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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung zur Erkennung
von Rissen in Wertdokumenten und ein entsprechendes Verfahren zur
Erkennung von Rissen in Wertdokumenten.
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Unter
Wertdokumenten werden dabei blattförmige Gegenstände verstanden,
die beispielsweise einen monetären
Wert oder eine Berechtigung repräsentieren
und daher nicht beliebig durch Unbefugte herstellbar sein sollen.
Sie weisen daher nicht einfach herzustellende, insbesondere zu kopierende Merkmale
auf, deren Vorhandsein ein Indiz für die Echtheit, d. h. die Herstellung
durch eine dazu befugten Stelle, ist. Wichtige Beispiele für solche
Wertdokumente sind Coupons, Gutscheine, Schecks und insbesondere
Banknoten, beispielsweise solche auf der Basis von Banknotenpapier
oder Polymerbanknoten.
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Im
Gebrauch werden Wertdokumente vielfachen mechanischen Belastungen
ausgesetzt, die zur Bildung von Rissen am Rand von Wertdokumenten oder
in der Blattfläche
von Wertdokumenten führen. Da
solche Risse sich bei weiterer Belastung schnell vergrößern können und
dann das Wertdokument unbrauchbar werden kann, wird versucht, Wertdokumente
auf das Vorhandensein von Rissen zu untersuchen und solche mit Rissen
je nach Art und Größe des Risses
bzw. der Risse auszusondern. Risse können insbesondere in Wertdokumenten
auf Papierbasis oder Polymerbasis auftreten, wobei Polymerwertdokumente
besonders anfällig
für eine
Vergrößerung von
vorhandenen Rissen zu sein scheinen.
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Zur
Erkennung von Rissen werden Vorrichtungen mit Sensoren zur Erkennung
von Rissen eingesetzt, um eine Vielzahl von Wertdokumenten schnell
maschinell prüfen
zu können.
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Ein
Typ solcher Sensoren verfügt
zum einen über
eine Rißöffnungseinrichtung,
die dazu dient, einen in einem Wertdokument vorhandenen Riß soweit zu öffnen, daß zwischen
den Rändern
des Risses ein Spalt entsteht, durch den optische Strahlung, beispielsweise
im sichtbaren Bereich, dringen kann. Zur Öffnung des Risses kann insbesondere
ein Gasstrahl verwendet werden, der auf einen vorgegebenen kleinen
Abschnitt des Wertdokuments eine dieses verformende Kraft aufübt. Zur
Erkennung des geöffneten
Risses wird die optische Strahlung von einem Sender auf den verformten
Abschnitt des Wertdokuments gelenkt und mittels eines Empfängers durch einen
Riß hindurchtretende
Teil der optischen Strahlung detektiert. Die Detektion dieser Strahlung
wird dann als Anzeichen für
das vorliegen eines Risses verwendet.
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Solche
Sensoren, insbesondere der Sender und/oder Empfänger können jedoch je nach Umgebungsbedingungen
und je nach Art und Zustand der Wertdokumente schnell durch Staub-
oder Schmutzablagerungen verschmutzen. Dies erfordert ein häufiges Reinigen
des Sensors, was die Betriebsbereitschaft der Vorrichtung stark
einschränken
und hohen Wartungsaufwand erfordern kann.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sensoreinrichtung
zur Erkennung von Rissen in Wertdokumenten bereitzustellen, die
wenig anfällig
für Verschmutzungen
ist, und ein entsprechendes Verfahren zur Erkennung von Rissen anzugeben.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine Sensoreinrichtung zur Erkennung von Rissen in Wertdokumenten,
die einer vorgegebenen Transportrichtung durch einen Erfassungsbereich
der Sensoreinrichtung transportiert werden, mit einer Rißöffnungseinrichtung,
die wenigstens eine Düse
umfaßt,
durch die Gas als Strahl in den Erfassungsbereich gestrahlt werden
kann, um einen in dem Erfassungsbereich befindlichen Riß in einem
Wertdokument zu öffnen, einer Öffnungserkennungseinrichtung,
die einen Sender für
optische Strahlung, der optische Strahlung in den Erfassungsbereich
abgibt, und einen Empfänger
für aus
dem Erfassungsbereich kommende Teile der optischen Strahlung, insbesondere
durch einen geöffneten
Riß tretende
Teile der Strahlung, umfaßt,
wobei diejenige Einrichtung von Sender und Empfänger, die in Richtung des Strahls
angeordnet ist, ein Fenster aufweist, durch das wenigstens ein Teil
der optischen Strahlung tritt. Die Sensoreinrichtung zeichnet sich
dadurch aus, daß die
Rißöffnungseinrichtung
eine gekrümmte
Ablenkoberfläche
aufweist, die zwar dem Fenster zugewandt ist, sich aber von dem
Fenster wegkrümmt
und Gas des Strahls in einer an der Ablenkoberfläche anliegenden Strömung aus
dem Bereich des Fensters lenkt.
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Die
Aufgabe wird weiter gelöst
durch ein Verfahren zur Erkennung von Rissen in Wertdokumenten,
bei dem Gas als Strahl auf einen Abschnitt eines auf vorhandene
Risse zu untersuchenden Wertdokuments geblasen wird, optische Strahlung
auf den Abschnitt abgegeben und eine durch einen Riß in dem Wertdokument
hindurchtretende Teil der Strahlung detektiert wird, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß bei
Abwesenheit eines Wertdokuments das Gas mittels einer sich von dem
Weg der optischen Strahlung wegkrümmenden, aber insbesondere
diesem zugewandten gekrümmten
Ablenkoberfläche
aus dem Weg der optischen Strahlung herausgelenkt wird.
