pair of pins S3.
At the same time, the correct size of this coin with the smallest diameter is checked by the detector pair F3: if the diameter of a coin M3 falls below a permissible lower limit value, the upper detector of the pair F3 is no longer covered, while if it is above an upper permissible limit The diameter of the lower detector of pair F3 is no longer covered. In both cases an error signal is generated.
A coin M2 is initially held by the pair of pins S3; In this position, however, only the upper detectors of pairs F3 and F2 are covered, which causes the pins S3 to be withdrawn and thus the coin to fall onto the pair of pins S2 into the correct pre-centering position. In turn, an error signal is triggered in the event of an upward or downward deviation in the coin diameter due to failure to cover the lower or upper detector of the pair F2. When placed on the pair of pins S3, a coin Ml only covers all of the upper detectors, which causes the pair of pins S3 to be withdrawn and the coin to fall onto the pair of pins S2.
In this position, only the pair of detectors F3 and the two upper detectors of the pairs F2 and F1 are covered, which results in the pin pair S2 being withdrawn and the coin Ml falling onto the pin pair S1 into the correct pre-centering position. In this position, both detectors of the pair F1 are only covered at the same time when the coin diameter does not fall below or exceed the permissible limit values.
Below the test position branch off to both Be th of the channel 1 a coin return channel 8 and a cashier channel 7, which are blocked according to FIG. 2 by the left and right pins of all pin pairs S in their effective position.
If an error signal is generated due to an incorrect coin diameter, as described, or due to a negative result of the subsequent scanning test by the photodetector systems or the electrical evaluation circuit, the pins on the left according to FIG. 2, which block the return channel, are withdrawn, so that the unaccepted coin falls into the return cup of the device concerned. When a coin is accepted by the testing device, a correct signal is released by pulling back the pins on the right according to Fig. 2, the cashing channel for cashing in the coin.
When the photodetector systems report a correct pre-centering position of the coin, the centering device shown in Fig. 3 is put into operation, which has three centering members 32a, 32b, 32c evenly distributed around the circumference of the coin, which can be rotated on the one behind the walls 29 and 4 horizontal wall 39 mounted levers 34a, 34b and 34c best hen. Each lever has a toothed segment 37a, 37b or <B> 37e, </B> arranged coaxially to its pivot point 33a, 33b or 33c, which is located in a recess in the wall 4 and meshes with an internal toothing 31 of the circular ring 30, which is rotatable in the ring opening between the walls 29 and 4.
For Zen tration, the circular ring 30 is rotated by means of an Stellglie, in the embodiment under consideration by means of a magnet 41 with the armature 42 acting on a radial extension 40 of the circular ring 30, as far as clockwise as shown in FIG. 3, until the free ends of the in this way synchronously moved lever 34 come to rest on the edge of the coin and press it against the wall 2 forming a support surface. As shown in FIG. 4, the contact surfaces 38 of the centering elements form an acute angle with the edge of the coin, so that practically only linear contact takes place.
Stop pins 35 and 36 limit the possible angle of rotation of the centering members 32.
After a coin has been centered, the sensors 10 and 17, which are under the action of springs 11 and 18, are put into operation at the scanning devices 9 and 16. For this purpose, the scanning devices, which are withdrawn from the coin channel in their rest position, are first moved axially in the axial direction through the circular openings 3 and 5 until they come to rest on the coin surfaces and then moved along a circular path around the coin center, with the sensors 10 and 17 scan the coin profile.
A planetary gear is used to generate the circular movement in such a way that the scanning devices, while maintaining their orientation in space, only translate along the circular path, which takes into account the electrical connection lines between the scanning devices including the electrical transducers and the electrical evaluation circuit is required.
If the scanning devices were to rotate themselves during the scanning movement, then no electrical connection lines that would wind up could be used, and it would be disadvantageous to provide slip rings for the transmission of the electrical measurement signals.
Each. the planetary gear with the same structure has a planetary gear carrier 12 and 19 with the toothing 12a and 19a, respectively, driven by an electric motor 15 or 22 with the shaft 14 or 21 via the pinion 13 or 20, and two meshing, on the Planetary edge carrier mounted planet gears 25 and 26. The planet gear 26 (FIG. 1) carries the scanning device 16 with the sensor 17, the ring gear being mounted on the circumference of the housing of the scanning device.
The inner planetary gear 25 meshes with a fixed gear 23 located in the center of the planetary gear carrier 19 and coaxial to this, which is seated on a bolt 24. The gear ratios of all gears are selected in such a way that the planet gear 26 with the scanning device maintains its spatial orientation during its revolution.
The rotation of the planet carrier at the beginning and at the end of a scanning operation can expediently be used immediately to move the scanning devices out of their rest position against the coin by means of a corresponding cam mechanism.
The arrangement is then made such that during the first angle of rotation of the planetary gear carrier of, for example 30, the relevant scanning device moves axially until it touches the sensor with the coin surface, then a full rotation of the scanning device is generated and during a last rotational phase of the planetary gear carrier the The scanning device is axially shifted back again.
