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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Münzgerät nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Münzgeräte für Automaten
sind üblicherweise
mit einem Geldwechsler versehen, der einem Münzprüfer mit Sortiereinrichtung
nachgeordnet ist. Die Speicherung der Münzen erfolgt üblicherweise
in Münztuben,
die zumeist zu einer kompakten austauschbaren Einheit, einem sogenannten
Tubensatz, zusammengefaßt
sind.
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Die
Anzahl der gespeicherten Münzen
in den Tuben verändert
sich naturgemäß fortlaufend.
Die ein- und ausgegebenen Münzen
werden von einer geeigneten Steuereinrichtung mitgezählt (Tubenzähler), um
z.B. Verkäufe
nicht mehr zuzulassen, wenn eine komplette Rückgeldzahlung nicht mehr möglich ist.
Der jeweils aktuelle Zählerstand
wird im Speicher der Steuervorrichtung abgelegt. Aus unterschiedlichen
Gründen
kann während
des Verkaufsbetriebes oder wegen eines Service durch Störungen,
die sich durch Fehlfunktionen in den vor- und nachgeschalteten Baugruppen
ergeben können,
der gespeicherte Zählerstand
nicht mehr mit dem Tatsächlichen übereinstimmen.
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Der
Füllstand
der Münzen
kann außerdem durch
Servicepersonal manuell verändert
werden. Beim Befüllen
des Automaten mit Waren erfolgt normalerweise auch die Abrechnung,
d.h. die Kasse wird geleert und der Tubensatz mit einer vorbestimmten
Anzahl von Münzen
befüllt.
Das Eingeben der Münzen
kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Z.B. werden die Münzen über den
Münzprüfer eingeworfen,
wodurch der Tubenzähler
entsprechend aktualisiert werden kann. Die Eingabe von Münzen kann
aber auch im nicht betriebsbereiten Zustand des Geldwechslers erfolgen,
z.B. wenn der Tubensatz in eine besondere manuelle Befüllposition
gebracht oder aus dem Gerät
herausgenommen wird.
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Es
sind verschiedene Vorkehrungen bekannt geworden, um die Anzahl von
Münzen
in einer Münztube
zu ermitteln, insbesondere einen Tubenzähler zu korrigieren. Aus US
2004/79615 ist bekannt geworden, oberhalb der Münzsäule einen Ultraschallsensor
anzuordnen, der den Abstand des Sensors zum Münzstapel ermittelt. Aus 5,742,656
ist ein ähnliches
Verfahren für
eine liegende „Münzsäule" bekannt geworden.
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Aus
DE 103 22 384 ist eine
mit Tubensensoren arbeitende Vorrichtung zur Korrektur des Tubenzählers bekannt
geworden.
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Aus
EP 0 680 021 B1 ist
bekannt geworden, einen Gewichtssensor am Boden einer Tube anzuordnen.
Hiermit soll vorrangig die Anwesenheit von Münzen ermittelt werden. Es ist
jedoch auch bereits beschrieben, durch Druckmessung die Anzahl der Münzen in
der Münztube
zu messen.
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Aus
DE 39 02 085 ist bekannt
geworden, in einem Auszahlschieber unterhalb einer Münztube einen
Stift vertikal beweglich zu lagern, der seinerseits auf einen Druckbalken
wirkt. In der Ruhestellung des Schiebers befindet sich der Stift
mittig unterhalb der Münzsäule, so
daß das
Gewicht der Münzsäule den Biegebalken
proportional auslenkt. Der Biegebalken ist mit Dehnungsmeßstreifen
versehen, die die Biegung des Biegebalkens bestimmen. Zu Auszahlzwecken
wird der Schieber relativ zur Münzsäule bewegt, bis
die unterste Münze
in ein entsprechend bemessenes Loch des Schiebers hereinfallen kann.
In einer zweiten entgegengesetzt gerichteten Bewegung wird die Münze dann
in einen Ausgabekanal gelenkt. Während
dieser Bewegung des Schiebers ist der Biegebalken unbelastet.