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Die
Sensoreinrichtung dient also zur Erkennung von Rissen in Wertdokumenten,
die in einer vorgegebenen Transportrichtung durch einen Erfassungsbereich
der Einrichtung transportiert werden. Die Wertdokumente, genauer
die Typen von Wertdokumenten und damit deren Eigenschaften sind
dabei vorgegeben. Unter dem Erfassungsbereich wird dabei der Raumbereich
verstanden, in dem sich ein Abschnitt eines Wertdokuments befinden
muß, damit die
Sensoreinrichtung darin einen Riß detektieren kann. Die Lage
des Raumbereichs wie auch die Transportrichtung sind durch die Rißöffnungseinrichtung
und die Öffnungserkennungseinrichtung
festgelegt.
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Zur Öffnung eines
Risses dient ein Strahl von Gas. Unter einem Gas wird im Rahmen
der Erfindung jegliches gasförmige
Medium, beispielsweise ein chemisch reines Gas, Gasgemische und
insbesondere auch Luft verstanden. Zur Bildung des Strahls verfügt die Sensoreinrichtung über die
Düse, die
mit einer Pumpeinrichtung verbunden sein kann, die der Düse das Gas
unter einem geeigneten Druck zuführt. Die
Düse bildet
den Gasstrahl, der in den Erfassungsbereich gerichtet ist und damit
auf einen entsprechenden Abschnitt eines Wertdokuments trifft, wenn
sich dieser im Erfassungsbereich befindet. Da der Strahl nur eine
unter anderem durch seinen Querschnitt begrenzte Fläche trifft
und auf diese eine Kraft ausübt,
wird das Wertdokument verformt, so daß Risse einer vorgegebenen
Mindestlänge,
vorzugsweise Risse am Rand eines Wertdokuments und Risse in der
Blattfläche
eines Wertdokuments, die sich nicht zum Rand reichen, geöffnet werden
können.
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Zur
Erkennung eines Risses dient die Öffnungserkennungseinrichtung,
die dazu den Sender, der insbesondere eine Quelle für optische
Strahlung besitzen kann, und den Empfänger, der insbesondere wenigstens
ein Detektionselement für
die optische Strahlung des Senders aufweisen kann, besitzt. Der Empfänger kann über eine
Signalverbindung mit einer Auswerteschaltung verbunden sein, die
Signale von dem Empfänger
auswertet und insbesondere in Abhängigkeit von einer Detektion
von optischer Strahlung des Senders zwischen dem Eintritt eines Wertdokuments
in den Erfassungsbereich und vor Austritt des Wertdokuments aus
dem Erfassungsbereich ein das Vorlie gen eines Risses wiedergebendes
Signal erzeugt. Zum Schutz der Quelle bzw. des Detektionselements
kann der Sender und/oder der Empfänger über ein Fenster verfügen, das
für die
optische Strahlung des Senders wenigstens teilweise transparent
ist und die Quelle bzw. das Detektionselement gegen Einflüsse von
außen,
insbesondere aus dem Erfassungsbereich schützt.
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Der
Gasstrahl, der vorzugsweise zwischen aufeinanderfolgenden Wertdokumenten
nicht unterbrochen wird, ist zwischen aufeinanderfolgend herantransportierten
Wertdokumenten in den Bereich des in Strömungsrichtung liegenden Fensters
gerichtet und könnte
daher zu einer Verschmutzung desselben führen. Prinzipiell kann es sich
je nach Ausführungsform
der Sensoreinrichtung bei dem Fenster um das Fenster des Senders
oder des Empfängers handeln,
je nach dem, ob der Sender oder der Empfänger in Strahlrichtung liegt.
Der Weg der optischen Strahlung kann also vor der Ablenkoberfläche insbesondere
wenigstens teilweise innerhalb der Strömung des Gases verlaufen.
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Um
eine Verschmutzung des Fensters zu reduzieren, ist die Ablenkoberfläche vorgesehen,
die dazu dient, wenigstens einen Teil des Gases des Strahls von
dem Bereich des Fensters weg in einen Absaugbereich abzulenken.
Vorzugsweise ist eine Absaugvorrichtung vorgesehen, die das abgelenkte Gas
absaugt; beispielsweise kann diese von einem Antrieb der Pumpeinrichtung
angetrieben oder in die Pumpeinrichtung integriert sein.
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Es
wurde nun überraschend
gefunden, daß einerseits
die Ausbreitung der optischen Strahlung zu dem Fenster nicht behindert
zu werden braucht und andererseits eine Ablenkung wenigstens des Teils
des Gases erreicht werden kann, wenn die Ablenkoberfläche so gekrümmt bzw.
gewölbt
und so ange ordnet ist, daß sie
von dem Fenster weggekrümmt ist
und Gas des Strahls in einer an der dem Fenster zugewandten Ablenkoberfläche anliegenden
Strömung
aus dem Bereich des Fensters lenkt. Das Gas wird also nicht durch
Auftreffen auf die Ablenkoberfläche
umgelenkt; vielmehr ist Ablenkoberfläche so ausgebildet, daß sich die
Gasströmung
an die Oberfläche
anlegt und an dieser entlang strömend
abgeleitet wird. Eine mögliche
Erklärung
für das
Verhalten könnte
der Coanda-Effekt sein, bei dem ein lokalisierte Gasströmung, insbesondere
ein Strahl, über
einen vergleichsweise großen
Bereich entlang einer gewölbten
Fläche
geführt
werden kann, die sich von der Richtung der Gasströmung stromaufwärts der
Fläche seitlich
wegwölbt.
