DE19503765C1 - Coin checking system with test for coin hardness - Google Patents

Coin checking system with test for coin hardness

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DE19503765C1 DE19503765A DE19503765A DE19503765C1 DE 19503765 C1 DE19503765 C1 DE 19503765C1 DE 19503765 A DE19503765 A DE 19503765A DE 19503765 A DE19503765 A DE 19503765A DE 19503765 C1 DE19503765 C1 DE 19503765C1
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    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D5/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of coins, e.g. for segregating coins which are unacceptable or alien to a currency
    • G07D5/06—Testing the hardness or elasticity

Abstract

A coin checking system tests on the basis of material hardness to detect if the coil is authentic. A piezo electric sensor 5 is mounted on a steel block at the end of a leaf spring supported as a cantilever 10. A contact element 4 is formed on the tip of the sensor and this is positioned to project through an aperture in a coin guide track. Coins are rolled along the inclined track and in doing so strike the contact element. The signal from the sensor is amplified and is in the form of a transient with the amplitude being indicative of the material.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Münzgerät mit einer Vorrichtung zur Härtebestimmung von Münzen nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a coin operated device Device for determining the hardness of coins according to the upper Concept of claim 1.

Aus der DE 41 38 018 C1 ist eine Münzprüfeinrichtung zur Här­ tebestimmung von Münzen bekanntgeworden, bei der ein Sen­ sor eine im Verhältnis zum Münzmaterial relativ harte An­ schlagfläche aufweist. Mit Hilfe einer Auswerteelektronik wird der Zeitraum bestimmt und mit einem vorgegebenen Wert verglichen, der zwischen dem Ausgangssignal des Sensors bei dem Anschlagen der Münze und einer Wiederannäherung des Ausgangssignals an den Ursprungswert liegt. Die Kon­ taktdauer der Münze mit der Anschlagfläche des Sensors wird als Kriterium für die Härtebestimmung herangezogen. Der Zeitraum, der sich aus dem Anschlagzeitpunkt der Münze an dem Sensor und dem Zeitpunkt des Abspringens der Münze ergibt, ist ein zuverlässiges Maß für die Münzhärte. Die­ ser Zeitraum hängt im wesentlichen davon ab, ob elastische oder sehr weiche Materialien für die Münzen, wie zum Bei­ spiel Blei vorgesehen wird. Die Härte der Anschlagfläche muß genügend groß sein, zumindest größer als die des Mate­ rials echter Münzen, damit die erzeugte und vom Sensor er­ faßte Münzschwingung zum überwiegenden Teil von der Münz­ härte und zum geringen Teil von anderen Faktoren abhängt, wie der Münzmasse, der Geschwindigkeit und der Sensorgeo­ metrie.DE 41 38 018 C1 describes a coin checking device for hardening determination of coins, in which a sen sor a relatively hard type in relation to the coin material has striking surface. With the help of evaluation electronics the period is determined and with a predetermined value compared that between the output signal of the sensor when the coin is struck and a rapprochement  of the output signal is at the original value. The con cycle time of the coin with the stop surface of the sensor is used as a criterion for determining hardness. The period from the date the coin was struck at the sensor and the time of the coin jumping off is a reliable measure of coin hardness. The This period essentially depends on whether elastic or very soft materials for the coins, like for example play lead is provided. The hardness of the stop surface must be big enough, at least bigger than that of the mate rials of real coins, so that the generated and from the sensor he caught coin vibration mostly from the coin hard and depends to a small extent on other factors, like coin size, speed and sensorgeo metry.

Bei der bekannten Vorrichtung wird als Sensor entweder ein Piezokristall oder ein Kontaktstift verwendet. Der Kon­ taktstift wirkt mit einer Hochfrequenzfolie zusammen, die im Bereich der Münzlaufbahn angeordnet ist, so daß eine von einem Hochfrequenzgenerator erzeugte HF-Spannung über die Folie kapazitiv auf die Münze aufgekoppelt werden kann.In the known device is either a sensor Piezo crystal or a contact pin is used. The con Taktstift interacts with a high-frequency foil that is arranged in the area of the coin track, so that a RF voltage generated by a high frequency generator the film can be capacitively coupled onto the coin.

