DE2455112C2

DE2455112C2 - Münzprüfer

Info

Publication number: DE2455112C2
Application number: DE2455112A
Authority: DE
Inventors: Guustaaf Arthur Pijnacker Schwippert; Wouter Schiedam Smits
Original assignee: Mars Inc
Current assignee: Mars Inc
Priority date: 1973-11-22
Filing date: 1974-11-21
Publication date: 1986-11-27
Also published as: JPS5738945B2; ZA747460B; JPS5087097A; GB1483192A; FR2252612A1; HK183A; FR2252612B1; CA1038055A; US3918563A; DE2455112A1; AU7560674A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen von Münzen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 36 898 bekannt. Dort wird mit auf gegenüberliegenden Seiten eines Münzkanals angeordneten Sende- und Empfangsinduktoren gearbeitet, wobei das vom Empfangsinduktor abgegebene Ausgangssignal im wesentlichen demjenigen Teil des Magnetfeldes entspricht, der die jeweilige Münze durchsetzt. Die Amplitude dieses Ausgangssignals wird mit zwei Schweüenwerieii verglichen, "wübci jeweils diejenige Zeitspanne gemessen wird, während der das Ausgangssignal beide Schwellenwerte überschreitet. Die Verwendung zweier Schwellenwerte hat dabei den Zweck, die Genauigkeit der Unterscheidung von echten Münzen gegenüber Falsifikaten zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine drei-

fache Unterscheidung zu bewerkstelligen, nämlich zwischen erstens ferromagnetischen, zweitens leitfähigen, nicht-ferromagnetischen, und drittens nicht-leitfähigen Münzen zu unterscheiden.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 angegeben. Danach wird mit einem Magnetfeld geArbeitet, das zwei Komponenten mit wesentlich verschiedenen Frequenzen aufweist, die so gewählt sind, daß die jeweils zu prüfende Münze in Abhängigkeit von ihrer elektrischen Leitfähigkeit und ferromagnetischen Eigenschaft die einzelnen Magnetfeldkomponenten unterschiedlich beeinflußt. Aus der Kombination zweier, die Beeinflussung der beiden Magnetfeldkomponenten angebenden Signalen wird dabei ein die Eigenschaft der geprüften Münze angebendes Ausganpssignal gewonnen.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 22 25 228 ist es zwar bekannt, bei der Münzprüfung Magnetfelder unterschiedlicher Frequenz heranzuziehen. Dort werden jedoch die einzelnen Magnetfelder jeweils einem von mehreren an einem Münzkanal angeordneten Induktoren zugeführt, wobei die von der vorbeilaufenden Münze bewirkte Induktivitätsänderung jedes einzelnen Induktors für sich festgestellt wird. Die Ausgangssignale der einzelnen Induktoren werden dort nicht zur Ermittlung von Leitfähigkeit und ferromagnetischen Eigenschaften der Münze kombiniert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben; darin zeigt

Fig. I eine Vorderansicht eines Teils eines Münzautomaten,

Fig.2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in F i g. 1 mit einem Blockschaltbild eines Münzprüfers,

F i g. 3 ein detailliertes Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Schaltung für den Münzprüfer nach F i g. 1 und 2,

Fig.4 ein Impulsdiagramm mit gemeinsamer Zeitachse zum Verständnis der Ausführungsform nach Fig. 3.

F i g. 5 ein detailliertes Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform einer Schaltung für den Münzprüfer nach F i g. 1 und 2,

Fig.6 ein Impulsdiagramm zum Verständnis der Ausführungsform nach F i g. 5,

F i g. 7 ein detailliertes Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform einer Schaltung für den Münzprüfer nach F i g. 1 und 2 und

Fig.8 ein Impulsdiagramm zum Verständnis der Ausführungsform nach F i g. 7.

In der ganzen vorliegenden Beschreibung sowie in den Patentansprüchen soll der Ausdruck »Münze« echte Münzen, Gedenk-Münzen, Notgeld-Münzen, Faischmünzen, Metallstücke, Scheiben und alle anderen Gegenstände bedeuten, die von Personen bei einem Versuch zur Benutzung von münzbetätigten Apparaten verwendet werden können.

Bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Münzauto-

zt durc

>K ainan Pj-.,

32 bzw. 34 eines Münzprüfers 30. Die Induktoren 32 bzw. 34 sind zueinander entgegengesetzt auf den Platten 14 bzw. 16 angeordnet Die Induktoren 32 bzw. 34 haben eine derartige Größe und Stellung, daß dann, wenn eine für die Vorrichtung 10 annehmbare Münze an dem Münzstarttor 22 stehen bleibt, im wesentlichen die ganze elektromagnetische Energie, die sich von dem Induktor 32 zum Induktor 34 ausbreitet, die Münze durchsetzt

