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Elektronischer Münzprüfer.
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Die Erfindung betrifft elektronische Mümzprüfer,bei denen nicht oder
nicht ausschliesslich die Scheitelwerte von Dämpfungskurven gemessen werden,sondern
zwecks genauerer Durchmessererkennung der zu prtifenden Münzen die sich in einem
bestimmten Moment mit Bezug auf einen geometrisch oder elektrisch fixierten Bezugspunkt
ergebenden
"Flankenwerte".
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Solche Münzprüfer sind noch nicht bekanntgeworden. ylle bisher bekanntgewordenen
@lektronischen Münzprüfer werten lediglich Scheitelwerte aus.
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Zur Verdeutlichung der Erfindungsaufgabe sei zunächst darauf hingew@rsen,dass
die nachstehend offenbarten Lösungen gnrndsätzlich bei allen elektronischen Meßverfahren
anwendbar sind. Weiter ser erwähnt,dass die erfindungsgemässen Vorschläge bei Münzprüfern
verschiedenster mechanischer Ausbildung anwendbar siniS also sowohl bei Münzprüfern
in denen die Münzen eine Meßstrecke entlang laufen(an einer Bezugsebene entlang)
und bei Münzprüfern,in denen die Münzen in mehr oder weniger freiem Fall einen steilgestellten
oder senkrechten Schacht k@passioren.
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In der folgenden Beschreihung wird aus Gründen der Einfachheit nur
von Münzprüfern ausgegangen,die einen senkrechten Fallschacht verwenden. In diesen
stellt sich die Erfindungsaufgabe und die Notwendigkeit ih@er Lösung auch viel stärker
als bei den erstgenannten Münsprüfern.
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In allen elektronisc@en Münzprüfern wird der Einfluse einer Münze
auf einen Meßkreis festgestellt, bspw. die Bedämpfung eines von einem Sender auf
einen Empfänger übertragenen elektromagnetischen.
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Feldes.
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Den meisten dieser Verfahren ist eigentümlich,dass spezifische Meßwerte,wie
sie von einer bestimmten Münzsorte erzeugt werden, auch von Metallteilen aus anderem
Material erzeugt werden können, wenn deren @eometrie von der der Origi@@lmünze abweicht.
Unterschiede im Material können also durch Grössenunterschiede kompensiert werden.
So kann man relativ leicht einer Kupfer-Nickel Münze wie das deutsche 1-DM-Stück
durch ein gleich grosses,aber in der Dicke abweichendes Blechstück aus Eisen nachahmen,
Will man dies vermeiden,dann muss man auf irgendeine Art den Durchmesser und die
Dicke des Prüflings messen.
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Die Erfindungsaufgabe besteht also im Wesentlichen darin,den Durchmesser
oder besser noch den Durchmesser und die Dicke der Prüflinge auf einfache und sichere
Weise billig zu messen.
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Es ist offensiohtlich,dass dies bei einer Mtinze,die im freien Fall
durch einen weit bemessenen sekrechten Kanal trudelt,sehr viel schwerer iet als
bei einer Münze,die sich an irgendeiner Bezugeebene entlang bewegt.
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Bei solchen Münzprüfern,die einen senkrechten Kanal verwenden, kann
man Münzen praktiach nur in einem annähernd homogenen reld messen,will man die unterschiedlichen,denkbaren
Lagen der Münze beim Fall durch einen solchen Schacht berücksichtigen. Rierzu bietet
sich eine Selbstinduktionsspule, eine feldspule oder ein ähnliches Meßsystem an,
die allesamt dadurch gekennzeichnet sind,dass @@@@ Wicklungen um einen solchen Fallschacht
gelegt sind.
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Allen diesen teils bekanntgewordenen Möglichkeiten haftet aber der
Nachteil nicht sehr grosser Erkennschärfe an. Dies gilt auch in bezug auf Münzen
gleichen Metalls,aber unterschiedlicher Grösse.
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Als Beispiel seien hier nur die schweizerischen Kupfer-Nickel-Münzen
zu 5, 50, 10,20 Rappen genannt, deren Durchmesser nur ein oder zwei Millimeter auseinanderliegen.
Mit den vorgenannten Durchlaufsonden sind diese Münzen nicht absolut sicher voneinander
zutrennen. Die Aufgabe einer Durchmesserermittlung stellt eich also nicht nur in
Bezug auf Falsifikate aus anderen Metallen, sondern auch hinishctlich von Kursmünzen
aus gleichen Metallen, aber nur geringfügigen Durchmesserunterschieden.