Bedingt durch die vorzugsweise punktförmige Berührungs­ fläche und die sehr kurze Berührungszeit zwischen Münze und Anschlagfläche erzeugt das bekannte Verfahren eine relativ große Streuung der Meßwerte.Due to the preferably punctiform contact area and the very short contact time between coins  and stop surface generates the known method relatively large spread of the measured values.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Münzgerät mit einer Vorrichtung zur Härtebestimmung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß Falsifikate von Münzen aus weichem Material noch klarer von den echten Münzen un­ terschieden werden können.The invention has for its object a coin device with a device for determining the hardness of the beginning to improve the type mentioned so that falsified coins Made of soft material, even clearer from the real coins can be distinguished.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved through the features of the patent claim 1 solved.

Bei der Erfindung ist der Sensor federnd so angeordnet, daß bei einem ersten Auftreffen einer Münze auf die An­ schlagfläche weitere Stöße nachfolgen. Bei einer entspre­ chenden Auslegung des Federverhaltens der Feder, auf die sich der Sensor abstützt, prallt der Sensor bei einer er­ sten Berührung von der Münze ab und schlägt nach einer von der Sensormasse und der Federkonstanten bestimmten Zeit mindestens einmal, vorzugsweise mehrfach an die Münze an. Bei jeder Berührung wird im Sensor und in der Münze Ener­ gie umgesetzt, wobei die Feder-Sensorkombination nach einiger Zeit ausgeschwungen ist. Die Verbesserung der Er­ findung besteht nun darin, daß nicht nur ein einziger Meß­ wert erzeugt wird, sondern mehrere, aus denen dann das eigentliche Meßergebnis, zum Beispiel durch Mittelung, errechnet werden kann.In the invention, the sensor is resiliently arranged so that the first time a coin hits the coin Follow the impact surface of further impacts. With one appropriate interpretation of the spring behavior of the spring on the the sensor is supported, the sensor bounces against it touches the coin and strikes one of the the sensor mass and the spring constant at least once, preferably several times on the coin. With each touch there is energy in the sensor and in the coin gie implemented, the spring-sensor combination after has swung out for some time. Improving the Er The invention now consists in the fact that not only a single measurement  value is generated, but several, from which the actual measurement result, for example by averaging, can be calculated.

Die Auswerteelektronik kann zum Beispiel die Amplituden der durch die einzelnen Stöße erzeugten Schwingung ermit­ teln und mit vorgegebenen Werten innerhalb eines vorgege­ benen Zeitintervalls vergleichen. Liegen zum Beispiel drei Amplitudenwerte über einem vorgegebenen Niveau, kann dies für die Echtheit einer Münze sprechen. Alternativ oder zu­ sätzlich kann die Dauer eines Ausgangssignals des Sensors gemessen werden, die zwischen dem Auftreffen einer Münze auf den Sensor und der Wiederannäherung des Ausgangssig­ nals an den Ursprungswert verstreicht. Liegt diese Zeit­ dauer bei mehreren aufeinanderfolgenden Vorgängen inner­ halb eines vorgegebenen Bereichs, kann dies für eine echte Münze gelten. Alternativ kann auch festgestellt werden, wieviel Signale innerhalb eines vorgegebenen Zeitinter­ valls oberhalb einer bestimmten Amplitude liegen entspre­ chend der Anzahl der Anschläge der Münze an dem Sensor. Bei harten Materialien ist im allgemeinen der Energieum­ satz geringer als bei weichen, so daß eine große Anzahl von Schwingungsperioden innerhalb eines Zeitintervalls erreicht wird. The evaluation electronics can, for example, the amplitudes the vibration generated by the individual impacts and with given values within a given Compare this time interval. For example, there are three Amplitude values above a given level can do this speak for the authenticity of a coin. Alternatively or to In addition, the duration of an output signal from the sensor be measured between the striking of a coin on the sensor and the rapprochement of the output sig nals at the original value. Is this time duration within several successive processes half of a given range, this can be for a real one Apply coin. Alternatively, it can also be determined how many signals within a given time interval valls are above a certain amplitude according to the number of times the coin hits the sensor. For hard materials, the energy is generally set lower than soft, so that a large number of oscillation periods within a time interval is achieved.  