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Aus
DE 37 25 768 A1 ist
eine magnetspulenbetätigte
Ausgabevorrichtung für
Münzen
bekannt geworden, die einen Schieber verwendet, auf dem sich der
Münzstapel
innerhalb einer Münztube
abstützt.
Aus
DE 40 35 289 A1 ist
eine Vorrichtung zum Trennen von Münzen bekannt geworden, die
einen Wiegetisch aufweist zum Messen des Münzgewichts, wobei der Wiegetisch
an einem Federarm angebracht ist, dem seinerseits eine Wegmeßeinrichtung zugeordnet
ist. Aus
DE 101 59
474 A1 ist allgemein eine Vorrichtung zur Messung einer
Kraft- und Momentenkomponente bekannt geworden, wobei die Meßvorrichtung
mit einem platten oder zungenförmigen
Auslenkelement zusammenwirkt, welchem seinerseits eine Wegerfassung
zugeordnet ist.
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Aus
US 5,574,220 ist ein Kraftwandler
zu Kraftmeßzwecken
bekannt geworden, der mit verschiedenen Federgeometrien zusammenwirkt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Münzgerät mit einer Gewichtserfassung
von Münzen
in einer Tube zu schaffen, in welchem eine genaue Messung erfolgen
kann. Außerdem
wird ein ständiger
Nullabgleich angestrebt.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Münzgerät ist ein
plattenförmiges
Auslenkelement vorgesehen, das an einem Ende mittels einer Torsionsfeder
an einem gerätefesten
Führungsbauteil
aufgehängt
ist. Der Sensor ist so ausgebildet und angeordnet, daß er die Auslenkung
des plattenförmigen
Auslenkelements bestimmt. Dies geschieht z.B. in einer Ausgestaltung der
Erfindung mit Hilfe eines Permanentmagneten, der mit einem magnetfeldempfindlichen
Sensor zusammenwirkt, beispielsweise einem Hallsensor. Der Schieber,
der von einem geeigneten Schieberantrieb bewegt wird, weist eine
dem Münzstapel
zugekehrte Auflagefläche
auf. Der Schieber ist im gerätefesten Führungsbauteil
so geführt,
daß er
sich in seiner Ruheposition unterhalb halb der Münzsäule befindet, die sich mithin
auf seiner Auflagefläche
abstützt. Gleichzeitig
stützt
sich der Schieber auf dem Auslenkelement ab. Dadurch erfolgt eine
Auslenkung des Auslenkelements nach Maßgabe des Gewichts der Münzsäule. Dies
setzt voraus, daß der
Schieber sich in dieser Ruheposition vertikal bewegen kann, um der
Auslenkung des Auslenkelements zu folgen. Der Schieber kann sich
in eine zweite Position außerhalb
der Münzsäule bewegen,
wodurch die Münzsäule sich
nunmehr auf dem Auslenkelement abstützt, das jedoch durch den Schieber
mehr oder weniger festgelegt sein kann. Bei der Rückkehr des Schiebers
in die Ruheposition schiebt der Schieber die unterste Münze aus
der Tube heraus in den Ausgabekanal hinein.
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Auslenkelement
und Führungsbauteil
können
aus Metall, z.B. aus Aluminium oder aus einem geeigneten Kunststoff,
z.B. POM, geformt werden. Wenn das Auslenkelement mit seinem Rahmen
einteilig geformt ist, ist auch der Torsionsstab aus dem gleichen
Material.
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Als
Torsionsstab kann auch getrenntes Material vorgesehen werden, z.B.
in Form von Federdraht, das in geeigneter Weise mit dem Führungsbauteil
bzw. dem Auslenkelement verbunden ist.