ίο Wenn der Münzprüfer 30. der Nieder- und Hochfrequenzenergiequellen 36 bzw. 38 sowie einen Empfangskreis 40 aufweist, eine Münze einer annehmbaren Materialart zwischen den Induktoren 32 und 34, wie nachfolgend näher beschrieben, ermittelt so erzeugt er ein Ausgangssignal, das das Starttorsolenoid 42 und eine Miiazidentifizierungsschaltung 44 betätigt. Daraufhin zieht das Starttorsolenoid das Starttor 22 in die Hinterplatte 16 zurück, wodurch die Münze weiterhin auf der Münzrinne 20 herunterrollen kann. Wenn die Münzidentifizierungsschaltung 44 betätigt wird, werden Lichtquellen, die optischen Münzabtastern 50 (beispielsweise photoelektrische Vorrichtungen) zugeordnet sind, eingeschaltet. Das Herunterrollen der Münze entlang der Rinne 20 wird durch die Münzidentifizierungsschaltung mit Hilfe der Abtaster 50 abgetastet. Die Münzidentifizierungsschaltung 44 bestimmt, ob die Münze annehmbar is« oder nicht, beispielsweise durch optische Prüfung ihrer Geschwindigkeit ihres Durchmessers usw., wie in der BR-PS 12 72 560 offenbart. Am Ende der Münzrinne 20 fällt die Münze gegen ein Münzannehmbarkeitstor 52. Falls die Münze als annehmbar, d. h. gut, identifiziert wurde, so wird das Münzannehmbarkeitstor 52 in die Hinterplatte 16 durch ein (nicht gezeigtes) Solenoid zurückgezogen, worauf die Münze aus der Rinne 20 in eine Münzannahmerinne 54 fällt, die zu einem Münzkasten des Warenautomaten führt. Falls die Münze nicht als annehmbar erkannt worden ist, so wird das Münzannahmetor nicht zurückgezogen, so daß die von dem Ende der Münzrinne 20 fallende Münze auf das Annehmbarkeits- bzw. Annahmetor 52 aufschlägt und in eine Abweisrinne 56 umgeleitet wird, die zu einem Geldrückgabefenster des Warenautomaten führt.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform der Schaltung des Münzprüfers nach der vorliegenden Erfindung, der eine Niederfrequenzenergiequelle 36 und eine Hochfrequenzenergiequelle 38 aufweist, deren jede mit einer gesonderten Spule verbunden ist, die um den Kern des Sendeinduktors 32 herum gewickelt ist. Die Niederfrequenzenergiequelle 36 erzeugt ein Wechselstromausgangssignal mit einer ersten, verhältnismäßig niedrigen Frequenz (beispielsweise 50 oder 60 Hz). Die Ausgangsquelle für dieses Signal kann das Stromnetz sein. In diesem Falle kann die Energiequelle 36 ein Transformator zur Herabsetzung der Netzspannung auf einen sichereren Pegel sein. Die Hochfrequenzenergiequelle 38 erzeugt ein Wechselstromausgangssignal mit einer zweiten, verhältnismäßig hohen Frequenz (z. B. 70 kHz). Die Energiequelle 38 kann daher ein beliebiger, zweckmäßiger Wechselstromsignalgeber sein, beispielsweise ein Rechteckwellengeber und ein Filter zum Filtern der Rechteckweüe zur

ein und fällt hochkant auf den Anfangsabschnitt einer Mün/.rinne 20 zwischen parallelen Vorder- und Hinterplatten 14 und 16. Die Münze rollt diesen Abschnitt der Münzrinne 20 herab und bleibt in der durch die strichpunktierte Linie gezeigten Stellung 24 an einem Münzstarttor 22 stehen. In dieser Stellung befindet sich die Münze zwischen den Sende- und Empfangsinduktoren gnals.

Wie oben erwähnt, wird das Wechselstromausgangssigh.il jeder der Energiequellen 36 und 38 an eine gesonderte Spule auf dem Kern des Induktors 32 angelegt. Dementsprechend erzeug! der Induktor 32 ein Wechselmagnetfeld, welches die Überlagerung der Wechselmagnetfelder infolge jeder der angelegten Wechselstrom-

signale ist. Dieses Feld besteht im Münzkanal oberhalb der Münzrinne 20 in der Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2 und induziert ein elektrisches Wechselstromsignal in die Spule des Elmpfangsinduktors 34. Dieses induzierte Signal hat Frequenzkomponenten, die den Frequenzen der Signale entsprechen, welche an den Sendeinduktor 32 angelegt sind. Das Ausgangssignal des Empfangsinduktors 34 wird an Tiefpaß- bzw. Hochpaßfilter 60 bzw. 70 angelegt, welche die Nieder- und Hochfrequenzkomponenten dieses Signals trennen. Die Ausgangssignale der Tief- bzw. Hochpaßfilter 60 bzw. 70 sind durch die in F i g. 4a bzw. 4c gezeigten sinusförmigen Signalspurem dargestellt. Der Abschnitt der Fig.4 links von der Zeiitlinie A-A stellt den Zustand der Vorrichtung nach F i g. 3 vor dem Einlauf einer Münze dar. Zur Erleichterung der Veranschaulichung sind die Ausgangssignale der Filter 60 bzw. 70 in F i g. 4a bzw. 4c als solche dargestellt, welche Frequenzen aufweisen, die viel niedriger sind als dies in Wirklichkeit der Fall ist. Darüber hinaus ist die Ausgangssignalfrequenz des FiI-ters 70 typisch mehrmals größer als die Ausgangssignalfrequenz des Filters 60. Zum Zeitpunkt A-A kommt eine leitfähige, nichtmagnetische Münze in der Vorrichtung zwischen den Induktoren 32 und 34 an und verbleibt dort bis zum Zeitpunkt B-B, wenn das Münzstarttor 22 zurückgezogen wird. Während der zwischen den Linien B-B bzw. C-Cgezeigten Periode befindet sich wiederum kein erfaßbarer Gegenstand zwischen den Induktoren 32 bzw. 34. Zum Zeitpunkt C-C kommt eine magnetische Münze in der Vorrichtung zwischen den Induktoren 32 und 34 an und verbleibt dort, bis sie zu einem nicht gezeigten späteren Zeitpunkt entfernt wird.

