DE19548233A1 - Elektronischer Münzprüfer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Münz­ prüfer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Geldmünzsysteme vieler Länder beinhalten heute mehr und mehr sogenannte Bicolour-Münzen. Dabei handelt es sich um Münzen, die aus zwei unterschiedlichen Materialien beste­ hen, wobei ein in der Regel kreisförmiger Kern aus einem ersten Material und ein den Kern umgebender Ring aus einem zweiten Material hergestellt ist. Das Größenverhältnis zwischen dem Kern und dem Ring ist dabei meistens so, daß der Durchmesser des Kerns größenordnungsmäßig der doppel­ ten Breite des Ringes entspricht. Als Bicolour-Werkstoffe können zum Beispiel die Legierungen CuNi₂₅ für den Ring und CuAl₆Ni₂ für den Kern eingesetzt werden. Vorzugsweise weisen die beiden Materialien unterschiedliche Farben auf. Dadurch wird eine Unterscheidung der Münzen erleichtert und insbesondere die Prüfsicherheit bei der Prüfung der Münzen mit einem Münzprüfer erhöht. Ein Beispiel einer gegenwärtig in Umlauf befindlichen Bicolour-Münze ist die französische 10-Franc-Münze. Vermehrt werden heute auch mehrere Münzen eines Münzsystems als Bicolour-Münzen ge­ wählt. Voraussichtlich wird dies auch für die neue euro­ päische Währung "EURO" (ECU) der Fall sein.

Gegenwärtig eingesetzte Münzprüfer, wie sie sich zum Bei­ spiel in Verkaufsautomaten befinden, messen die physika­ lischen Eigenschaften einer Münze mittels induktiver Prüf­ sonden. Dabei läuft die Münze auf einer Laufbahn an den Prüfsonden vorbei und tritt mit diesen in eine elektromag­ netische Wechselwirkung. Ein von der Sonde erzeugtes elek­ tromagnetisches Feld wird durch in der vorbeilaufenden Münze erzeugte Wirbelströme, die wiederum ein eigenes elektromagnetisches Feld erzeugen, verändert. Als Meßsig­ nal einer zu prüfenden Münze wird z. B. ein Spannungssignal mit einer bestimmten Amplitude und einem bestimmten zeit­ lichen Verlauf erhalten. Das Meßsignal hängt von dem Mate­ rial, der Dicke und grundsätzlich von der Größe der zu prüfenden Münze ab. Als weitere Parameter gehen aber auch die Eigenschaften der Prüfsonde ein, wie der Durchmesser und die Positionierung der Prüfsonde sowie die an die Prüfsonde angelegte Wechselspannungsfrequenz.

Die Meßsonde kann so ausgelegt sein, daß sie nur bestimmte physikalische Eigenschaften der Münzen mißt. Um zum Bei­ spiel das Meßsignal unabhängig von der Größe der Münzen zu machen, bzw. die Münzen in erster Linie auf ihre unter­ schiedlichen Materialeigenschaften hin zu prüfen, kann die Sonde kleiner als die kleinste Münze eines Satzes annehm­ barer Münzen sein, auf deren Prüfung hin die Prüfsonde ausgelegt ist. Es ist jedoch nachteilig, die Sonde im Durchmesser zu klein zu wählen, zum Beispiel kleiner als 8 mm im Durchmesser, weil bei einer solchen "Punktsonde" die Laufeigenschaften der Münze auf der Laufbahn das Meß­ signal beeinflussen.