The electrical transducers for converting the fluctuating axial movement of the sensors into corresponding electrical analog signals work preferentially on a piezoelectric basis. For this purpose, for example, the sensor spring consists of a piezoelectric material, or the sensor itself can be a piezoelectric lamella. On the other hand, the transducer can also consist of a known differential transformer, to whose axially movable core the sensor is attached.
A circuit according to FIG. 5 can be used to evaluate the electrical measurement signals. The electrical analog signals generated by the measuring transducers GI and GII as a function of the movement of the two sensors 10 and 17, if necessary after rectification, are sent to the amplifiers VI and VII, the outputs of which are each provided with an electrical threshold value system TI or TII are connected.
Whenever the amplitudes of the amplified analog signals exceed a predeterminable upper limit value, which corresponds to the threshold value of the systems TI and TII, these threshold value systems send a pulse to an electronic counter ZI or ZII. After completion of the scanning operation, the pulse numbers stored in the two counters must each have a certain value or
lie between limit values still considered to be permissible, which are given by the special profile on both sides of the coin tested along the circular scanning path. A logical decision element E is used after the sampling operation to check whether the sum or the difference between the counter readings has the prescribed value or not.
Accordingly, either a correct signal x or a Feh lersignal y is generated by the decision member E, which causes the transport of the coin in the cashier or in the return channel by appropriate withdrawal of one or the other stop pins S. Since the decision programs, i.e. the correct number of pulses stored by the counters, generally vary from coin type to coin type according to their profiles, three subgroups E1, E2 and E3 are provided in the circuit according to FIG corresponding to the coins M1, M2 and
M3 are zugeord net and which are optionally connected to the counter outputs by a distributor element D as a function of the operating state of the photo detector systems F1 to F3. As mentioned, the state of coverage and non-coverage of the individual photo detectors by a coin in its correct pre-centering position clearly represents the coin diameter and thus the coin type.
On the other hand, the choice of the correct decision program can also be made as a function of the movement of the centering members up to the abutment on the edge of the coin, since the angle of rotation of the lever 34 naturally depends on the diameter of the coin to be centered and is therefore a measure of the coin diameter.
In another form of the electrical evaluation circuit according to FIG. 6, the amplified analog signals of the transducers GI and GII are integrated together in time in an integration circuit I, so that a certain electrical mean value is formed which is still permissible for a certain coin must lie within the accepted limit values if the coin is to be accepted as genuine. The electrical mean value over time can also be calculated from the difference between the analog signals from the two transducers.
Again a member E delivers an x or y signal.
In a further, not shown embodiment of an electrical evaluation circuit, the sum or the difference signal of the analog signals from both transducers is first formed, and the resulting analog signal is then on the one hand the number of maxima which exceed a predeterminable upper amplitude value and on the other hand checked for the number of minima which fall below a predefinable lower amplitude value.
Such an evaluation of an electrical analog signal has already been proposed by the same applicant.
Suitable evaluation circuits can be used to tighten the tolerance requirements that the scanned coin must meet in order to be accepted as genuine, so that all possible forgeries can be detected with a very high degree of certainty with the device according to the invention.
The invention is not limited to the described construction of the scanning devices and the pre-centering, centering and drive device for generating the scanning movement, as well as to the electric circuit diagrams described, but can include many variants. Instead of moving the sensing movement along a circular path, the sensors can also be stationary while the centering device holding the coin is rotated.
Furthermore, the centering device can also be formed from a hollow cone lying parallel to the coin surfaces with its plane, which for centering is axially displaced up to the stop on the coin edge and then presses the coin against a flat support surface.
This embodiment of a centering device is recommended for test devices which are only intended for a single type of coin, in which case the centering device is expediently rotated when the scanning devices are stationary.
The scanning movement can also take place alternately in one direction of rotation and in the other; If, in this case, the scanning devices are moved along a circular path, a planetary gearbox to drive them can be dispensed with, the electrical connecting lines between the scanning devices and the electrical circuit being dimensioned and freely movable in such a way that one alternates Aufwick development or unwinding of the lines during one revolution of the scanning device is possible.
Instead of mechanically scanning the coin profile, as described in the exemplary embodiment, you can also work with contactless scanning and, for this purpose, for example, use optical scanning devices known per se based on light reflection or pneumatic scanning devices as they are already used as proximity detectors to be used.
In the latter case, the scanning is carried out by means of an air jet emerging from a nozzle that strikes the surface to be scanned, the reaction on the air jet to actuate an electrical switch when the distance between the nozzle and the scanned surface falls below a predefinable value . When using such pneumatic scanning devices, the measuring transducer generates electrical signals that can be evaluated directly.
Contactless scanning devices have the advantage that they are not subject to abrasion and are largely insensitive to soiling of the coin.
In the case of pneumatic scanning devices, at least two nozzles or air jets are expediently used in such a way that the two pneumatic sensors respond to a predefinable lower and upper limit value of the coin profile height.