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Es
wurde gefunden, daß durch
die Verwendung der Ablenkoberfläche
die Verschmutzung des Fensters deutlich reduziert werden kann.
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Weiterbildungen
und bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in der Beschreibung, den Ansprüchen und
den Zeichnungen beschrieben.
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Die
Düse kann
prinzipiell beliebig ausgebildet und angeordnet sein, solange sie
einen Gasstrahl bilden kann, der eine Öffnung von Rissen der vorgegebenen
Mindestlänge
erlaubt. Vorzugsweise ist die Düse
so ausgebildet, daß der
Strahl wenigstens näherungsweise
quer zur Ebene der Wertdokumente in dem Erfassungsbereich oder mit
wenigstens einer Komponente parallel zu einer Transportrichtung
in dem Erfassungsbereich verläuft.
Hierdurch kann eine Störung
des Transports des Wertdokuments durch den Gasstrahl vermieden werden.
Die Düse
kann hierzu eine schlitzförmige,
mit ihrer Längsrichtung quer
zur Transportrichtung verlaufende Austrittsöffnung aufweisen. Es ist aber
auch möglich,
mehrere quer zur Transportrichtung nebeneinander angeordnete Düsen mit
runder, insbesondere kreisrunder Austrittsöffnung zu verwenden.
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Die
Strahlgeschwindigkeit des Gases unmittelbar am Austritt der Düse liegt
vorzugsweise zwischen 30 m/s und 180 m/s, der Abstand zwischen der Düse und dem
stromaufwärts
liegenden Ende der Ablenkoberfläche
vorzugsweise zwischen 10 mm und 50 mm.
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Um
ein gute Reinhaltung des Fensters zu erzielen ist, die Ablenkoberfläche vorzugsweise
so ausgebildet und relativ zu dem Fenster in einem solchen Abstand
angeordnet, daß wenigstens
ein Drittel, vorzugsweise zwei Drittel des aus dem Erfassungsbereich
in den Bereich der Ablenkoberfläche gelangenden
Gases des Strahls von dem Fenster weg geführt wird.
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Die
Ablenkoberfläche
kann prinzipiell beliebig ausgebildet sein, soweit sie die Ablenkung
des Gases erlaubt. Beispielsweise kann sie durch die Oberfläche eines
geeignet gebogenen Blechs oder durch die Oberfläche eines entsprechenden Formteils
gebildet sein. Die Ausrichtung der Wölbung kann beispielsweise je
nach Art der Düse
bzw. der Form des Gasstrahls gewählt
sein. Es wurde nun gefunden, daß die
Ablenkoberfläche
vorzugsweise in einer Ebene gekrümmt
ist, die parallel zu der Transportrichtung der Wertdokumente und
der Richtung des Strahls ausgerichtet ist. In diesem Fall kann das
Gas in eine Richtung parallel zur Transportrichtung abgelenkt werden,
was einen besonders einfachen Aufbau der Sensoreinrichtung ermöglicht und
insbesondere auch bei der zuvor genannten Richtung des Gasstrahls
eine sichere Ablenkung erlaubt.
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Prinzipiell
kann die Ablenkoberfläche
unterschiedlich gekrümmt
sein, solange sie die erwähnte Funktion
erfüllt.
Die Krümmung
kann insbesondere von der Geschwindigkeit und Richtung der Strömung des
Gases stromaufwärts
der Ablenkoberfläche
und relativ zu dieser abhängen.
Bevorzugt liegt der Krümmungsradius
der Ablenkoberfläche
im Bereich zwischen 5 mm und 20 mm, vorzugsweise zwischen 6 mm und
12 mm.
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Die
Ablenkoberfläche
kann entlang ihrer Krümmung
lokal unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen.
Wird der Krümmungsradius
der Ablenkoberfläche
konstant gewählt,
kann die Ablenkoberfläche
jedoch besonders einfach gefertigt werden.
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Weiter
wurde gefunden, daß ein
besonders guter Effekt erzielt wird, wenn die Ablenkoberfläche einen
Abschnitt aufweist, der mit dem Fenster einen Winkel von weniger
als 10° einschließt. Insbesondere
kann die Ablenkoberfläche
stromabwärts
in einem Abschnitt auslaufen, der näherungsweise parallel zu der
Oberfläche
des Fensters verläuft.
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Insbesondere
in diesem Fall kann dieser Abschnitt bzw. eine tangentiale Ebene
an diesen vorzugsweise einen Abstand zwischen 5 mm und 20 mm von
der Oberfläche
des Fensters aufweisen.
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Durch
den Transport von Wertdokumenten durch den Strahl kann es zu Änderungen
der Strömung
kommen, die unter ungünstigen
Verhältnissen ein
Anlegen der Strömung
des Gases an die Ablenkoberfläche
verhindern oder die Stabilität
des Anliegens beeinträchtigen.