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Feder von einer Blattfeder gebildet, an deren Ende der Sensor angeordnet sein kann. Die Feder kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zugleich als Leiter dienen für eine Verbindung des Sensors mit der Auswerte­ elektronik.According to a further embodiment of the invention Spring formed by a leaf spring, at the end of which Sensor can be arranged. The spring can after a further embodiment of the invention at the same time as a ladder are used to connect the sensor to the evaluation electronics.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Anschlagfläche punkt- oder linienförmig ist. Dies ist je­ doch aus der bereits oben genannten Druckschrift bekannt, ebenso wie die Ausgestaltung, daß die Anschlagfläche von einer Stahlkugel gebildet ist. Der Sensor kann auf einem Masseblock angeordnet sein, der naturgemäß das Schwingungs­ verhalten der Feder mitbestimmt. Es ist auch denkbar, den Masseblock fortzulassen und als einzige Masse den Piezo­ sensor zu belassen.Another embodiment of the invention provides that the Stop surface is punctiform or linear. This is ever known from the publication already mentioned above, as well as the design that the stop surface of a steel ball is formed. The sensor can be on a Ground block must be arranged, which is naturally the vibration co-determined behavior of the spring. It is also conceivable that Omit the mass block and the only mass is the piezo leave sensor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention is described below with reference to drawings explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrich-
tung nach der Erfindung. Fig. 1 is a schematic illustration showing a Vorrich-
tion according to the invention.

Fig. 2 zeigt ein Schaltungsbild der Vorrichtung nach Fig. 1. FIG. 2 shows a circuit diagram of the device according to FIG. 1.

Fig. 3 zeigt ein Ausgangssignal des Sensors nach Fig. 1. Fig. 3 shows an output signal of the sensor of FIG. 1.

In Fig. 1 ist eine Münze 1 dargestellt, die eine Münzlauf­ bahn 2 hinunterrollt. In die Münzlaufbahn ragt ein Sensor 3 mit einer Anschlagfläche 4 hinein, die eine Stahlkugel darstellt. Unterhalb der Stahlkugel ist ein piezoelektri­ sches Element 5 angeordnet, das mit der Stahlkugel fest verbunden ist und sich auf einem Gegenblock 6 vorzugsweise aus Stahl abstützt. Der Stahlblock 6 ist am Ende einer Blattfeder 10 angebracht, die bei 12 gerätefest befestigt ist. Trifft die Münze 1 auf die Stahlkugel 4, entsteht am piezoelektrischen Element 5 ein Spannungsverlauf gemäß Fig. 3, der über eine Schaltungsanordnung 7 nach Fig. 2 und einem Operationsverstärker 8 einer Auswerteelektronik 9 zugeführt wird.In Fig. 1, a coin 1 is shown that rolls down a coin runway 2 . A sensor 3 with a stop surface 4 , which represents a steel ball, projects into the coin track. Below the steel ball, a piezoelectric element 5 is arranged, which is firmly connected to the steel ball and is supported on a counter block 6, preferably made of steel. The steel block 6 is attached to the end of a leaf spring 10 which is fixed to the device at 12 . If the coin 1 hits the steel ball 4 , a voltage curve according to FIG. 3 arises at the piezoelectric element 5 , which is fed to an evaluation electronics 9 via a circuit arrangement 7 according to FIG. 2 and an operational amplifier 8 .