Bei einer Bicolour-Münze liefert die Prüfsonde aufgrund der unterschiedlichen Materialien unter günstigen Bedin­ gungen ein eindeutiges Meßsignal, das sich aus unter­ schiedlichen Meßwerten der beiden verschiedenen Materia­ lien zusammensetzt. Es kann sich jedoch zwischen den bei­ den Materialien, also zwischen dem Kern und dem Ring, eine Oxidschicht ausbilden, die einen elektrischen Widerstand aufweist, der deutlich verschieden von denen der beiden Materialien ist. Da die elektrische Leitfähigkeit des Münzmaterials einen maßgeblichen Einfluß auf das Induk­ tionssignal hat, kann eine solche Oxidschicht das Meßsig­ nal stark beeinflussen. Eine solche Oxidschicht stellt insbesondere deshalb ein Problem dar, weil sie sich in der Lebenszeit der Münze durch Umwelteinflüsse verändert. So können zum Beispiel ein Stoß, eine Temperatur- oder eine Luftfeuchtigkeitsveränderung eine Veränderung der Oxid­ schicht nach sich ziehen. Aufgrund der damit verbundenen größeren Variation der für einen Münztyp erhaltenen Meß­ signale müssen die Bandbreiten der sogenannten Münzannah­ mebänder erweitert werden, die einen durch Referenzwerte begrenzten Bereich von möglichen Meßsignalen vorgeben, die zu einer Annahme der Münze führen. Eine solche Erweiterung verringert jedoch die Verläßlichkeit eines Münzprüfers, Falschgeld zu erkennen. Somit wird die gegenüber anderen Münzen höhere Falschgeldsicherheit von Bicolour-Münzen bei einer Prüfung im Automaten wieder gemindert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Münzprüfer zu schaffen, der verbesserte Prüfeigenschaften für die Prüfung von Bicolour-Münzen auf­ weist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den durch eine Oxidschicht zwischen dem Kern und dem Ring einer Bicolour- Münze hervorgerufenen Effekt bei der Prüfung mittels einer induktiven Prüfsonde dadurch zu verringern, daß der Durch­ messer und die Position der Prüfsonde so gewählt sind, daß nur ein minimaler Teil der Oxidschicht von der Prüfsonde erfaßt wird. In dem einfachen Fall, daß der zu prüfende Münzsatz nur eine einzige Bicolour-Münze enthält, ist er­ findungsgemäß der Sondendurchmesser etwas kleiner als der Durchmesser des Kerns der Münze, und die Sonde ist so positioniert, daß ihr Zentrum mit dem Mittelpunkt der Münze zusammenfällt, wenn diese sich exakt vor der Sonde befindet. Ist die Prüfsonde zur Prüfung mehrerer Bicolour- Münzen ausgelegt, so ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Durchmesser der Sonde etwas kleiner ist als der Durch­ messer des Kerns der Münze mit dem kleinsten Kerndurchmes­ ser und daß das Zentrum der Sonde sich in einem Abstand von der Münzlaufbahn befindet, der gleich der Summe aus dem halben Durchmesser des kleinsten Kerns und der Breite des Ringes der Münze mit dem breitesten Ring ist.

Damit ist gewährleistet, daß bezogen auf die Laufbahn der tiefste Punkt des Sondenrandes oberhalb des tiefsten Punk­ tes des Innenrandes des Ringes der Münze mit dem breite­ sten Ring liegt, wenn diese sich mittig vor der Sonde be­ findet. Ferner ist erreicht, daß in der Regel der höchste Punkt des Sondenrandes tiefer liegen wird als der am tief­ sten liegende Punkt aller jeweils obersten Randpunkte der verschiedenen Kerne, wenn sich die Münzen mittig vor der Sonde befinden.

Wenn die Bicolour-Münzen des zu prüfenden Münzsatzes je­ doch insgesamt recht große Abmessungsunterschiede aufwei­ sen, kann es vorkommen, daß die zuletzt beschriebene Ei­ genschaft nicht mehr gegeben ist. Daher kann vorgesehen sein, daß der Durchmesser der Sonde etwas kleiner ist als die Differenz zwischen dem Durchmesser des kleinsten Kerns und der Strecke, um die der Kern der Münze mit dem kleinsten Kern den Kern der Münze mit dem breitesten Rand nach unten maximal überragt, wenn die Münzen zum Beispiel beide vor der Sonde nebeneinander auf der Laufbahn posi­ tioniert sind. Bei einer solchen Dimensionierung der Sonde wird diese bei allen Münzen ausschließlich von der Fläche des jeweiligen Kerns abgedeckt, wenn sich die Münze an­ nähernd mittig vor der Sonde befindet.

Auf diese Weise ist gewährleistet, daß bei allen Bicolour- Münzen des zu der Prüfsonde gehörenden Münzsatzes die mög­ liche Oxidschicht zwischen Kern und Ring einen minimalen Einfluß auf das von der Sonde erzeugte Signal hat.

Es kann vorgesehen sein, daß eine Prüfsonde zur Prüfung von Bicolour-Münzen ausgelegt ist, die unterschiedlichen Währungen angehören. Dies hat den Vorteil, daß solche Münzprüfer auch in verschiedenen Ländern eingesetzt werden können, wobei eine entsprechende Programmierung des Steuer­ teils des Münzprüfers vorzunehmen ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen nä­ her erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch die Anordnung zweier Prüfsonden relativ zu einer Laufbahn und eine Bicolour-Münze.

