CN105103201B - 具有旋转传动盘的硬币分离设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硬币分离设备，其包括一个旋转底盘(32)，一个隔离元件(34)，和一个传动盘(36)。一个圆环形的分拣道(12)相对于底盘(32)呈偏心设置。传动盘(36)和一个环形的传输元件(14)在交接区(38)共同作用，使得传动盘(36)所传送的一堆硬币中位于最下层位置的硬币被推入传输元件(14)之下，卡紧在此处并被继续输送。

Description

具有旋转传动盘的硬币分离设备

技术领域

本发明涉及一种用于分离硬币的设备，其包括一个旋转底盘和一个隔离元件，其中，底盘和隔离元件隔离出一个向上敞开的、用于接收一堆需要分离的硬币的接收区，并且在隔离元件中的一个交接区有一个开口，用于供硬币通过并将硬币输送至一个弹性传输元件，该传输元件将分离的硬币沿一个圆环形的分拣道输送至分拣设备。

背景技术

通常操作硬币的设备带有一个输入盒，需要处理的一堆未分拣的硬币被输入其中。这堆输入的硬币被输送至一个通过隔离元件隔开的、接收区域形式的硬币库存容器，硬币在此被继续处理。为了用相应传感器检测所输入硬币的真伪以及完成之后的分拣工作，必须将输入的硬币分离开，也就是说，硬币在输送给一个传感单元和/或一个分拣单元时是不允许在运输途径上相互重叠在一起或是侧面相互挨着。

为了实现这种分离，常常用到硬币分拣机，其中，硬币库存容器中接收的一堆硬币位于一个旋转盘上。硬币在由于盘转动而施加在硬币上的离心力作用下被往外传送。用来将硬币库存区隔开的隔离元件中至少设有一个开口，它每次只能让一枚硬币通过，由此实现硬币的分离。

这种已知的硬币分拣机的问题在于，硬币的分离不是很可靠，从而很容易导致多枚硬币同时通过开口被输送，由此不能完全保障接下来的处理中所要求的硬币间最小距离。此外，隔离元件中的开口很容易被倾斜的硬币卡住，导致出现硬币堵塞情况，而这时只能通过人工干预才能解除。

此外，还有一个问题在于，硬币分拣机每次都必须根据要操作的硬币厚薄大小来调整开口的大小，使之跟硬币相应匹配。所述(多个)开口必须被设计成：虽然能使最大一枚要处理的硬币通过，但却不能让两枚最小的要处理的硬币同时从开口通过。同样，还要保证最厚的硬币能通过开口，却不能让两枚重叠的硬币通过。

DE 195 43 216 A1中公布了这样一种分离硬币的设备。该设备包括了一个供料盘，它与一个硬币提取盘共同作用，并通过一个硬币缝隙实现硬币分离。需要分离的硬币被输送至一个圆形的分拣道，硬币平摊在其上，通过一个环状移动的刷子装置沿分拣道滑动。分拣道上有一个用于分拣需要分离的硬币的落入口。

发明内容

本发明的目的是介绍了一种分离硬币的设备，借助它可以可靠地将输入的多种规格的一堆硬币分离开。

该目的的完成是通过具有如下所述特征的一个硬币分离设备实现的。本发明还对具有优势的一些进一步发展形式作了说明。

按照本发明，旋转底盘和隔离元件相互作用隔离出一个敞开的接收区域，用于接收一堆需要分离的硬币。隔离元件的交接区设有一个用于供硬币通过并将硬币输送至一个弹性传输元件的开口。该弹性传输元件将分离的硬币沿着一个圆环形分拣道传送给不同分拣设备。分拣道与底盘呈偏心设置。这种偏心设置中，底盘和圆环形分拣道被设置在横截面为圆形的部件之中，这种构造使得整个设备的结构特别结实和短小精悍。