Wenn eine Münze zwischen die Induktoren 32 und 34 gebracht wird, kann die Amplitude einer oder beider Frequenzkomponenten des in die Spule des Induktors 34 induzierten Signals in Abhängigkeit von dem Material der Münze herabgesetzt werden. Die nachfolgende Tabelle veranschaulicht die Wirkung verschiedener Materialien auf die Amplitude der Nieder- und Hochfrequenzkomponenten des induzierten Signals:

45

50

55

Viele der echtem Münzen in der ganzen Welt sind aus leitfähigen, nicht ferromagnetischen Materialien (z. B. Kupfer- und Kupfer-Nickel) hergestellt Die Anwesenheit einer Münze aus einem solchen Material wird durch eine bedeutende Dämpfung des Signals von 70 kHz angezeigt, die mit einer nur geringfügigen Dämpfung des Signals von 50 Hz gekoppelt ist Dementsprechend ist der Münzprüfer 30 ausgelegt, diesen Zustand zu ermitteln. und ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches an das Starttorsolenoid 42 und die Münzidentifizierungsschaitung 44 nur dann angelegt wird, wenn dieser Zu-

Material	Wirkung auf das Signal 50 Hz	Wirkung auf das Signai 70 kHz
Papier. Kunststoff	keine Wirkung	keine Wirkung
Kupfer	geringfügige Dämpfung	bedeutende Dämpfung
Kupfer-Nickel	keine Wirkung	bedeutende Dämpfung
Eisen, Stahl	bedeutende Dämpfung	beträchtliche Dämpfung

stand vorliegt. Nichtleitende Gegenstände (z. B. Papier oder Kunststoff) werden erfaßt und müssen aus der Vorrichtung entfernt werden, beispielsweise durch Be- ,' tätigung eines (nicht gezeigten) Münzabweishebcls, /■' welcher die Vorder- und Hinterplatten 14 bzw. 16 momentan trennt, damit der Gegenstand aus der Vorrich- .'ii tung herausfällt. Magnetische Münzen werden durch ;:' eine beträchtliche Dämpfung sowohl des Signals von 50 Hz als auch des Signals von 70 kHz erkannt. Bei der i insbesondere in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform führt dieser Zustand dazu, daß kein Ausgangssignal von dem Münzprüfer 30 erzeugt wird, wobei die Betätigung des Münzabweishebels erforderlich ist, um die Münze _; aus der Vorrichtung zu entfernen. Das System kann wiederum angeordnet sein, um ein Ausgangssignal zu ' erzeugen, damit das Starttorsolenoid (nicht jedoch die , Münzidentifizierungsschaltung 44) betätigt wird, wenn ^; eine beträchtliche Dämpfung der Nieder- und Hochfrequenzsignale ermittelt wird, wodurch die Notwendigkeit einer Betätigung des Abweishebels zur Befreiung des Apparates von einer magnetischen Münze entfällt. Für die Fälle, bei welchen magnetische Münzen annehmbare Münzen sein können, kann das System so eingerichtet werden, daß ein Ausgangssignal zur Betätigung des Starttorsolenoids 42 und der Münzidentifizierungsschaltung 44 erzeugt wird, wenn eine beträchtliche Dämpfung der Nieder- und Hochfrequenzsignale ermittelt wird. Falls magnetische und nichtmagnetische Münzen annehmbar sind, kann darüber hinaus das System so abgeändert werden, daß Ausgangssignale erzeugt werden, die anzeigen, ob die ermittelte Münze magnetisch ( oder nicht magnetisch ist. Diese Signale können an die ; Münzidentifizierungsschaltung 44 zur Vorbehandlung dieser Schaltung angelegt werden, um nur eine Münze anzunehmen, welche andere Eigenschaften hat, welche mit der magnetischen oder nichtmagnetischen Eigenschaft der Münze vereinbar sind. Diese Abwandlungen können bei jeder der in F i g. 3,5 und 7 gezeigten besonderen Ausführungsform erfolgen.