Es wurde nun überraschend gefunden,
daß solche
Schwierigkeiten reduziert werden können. Dazu kann vorzugsweise
die Rißöffnungseinrichtung
in Bezug auf die Strömung
des Gases gegenüber
der Ablenkoberfläche
eine Ablösestruktur
aufweisen, die die Ausbildung der Strömung an der Ablenkoberfläche, nicht
aber an der Ablösestruktur
unterstützt,
und/oder das Anliegen der Strömung
an der Ablenkoberfläche,
nicht aber der Ablösestruktur
stabilisiert. Insbesondere kann so ein Ablösen der Strömung von der Ablenkoberfläche und/oder
ein Anlegen der Strömung
an einer der Ablenkoberfläche
gegenüberliegenden
Oberfläche
vermieden werden.
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Um
mit dem Strahl einen Riß effektiv öffnen zu
können,
verfügt
die die Rißöffnungseinrichtung vorzugsweise über ein
Auflageelement, gegen das Wertdokumente von dem Strahl gedrückt werden. Zur
Abführung
des Gases kann es insbesondere im Erfassungsbereich eine, vorzugsweise
zu der Ablenkoberfläche
führende Öffnung für das Gas
des Strahls aufweisen. Dieses, beispielsweise plattenförmige Auflageelement,
kann dann mit seiner dem Erfassungsbereich zugewandten, vorzugsweise
bis auf eine mögliche
Strukturierung der Oberfläche
ebene, Oberfläche
den Erfassungsbereich in einer Richtung begrenzen.
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Weiter
kann die Rißöffnungseinrichtung
vorzugsweise eine Führungseinrichtung
aufweisen, durch die Gas des Strahls aus dem Erfassungsbereich in
den Bereich der Ablenkoberfläche
geleitet wird und die dazu zwei sich gegenüberliegende Führungsflächen aufweist,
die eine sich in Strömungsrichtung
des Gases verengende Führung
bilden, und bei der die Düse
so angeordnet und ausgebildet ist, daß der Strahl in die Führungseinrichtung
gerichtet ist. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil, daß kleine Ablenkungen
des Strahls im Erfassungsbereich, beispielsweise durch ein durch
diesen hindurch transportiertes Wertdokument, nicht dazu führen, daß das Gas
des Strahls aus dem Bereich der Ablenkoberfläche geführt wird und so nicht von dem
Fenster weggelenkt wird. Vielmehr wird diese von Führungsflächen geführt und
in den Bereich der Ablenkoberfläche
geleitet.
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Die Öffnung in
dem Auflageelement und/oder die Führungsflächen kann prinzipiell beliebig
gewählt
sein, solange deren oben beschriebene Funktion erfüllt ist.
Vorzugsweise liegt die geringste Weite der Öffnung bzw. Führung parallel
zur Transportrichtung im Bereich zwischen 1 mm und 12 mm, vorzugsweise
zwischen 1 mm und 4 mm.
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Um
Wertdokumente auf Risse über
eine breite Spur, vorzugsweise deren gesamte Fläche, prüfen zu können, ist die Öffnung und/oder
die Führung und/oder
eine Austrittsöffnung
der Düse
in einer Richtung quer zu einer Transportrichtung der Wertdokumente
vorzugsweise länger
als in einer Richtung parallel zu dieser. Die Öffnung und/oder Führung und/oder
Austrittsöffnung
der Düse
können
als insbesondere die Form eines quer zur Transportrichtung verlaufenden
Spalts besitzen. In diesem Fall sind der Sender und der Empfänger entsprechend dazu
ausgebildet, das Wertdokument über
die durch die Öffnung
bzw. Führung
bzw. Austrittsöffnung
gebildete Spur zu beleuchten bzw. aus der entsprechenden Spur in
dem Erfassungsbereich kommende optische Strahlung ortsaufgelöst zu erfassen.
Der Empfänger
kann hierzu insbesondere eine zeilenförmige Anordnung von Photodetektionselementen
aufweisen. Statt einer Düse
mit einer spaltförmigen
Austrittsöffnung
können
auch mehrere nebeneinander angeordnete Düsen verwendet werden. Die Verwendung
einer Düse
mit einer spaltförmigen
Austrittsöffnung
bietet jedoch die Vorteile einer höheren Effizienz und eines geräuschärmeren Betriebs.
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Um
eine gute Öffnung
auch kleiner Risse mit einer Länge
zwischen 3 mm und 6 mm gut öffnen
zu können,
liegt die die Weite der Düsenaustrittsöffnung in
einer Richtung parallel zur Transportrichtung vorzugsweise im Bereich
zwischen 40 μm
und 70 μm
im Falle von schlitzförmigen
Düsenaustrittsöffnungen und
zwischen 0,7 mm und 1,8 mm im Falle von kreisrunden Düsenaustrittsöffnungen.
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Die
Erfindung ist insbesondere für
Wertpapiere in Form von Banknoten, vorzugsweise Polymerbanknoten
einsetzbar.
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Die
Erfindung wird im Folgenden noch weiter beispielhaft an Hand der
Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Banknotensortiervorrichtung;
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2 eine
schematische teilweise geschnittene seitliche Ansicht einer Sensoreinrichtung
der Vorrichtung in 1 zur Erkennung von Rissen,
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3 eine
schematische Draufsicht auf die Sensoreinrichtung in 2 ohne
eine Pumpeinrichtung,
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4 eine
schematische teilweise geschnittene seitliche Ansicht einer zweiten
Ausführungsform einer
Sensoreinrichtung zur Erkennung von Rissen für die Vorrichtung in 1,
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5 eine
erste perspektivische Ansicht eines Auflageelements, einer Führungseinrichtung,
einer Ablenkoberfläche
und einer Ablösestruktur
einer Sensoreinrichtung zur Erkennung von Rissen für die Vorrichtung
in 2, und
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6 eine
zweite perspektivische Ansicht eines Auflageelements, einer Führungseinrichtung, einer
Ablenkoberfläche
und einer Ablösestruktur
einer Sensoreinrichtung zur Erkennung von Rissen für die Vorrichtung
in 2.