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Das
Auslenkelement wird vorzugsweise mit Hilfe von zwei koaxialen Torsionsstäben oder
-federn im gerätefesten
Führungsbauteil
gelagert. Auslenkelement, Führungsbauteil
und Schieber können
aus einem geeigneten Kunststoff, z.B. POM, geformt werden. Die Torsionsstäbe können von
Kunststoffstegen gebildet sein, wenn Schieber und Auslenkelement einteilig
aus Kunststoff geformt sind. In einer anderen Ausgestaltung der
Erfindung können
die Torsionsstäbe
aus Federdraht bestehen, die vorzugsweise als Einlegeteile im Auslenkelement
und im Führungsbauteil
eingefügt
sind. In einer Ausgestaltung der Erfindung sind annähernd U-förmige Torsionsfederabschnitte
vorgesehen, deren Schenkel im Auslenk element und am Federbauteil
befestigt sind und deren Steg die Torsionsfeder bildet. Bei zwei
benachbarten Münztuben
können
benachbarte Auslenkelemente vorgesehen werden, wobei ein einteiliger
Federdraht mit beiden Auslenkelementen zusammenwirkt. Durch eine
entsprechende Wahl des Durchmessers und der Sorte des Federdrahts
kann die maximal zulässige
Durchbiegung bzw. Auslenkung des Auslenkelements an das Gewicht
der Münzsäule angepaßt werden.
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Wie
schon erwähnt,
wird der Schieber im Führungsbauteil
geführt,
vorzugsweise senkrecht zur Achse der Münztube. In einer Ausgestaltung
der Erfindung hat der Schieber auf gegenüberliegenden Seiten koaxiale
Zapfen unterhalb der Auflagefläche. Die
Zapfen werden von einander zugekehrten parallel beabstandeten Führungsnuten
des Führungsbauteils
aufgenommen. Die Führungsnuten
sind im Bereich der Ruheposition des Schiebers mit einer Erweiterung
versehen derart, daß der
Schieber parallel zur Achse der Münztube eine begrenzte Bewegung ausführen kann,
d.h. das Auslenkelement kann zusammen mit dem Schieber ausgelenkt
werden. Außerhalb
der Erweiterung wird der Schieber vorzugsweise linear in den Führungsnuten
geführt,
wobei zwischen der Erweiterung und dem Führungsabschnitt der Führungsnuten
eine Rampe vorgesehen ist, entlang welcher die Zapfen in den Führungsabschnitt
einlaufen können.
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Der
Schieber ist vorzugsweise unterhalb der Auflagefläche mit
einem Querschlitz versehen, in den hinein bzw. durch den hindurch
sich das Auslenkelement erstreckt. Dadurch ist auch eine Angriffsmöglichkeit
für einen
Schieberantrieb gegeben, der mit einem unterhalb des Ablenkelements
angeordneten Quersteg des Schiebers zusammenwirken kann.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt
perspektivisch schematisch eine Gewichtsmeßvorrichtung für eine Münztube eines Münzgerätes in schematischer
Darstellung.
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2 zeigt
schematisch in Seitenansicht die Anordnung nach 1 unterhalb
einer Münztube
mit zwei verschiedenen Positionen eines Schiebers.
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3 zeigt
eine erste Ausführungsform
eines Auslenkelements der Vorrichtung nach der Erfindung in Draufsicht.
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4 zeigt
das Auslenkelement nach 3 in Seitenansicht mit zwei
unterschiedlichen Anordnungen eines Sensors.
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5 zeigt
die Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Auslenkelements
der Vorrichtung nach der Erfindung.
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6 zeigt
die Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform eines Auslenkelements
der Vorrichtung nach der Erfindung.
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7 zeigt
die Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform eines Auslenkelements
der Vorrichtung nach der Erfindung.
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8 zeigt
die Draufsicht auf zwei Auslenkelemente der Vorrichtung nach der
Erfindung.
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In 2 ist
eine Münztube 10 eines
nicht weiter dargestellten Geldwechslers angedeutet mit einer Säule 12 von
mehreren Münzen.
Unterhalb der Münztube 10 befindet
sich eine Vorrichtung 14, welche zugleich eine Auszahlvorrichtung
und eine Gewichtsmeßvorrichtung
umfaßt.
Die Auszahlvorrichtung dient zum Herausschieben der jeweils untersten Münze im Fall
einer Wechselgeldrückgabe.
Die Gewichtsmeßvorrichtung
dient zur Messung des Gewichts der Münzsäule 12, um daraus
die in der Münztube 10 befindliche
Anzahl von Münzen
zu ermitteln. Nachfolgend wird die Vorrichtung 14 näher beschrieben.