Zurückkommend auf die in Fig.3 gezeigte Ausführungsform wird das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 60 an eine Eingangsklemme eines als Vergleicher dienenden Differentialverstärkers 66 angelegt. Das an die andere Eingangsklemme des Verstärkers 66 angelegte Signal ist ein Gleichstromschwellenwertsignal, das durch die mit einer geraden Linie gezeigte Signalspur (— V9in Fig. 4a dargestellt ist. Sämtliche Signalpolaritäten, auf welche hier Bezug genommen wird, sind vollkommen willkürlich. Dieses Schwellenwertsignal wird durch eine Gleichrichterschaltung 62 und einen Spannungsteiler 64 erzeugt Die Gleichrichterschaltung 62 erzeugt ein Ausgangssignal mit einem Gleichstrompegel, der der Negativamplitude des Ausgangssignais der Niederfrequenzenergiequelle 36 proportional ist, d. h. ein Negativhüllensignal. Der Pegel des Signals — V, das aus diesem Negativhüllensignal abgeleitet ist, wird durch den Spannungsteiler 64 auf den gewünschten negativen Schwellenwertpegel — V eingestellt, der an den Differentialverstärker 66 angelegt wird. Der negative Schwellenwertpegel — V ist so gewählt, daß er etwas positiver als die negativen Spitzen des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters 60 ist mit Ausnahme, wenn das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 60 auf den Grad ge- : dämpft wird, der mit der Anwesenheit einer magnetischen Münze zwischen den Induktoren 32 und 34 verbunden ist wie dies der Fall im Abschnitt in Fig.4 rechts von der Linie C-C ist Mit anderen Worten sind die Negativspitzen des Ausgangssignals des Tiefpaßfil-

ters 60 negativer als — V, wenn eine leitfähige, nichtmagnetische Münze zwischen den Induktoren 32 und 34 liegt, wobei jedoch sie positiver als — V werden, wenn eine magnetische Münze zwischen den Induktoren 32 und 34 anwesend ist. Der Differentialverstärker 66 vergleicht die Pegel der Signale, die an ihn angelegt sind, und erzeugt ein Ausgangssignal (das durch die Signalspur nach Fig.4b dargestellt ist), welches positiv ist, wenn das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 60 negativer als — Vund sonst negativ ist.

Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 66 wird an eine Gleichrichterschaltung 68 angelegt, welche ein Ausgangssignal (das durch die Signalspur in F i g. 4e dargestellt ist) erzeugt, welches die positive Hülle des angelegten Signals ist. Dementsprechend ist das Ausgangssignal der Gleichrichterschaltung 68 positiv, während das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 66 periodische Positivimpulse bzw. -Überschwingspitzen aufweist (wie in dem Abschnitt der F i g. 4b links von der Linie C-C). Wenn diese Positivimpulse bzw. -Überschwingspitzen verschwinden, so nimmt der Pegel des Ausgangssignals der Gleichrichterschaltung 68 schnell ab und wird Null (d. h. innerhalb einer Zeitperiode in), wie z. B. in dem Abschnitt der F i g. 4e rechts von der Linie C-C. Dieser letztgenannte Zustand ist mit der Ankunft einer magnetischen Münze zwischen den Induktoren 32 und 34 verbunden. Das Ausgangssignal der Gleichrichterschaltung 68 wird an eine Eingangsklemme eines NAND-Gliedes 80 angelegt. Wenn das Ausgangssignal der Gleichrichterschaltung 68 positiv ist, wird es durch das NAND-Glied 80 als logische 1 interpretiert, sonst als logische 0. Die logischen Signalpegel, auf welche hier Bezug genommen wird, sind auch vollkommen willkürlich.

Die dem Hochpaßfilter 70 zugeordnete Schaltungsanordnung ist der oben beschriebenen ähnlich. So erzeugen eine Gleichrichterschaltung 72 und ein Spannungsteiler 74 (in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Hochfrequenzenergiequelle 38) eine positive Schwellenwertspannung + V (die durch die gerade Linie in Fi g. 4c dargestellt ist), welche an eine Eingangsklemme eines weiteren, als Vergleicher dienenden Diffcrentialverstärkers 76 angelegt wird (+V muß nicht unbedingt denselben Betrag wie — Vhaben). Diese positive Schwellenwertspannung ist so ausgewählt, daß sie weniger positiv als die positiven Spitzen des Ausgangssignals des Hochpaßfilters 70 ist, mit Ausnahme des Falles, in welchem ein leitfähiger Gegenstand zwischen den Induktoren 32 und 34 anwesend ist Das Ausgangssignal des Hochpaßfilters 70 wird an die andere Eingangsklemme des Differentialverstärkers 76 angelegt Dementsprechend erzeugt der Differentialverstärker 76 (der im allgemeinen dem Differentialverstärker 66 ähnlich ist) ein Ausgangssignal (das durch die Signalspur in Fig.4d dargestellt ist), welches positiv ist, wenn der Ausgangssignalpegel des Hochpaßfilters 70 weniger positiv als + V und sonst negativ ist

Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 76 wird an eine Gleichrichterschaltung 78 angelegt, welche ein Ausgangssignal (F i g. 4f) erzeugt das der Negativhülle des angelegten Signals proportional ist Dementsprechend ist das Ausgangssignal der Gleichrichterschaltung 78 negativ, während das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 76 periodische Negativüberschwingspitzen (wie in den Abschnitten der Fig.4d links von der Linie A-A und zwischen den Linien B-B und C-C) aufweist Wenn diese Negativüberschwings-Ditzen verschwinden (wie in den Abschnitten der Fig.4d zwischen den Linien A-A und B-B und rechts von der Linie C-C), nimmt der Pegel des Ausgangssignals der Gleichrichterschaltung 78 rasch ab und wird (d. h. nach einer Zeit t\ ?) Null. Aus Gründen, die nachfolgend erläutert werden, ist t\2 vorzugsweise größer als in-

Das Ausgangssignal der Gleichrichterschaltung 78 wird an die zweite Eingangsklemme des NAND-Gliedes 80 angelegt. Wenn das Ausgangssignal der Gleichrichterschaltung 78 Null ist, wird sie durch das NAND-Glied 80 als logische 1 interpretiert, sonst als logische 0. Wenn die beiden Signale, die am NAND-Glied 80 angelegt sind, logische 1-en (wie in dem Abschnitt der F i g. 4 zwischen den Linien A-A und B-B und nach der Zeit fi2) sind, so erzeugt das NAND-Glied 80 ein Ausgangssignal (siehe F i g. 4g), das an eine Zeitverzögerungseinheit 82 angelegt wird, um das Starttorsolenoid 42 und die Münzidentifizierungsschaltung 44 zu betätigen. Dies entspricht der Anwesenheit einer leitfähigen, nichtmagnetischen Münze zwischen die Induktoren 32 und 34. Nach einer Zeitverzögerung in, die durch die Zeitverzögerungseinheit 82 auferlegt wird (d. h. bei der Zeit B-B in F i g. 4), wird das durch das NAND-Glied 80 erzeugte Befehlssignal »Tor offen« an das Starttorsolenoid 42 angelegt, wobei die Münze weiter entlang der Rinne 20 an den Münzabtastern 50 vorbei herabrollen kann. Nach der Zeit B-B gemäß F i g. 4 befindet sich die Münze nicht mehr zwischen den Induktoren 32 und 34, wobei der Münzprüfer nach F i g. 3 zu seinem ursprüngliehen Zustand zurückkehrt. Die Zeitverzögerung f13 gewährleistet, daß sämtliche Münzen an dem Münzstarttor 22 zum Stehen kommen, bevor sie entlang der Münzrinne 20 weiter herunterrollen können.
Wie oben erwähnt, stellt der Abschnitt der F i g. 4 rechts von der Linie C-C das Ansprechen des Gerätes nach Fig.3 auf die Anwesenheit einer magnetischen Münze zwischen die Induktoren 32 und 34 dar. Die Ausgangssignalamplituden der beiden Filter 60 und 70 fallen unter ihre entsprechenden Bezugssignalpegel (Fig.4a und 4c) ab. Der Ausgangssignalpegel der Gleichrichterschaltung 68 ändert sich von einer logischen 1 in eine logische 0 (F i g. 4e), während der Ausgangssignalpegel der Gleichrichterschaltung 78 von einer logischen 0 in eine logische 1 (Fig.4f) übergeht. Da die Ansprechzeit fi2 der Gleichrichterschaltung 78 größer als die Ansprechzeit fi 1 der Gleichrichterschaltung 68 ist, sind die Ausgangssignalpegel beider Gleichrichterschaltungen 68 und 78 zu keinem Zeitpunkt nach der Ankunft der magnetischen Münze eine logische 1. Dementsprechend wird kein Befehlssignal »Tor offen« durch das NAND-Glied 80 erzeugt, wobei das Münzstarttor 22 geschlossen bleibt Wie oben erwähnt, wird die magnetische Münze aus dem Münzapparat durch die Betätigung des (nicht gezeigten) Münzabweishebels entfernt.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 werden die an die als Vergleicher dienenden Differentialverstärker 166 bzw. 176 angelegten Bezugssignale aus den gefilterten Empfängersignalen erzeugt und nicht aus den Sendesignalen wie bei der Ausführungsform nach F i g. 3.

Dementsprechend sind die (in F i g. 2 mit gestrichelten Linien gezeigten) Leitungen 37 und 39 nicht erforderlich und können entfallen, wenn der Empfangskreis 40 so konstruiert ist wie in F i g. 5 gezeigt.

Bei der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform wird das Ausgangssignal des Empfangsinduktors 34 durch einen Verstärker 158 verstärkt um ein empfangenes Signal zu erzeugen, welches einen zweckmäßigeren Pegel hat. Dieses verstärkte Signal wird durch Tiefpaß-

und Hochpaßfilter 160 und 170 gefiltert, um Ausgangssignale zu erzeugen, welche den Ausgangssignalen aus den Filtern 60 bzw. 70 bei der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform ähnlich sind, obwohl durch den Verstärker 158 eine etwas größere Amplitude erreicht werden kann. Diese Signale sind durch die sinusförmigen Signalspuren in den Fig.6a bzw. 6c dargestellt. Sämtliche Teile der F i g. 6 stellen die selben Vorgänge dar, die durch die entsprechenden Abschnitte der Fig.4 dargestellt sind, d. h. der Abschnitt zwischen den Linien A-A und B-B stellt die Anwesenheit einer leitenden, nicht magnetischen Münze dar, während der Abschnitt rechts von der Linie CC die Anwesenheit einer magnetischen Münze darstellt, wogegen die restlichen Abschnitte die Abwesenheit eines erfaßbaren Gegenstandes darstellen.