Aus Fig. 3 erkennt man, daß innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls tn drei wiederkehrende, in der Amplitude abnehmende Schwingungen auftreten. Jede Schwingung reprä­ sentiert das Anschlagen der Stahlkugel 4 an der Münze 1. Bei einem ersten Anschlagen führt der Aufprall zu einem Rückprallen der Sensoranordnung. Da diese an der Feder 10 aufgehängt ist, kann die Stahlkugel 4 von der Münzlaufflä­ che abheben. Nach einer gewissen Zeit nähert sich die Stahlkugel 4 der Münze wieder an, wobei sich dieser Vor­ gang wiederholt. Er ist abhängig von der Härte der Münze 1 und der Härte der Stahlkugel 4 sowie dem Federverhalten der Federanordnung aus Blattfeder 10 und der Masse aus Sensor, Stahlkugel und Stahlblock. Die Periodendauer der Schwingungen t₁-t₀, t1′-t0′ oder t1′′-t0′′ ist in etwa gleich, während die Amplitude aufgrund der zwangsläufig auftretenden Schwingungsverluste allmählich abnimmt. Es ist jedoch erkennbar, daß die Amplituden aller Schwingun­ gen im positiven Bereich größer als das Niveau A sind. Das Niveau A kann als Kriterium für die Echtheit einer Münze angesehen werden. Liegen die Amplituden in einem vorgege­ benen Zeitintervall oberhalb des Niveaus A, liegt Echtheit vor. Liegen sie darunter, liegt ein Falsifikat vor. Be­ kanntlich legt ein viel weicheres Material, wie Blei oder dergleichen, das ansonsten geometrisch und vom Gewicht einer echten Münze angenähert werden kann, ein völlig an­ deres Stoßverhalten an den Tag.From Fig. 3 it can be seen that within a predetermined time interval t n three recurring, decreasing in amplitude vibrations occur. Each vibration represents the striking of the steel ball 4 on the coin 1 . The first time the impact strikes, the sensor arrangement rebounds. Since this is suspended from the spring 10 , the steel ball 4 can stand out from the Münzlaufflä surface. After a certain time, the steel ball 4 approaches the coin again, this process being repeated. It depends on the hardness of the coin 1 and the hardness of the steel ball 4 as well as the spring behavior of the spring arrangement made of leaf spring 10 and the mass of the sensor, steel ball and steel block. The period of the vibrations t₁-t₀, t 1 ' -t 0' or t 1 '' -t 0 '' is approximately the same, while the amplitude gradually decreases due to the inevitable vibration losses. However, it can be seen that the amplitudes of all vibrations in the positive range are greater than level A. Level A can be seen as a criterion for the authenticity of a coin. If the amplitudes are above level A in a predetermined time interval, authenticity is present. If they are below this, there is a false certificate. As is well known, a much softer material, such as lead or the like, which can otherwise be approximated geometrically and by the weight of a real coin, exhibits a completely different impact behavior.

Alternativ kann auch die Anzahl der Schwingungen pro Zeit­ intervall tn berechnet werden. Es ist ferner möglich, die Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit zu ermitteln, was der Anzahl der Stöße pro Zeitintervall entspricht. Die Amplituden sind zwar kleiner, dauern aber auch länger. Alternatively, the number of vibrations per time interval t n can also be calculated. It is also possible to determine the number of vibrations per unit of time, which corresponds to the number of shocks per time interval. Although the amplitudes are smaller, they also last longer.

Dadurch ist das Zeitintegral u. U. gleich dem einer echten Münze.As a result, the time integral u. Maybe the same as a real one Coin.

Durch das federnde Verhalten des Sensors 3 kann in jedem Fall eine Mehrzahl von Meßwerten erhalten werden, die zum Beispiel auch gemittelt werden können, um die Auswirkungen von Streuwerten zu verringern.Due to the resilient behavior of the sensor 3 , a plurality of measured values can be obtained in any case, which can also be averaged, for example, in order to reduce the effects of scatter values.

