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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Ausgabeautomaten.
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Eine
typische Anwendung der vorliegenden Erfindung sind Ausgabeautomaten
für Warenartikel,
die gemeinhin als "Vending
Machines" bezeichnet
werden und der Ausgabe von verschiedenen Arten von Artikeln, insbesondere
von Nahrungsmitteln und Getränken,
gegen Bezahlung dienen.
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Die
vorliegende Beschreibung verweist insbesondere auf die Branche dieser
Ausgabeautomaten für
Artikel, auch wenn die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige
Anwendung eingeschränkt ist.
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Es
sind Ausgabeautomaten für
Artikel auf dem Markt, die mit einem Artikelausstoßaggregat ausgestattet
sind; ein solches Aggregat umfasst mindestens einen Getriebemotor,
eine Metallspirale, die an der Ausgangswelle des Getriebemotors
angebracht ist, ein zylindrisches Element, das an der Ausgangswelle
des Getriebemotors angebracht ist, und einen Mikroschalter, der
in der Nähe
des zylindrischen Elements angeordnet ist.
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Die
auszugebenden Artikel sind zwischen den Windungen der Metallspirale
eingeführt
und sind im Allgemeinen Flaschen oder verpackte Snacks; wird die
Spirale zum Vollziehen einer vollständigen Umdrehung gebracht,
so werden alle Artikel axial um einen Abstand vorgeschoben, der
der Ganghöhe
der Spirale entspricht, und der Artikel, der so am freien Ende der
Spirale endet, wird für
die Ausgabe zur Verfügung
gestellt, beispielsweise indem er durch die Schwerkraft in einen
Auffangraum fallen gelassen wird.
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Ein
Ausstoßaggregat
wie das soeben beschriebene ist in 1 schematisch
gezeigt, in der mit 1 der Getriebemotor, mit 11 dessen
Ausgangswelle, die eine Drehachse 11A aufweist, mit 2 die
Spirale, mit 3 das zylindrische Element und mit 4 der
Mikroschalter dargestellt ist; das zylindrische Element 3 und
der Mikroschalter 4 sind in den 2 und 3 in
zwei unterschiedlichen Stellungen zueinander detaillierter dargestellt.
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Wie
in den 2 und 3 zu sehen ist, weist das das
zylindrische Element 3 eine radiale Ausnehmung 31 aus;
der Mikroschalter 4 ist derart in der Nähe des zylindrischen Elements 3 angeordnet, dass
die Betätigungsvorrichtung 41 des
Mikroschalters 4 vom zylindrischen Element 3 zyklisch
gedrückt und
losgelassen wird, wenn sich die Welle 11 des Getriebemotors 1 dreht;
der Mikroschalter 4 wird fast während einer gesamten Umdrehung
gedrückt
gehalten (3) und nur für einen kurzen Zeitraum losgelassen
(2); das Detektieren der Öffnungen und der Schließungen des
Mikroschalters 4 ermöglicht
das Steuern des Getriebemotors 4 und das Bewirken der Ausgabe
von jeweils einem Artikel.
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Diese
elektromechanische Lösung,
die auf einem Mikroschalter basiert, wird seit langem in den so
genannten "Vending
Machines" eingesetzt.
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Ein
Nachteil dieser Lösung
besteht darin, dass der Mikroschalter prellt, wenn er abrupt gedrückt und
losgelassen wird, und falsche Detektionen der Drehung des Getriebemotors
und somit des Vorschubs der Waren verursacht; daraus ergeben sich Probleme
mit der Ausgabe der Warenartikel.
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Um
diese Probleme zu beseitigen, werden im Allgemeinen Mikroschalter
einer bestimmten Qualität
verwendet und/oder es wird für
ein weniger abruptes Drücken
und Loslassen gesorgt; trotz dieser Vorkehrungen ist jedoch manchmal
das Eingreifen des Personals, das mit der Instandhaltung der „Vending
Machine" betraut
ist, vonnöten.
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Allgemeine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer alternativen
Lösung zu
der des bekannten Stands der Technik, die die oben genannten Nachteile überwindet.