Wie bei der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform werden die Ausgangssignale aus den Filtern 160 bzw. 170 bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 unmittelbar an eine Eingangsklemme der Differentialverstärker 166 bzw. 176 und die Ausgangssignale der Filter 160 bzw. 170 an Gleichrichterschaltungen 162 bzw. 172 angelegt. Diese als Bezugssignalgeber dienenden Gleichrichterschaltungen üben eine Funktion aus, welche jener der Gleichrichterschaltungen 62 bzw. 72 bei dem Gerät nach F i g. 3 ähnlich ist, d. h., sie entwickeln Ausgangssignale, welche zur Amplitude oder Hülle des angelegten Signals proportional sind. Diese Signale sind durch die Signalspuren — V und + V in den F i g. 6a und 6c dargestellt. Wie aus den F i g. 6a und 6c ersichtlich, liegt das Ausgangssignal jeder Gleichrichterschaltung 162 bzw. 172 normalerweise um etwa 10% unterhalb des Pegels (d. h. der Amplitude) des Ausgangssignals des zugeordneten Filters. Wenn der Ausgangssignalpegel jedes Filters als Ergebnis der Anwesenheit eines leitenden Gegenstandes zwischen den Induktoren 32 und 34 abfällt, braucht jedoch das Ausgangssignal des zugeordneten Gleichrichters eine kurze Zeit, um sich auf einen Pegel einzustellen, der um 10% unterhalb des neuen Filterausgangssignalpegels liegt. Falls der neue Filterausgangssignalpegel unterhalb des vorherigen Pegels des mit dem Ausgang verbundenen Gleichrichterschaltungsausgangssignals liegt, so ist der Gleichrichterausgangssignalpegel für ein Zeitintervall f24 bzw. f₂5 größer als der Filterausgangssignalpegel. Dies bewirkt, daß die periodischen Überschwingspitzen in dem Ausgangssignal des zugeordneten Differentialverstärkers 166 bzw. 176 zeitweilig verschwinden (siehe die F i g. 6b und 6d). Wie bei der in der Fig.3 gezeigten Ausführungsform bewirkt dies, daß das Ausgangssignal der zugeordneten Gleichrichterschaltung 168 bzw. 178 nach einem Zeitintervall f2i oder i₂2 (siehe die F i g. 6e und 6f) den Pegel ändert.

Der Rest der in Fig.5 gezeigten Schaltung ist mit dem entsprechenden Abschnitt der F i g. 3 im wesentlichen identisch. Falls sich das Ausgangssignal der Gleichrichterschaltung 178 in den Zustand der logischen 1 ändert und das Ausgangssignal der Gleichrichterschaltung 168 im Zustand der logischen 1 verbleibt, erzeugt das NAND-Glied 180 ein Ausgangssignal, welches (nach einer Verzögerung t2i, die durch die Verzögerungseinheit 182 auferlegt ist) das Starttorsolenoid 42 und die Münzidentifizierungsschaltung 44 (siehe Fig.6g zwischen den Linien A-A und B-B)betätigt.

Wie bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform spricht die Gleichrichterschaltung 168 schneller als die Gleichrichterschaltung 178 (d. h. f22 ist größer als ?2i) an, so daß dann, wenn die beiden Signale den Pegel ändern (wie in dem Abschnitt der F i g. 6 rechts von der Linie C-C), wodurch die Anwesenheit einer magnetischen Münze angezeigt wird, der Ausgangssignalpegel der Gleichrichterschaltung 168 den Pegel zuerst in die logische 0 ändert, wodurch das NAND-Glied 180 gesperrt und ein Befehlssignal »Tor offen« verhindert wird, wenn das Ausgangssignal der Gleichrichterschaltung 178 den Pegel in die logische 1 ändert.

Gemäß F i g. 7 vergleicht jeder der beiden Differentialverstärker 266 bzw. 276 grundsätzlich zwei gleichgerichtete Versionen des Ausgangs der Filter 260 bzw. 270.