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Die .Erfindungsaufgabe besteht also vor allem auch darin,eine Erkennvorrichtung
vorzuschlagen,die eine sehr grosse Erkennschärfe aufweist.
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Die Aufgabe der Durchmessererkennung ist bei den be@anntgewordenen
Konstruktionen ausschliesslich durch digitale Schalter, vornehmlich fotoelektronische,gelöst
worden.
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Nach der Erfindung wird indes die Durchmesserfeststellung nicht digital,sondern
analog durchgeftihrt.
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Nach der Erfindung werden auch nicht analoge Scheitelwerte für die
Durchmesseraussage herangezogen,sondern Plankenwerte.
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Nach einem Gedanken der Erfindung schafft man sich einen geometrisch
oder elektrisch fixierbaren Bezugspunkt und fragt bei dessen Erreichen oder Verlassen
einen Spannungswert ab.der sich
in einer benachbarten Meßanordnungreingestellt hat.
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Da der Abstand zwischen Bezugspunkt und Meßanordnung gegeben ist,
wird der sich einstellende Spannungswert unterschiedlich sein, wenn die Münzen sich
geometrisch unterscheiden,da sie dann in Abhängigkeit von ihrem Durchmesser und/oder
ihrer Dicke unterschiedlich weit in die Meßanordnung eintauschen. Eine genugende
Meßgenaulgkeit ist nur erreichbar,wenn bestimmte Anordnungsgesichtspunkte beachtet
werden,wie sie nachfolgend - jedoch nur beispielsweise und nur zur Erläuterung der
Grundgedanken der Erfindung - beschrieben werden.
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Abb. 1 zeigt zwei Anordnungsbeispiele bei Münzprüfern mit einer mechanisch
vorgegebenen Münzlaufbahn.
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Abb. 2 zeigt
Ansichten eined senkrechten Fallkana für M9nzen,bei welchem der geometrisch fixierbare
Bezugspunkt durch eine Lichtschranke gegeben ist.
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Abb.3 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei welcher der elektrisch fixierbare
Bezugspunkt durch eine Spannungsschwelle innerhalb der unteren
Meßsonden gegeben ist.
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Abb. 4 bis 6 zeigen die Signalverläufe zu Abbo 3 bei unterschiedlicher
Ausbildung@/der Meßsonden.
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Es sei hier erwähnt,dass es für den Erfindungsgedanken ohne Belang
ist,ob man die Münzen bei Eintauc: n oder bei Verlassen einer Meßsonde mit den sich
einstellenden momentanen Plankenwerten
erfasst.
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In Abbildung 1 ist der laufkanal für Diinzen riilt 1 bezeichnet, mit
2 und 7 zwei Meßsonden. Sender und Empfänger einer T,ichtschranke sind mit 4 uns
5, der Lichtstrahl mit 5 bezeichne.
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Drei verschieden grosse Münzen sind mit 11,12, 13 bezeichnet, Wenn
die Rückflanke des bei Durchlaufen des Lichtstrahls 6 entstehdnden Signals zur Abfrage
des in diesem Augenblick in der Meßsonde 2 vorhandenen Signalpegels verwendet wird,ergeben
sich ftlr die drei unterschiedlichen Münzen unterschiedliche Meßwerte. Diese hängen
nicht nur von deren Durehmesser,sondern anteilig auch von deren Dicke ab, je nach
gewählter Frequenz.
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Die Abbildung zeigt weiter,dass bei geschickter Ar.ordnun; der (Lichtstrahl-)Kontaktanordnung
nicht nur Durchiresserunterschiede der Münzen gemessen werden können,sondern dass
diese Durchmesserunterschiede auch noch gespreizt werden können. Es sei angenommen,
dass seitlich des baufkanals 1 ein Lichtband 2 für die analoge Messung der Abdunkelung
durch Münzen angeordnet sei. Der Lichtstrahl-Schalter 3 kann nun etwa soweit von
dem Boden des Laufkanals entfernt angeordnet werden,wie es etwa dem Halbmesser der
grösseren Münze 12 entspricht. Die kleinere Münze 11 gibt den Schalter 3 schon frei,bevor
ihre hinterste Kante die Linie 22 passiert hat, Diese befindet sich im Schaltzeitpunkt
vielmehr erst auf Höhe der Linie 21. Der Abstand der Linien 21 und 22 kennzeichnet
den Spreizuncseffekt und damit das Maß,um welches der ohnehin vorhandene Durchmesserunterschied
erfindungsgemäss vergrössert wird. Einen entsprechenden grösseren Abstand werden
die im Schaltzeitpunkt anstehende@ analogen Meßwerte in der Sonde 2 haben.