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Diese
und weitere Aufgaben werden durch einen Ausgabeautomaten erfüllt, der
die Merkmale aufweist, die in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt
sind, welche Teil der vorliegenden Beschreibung bilden.
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Das
innovative Konzept, das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt,
besteht in der Detektion der Bewegung der Ausstoßvorrichtung mittels eines
Magnetsensors.
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Insbesondere
sind gemäß der vorliegenden Erfindung
mindestens ein Magnet (vorzugsweise zwei Magnete), der der Ausgangswelle
des Getriebemotors zugeordnet ist, und ein Hall-Effekt-Sensor bereitgestellt;
alternativ zum Hall-Effekt-Sensor kann eine andere Art magnetischer
Näherungssensor
verwendet werden: Es kann beispielsweise ein Reed-Kontakt-Sensor
oder ein Sensor vom induktiven Typ verwendet werden.
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Auf
diese Weise ist die Detektion der Bewegung der Ausstoßvorrichtung
einfach, genau und zuverlässig;
daraus ergibt sich, dass der Ausgabeautomat dazu in der Lage ist,
genau und zuverlässig
festzustellen, ob die Ausgabe beispielsweise eines Artikels korrekt
erfolgt ist, und zwar im Wesentlichen unabhängig vom Gewicht und den Abmessungen
des Artikels, und dass er ferner dazu in der Lage ist, sich genau
und zuverlässig
für die
nächste
Ausgabe bereit zu machen. Ein bedeutender Vorteil der vorliegenden
Erfindung besteht darin, dass keine langen, komplexen und unpraktischen
Verkabelungen im Inneren des Ausgabeautomaten erforderlich sind.
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Die
vorliegende Erfindung kann sowohl auf Ausgabeautoamten für Artikel,
insbesondere für Nahrungsmittel
und/oder Getränke,
als auch auf Ausgabeautomaten für
dosierte Mengen, insbesondere pulverförmiger (beispielsweise Kaffee
in Pulverform) oder körniger
Materialien (beispielsweise körniger Kaffee
oder Heizpellets), angewendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung und insbesondere ihre technischen Merkmale
und Vorteile gehen aus der nun folgenden Beschreibung deutlicher
hervor, die gemeinsam mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen
ist, in denen:
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1 ein
stark vereinfachtes Schema eines Aggregats zum Ausstoßen von
Artikeln zeigt, wobei das Schema derart allgemein ist, dass es sowohl
auf die Aggregate nach dem Stand der Technik als auch auf die Aggregate
der vorliegenden Erfindung anwendbar ist,
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2 ein
zylindrisches Element und einen Mikroschalter nach dem Stand der
Technik in einer ersten Stellung in Bezug aufeinander zeigt,
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3 ein
zylindrisches Element und einen Mikroschalter nach dem Stand der
Technik in einer zweiten Stellung in Bezug aufeinander zeigt,
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4 ein
zylindrisches Element und einen Magnetsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung in einer ersten Stellung in Bezug aufeinander
zeigt,
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5 ein
zylindrisches Element und einen Magnetsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung in einer zweiten Stellung in Bezug aufeinander
zeigt,
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6 ein
zylindrisches Element und einen Magnetsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung in einer dritten Stellung in Bezug aufeinander
zeigt, und
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7 ein
zylindrisches Element und einen Magnetsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung in einer vierten Stellung in Bezug aufeinander
zeigt.
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Die
Beschreibung und die Zeichnungen dienen Beispielzwecken und nicht
der Einschränkung; ferner
sind sie schematisch und vereinfacht.
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Die
vorliegende Erfindung wird mm unter Bezugnahme auf 1 sowie
auf die 4, 5, 6 und 7 beschrieben.