Bezugssignale werden durch die Vorrichtungen 262,264 und 272, 274 erzeugt und an eine Eingangsklemme der Verstärker 266 bzw. 276 angelegt. Dementsprechend sind die in Fig.2 mit gestrichelten Linien gezeigten Leitungen 37 und 39 nicht erforderlich und können entfallen, wenn der Empfangskreis so konstruiert ist, wie in F i g. 7 gezeigt. Die Gleichrichterschaltungen 262 bzw. 272 sind durch Ansprechzeitkonstanten t-& bzw. ta gekennzeichnet. Die Gleichrichterschaltung 263 (die der Gleichrichterschaltung 262 im allgemeinen ähnlich ist, jedoch eine kürzere Ansprechzeitkonstante iai hat) erzeugt eine zweite gleichgerichtete Version des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters 260, das an die zweite Eingangsklemme des als Vergleicher dienenden Verstärkers 266 angelegt wird. Die an den Verstärker 266 angelegten beiden Signale sind durch die in F i g. 8a gezeigten Signalspuren dargestellt. Der Abschnitt der F i g. 8 zwischen den Linien A-A und B-B stellt wiederum die Anwesenheit einer leitfähigen, nicht magnetischen Münze dar, wobei der Abschnitt der F i g. 8 rechts von der Linie C-C die Anwesenheit einer magnetischen Münze darstellt, während die übrigen Abschnitte der Fig.8 die Abwesenheit eines erfaßbaren Gegenstandes darstellen. Das an den Verstärker 266 angelegte Bezugssignal (die mit strichpunktierten Linien gezeigte Signalspur in F i g. 8a) wird normalerweise auf einen Pegel eingestellt, der geringfügig unterhalb des Pegels des Ausgangssignals des Gleichrichters 263 liegt, und zwar durch den Spannungsteiler 264. Dieser Zustand ist in F i g. 8a rechts von der Linie C-C veranschaulicht. Die geringfügige Dämpfung des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters 260, wenn eine leitfähige, nichtmagnetische Münze zwischen die Induktoren 32 und 34 gebracht wird, reicht nicht aus, um zu bewirken, daß das Ausgangssignal des Gleichrichters 263 unter den Bezugssignalpegel fällt. So lange das Ausgangssignal des Gleichrichters 263 unterhalb des Bezugssignalpegeis liegt, verbleibt das Ausgangssignal des Verstärkers 266 (wie in F i g. 8b gezeigt) stark negativ. Dieses Negativsignal wird durch eine Diode 267 blockiert. Eine bedeutende Dämpfung des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters 260 (beispielsweise als Ergebnis der Anwesenheit einer magnetischen Münze zwischen den Induktoren 32 und 34) bewirkt, daß beide Signale, die an den Verstärker 266 angelegt sind, abfallen (wie in dem Abschnitt der Fig. 8a rechts von der Linie C-C). Da jedoch f34 größer als i3i ist, fällt das Ausgangssignal des Gleichrichters 263 schneller ab, wodurch bewirkt wird, daß es momentan unterhalb den Bezugssignalpegel fällt Dies bewirkt daß das Ausgangssignal des Verstärkers 266 in eine positive Polarität übergeht, wie in Fig. 8b gezeigt, wobei ein stark positives Signal an eine Eingangsklemme eines Signaladdierers 269 angelegt wird.

Bei dem Hochfrequenzabschnitt der in F i g. 7 gezeigten Vorrichtung erzeugt eine Gleichrichterschaltung 273 (welche dem Gleichrichter 272 zwar ähnlich ist, jedoch eine kürzere Ansprechzeitkonstante /32 hat) eine zweite gleichgerichtete Version des Ausgangssignals des Hochpaßfilters 270, welche zu dem Ausgangssignal

des Niederfrequenzabschnittes durch den Signaladdierer 269 addiert wird. Ein Verstärker 276 vergleicht das Ausgangssignal des Addierers 269 mit dem Bezugssignal, das durch die Vorrichtungen 272 bzw. 274 erzeugt wird, wie oben beschrieben. (Die beiden an den Verstärker 276 angelegten Signale sind durch die in Fig. 8c gezeigten Signalspuren dargestellt, während die mit gestrichelten Linien gezeigte Signalspur das Bezugssignal darstellt.) Solange das Ausgangssignal des Verstärkers 266 negativ ist, übt dieses Signal keine Wirkung auf das Aussangssignal des Gleichrichters 273 aus. Deswegen vergleicht der Verstärker 276 unmittelbar das Ausgangssignal des Gleichrichters 273 mit dem Bezugssignalpegel, der durch die Vorrichtungen 272,274 erzeugt wird. Aufgrund des Spannungsteilers 274 liegt dieser Bezugssignalpegel normalerweise etwas unterhalb des Ausgangssignalpegels des Gleichrichters 273 (wie in dem Abschnitt der Fig.8c links von der Linie A-A). Wenn eine leitfähige, nichtmagnetische Münze in die Münzvorrichtung eingeführt wird, fallen die beiden Signale, die an den Verstärker 276 angelegt sind, ab. Da jedoch <35 größer als ta ist, fällt das Ausgangssignal des Gleichrichters 273 schneller ab, wodurch bewirkt wird, daß dieses Signal momentan unterhalb des Bezugssignalpegels abfällt (siehe den Abschnitt der F i g. 8c zwischen den Linien A-A bzw. B-B). Da keine Änderung des Ausgangssignals des Niederfrequenzabschnittes vorliegt, wird diese Umkehr der Signalpegel in dem Hochfrequenzabschnitt durch den als Vergleicher dienenden Verstärker 276 ermittelt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 276 (wie in Fig.8d gezeigt) ändert sich daher von positiv in negativ. Dieser Positivimpuls wird an eine Verzögerungseinheit 282 als ein Befehlssignal »Tor offen« angelegt Nach einer zweckmäßigen Verzögerung /33 wird dieses Signal verwendet, um das Starttorsolenoid 42 und die Münzidentifizierungsschaltung 44 zu betätigen.