Fig. 2 zeigt typische mit einer induktiven Prüfsonde er­ haltene Meßsignale verschiedener Münzarten.

Fig. 3 zeigt eine Skizze zur erfindungsgemäßen Bestimmung von Durchmesser und Position einer kreisförmigen Prüfsonde in Abhängigkeit von drei Bicolour-Münzen.

Fig. 1 zeigt zwei Prüfsonden 2 und 4, die oberhalb einer ge­ neigten Laufbahn 6 angeordnet sind, auf der Münzen sich an den Sonden vorbeibewegen. Ferner ist in Fig. 1 eine Bi­ colour-Münze 8 mit einem kreisförmigen Kern 10 und einem diesen umgebenden Ring 12, der aus einem anderen Material hergestellt ist als der Kern 10, dargestellt. Die Münze 8 passiert nacheinander die Sonden 4 und 2, die als Bestand­ teile eines Münzprüfers mit einer Steuervorrichtung (nicht gezeigt) des Münzprüfers verbunden sind. Die beiden Sonden 2 und 4 nehmen unterschiedliche Aufgaben wahr, um zusammen ein Meßsignal zu liefern, das von der Steuervorrichtung mit Referenzsignalen verglichen wird, um die Echtheit von Münzen zu überprüfen. Während die Sonde 2 ein Meßsignal liefert, das sowohl von Materialeigenschaften des Ringes 12 als auch des Kerns 10 abhängt, mißt die Sonde 4 aus­ schließlich Materialeigenschaften des Ringes 12. Die Sonde 2 besitzt einen Durchmesser, der kleiner als der Durch­ messer des Kerns 10 der Münze 8 ist, und ist so positio­ niert, daß ihr Zentrum sich mit dem Mittelpunkt der Münze 8 deckt, wenn diese sich mittig vor der Sonde 2 befindet. Damit ist erreicht, daß eine zwischen dem Kern 10 und dem Ring 12 vorhandene Oxidschicht (nicht gezeigt) nur einen geringen Effekt auf das durch die Sonde 2 erzeugte Meßsig­ nal hat.

Fig. 2 zeigt typische Signalformen von Meßsignalen, die bei unterschiedlichen Münzen mit einer induktiven Prüf­ sonde erhalten werden. In Fig. 2 sind die Amplituden der Meßsignale auf der Ordinate 14 gegen die Zeit auf der Abszisse 16 schematisch dargestellt. Die Signalform 18 ist typisch für Meßsignale, die bei Münzen erhalten werden, die homogen aus einem Material bestehen. Die Signalform 20 wird bei einer Bicolour-Münze erhalten, bei der das Kern­ material eine stärkere Wechselwirkung mit dem von der Prüfsonde erzeugten elektromagnetischen Feld hat als das Ringmaterial (z. B. 200 ESG) . Die Signalform 22 wird bei einer Bicolour-Münze erhalten, bei der das Ringmaterial eine höhere Wechselwirkung mit dem elektromagnetischen Feld hat als das Kernmaterial.

Damit diese typischen Signalformen nicht durch den Einfluß einer zwischen Kern und Ring einer Bicolour-Münze entstan­ denen und einer zeitlichen Veränderung unterliegenden Oxidschicht stark verändert werden, so daß die Zuverläs­ sigkeit der Münzprüfung in Mitleidenschaft gezogen ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Position und den Durchmesser einer kreisförmigen Prüfsonde für Bicolour- Münzen wie in Fig. 3 dargestellt festzulegen.

Fig. 3 zeigt schematisch drei Bicolour-Münzen 24, 24′ und 24′′, die unterschiedlich große, in der genannten Reihen­ folge abnehmende Durchmesser a, a′ und a′′ besitzen. Die drei Bicolour-Münzen 24, 24′ und 24′′ weisen jeweils einen kreisförmigen Kern 26, 26′ und 26′′ und einen darum herum angeordneten Ring 28, 28′ und 28′′ auf. Die Bicolour-Mün­ zen sind in Tangentialberührung mit einer waagerechten Linie 30 dargestellt. Von dieser Linie 30 aus gemessen be­ findet sich der höchste Punkt des Randes des Kerns 26 der Münze 24 in einer Höhe b. Die entsprechenden Abmessungen b′ und b′′ der Münzen 24′ und 24′′ sind jeweils geringer als die Höhe b. Der Durchmesser des Kerns 26 der Münze 24 ist mit c bezeichnet, die beiden entsprechenden Durchmes­ ser der Münzen 24′ und 24′′ sind mit c′ bzw. c′′ bezeich­ net. Die Breiten der Ringe 28, 28′ und 28′′ sind mit d, d′ bzw. d′′ bezeichnet.