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Eine
Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung 10 in 1,
die eine Vorrichtung zur optischen Untersuchung von Wertdokumenten 12,
im Beispiel von Banknoten, umfaßt,
verfügt über ein
Eingabefach 14 für
die Eingabe von zu bearbeitenden Wertdokumenten 12, einen
Vereinzler 16, der auf Wertdokumente 12 in dem
Eingabefach 14 zugreifen kann, eine Transporteinrichtung 18 mit
nacheinander angeordneten Weichen 20 und 21, und
entlang eines durch die Transporteinrichtung 18 gegebenen
Transportpfades 22 eine vor der Weiche 20 angeordnete
Vorrichtung 24 zur Untersuchung von Wertdokumenten, sowie
nach der Weiche 20 ein erstes Ausgabefach 26 für als echt
erkannte Wertdokumente, nach der Weiche 21 ein zweites
Ausgabefach 28 für
als nicht echt erkannte Wertdokumente und ein drittes Ausgabefach 29 für als nicht
mehr brauchbar, d. h. umlauffähig
erkannte Wertdokumente. Eine zentrale Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 ist
wenigstens mit der Untersuchungsvorrichtung 24 und den
Weichen 20 und 21 über Signalverbindungen verbunden
und dient zur Ansteuerung der Untersuchungsvorrichtung 24,
der Auswertung von Prüfsignalen
der Untersuchungsvorrichtung 24 sowie zur Ansteuerung wenigstens
der Weichen 20 und 21 in Abhängigkeit von dem Ergebnis der
Auswertung der Prüfsignale.
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Die
Untersuchungsvorrichtung 24 in Verbindung mit der Steuer-
und Auswerteeinrichtung 30 dient zur Erfassung von optischen
Eigenschaften der Wertdokumente 12 sowie zur Erfassung
von Rissen in den Wertdokumenten 12 und Bildung von diese
Eigenschaften bzw. das Vorhandensein von Rissen wiedergebenden Prüfsignalen.
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Während des
Vorbeitransports eines Wertdokuments 12 mit einer vorgegebenen
Transportgeschwindigkeit in einer durch den Transportpfad 22 vorgegebenen
Transportrichtung T erfaßt
die Untersuchungsvorrichtungen 24 optische Eigenschaftswerte
des Wertdokuments sowie das Vorhandensein von Rissen, wobei die
entsprechenden Prüfsignale gebildet
werden.
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Aus
den Prüfsignalen
der Untersuchungsvorrichtung 24 ermittelt die zentrale
Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 bei einer Prüfsignalauswertung, ob
das Wertdokument nach einem vorgegebenen Echtheitskriterium für die Prüfsignale
als echt erkannt wird oder nicht und ob es aufgrund des Vorhandenseins
von Rissen noch umlauffähig
ist oder nicht.
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Die
zentrale Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 verfügt dazu
insbesondere neben entsprechenden Schnittstellen für die Sensoren über einen Prozessor 32 und
einen mit dem Prozessor 32 verbundenen Speicher 34,
in dem wenigstens ein Computerprogramm mit Programmcode gespeichert
ist, bei dessen Ausführung
der Prozessor 32 die Vorrichtung steuert bzw. die Prüfsignale
auswertet und entsprechende der Auswertung die Transporteinrichtung 18 ansteuert.
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Insbesondere
kann die zentrale Steuer- und Auswerteeinrichtung 30, genauer
der Prozessor 32 darin, ein Echtheitskriterium prüfen, in
das beispielsweise Referenzdaten für ein als echt anzusehendes Wertdokument
eingehen, die vorgegeben und in dem Speicher 34 gespeichert
sind.
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Weiter
kann die zentrale Steuer- und Auswerteeinrichtung 30, genauer
der Prozessor 32 darin, das Kriterium prüfen, ob
Risse einer vorgegebenen Mindestgröße in dem Wertdokument vorliegen.
In Abhängigkeit
von der ermittelten Echtheit oder Nichtechtheit und von dem ermittelten
Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Risses steuert die zentrale
Steuer- und Auswerteeinrichtung 30, insbesondere der Prozessor 32 darin,
die Transporteinrichtung 18, genauer die Weichen 20 und 21,
so an, daß das
Wertdokument 12 entsprechend seiner ermittelten Echtheit
bei Nichterkennung von Rissen zur Ablage in das erste Ausgabefach 26 für als echt
erkannte Wertdokumente oder in das zweite Ablagefach 28 für als nicht
echt erkannte Wertdokumente transportiert wird und daß das Wertdokument 12 bei Vorhandensein
eines Risses in das dritte Ablagefach 29 für als nicht
umlauffähig
erkannte Wertdokumente transportiert wird.
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Die
Untersuchungsvorrichtung 24 umfaßt zum einen einen Lumineszenzsensor 36 zur
spektral aufgelösten
Erfassung von optischer Detektionsstrahlung, die von einem in der
vorgegebenen Transportrichtung T transportierten Wertdokument 12 ausgeht.