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Der
Ausgabeautomat gemäß der vorliegenden
Erfindung verfügt über ein
Ausstoßaggregat;
dieses Aggregat umfasst mindestens:
- – einen
Getriebemotor (1 in 1),
- – eine
Ausstoßvorrichtung
(2 in 1), die direkt oder indirekt
an der Ausgangswelle (11 in 1) des Getriebemotors
(1 in 1) angebracht ist,
- – Detektionsmittel
(3 und 5 kombiniert in 1), die
dazu geeignet sind, die Bewegung der Ausstoßvorrichtung (2 in 1)
zu detektieren;
wobei die Detektionsmittel Folgendes umfassen: - – mindestens
einen Magneten (32 und/oder 33 in den 4, 5, 6 und 7),
der der Ausgangswelle (11 in 1) des Getriebemotors
(1 in 1) zugeordnet ist;
- – mindestens
einen Magnetsensor (5 in 1), der
derart angeordnet ist, dass er das Durchtreten des mindestens einen
Magneten (32 und/oder 33 in den 4, 5, 6 und 7)
durch einen vorbestimmten Bereich (51A in 1)
detektiert.
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Gemäß dieser
Lösung
ist die Detektion der Bewegung der Ausstoßvorrichtung einfach, genau und
zuverlässig;
daraus ergibt sich, dass der Ausgabeautomat dazu in der Lage ist,
genau und zuverlässig
festzustellen, ob die Ausgabe eines Artikels korrekt erfolgt ist,
und zwar im Wesentlichen unabhängig vom
Gewicht und den Abmessungen des Artikels, und dass er ferner dazu
in der Lage ist, sich genau und zuverlässig für die nächste Ausgabe bereit zu machen.
Ein bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin,
dass keine langen, komplexen und unpraktischen Verkabelungen im
Inneren des Ausgabeautomaten erforderlich sind.
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Im
Beispiel aus 1 ist die Ausstoßvorrichtung
eine Metallspirale 2, die über einen Flansch 6 an der
Ausgangswelle 11 des Getriebemotors 1 angebracht
ist.
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Im
Beispiel aus 1 ist der Magnetsensor 5 mit
einer elektronischen Steuereinheit 7 elektrisch verbunden,
die unter anderem dazu geeignet ist, die Drehung des Getriebemotors 1 zu
steuern und die Ausgabe der Artikel zu bestimmen.
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Im
Beispiel aus 1 umfasst der Magnetsensor 5 eine
kleine elektronische Karte 50 und einen Hall-Effekt-Sensor 51,
der auf der Karte 50 angeordnet ist; der Sensor 51 verfügt über einen
Detektionsbereich 51A, innerhalb dessen der Sensor 51 dazu
in der Lage ist, ein Magnetfeld zu detektieren.
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Im
Beispiel aus 1 sind zwei Magnete 32 und 33 vorgesehen,
die der Ausgangswelle 11 des Getriebemotors 1 zugeordnet
sind; die Magnete 32 und 33 sind derart angeordnet,
das sie durch den Detektionsbereich 51A des Sensors 51 treten,
wenn sich der Getriebemotor 1 dreht. In 4 befindet
sich kein Magnet innerhalb des Detektionsbereichs 51A des
Sensors 51; in 5 befindet sich der Magnet 32 innerhalb
des Detektionsbereichs 51A des Sensors 51; in 6 befindet
sich kein Magnet innerhalb des Detektionsbereichs 51A des
Sensors 51; in 7 befindet sich der Magnet 33 innerhalb
des Detektionsbereichs 51A des Sensors 51.
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Im
Beispiel aus 1 sind die zwei Magnete 32 und 33 in
einem solchen Abstand angeordnet, dass sie mit der Achse 11A der
Welle 11 einen Winkel zwischen 30° und 90° bilden; insbesondere beträgt dieser
Winkel etwa 45°.
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Im
Beispiel aus 1 sowie aus den 4, 5, 6 und 7 ist
der Getriebemotor 1 dazu geeignet, sich in beide Drehrichtungen
zu drehen und die Drehrichtung umzukehren; diese Überlegung
trifft folglich auch auf die Welle 11 und die Vorrichtung 2 zu;
hervorzuheben ist, dass in den 4, 5, 6 und 7 die
der normalen Funktionsweise des Ausstoßaggregats zugeordnete Drehrichtung dargestellt
ist.
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Die
Möglichkeit
zur Umkehrung der Drehrichtung ist besonders nützlich, um etwaige Verkeilungen
zwischen Artikeln und der Ausstoßvorrichtung zu beseitigen;
sollte der Ausgabeautomat befinden, dass eine Verkeilung eingetreten
ist, während
im Ausstoßaggregat
eine Drehung in die Richtung der normalen Funktionsweise vollzogen
wird, so kann der Ausgabeautomat die Umkehrung der Drehrichtung
des Getriebemotors veranlassen.