Claims (9)

1. Münzgerät mit einer Vorrichtung zur Härtebestimmung von Münzen mit einem ein piezoelektrisches Element enthal­ tenden Sensor, der eine im Verhältnis zum Münzmaterial relativ harte Anschlagfläche aufweist, an der die Mün­ zen anschlagen, und einer Auswerteelektronik, die das Schwingungsverhalten des Piezoelements aufgrund des Anschlags der Münzen auswertet und mit vorgegebenen Werten vergleicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3) federnd so angeordnet ist, daß bei einem ersten Anschlagen einer Münze an die Anschlagfläche (4) weitere Anschläge dieser Münze an die Anschlagfläche (4) nachfolgen und die Auswerteelektronik (9) die durch diese mehreren Anschläge verursachten Schwingungen auswertet.1. Coin operated device with a device for determining the hardness of coins with a sensor containing a piezoelectric element, which has a relatively hard stop surface in relation to the coin material on which the coins strike, and evaluation electronics which determine the vibration behavior of the piezo element due to the stop of the Evaluates coins and compares them with specified values, characterized in that the sensor ( 3 ) is resiliently arranged so that when a coin is first struck on the stop surface ( 4 ), further stops of this coin on the stop surface ( 4 ) follow and the evaluation electronics ( 9 ) evaluates the vibrations caused by these multiple stops. 2. Münzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik (9) die Anzahl der Anschläge einer Münze pro Zeiteinheit zählt und mit einem vorgegebenen Wert vergleicht.2. Coin teller according to claim 1, characterized in that the evaluation electronics ( 9 ) counts the number of times a coin is struck per unit of time and compares it with a predetermined value. 3. Münzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auswerteelektronik (9) eine vorgegebene Anzahl von Amplituden der einzelnen Schwingungen mit einem vorgegebenen Wert vergleicht. 3. Coin operated device according to claim 1, characterized in that the evaluation electronics ( 9 ) compares a predetermined number of amplitudes of the individual vibrations with a predetermined value. 4. Münzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik (9) für ein vorgegebenes Zeitintervall die Zeiträume, die zwischen dem Anschlagen einer Münze an die Anschlagfläche (4) und einer Wiederannäherung des Ausgangssignals des Sensors (3) an den Ausgangswert mißt und mit einem vorgegebenen Wert vergleicht.4. Coin tester according to one of claims 1 to 3, characterized in that the evaluation electronics ( 9 ) for a predetermined time interval the periods between the striking of a coin on the stop surface ( 4 ) and a rapprochement of the output signal of the sensor ( 3 ) measures the initial value and compares it with a predetermined value. 5. Münzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3) auf einer Blattfeder (10) angeordnet ist.5. Coin operated device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor ( 3 ) is arranged on a leaf spring ( 10 ). 6. Münzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (10) als Leiterplatte ausgebildet ist zur elektrischen Verbindung von Sensor (3) und Auswerte­ elektronik (9).6. Coin tester according to claim 5, characterized in that the leaf spring ( 10 ) is designed as a circuit board for the electrical connection of the sensor ( 3 ) and evaluation electronics ( 9 ). 7. Münzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (4) im wesentlichen punkt- oder linienförmig ausgebildet ist.7. Coin operated device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the stop surface ( 4 ) is substantially point or line-shaped. 8. Münzgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (4) auf einer Stahlkugel ausgebildet ist.8. Coin operated device according to claim 7, characterized in that the stop surface ( 4 ) is formed on a steel ball. 9. Münzgerät nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3) auf einem Masseblock (6) an der Blattfeder (10) angeordnet ist.9. Coin operated device according to claim 5 to 8, characterized in that the sensor ( 3 ) on a mass block ( 6 ) on the leaf spring ( 10 ) is arranged.
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