Im Beispiel handelt es sich bei der Detektionsstrahlung um Lumineszenzstrahlung
im nichtsichtbaren Bereich des optischen Spektrums. Bei diesem Lumineszenzsensor
kann es sich um eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung
handeln. Zum anderen besitzt die Untersuchungsvorrichtung 24 eine
Sensoreinrichtung 38 zur Erkennung von Rissen in Wertdokumenten,
die der vorgegebenen Transportrichtung T durch einen Erfassungsbereich 40 der
Sensoreinrichtung 38 transportiert werden.
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Die
in 2 und 3 genauer gezeigte Sensoreinrichtung 38 besitzt
eine Rißöffnungseinrichtung 42 zur Öffnung von
Rissen 72 in durch die Sensoreinrichtung 38 transportierten
Wertdokumenten 12 und eine Öffnungserkennungseinrichtung 44 zur
Erkennung geöffneter
Risse in dem Erfassungsbereich.
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Zur Öffnung von
Rissen wird auf das Wertdokument aus Gasstrahl, im Beispiel ein
Luftstrahl, gerichtet, der das Wertdokument lokal verformt, wobei eventuell
vorhandene Risse geöffnet
werden, so daß sie
optische Strahlung im wesentlichen ungeschwächt passieren lassen. Das Passieren
der optische Strahlung wird dabei von der Öffnungserkennungseinrichtung 44 überwacht.
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Die
Rißöffnungseinrichtung
umfaßt
hierzu eine Düse 46,
die eine schlitzförmige
Austrittsöffnung 48 besitzt,
der unter Druck stehende Luft von einer Pumpeinrichtung 50 der
Sensoreinrichtung 38 zugeführt wird. Die Austrittsöffnung 48 erstreckt
sich mit ihrer Längsausdehnung
quer zur Transportrichtung T über
den gesamten Erfassungsbereich 40, dessen Ausdehnung in
dieser Richtung etwas größer als
die Breite der breitesten zu untersuchenden Wertdokumente ist. In
der Richtung parallel zur Transportrichtung T beträgt die Weite
der Düsenaustrittsöffnung etwa
50 μm. Die
Pumpeinrichtung 50 führt
der Düse die
Luft unter einem Druck von etwas 3 bar zu. Die Düse 46 ist so ausgerichtet,
daß der
resultierende Gasstrahl 50 in einem Winkel von weniger
als 10° relativ
zu Normalen auf die Ebene herantransportierter Wertdokumente 12,
d. h. quer zur Ebene der Wertdokumente, auf die Wertdokumente trifft.
Der resultierende Gasstrahl 52 trifft daher stark gebündelt in
dem Erfassungsbereich 40 auf ein sich darin befindliches Wertdokument 12.
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Die
Wertdokumente 12 werden von Transportriemen 54 an
einem Auflageelement 56 der Rißöffnungseinrichtung 42 auf
diesem aufliegend durch die Sensoreinrichtung 38 transportiert.
Zusätzlich wird
ein Wertdokument durch den Gasstrahl 52 gegen das Auflageelement 56 gepreßt. Zur
Verminderung der dadurch auftretenden Bremskräfte verfügt das Auflageelement 56,
in den Figuren nicht gezeigt, über
eine geriffelte Oberfläche.
Das Auflageelement 56 verfügt über eine bis auf die Riffelung
ebene Oberfläche,
die parallel zu der Transportrichtung T und der unter anderem durch
die Lage der Transportriemen 54 bestimmt Ebene der transportierten
Wertdokumente verläuft.
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Um
zum einen eine Verformung der Wertdokumente durch den Gasstrahl 52 zu
erleichtern und zum anderen ein Abführen des Gases zu erleichtern, ist
in dem Auflageelement 54 eine Öffnung 58 ausgebildet,
die wie die Austrittsöffnung 48 schlitzförmig mit gleicher
Länge in
Längsrichtung,
aber größerer Breite
in Transportrichtung, im Beispiel etwa 6 mm, ausgebildet ist.
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Die
Düse 46 ist
so ausgebildet und angeordnet, daß der Gasstrahl 52 in
die Öffnung 58 gerichtet ist,
wenn sich kein Wertdokument im Erfassungsbereich 40 befindet.
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Wie
in 2 erkennbar, schließt sich an die Öffnung 58 eine
Führungseinrichtung 60 der
Rißöffnungseinrichtung 42 an,
durch die Gas des Strahls 52 aus dem Erfassungsbereich 40 aus
dem Erfassungsbereich strömen
kann. Die Führungseinrichtung 60 verfügt dazu über zwei
sich quer zur Transportrichtung T über die gesamte Breite des
Erfassungsbereichs 40 erstreckende, sich gegenüberliegende
Führungsflächen 62,
die eine sich in Strömungsrichtung
des Gases verengende Führung 64 bilden.
Die Führungseinrichtung 60 und
die Düse 46 sind
relativ zueinander so angeordnet und ausgebildet, daß der Gasstrahl 52 in
die Führungseinrichtung 60 gerichtet
ist. Durch die trichterartige Verengung der Führung kann einerseits bei durch
den Ein- oder Austritt von Wertdokumenten in den Erfassungsbereich 40 auftretenden
Schwankungen des Lage des Gasstrahls 52 im Bereich des
Auflageelements 56 dieser weiter aus dem Erfassungsbereich 40 abgeleitet
werden und andererseits das abgeleitete Gas des Strahls 52 gebündelt werden.