底盘上设置了一个与其同心的传动盘，其中，传动盘和传输元件在交接区共同作用，使得传动盘所传送的在一堆硬币中位于最下层位置的硬币被推入传输元件之下，并被卡紧在此处。传输元件相对圆环形分拣道同心移动，从而由于底盘、传动盘、圆环形分拣道或沿分拣道移动的传输元件之间的偏心状态而形成一个楔形几何状，其间楔形的一侧由传输元件构成，另一侧由被传动盘所传送的硬币的运输方向构成。

借助于传动盘和传输元件定义了一段距离A，它也就是传动盘侧表面与传输元件间的距离。在一个优先考虑的实施方案中，所述距离A要小于该设备进行分离的最小硬币的直径。此处A也可以为负数，也就是说传动盘和传输元件之间有一个重合区域。更优选的是，距离A大于零而小于由该设备进行分离的最小硬币的直径。令人惊奇的是，人们发现在该范围内可以进行非常高效和极少出错的硬币分离，并且可以不必使用一个将在下面进一步描述的位置固定的硬币分选器。术语“大于零”指的是：传动盘与传输元件之间的距离刚好使传动盘和传输元件互相不会触及。

当一堆硬币由旋转底盘向交接区方向传输时，硬币可能在很多地方相互重叠着。在其侧表面，传动盘仅将最下层位置的硬币向交接区方向传送，在该交接区由于所谓的楔形几何形状而使得硬币和传输元件彼此靠近，以使得由传动盘传送的硬币被推到传输元件之下，并被卡紧在那里。然后借助这个卡紧作用，传输元件将分离开的硬币继续沿圆环形分拣道传输。由于传输元件具有弹性，因此在一个较大厚度范围内的薄硬币和厚硬币均能被卡紧并继续输送。相对于最下层的硬币，上层的硬币不一定由传动盘向交接区方向或传输元件方向输送，而是继续与旋转底盘在隔离元件中旋转，直到它们到达底盘上的最下层位置，然后由传动盘的侧表边传送至传输元件，并被卡紧在那里。如此就能完成多种规格硬币的具有普遍适用性的可靠分离。

尤其是传动盘刚性地与底盘连在一起，从而它与底盘具有同样的旋转速度。由此使得设备的结构特别简单。也可考虑传动盘是分开被驱动的，并且比底盘的旋转速度要快，这样就能获得其它的技术优势，例如在底盘旋转速度较慢时实现更高效的硬币分离。

尤其是传动盘高度要小于要处理的硬币的最小厚度。这样就保证了只有这堆硬币的最下层位置的硬币向传输元件方向推送，并且单个硬币在那里被卡紧。由此也避免了重叠的硬币被双重输送。

在一个优先考虑的实施方案中，传动盘在其侧表面具有一个摩擦涂层，尤其是一个橡胶涂层或砂砾涂层。也可选择侧表面具有一个粗糙的结构或锯齿。由于摩擦系数增大，最下层位置的硬币的输送得以保障，而不会出现最下层硬币在交接区堆积的情况。

还有一种并非必须但却很有优势的选择，即在交接区设置一个位置固定的硬币分选器。优先考虑当传动盘的侧表面与传输元件之间的距离A大于需要由该设备分离的最小硬币的直径时，使用一个位置固定的硬币分选器。如前所述，如果该距离A小于该设备要分离的最小硬币的直径，则不安装位置固定的硬币分选器是具有优势的。因此，本发明的一个优选方案涉及的是一个不带位置固定的硬币分选器的硬币分离设备。本发明的一个更优选的实施方案同样也涉及一个不带位置固定的硬币分选器的硬币分离设备，其中，距离A小于该设备要分离的最小硬币的直径，更优先考虑距离A大于零而小于该设备要分离的最小硬币的直径。如果要使用位置固定的硬币分选器，则优先考虑将其安装在从传动盘的转动方向看过去，是在交接区的末端。例如可以将分选器设置成一个偏转元件，它可将位于最下层的硬币更可靠地传送给传输元件。偏转元件的高度应该比要处理的硬币的最小厚度略低。这样一个位置固定的硬币分选器使得分离效率更高。