Die gezeigte Bicolour-Münze 24 kann zum Beispiel eine 5- ECU-Münze und die beiden weiteren Münzen 24′ und 24′′ kön­ nen eine 2-ECU- bzw. eine 1-ECU-Münze darstellen. Links neben der Münze 24 ist eine kreisförmige Prüfsonde 32 dar­ gestellt, mit einem Durchmesser D und einer Höhe H über der Linie 30, wobei H der Abstand des Mittelpunkts der Prüfsonde 32 von der Linie 30 ist. Die Linie 30 kann zum Beispiel eine Laufbahn (nicht geneigt) repräsentieren.

Der Durchmesser D und die Höhe H der Prüfsonde 32 werden gemäß der Erfindung wie folgt berechnet. Zunächst wird die geringste der Abmessungen b, b′ und b′′ bestimmt, also die von der Linie 30 aus gemessen geringste Höhe der jeweils obersten Punkte der Kernränder der drei Münzen. Von diesem Wert wird die Breite des breitesten Ringes aller drei Mün­ zen subtrahiert. Der so erhaltene Differenzwert wird als ein Wert genommen, den der Durchmesser D der Prüfsonde 32 nicht überschreiten soll. Vielmehr soll der Durchmesser D etwas kleiner als dieser Differenzwert gewählt werden. Für die in Fig. 3 dargestellten Münzen 24, 24′ und 24′′ ergibt sich für den Durchmesser D der Prüfsonde 32: D < b′′ - d. Zum Beispiel kann, wenn b′′ - d etwa 12,5 mm beträgt, D um 0,5 mm kleiner gewählt werden.

Die Höhe H des Mittelpunktes der Prüfsonde 32 ist erfin­ dungsgemäß gleich der Summe der Breite des breitesten Rin­ ges der drei Münzen und der Hälfte des oben errechneten Differenzwertes. Für die Prüfsonde 32 ergibt sich also für die Höhe H: H = d + (b′′-d)/2.

Claims (2)

1. Elektronischer Münzprüfer mit mindestens einer im Quer­ schnitt kreisformigen Prüfsonde zur Prüfung von Bico­ lour-Münzen unterschiedlicher Wertigkeit, die bei einer auf einer Laufbahn vorbei laufenden Bicolour-Münze ein Meßsignal erzeugt, und mit einem mit der Prüfsonde ver­ bundenen Steuerteil zum Vergleich des Meßsignals mit vorgegebenen Referenzwerten und zur Erzeugung eines von dem Vergleich abhängigen Echtsignals, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Durchmesser (D) der Prüfsonde (32) etwas kleiner ist als der Durchmesser des Kerns (26′′) der Münze mit dem kleinsten Kerndurchmesser und daß das Zentrum der Prüfsonde (32) einen Abstand (H) von der Laufbahn (30) hat, der gleich der Summe aus dem halben Durchmesser des Kerns (26′′) der Münze mit dem kleinsten Kerndurchmesser, oder etwas weniger als dem halben Durchmesser, und der Breite des Ringes (28) der Münze mit dem breitesten Ring ist.

2. Münzprüfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) der Prüfsonde (32) etwas kleiner ist als der Durchmesser des Kerns (26′′) der Münze mit dem kleinsten Kerndurchmesser minus der Strecke, um die der Kern (26′′) der Münze mit dem kleinsten Kerndurch­ messer den Kern (26) der Münze mit dem breitesten Ring bei ihrer Positionierung vor der Sonde nach unten maxi­ mal überragt, und daß das Zentrum der Prüfsonde (32) einen Abstand (H) von der Laufbahn (30) hat, der gleich der halben Differenz zwischen dem Durchmesser des Kerns (26′′) der Münze mit dem kleinsten Kerndurchmesser und der genannten Strecke plus der Breite des Ringes (28) der Münze mit dem breitesten Ring ist.