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Abbildung 2 zeigt eine gleiche# Anordnung in einem senkrechten Fallkanal
für Münzen.Die Bezeichnungen entsprechnn denen in Abb.1.
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Abbildung 3 zeigt zwei Meßwicklungen um einen Fallkanal 1, die mit
2 und 3 bezeichnet sind. Der aus Meßwicklung 2 abgefragte elektrische Schwellwert
ist symbolisch durch die- Linie 4 dargestellt.
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11,12 und 13 stellen drei verschi@den grosse Münzen dar,welche im
Moment des Erreichens der Schwelle 4 unterschiedliche Meßwerte in
der
Meßsonde 3 erzeugt haben@werden.
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Abbildung 4 veranschaulicht die Dämpfungskurven in einer Anordnung
nach Abb.3. Den Mümzen 11,12 und 13 entsprechen die Kurvenverläufe 111,112 und 113.
Die Betriebsspannung ist mit 1000 bezeichnet,die elektrische Schwelle mit loo. Aus
der Darstellung ergibt sich,dass in dem Moment,in dem die Meßamplitude auf den Wert
der Schwelle 100 abgefallen ist,sich für die verschiedenen Münzen unterschiedliche
Momentanwerte eingestellt haben,die - je nach der Frequenz und der Sondenausbildung
- den Durchmesserunterschieden entsprechen oder den unterschiedlichen in dem eld
der Sonde 7 befindlichen Münz-Massen. Diese Momentan-Meßwerte sind mit 211,212 und
?13 bezeichnet Thr spannungsbezogener Abstand untereinander ist grösser als der
Abstand der Dämpfungskurven untereinander.
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Auch bei dieser Ausführung- kommt zu den eigentlicken nurchmesserunterschieden
der Münzen eingewisser Spreizungseffekt, weil kleines re und dünnere Münzen relativ
weiter in die Sonde 2 eindringen müssen als grössere und dickere,um die Spannung
auf den Wert der Schwelle 100 zu dämpfen.
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Abbildung 5 verdeutlicht,wie dieser Effekt vermieden werden kann,
wenn man es wünscht.Will man besonders geringe' Durchmesserunterschiede messen,muss
man den Schalt-(=Abfrage-)Zeitpunkt besonders genau bemessen. Deshalb wird man vorschlagsgemäss
mit besonderem Vorteil die elektrische Schwelle loo auf die ansteigende Flanke einer
bekanntgewordenen Kompe@sationswicklung legen. Bei dieser werden zwei von einer
Feldwicklung versorgte Meßwicklungen gegenphasig in Reihe geschaltet,sodass sich
bei Durchlauf einer Münze zwei Spannungsanstiege einstellen,deren Flanken besonders
steil verlaufen.Dies führt zu besonders exakten Schaltzeitpunkten.
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Abbildung@6 zeigt,dass man beide Systeme in der beschrieneben Art
ausbilden kann und so sowohl bei der Meßschwelle loo wie bei den abzufragenden Mepegeln
in der benachbarten Sonde die gewünschte extreme Empfindlichkeit erreicht. An dem
aufgazeigten Beispiel wird ersichtlich,dass die momentanen Flanken-
Meßwerte
nicht mehr analog den Münzabmessungen ges@affelt sind, sondern durch Ausnutzung
der verschiedenen - ansteigenden wie abfallenden - steilen Flanken mittels entsprechender
Sonde Dimensionierung in günstigster Weise spannungs-gestaffelt.
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So ist der Wert 217 der grössten Münze nur halb sn gross viie der
Wert 212 der mittelgrossen Münze, aber mit etwa dem gleichen Spannungsabstand zu
dem Meßvert 211 der kleinsten Münze.
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Die vorbeschriebenen Beispiele zeigen nur einige von vielen vorteilhaften
Möglichkeiten, mit Hilfe momentaner Flankenmeßwerte Münzmessun en durchzuführen,die
sich mit Hilfe bekannter Meßmethoden nicht lösen lassen.