该设备尤其是设计成传输元件的传输速度大于由传动盘的侧表面传输硬币的速度。这样具有弹性的传输元件将分离的和卡紧的硬币从交接区传送走的速度就可以大于它们通过传动盘传送的速度。由此更加保障了硬币的分离，并且使得在分拣道上的已经分离的硬币间具有足够的距离。

在一个实施例中，传输元件包括一个环状的弹性卡环和一个由刚性材料，例如塑料或金属制成的、与该卡环相连的固定环。卡环可由例如是橡胶或者热塑性聚氨酯(TPU)或聚氨酯(PU)制成。这些材料会对分离开的硬币产生足够的卡紧力，以便将它们从底盘上带走并沿分拣道进行输送。

附图说明

下面借助附图中所描绘的几种实施方式来进一步对本发明进行说明，从中可看出本发明的其它特征和优势。其中：

图1示出了一个硬币分离设备的示意性俯视图，其中，硬币位于一个圆形分拣道上沿分拣道的外边界被输送；

图2示出了与图1类似的装置，其中，分离开的硬币沿分拣道的一个内边界进行输送；

图3示出了底盘、传动盘和传输元件横断面示意图；

图4示出了传输元件的侧视图；以及

图5示出了具有一个额外的位置固定的硬币分选器的实施方式。

具体实施方式

图1是硬币分离设备10的示意性俯视图。为了更一目了然，此处没有示出硬币。设备10包括一个圆环形的分拣道12，它有一个分拣道外边界16。沿着分拣道12，设置了分拣出币口18至30，它们上面有供硬币穿过的开口，这些开口根据硬币尺寸而沿顺时针移动方向由小至大排列。由分拣出币口18至30输出的硬币可以通过合适的设备清点数目。

沿着分拣道12并呈同心状设置了一个弹性传输元件14，其用来输送分离开的硬币，并将硬币沿分拣道12输送。弹性传输元件14的下侧包括一个环状弹性卡环(图1中未描绘)，它固定在一个刚性材料、例如塑料或金属制成的固定环上。需要输送的已分离开的硬币通过卡环沿着分拣道12滑动输送。

将分离开的硬币输送给传输元件14的装置包括一个旋转的底盘32、一个隔离元件34和一个传动盘36，其间，底盘32和隔离元件34隔离出一个向上敞开的、用于接收一堆需要分离的硬币的接收区。隔离元件34中的交接区38设有一个用于让硬币穿过并输送至弹性传输元件14的开口。典型的例子是可以将隔离元件34设计成漏斗状，其上部具有一个大于下部的边界的开口。隔离元件34可以是椭圆形的，或者其它任意一种形状。

底盘32上是与其同心设置的传动盘36。传动盘36与底盘32连接成一个整体，且相对于底盘32的水平面，其高度要小于需要处理的硬币的最小厚度。传动盘36和传输元件14在交接区38相互作用，从而使得在传动盘36顺时针旋转时，也即硬币与传输元件14方向一致被输送时，最下层位置的硬币被推入到传输元件14之下并在那里被卡紧。

分拣道12及呈圆环状转动的传输元件14相对于底盘32呈偏心设置，并且因此与传动盘36也呈偏心状。由于这种偏心几何状，就在交接区38产生了一个楔形，它使得传动盘36的侧表面输送的一堆硬币中最下层位置的硬币随着其顺时针转动而强制性向外朝传输元件14方向移动，并被推到该传输元件之下且卡紧在此处。通过设置偏心距可以调整楔子的形状，使其与要处理的硬币的直径范围相适应。

通过这种方式被分离和卡紧的硬币由弹性传输元件14顺时针继续传输，并到达一个定位装置40，它将需要分离的硬币导向定位到通过传输元件14沿着分拣道的外边界16输送。硬币在其传输路线上到达一个已知的硬币检测设备42，以检测硬币的物理性质。有问题的硬币通过一个偏转装置44，例如一个可操控的导流片或一个可伸缩的销钉，输送给剔除出币口46，有问题的硬币在这里被分拣出。没问题的硬币则在分拣道12上继续被传输，并一个接一个地到达不同的分拣出币口18至30，在这里硬币按照其直径由小到大被分拣。