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Vorteilhafterweise
ist die Umkehrung der Drehrichtung von kurzer Dauer und kann dank
der zwei Magnete 32 und 33 gesteuert werden; zwischen zwei
aufeinander folgenden Detektionen des Magneten 32 oder
des Magneten 33 durch den Sensor 51 vollziehen
nämlich
die Welle 11 und die Vorrichtung 2 eine Umdrehung,
während
die Welle 11 und die Vorrichtung 2 nur einen kleinen
Teil einer Umdrehung, insbesondere etwa ein Achtel einer Umdrehung,
zwischen der Detektion des Magneten 32 und der Detektion
des Magneten 33 vollziehen.
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Die
Funktionsweise des Aggregats zum Ausstoßen von Artikeln gemäß dem in
den Figuren gezeigten Beispiel kann wie folgt sein. Der Ausgabeautomat
erhält
eine Anfrage zur Ausgabe eines Artikels seitens eines Benutzers
und veranlasst die Vorrichtung zum Ausstoßen von Artikeln 2 mittels
des Getriebemotors 1 zum Ausführen einer Umdrehung; die Drehung
des Getriebemotors 1 erfolgt im Zeitintervall, das zwischen
zwei aufeinander folgenden Detektionen des Magneten 32 enthalten
ist; wenn die Ausgabevorrichtung feststellt, dass die Ausgabe des Artikels
nicht erfolgt ist, kehrt sie die Drehrichtung des Getriebemotors 1 für ein Zeitintervall,
das zwischen der Detektion des Magneten 32 und der Detektion
des Magneten 33 enthalten ist, um und kehrt daraufhin neuerlich
die Drehrichtung des Getriebemotors 1 für ein Zeitintervall, das zwischen
der Detektion des Magneten 33 und der Detektion des Magneten 32 enthalten
ist, um; diese Abfolge aus zwei aufeinander folgenden Drehrichtungsumkehrungen
kann mehrmals wiederholt werden; es kann auch vorgesehen sein, dass
der Ausgabeautomat eine optische und/oder akustische Fehlermeldung
ausgibt, wenn nach beispielsweise drei Wiederholungen die Ausgabe
des Artikels noch immer nicht erfolgt ist.
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Die
oben beschriebene Funktionsweise kann unter Steuerung der elektronischen
Steuereinheit 7 ausgeführt
werden, insbesondere dank eines Programms eines Microcontrollers
im Inneren der Einheit 7.
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Im
Beispiel aus 1 ist ein zylindrisches Element 3 bereitgestellt,
das auch prismenförmig sein
kann und direkt oder indirekt an der Ausgangswelle 11 des
Getriebemotors 1 angebracht ist; die Magneten 32 und 33 sind
an oder im Element 3 befestigt; diese Befestigung kann
die alleinige oder zusätzliche
Verwendung von Klebstoff vorsehen.
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Wie
bereits vorweggenommen wurde, kann die vorliegende Erfindung auch
auf Vorrichtungen zur Ausgabe von dosierten Mengen, insbesondere
pulverförmiger
(beispielsweise Kaffee in Pulverform) oder körniger Materialien (beispielsweise
körniger Kaffee
oder Heizpellets), angewendet werden.
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Ein
Aggregat zum Ausstoßen
von dosierten Mengen, das für
diese Anwendung eingesetzt werden kann, könnte beispielsweise analog
zu jenem aus 1 sein, sofern die Spirale durch
eine Schnecke ersetzt ist; die (rotierende) Schnecke dient dem Bereitstellen
und dem Ausstoßen
der dosierten Mengen.
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Auch
in diesem Fall können
Probleme des Verkeilens (beispielsweise der Pellets oder der Kaffeekörner) und/oder
des nicht korrekten oder nicht regelkonformen Ausstoßens der
dosierten Mengen auftreten (beispielsweise weil sich das auszugebende,
pulverförmige
Material in der Schnecke verdichtet/verhärtet hat).