Die geringste Weite der Führung
liegt vorzugsweise zwischen 1 mm und 12 mm, in diesem Beispiel bei
etwa 1,5 mm. Durch diese Führung
wird Gas des Gasstrahls 52 aus dem Erfassungsbereich in
den Bereich unterhalb des Auflageelements geleitet, wo es mittels
einer Absaugeinrichtung 66 abgesaugt wird. Die wei tere
Beeinflussung der Strömung
des durch die Führung 64 geführten Gases
wird weiter unten beschrieben.
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Die Öffnungserkennungseinrichtung 44 dient zu
Erkennung offener bzw. geöffneter
Risse in einem jeweiligen Abschnitt eines Wertdokuments, der sich in
dem Erfassungsbereich 40 befindet. Sie besitzt dazu einen
Sender 68 für
optische Strahlung, der in den Figuren durch gestrichelte Pfeile
schematisch dargestellte optische Strahlung in den Erfassungsbereich 40 abgibt,
und einen Empfänger 70 für aus dem Erfassungsbereich 40 kommende
Teile der optischen Strahlung des Senders 68, insbesondere
durch einen geöffneten
Riß 72 tretende
Teile der Strahlung. Im Beispiel gibt der Sender einen die optische
Strahlung als Strahlenbündel
mit näherungsweise
rechteckigem, mit seiner Längsrichtung
quer zur Transportrichtung ausgerichtetem Querschnitt wenigstens
näherungsweise
orthogonal zu der Ebene eines Wertdokuments in dem Erfassungsbereich
bzw. der dem Erfassungsbereich zugewandten Seite des Auflageelements 56 ab.
Der Sender ist so angeordnet, daß das Strahlenbündel durch
die Öffnung 58 in
die Führung 64 tritt,
soweit kein Wertdokument die Öffnung 58 blockiert,
und von dort zu dem Empfänger 70 gelangt.
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Der
Empfänger 70 verfügt über ein
für die
optische Strahlung des Senders 68 transparentes, in einer
Richtung quer zur Transportrichtung T sich über die gesamte Breite des
Erfassungsbereichs 40 erstreckendes Fenster 74,
das die unter dem Fenster 74 für die optische Strahlung des
Senders 68 empfindlichen, in einer Zeile quer zur Transportrichtung
T angeordneten Detektionselemente 76 gegen Einflüsse aus
dem Erfassungsbereich und allgemein gegen Verschmutzung oder mechanische
Einflüsse
schützt. Durch
die Anordnung der Detektionselemente 76 ist eine in Richtung
der Zeile ortsaufgelöste
Detektion der durch das Fenster fallenden Strahlung möglicht. Der
Empfänger kann
neben den genannten Elementen natürlich noch weitere, insbesondere
optische Einrichtungen, beispielsweise eine Empfangsoptik aufweisen.
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Der
Empfänger 70 ist
mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 verbunden, die
die Signale des Empfängers 70,
im Beispiel der Detektionselemente 76 auswertet.
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Zur
Erkennung von Rissen wird ein Wertdokument in Transportrichtung
T durch den Erfassungsbereich 40 transportiert. Dabei erfaßt der Empfänger 70 in
konstanten Zeitabständen
jeweils die auf ihn auftreffende optische Strahlung des Senders 68 und erzeugt
entsprechende Signale, die der an die Steuer- und Auswerteinrichtung 30 abgibt.
Dadurch wird im Ergebnis ein zweidimensionales Bild des Wertdokuments
erfaßt,
in dem eventuelle Risse jedoch geöffnet sind. Erkennt die Steuer-
und Auswerteeinrichtung 30 in dem Bild helle rißförmige Bereiche
einer vorgegebenen Mindestgröße, entscheidet
sie, daß das
Wertdokument nicht umlauffähig
ist und steuert die Weichen 20 und 21 entsprechend
an.
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Ohne
eine weitere Lenkung des Gases aus dem Erfassungsbereich 40 würde das
Gas im wesentlichen zusammen mit dem Strahlenbündel des Senders 68 auf
das Fenster 74 treffen, da sowohl des Gas als auch die
optische Strahlung im Bereich nach der Öffnung 58 wenigstens
teilweise durch das gleiche Raumgebiet laufen.
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Um
Verschmutzungen des Fensters 74 durch das Gas zu vermeiden,
sind stromabwärts
der Führung 64 jeweils
sich über
die gesamte Breite des Erfassungsbereichs 40 quer zur Transportrichtung
T erstreckende, sich bezüglich
des von der Führung abgeleiteten
Gases des Strahls 52 gegenüberliegende Leiteinrichtungen
angeordnet. Zum einen ist eine durch die Oberfläche eines entsprechend geformten Blechs
gebildete gekrümmte
Ablenkoberfläche 78 vorgesehen,
die sich von dem Strahlenbündel
des Senders 68 und dem Fenster 74 wegkrümmt.
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Die
Ablenkoberfläche 78 ist
damit in einer Ebene parallel zu der Transportrichtung T der Wertdokumente
und der Richtung des Gasstrahls 52 gekrümmt. In der Richtung quer zur
Transportrichtung T ist diese Krümmung
konstant.
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Vorzugsweise
liegt der Krümmungsradius der
Ablenkoberfläche 78 im
Bereich zwischen 6 mm und 12 mm; im Beispiel ist der Krümmungsradius
der Ablenkoberfläche
konstant und beträgt
etwa 8 mm.
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Wie
in 2 erkennbar, läuft
die Ablenkoberfläche 78 mit
einem Abschnitt 80 aus, der mit dem Fenster 74 einen
Winkel von weniger als 10° einschließt, im Beispiel
sogar im wesentlichen parallel zu dieser verläuft. Dieser Abschnitt kann
von dem Fenster einen Abstand von 5 mm bis 20 mm haben, im Beispiel
beträgt
er 10 mm.