优先考虑传动盘36的侧表面有一个摩擦涂层，例如橡胶涂层。它使得传动盘36输送一堆硬币最下层位置的硬币更加高效，并避免了硬币堆积。最下层位置之上的硬币由于底盘32的旋转而在接受区循环进行处理。

传输元件14的传输速度大于进入交接区以及由传动盘36的侧表面输送的硬币的速度。由此分离开的硬币很快从交接区38输送走，从而使分拣道12上的硬币之间有足够距离。优先考虑将速度关系设计成：由底盘32的旋转而带动的硬币的速度v1要小于由传动盘36的侧表面所传输的最下层位置的硬币的速度v2，而v2又小于传输元件14的传输速度v3。也就是说速度之间的关系为：v1＜v2＜v3。

也可以选择在交接区38设计一个位置固定的硬币分选器(参见图5)，尤其是设计成导向杆形式，其高度只比所需处理的硬币的最小厚度稍小一点。由此就保障了最下层位置的硬币被可靠地输送给传输元件14，而不会有侧面搭接的硬币被输送，从而更加进一步提升了硬币分离的可靠性。

图2展示了另一种实施方案，图中相同部分用相同的符号标注。与图1不同的是，由传输元件14沿分拣道12输送的硬币通过定位装置40进行导向定位，使其沿分拣道12的一个内边界48进行输送。与图1相关的功能参考前面的描述。

图3展示的是从底盘32、传动盘36和交接区38中的传输元件14横截面示意图。底盘32和传动盘36相对于轴50同心设置，并且它们以同样的旋转速度一起旋转。传动盘36的高度小于需处理的硬币52的最小厚度。如图左边部分的硬币54和56所显示的，硬币可能会有各种各样的厚度，并且相互会发生重叠。一堆硬币中只有最下面位置的硬币被传动盘36的侧表面朝传输元件14方向输送。在展示的例子中，硬币52与传输元件14间还有一个距离。由于前述的楔形，在继续输送过程中，硬币52继续由传动盘36向传输元件14输送。该传输元件14具有一个朝向传动盘36的斜面58或斜边，它们可使得把硬币52推到传输元件14之下的过程更加简便。在硬币52推到旋转输送速度大于底盘32的传输元件14之下后，硬币52由于卡紧作用很快脱离底盘32，向分拣道12方向输送。

图4是传输元件14一个部分的侧视图。该传输元件14包括一个弹性卡环60和一个例如通过粘贴与之相连的、由刚性材料，优选塑料或金属制成的固定环62。卡环60由热塑性聚氨酯或橡胶制成，并具有多个薄片64，它们能够朝着传输元件14的纵向弯曲，从而加大作用在硬币上的卡紧力。薄片64可以相对固定环62的纵轴垂直或倾斜安装。此外，薄片64与传输元件14的输送方向之间可以有不同的角度。借助薄片64就保证了不同厚度的硬币能可靠地被输送，其间通过薄片64的弹性变形可实现高效的卡紧作用。

与图1类似，图5详细示出了另外一种实施方案，其间设计了一个位置固定的硬币分选器41，从传动盘36的转动方向来看，优先考虑将其安装在交接区38的末端位置。该硬币分选器41例如可以是一个单独的导流元件，它将传动盘36侧表面所输送的硬币可靠地导向传输元件14，以便硬币卡紧在那里。这一点尤其在传动盘36的侧表面和传输元件14之间的距离A大于需由设备分离的硬币的最小直径时具有优势。

该设备可以有各种各样的实施形式。传动盘36可以与底盘32分开旋转。底盘和传动盘也可以为一体，其间传动盘以前面描述过的高度高过底盘水平面。

底盘32以及传动盘36与环状传输元件14的偏心格局可以调节，从而使得楔形几何形可以变化，由此可以适应需处理不同尺寸的硬币。通过本发明所描述的设备可以对国际上所有直径在14.5mm到33mm之间的硬币进行可靠地分离。底盘的旋转速度可以比传统的通常使用旋转盘的硬币分拣机小得多。由分拣出币口输出的硬币可以直接输送至一个收银机或一个硬币储存器。