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In 1 ist
ein plattenförmiges
Auslenkelement 16 dargestellt, das am in 1 linken
Ende über
Torsionsfedern, von denen eine bei 18 angedeutet ist, an
zugeordneten, parallelen Rahmenleisten 20, 22 gelagert
ist. Bei einer von oben auf das Auslenkelement 16 wirkenden
Kraft wird das Auslenkelement 16 um die durch die Torsionsfedern 18 gehende Achse
nach unten geneigt.
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Unterhalb
des plattenförmigen
Auslenkelements 16 am freien Ende ist ein Permanentmagnet 24 angebracht.
Der Permanentmagnet wirkt mit einem Hallsensor 26 zusammen,
der an der Innenseite der Leiste 20 angeordnet ist. Das
Ausgangssignal des Hallsensors 26 entspricht der Neigung
des Auslenkelements 16 und damit der Kraft, welche auf
das Auslenkelements 16 wirkt.
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Auf
den einander zugekehrten Seiten weisen die Leisten 20, 22 Führungsnuten 28, 30 auf.
Der Verlauf der Führungsnuten 28, 30 ist
deutlicher in 2 zu erkennen, und zwar anhand
der Führungsnut 28.
Diese hat im in 2 rechten Bereich eine Erweiterung 32.
Im linken Bereich ist ein relativ enger Führungsnutabschnitt 34 gebildet.
Zwischen der Erweiterung 32 und dem Führungsabschnitt 34 befindet sich
eine Rampe 36, welche den Boden von Erweiterung 32 und
Nutabschnitt 34 verbindet.
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In 1 ist
ein Schieber 38 gezeigt, der eine nach oben weisende Auflagefläche 40 hat.
Die Auflagefläche 40 ist
an. dem oberen Schenkel 42 des im Schnitt rechtwinkligen
Schiebers 38 ausgebildet. An dem vertikalen Schenkel 42 sind
außen
Führungszapfen
angebracht, von denen einer bei 44 zu erkennen ist. Der
Durch messer der Führungszapfen 44 ist minimal
kleiner als die Breite des Führungsnutabschnitts 34.
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Im
vertikalen Schenkel 42 befindet sich auch ein Querschlitz 48,
dessen Höhe
minimal größer ist als
die Dicke des plattenförmigen
Auslenkelements 16.
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In
montierter Position wird der Schieber 38 auf die linke
Anordnung in 1 geschoben, wobei sich das
Auslenkelement 16 mit dem Permanentmagneten 24 durch
den Schlitz 48 mehr oder weniger weit erstreckt, je nach
Relativposition von Schieber 38 und Auslenkelement 16.
In 2 ist die Ruheposition des Schiebers angedeutet,
in der die Auflagefläche 40 etwas
mehr als die Hälfte
der Münzsäule 12 unterstützt. Der
Schieber ruht dabei auf dem Auslenkelement 16, und der
Schieber 38 kann sich begrenzt vertikal nach oben und unten
bewegen, weil die Führungszapfen 44 sich
in der Erweiterung 32 befinden. Somit wird die Gewichtskraft
der Münzsäule 12 auf
den Schieber 38 und von diesem auf das Auslenkelement 16 übertragen.
Je nach Größe der Gewichtskraft
wird das Auslenkelement 16 mehr oder weniger ausgelenkt,
was mit Hilfe des Sensors 28 festgestellt wird.
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Der
Schieber 38 ist in Wirkverbindung mit einem Schieberantrieb
(nicht gezeigt). Mit Hilfe des Schieberantriebs kann der Schieber 38 in 2 nach links
verstellt werden in eine zweite Position, wie sie links in 2 dargestellt
ist. Bei dieser Bewegung laufen die Führungszapfen 44 über die
Rampe 36 in den Führungsabschnitt 34 ein.
Dadurch wird das Auslenkelement 16 entlastet und die Position
des Permanentmagneten 24 nicht mehr gewichtskraftabhängig, wodurch
der „Nullwert" der beschriebenen Wegeeinrichtung
ermittelt und als Referenzwert gespeichert werden kann.