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Die
aus der Führung 64 austretende
Gasströmung
legt sich nun an die Ablenkoberfläche 78 an und wird
an dieser anliegend, aber nicht auf sie aufprallend aus dem Bereich
des Fensters 74 zu der Absaugeinrichtung 66 gelenkt,
wo das Gas abgesaugt wird. Vorzugsweise ist die Strömung wenigstens
nahe der Ablenkoberfläche 78 wenigstens
näherungsweise
laminar. Je nach Ausführungsbeispiel kann
dieser Effekt dem Coanda-Effekt entsprechen.
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Die
Ablenkoberfläche 78 ist
so ausgebildet und relativ zu dem Fenster 74 in einem solchen
Abstand d, im Beispiel mit dem parallel zu dem Fenster 75 verlaufenden
Abschnitt in einem Abstand d von etwa 10 mm, angeordnet ist, daß wenigstens
ein Drittel, vorzugsweise zwei Drittel, im Beispiel mehr als 75%
des aus dem Erfassungsbereich in den Bereich der Ablenkoberfläche gelangenden
Gases des Strahls 52 von dem Fenster 74 weg geführt wird.
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Die
Rißöffnungseinrichtung 42 besitzt
in Bezug auf den die aus der Führung
austretende Gasströmung
bzw. parallel zur Transportrichtung T gesehen gegenüber der
Ablenkoberfläche 78 als
weiteres Leitelement eine Ablösestruktur 82 mit
einer quer zur Strömungsrichtung
verlaufenden Kante 84, die die Ausbildung der Strömung an
der Ablenkoberfläche 78,
nicht aber der Ablösestruktur 82 unterstützt, und/oder
das Anliegen der Strömung
an der Ablenkoberfläche 78,
nicht aber der Ablösestruktur 82 stabilisiert.
Die Ablösestruktur 82 verhindert
insbesondere ein Anlegen der Strömung
an Teile der Sensoreinrichtung gegenüber der Ablenkoberfläche 78 und
damit eine mögliche
Gasströmung
auf das Fenster 74 oder entlang desselben.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
werden statt der Düse
mit schlitzförmiger
Austrittsöffnung
mehrere, im Beispiel neun, entlang einer Linie quer zur Transportrichtung
angeordnete Düsen
mit kreisrundem Austrittsquerschnitt bzw. kreisrunder Austrittsöffnung verwendet.
Der Durchmesser der Düsen
kann zwischen 0,7 mm und 1,8 mm liegen, beträgt aber im Ausführungsbeispiel
0,8 mm.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
in 4 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel
in 2 und 3 nur durch die Ausbildung der
Ablösestruktur.
Alle anderen Teile sind unverändert,
so daß für diese
dieselben Bezugszeichen verwendet werden und die Erläuterungen
zu diesen für
das erste Ausführungsbeispiel
auch hier gelten. Die Ablösestruktur 82' ist nun durch das
Ende der entsprechenden Führungsfläche 62 gegeben,
um dessen Kante 84 die Strömung nicht geführt wird.
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel
in 5 und 6 unterscheidet sich von dem
Ausführungsbeispiel
in 2 und 3 nur durch die Ausbildung der
Führungseinrichtungen
und der Ablösestruktur. Alle
anderen Teile sind unverändert,
so daß für diese dieselben
Bezugszeichen verwendet werden und die Erläuterungen zu diesen für das erste
Ausführungsbeispiel
auch hier gelten.
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Die
Führungsflächen 62'' sind nun zwar wie im ersten Ausführungsbeispiel
gleich geneigt, jedoch ist die Führungsfläche 62 bezüglich der
Gasströmung
stromaufwärts
der Ablenkoberfläche 78 etwas langer
als die stromaufwärts
der Ablösestruktur 82''.
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Jeweils
gegenüber
den Enden der Führungsflächen 62'' in einer Richtung parallel zur
Transportrichtung T zurückgesetzt
sind die Ablenkoberfläche 78 und
die Ablösestruktur 82'' angeordnet. Die Ablösestruktur 82'' ist nun durch ein abgekantetes Blech 86 gegeben,
das zwei ebene Abschnitte 88 aufweist, von denen der eine
von dem Fenster 74 weggeneigt ist und der sich daran anschließende parallel
zum Fenster 74 verläuft.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist davon auszugehen, daß sich
die Strömung
nicht an den ebenen Abschnitt 88 anlegt, sondern an die
gekrümmte
Ablenkoberfläche.
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Weitere
Ausführungsbeispiele
unterscheiden sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen
dadurch, daß zusätzlich zur
Reinhaltung des Fensters 74 ein an diesem anliegender Gasfilm erzeugt
wird, beispielsweise indem Gas aus einer Schlitzdüse im wesentlichen
parallel zu diesem ausgeblasen wird. Die Richtung der an dem Fenster
anliegenden, dem Gasfilm zugrundeliegenden Gasströmung entspricht
dabei vorzugsweise der Strö mungsrichtung
des Gases am Ende der Ablenkoberfläche, wodurch das Risiko einer
Ablösung
der Strömung wenigstens
eines Teils des Gasstrahls 52 von der Ablenkoberfläche 78 weiter
reduziert wird und gleichzeitig ein Auftreffen von Schmutz auf das
Sensorfenster vermieden werden kann.