附图标记说明

10 硬币分离设备

12 分拣道

14 传输元件

16 分拣道外边界

18至30 分拣出币口

32 底盘

34 隔离元件

36 传动盘

38 交接区

40 定位装置

41 位置固定的硬币分选器

42 硬币检测设备

44 偏转装置

A 传动盘侧表面和传输元件之间的最短距离

v1 底盘旋转所带动的硬币的速度

v2 传动盘旋转所带动的最下层的硬币的速度

v3 传输元件的传输速度

46 剔除出币口

48 轨道内边界

50 轴

52,54,56 硬币

58 斜面

60 卡环

62 固定环

64 薄片

Claims (16)

1.分离硬币的设备，

其包括一个旋转底盘(32)以及一个隔离元件(34)；

其中:所述底盘(32)和隔离元件(34)隔离出一个向上敞开的、用于接收一堆需要分离的硬币的接收区；

在隔离元件(34)中的一个交接区(38)设有一个开口，用于供硬币通过并将硬币输送至一个弹性传输元件(14)，所述传输元件(14)将分离的硬币沿一个圆环形的分拣道(12)输送至分拣装置(18至30)，所述分拣道(12)相对于底盘(32)呈偏心设置；

所述底盘(32)上设有一个与底盘(32)同心设置的传动盘(36)；

其中，所述传动盘(36)和传输元件(14)在交接区(38)共同作用以分离硬币，使得传动盘(36)所传送的在一堆硬币中位于最下层位置的硬币(52)被推入传输元件(14)之下，并被卡紧在此处。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征是，所述传动盘(36)与底盘(32)刚性地连接在一起。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征是，所述传动盘(36)的高度小于要处理的硬币(52)的最小厚度。

4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征是，所述传动盘(36)的侧表面具有一个摩擦涂层。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征是，所述摩擦涂层为橡胶涂层。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征是，所述设备不包括任何位置固定的硬币分选器(41)。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征是，所述传动盘(36)的侧表面与传输元件(14)之间的距离(A)小于由该设备进行分离的最小硬币的直径。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征是，所述传输元件(14)的传输速度(v3)大于由传动盘(36)的侧表面输送的硬币的速度(v2)。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征是，所述传输元件(14)包括一个环形的弹性卡环(60)和一个与之相连的、由刚性材料制成的固定环(62)。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征是，所述分拣道(12)具有一个与传输元件(14)呈同心状分布的分拣道内边界(48)，分离出的硬币可由传输元件(14)沿该内边界(48)进行输送。

11.根据权利要求1所述的设备，其特征是，所述分拣道(12)具有一个与传输元件(14)呈同心状分布的分拣道外边界(16)，分离出的硬币(52)可由传输元件(14)沿该外边界(16)进行输送。

12.根据权利要求1的设备，其特征是，从分离出的硬币的传输方向看，交接区(38)的后方安装了一个定位装置(40)，所述定位装置(40)对分离出的硬币进行导向定位，使其由传输元件(14)沿轨道内边界(48)或外边界(16)进行输送。

13.根据权利要求1所述的设备，其特征是，所述底盘(32)的中心位于分拣道(12)的环形轨道之内，且底盘(32)和传输元件(14)在交接区(38)重叠。

14.根据权利要求1所述的设备，其特征是，在分离出的硬币的输送方向上看，沿着分拣道(12)的环形轨道设置了一个硬币检测装置(42)、一个偏转装置(44)、一个剔除出币口(46)和多个分拣出币口(18至30)。

15.根据权利要求9所述的设备，其特征是，所述环形的弹性卡环(60)是由聚氨酯或橡胶材料制成。

16.根据权利要求1所述的设备，其特征是，所述传输元件(14)与传动盘(36)的侧表面的相对位置使得直径在14到33mm范围内的硬币都可以卡紧在弹性传输元件(14)之下。