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Bei
diesem beschriebenen Vorgang wird der Schieber 38 etwas
angehoben. Gleichzeitig wird auch die Münzsäule 12 etwas angehoben,
bis der Schieber 38 die zweite Position erreicht hat. In
diese Position ruht die Münzsäule auf
dem Auslenkelement 16.
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Zum
Ausschieben der untersten Münze
wird der Schieber 38 erneut betätigt zurück in die Ruhestellung. Dabei
schiebt er mit seiner in 2 rechten Kante, welche der
Rundung der Münze
angepaßt
ist, wie bei 46 gezeigt, die unterste Münze aus der Münztube 10 aus.
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Es
versteht sich, daß bei
mehreren Münztuben
jeweils eine der in 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen 14 eingesetzt
werden kann.
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In
den 3 und 5 bis 8 sind verschiedene
Ausführungsformen
für die
Aufhängung eines
Auslenkelements in einem Rahmen dargestellt. In 3 sind
Auslenkelement 16a und Rahmenleisten 20a, 22a einteilig
geformt. Schmale Verbindungsstege 18a bilden Torsionsfedern
zur Auslenkung des Auslenkelement 16a relativ zu den gerätefesten
Rahmenleisten 20a, 22a.
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In
den 3 und 4 sind zwei Möglichkeiten
der Anbringung eines Magneten bzw. eines Sensors angedeutet. Bei
der Version A befindet sich der Permanentmagnet 24a unterhalb
des Auslenkelements 16a im Bereich der freien Kante annähernd in
der Mitte. Der Sensor 26a, z.B. Hallsensor, befindet sich
unterhalb des Permanentmagneten 24a, und das Maß der Annäherung zwischen
den beiden Teilen ist ein Maß für die Auslenkung
des Auslenkelements 16a. In der Version B befindet sich, ähnlich wie in 1,
der Permanentmagnet 24b im Kantenbereich des Auslenkelements 16a,
wobei der magnetfeldempfindliche Sensor 26b an der Leiste 20a angebracht
ist, dem Permanentmagneten 24b gegenüberliegend. Eine Magnetfeldänderung
im Bereich des Sensors 26b ergibt sich ebenfalls bei einer
Auslenkung des Auslenkelement 16a entsprechend dem gezeigten
Fall.
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Bei
der Ausführungsform
nach den 5 bis 7 sind Auslenkelement 16c und
Rahmenleisten 22c und 20c separate Teile aus Kunststoff,
in welche in einem Kantenbereich U-förmige Drahtabschnitte 50 eingebettet
sind. Die Schenkel verlaufen in den Leisten 20c, 22c bzw.
im Auslenkelement 16c, wobei ein kleiner Abschnitt des
Steges der U-förmigen Drahtabschnitte 50 eine
Torsionsfeder 52 bilden.
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Bei
der Ausführungsform
nach 6 sind ähnliche
Drahtabschnitte 50a wie Drahtabschnitte 50 nach 5 vorgesehen,
wobei die im Auslenkelement 16c eingelassenen Schenkel
eine größere Länge haben
als die Schenkel in den Leisten 20c, 22c.
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Die
Ausführungsform
nach 7 unterscheidet sich von der nach 6 dadurch,
daß die
im Auslenkelement 16c liegenden Schenkel miteinander verbunden
sind und ihrerseits eine U-Form haben. Somit ist ein einteiliger
Drahtabschnitt mit drei U-Abschnitten vorgesehen.
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Bei
der Ausführungsform
nach 8 sind zwei Auslenkelemente 16c1 und 16c2 nebeneinander
angeordnet jeweils zwischen zwei nicht weiter bezeichneten Leisten.
Ein einziger Drahtabschnitt 50c ist mit einzelnen Zwischenabschnitten
in den Leisten bzw. den Auslenkelementen verbunden, so daß alle Teile
zusammenhängen.
Eine derartige Anordnung kann z.B. für zwei nebeneinander angeordnete
Münztuben
eingesetzt werden.