Falls eine magnetische Münze in die Münzvorrichtung eingeführt wird, finden ähnliche Vorgänge in dem Hochfrequenzabschnitt des Gerätes statt. Das stark positive Ausgangssignal des Niederfrequenzabschnittes, das an den Signaladdierer 269 angelegt worden ist, hält jedoch das Signal, das an die zugeordnete Eingangsklemme des Verstärkers 276 angelegt wird, oberhalb des Bezugssignalpegels aufrecht, das an die andere Eingangsklemme des Verstärkers 276 angelegt wird (siehe den Abschnitt der F i g. 8c rechts von der Linie C-C). Dies hält das Ausgangssignal des Verstärkers 276 negativ und hindert die Vorrichtung daran, ein Befehlssignal »Tor offen« zu erzeugen. Zu diesem Zweck ist die Ansprechzeit des Niederfrequenzabschnittes des Gerätes vorzugsweise kleiner als jene des Hochfrequenzabschnittes. Sogar nach dem Verschwinden des Positivsignals aus dem Niederfrequenzabschnitt verbleibt der Pegel des an die Positivklemme des Verstärkers 276 angelegten Signals über dem entsprechenden Bezugssignalpegel, wobei kein Befehlssignal »Tor offen« erzeugt wird. Die magnetische Münze wird von der Münzvorrichtung durch Betätigung des obenerwähnten Münzabweishebels entfernt

Es versteht sich, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen nur zur Veranschaulichung von Ausführungsbeispielen der Erfindung dienen, und daß daher verschiedene Abwandlungen gemacht werden können. Obwohl beispielsweise Nieder- und Hochfrequenzen von 50 bis 60 Hz und 70 kHz erwähnt wurden, können statt dessen selbstverständlich beliebige Frequenzen, die gemäß den oben ausgeführten Kriterien ausgewählt werden. Bei dem Niederfrequenzbezugssignalpegel. der annähernd um 20% unterhalb der Amplitude des empfangenen Signals in Abwesenheit eines erfaßbaren Gegenstandes eingestellt ist, sind sämtliche hochleitfähigen Metalle wirksam durchlässig (d. h. sie bewirken nicht, daß die Amplitude des empfangenen Signals unter die Amplitude des Bezugssignals fäll*), und zwar für Niederfrequenzen im Bereich von etwa 25 Hz bis etwa 125 Hz. Die sehr kleine holländische 10-Cent-Nickelmünze (Hfl 0,10) bewirkt eine Dämpfung, die etwas geringer ist als die Schwellenwertdämpfung des Niederfrequenzsignals in diesem Frequenzbereich, und wird deshalb als eine annehmbare Münze identifiziert. Eine Kupferscheibe von einer Dicke von 2,6 mm wird ebenso als annehmbar identifiziert. Bei dem Hochfrequenzbezugssignal, der annähernd um 20% unterhalb der Amplitude des empfangenen Signals in Abwesenheit eines erfaßbaren Gegenstandes eingestellt ist, kann der Hochfrequenzabschnitt bei Frequenzen über etwa 40 kHz arbeiten. Bei diesen und höheren Frequenzen bewirkt eine Schweizer 0,50-Sfr-Münze aus Kupfer-Nickel eine Dämpfung, die etwas größer ist als die Schwellenwertdämpfung des Hochfrequenzsignals, und wird als annehmbar identifiziert. Für andere Schwellenwertgrenzen und Münzprüferfordernisse können selbstverständlich andere Nieder- und Hochfrequenzen verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Prüfen von Münzen, umfassend

einen Sendekreis (32,36,38) mit einem Sendeinduktor (32) zur Erzeugung eines oszillierenden Magnetfeldes,

einen Empfangskreis mit mindestens einem Empfangsinduktor (34),

einen Münzkanal (14,16,20), der die jeweilige Münze (24) zwischen dem Sende- und dem Empfangsinduktor (32,34) derart hindurchführt, daß ein wesentlicher Teil des von dem Empfangsinduktor (34) erfaßten Magnetfeldes die Münze (24) durchsetzt, und eine Komparatoreinrichtung (66, 76; 266, 276), die den Wert der erfaßten Magnetfeldstärke mit dem entsprechenden, für eine annehmbare Münze vorgegebenen Wert vergleicht und bei positivem Vergleichsergebnis ein Ausgangssignal erzeugt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das von dem Sendekreis (32, 36, 38) erzeugte oszillierende Magnetfeld zwei Komponenten mit wesentlich verschiedenen Frequenzen erzeugt, die so gewählt sind, daß

eine ferromagnetische Münze eine wesentliche Verringerung der Magnetfeldstärken beider Komponenten,

eine leitfähige, nicht-ferromagnetische Münze eine wesentliche Verringerung in der Magnetfeldstärke nur der höheren Frequenzkomponente, und
eine nicht-leitfähige Münze keine Verringerung der Magnetfeldstärke beider Komponenten hervorruft, und

daß die Komparatoreinrichtung (66, 76) die Werte der Magnetfeldstärke der beiden Komponenten mit zwei entsprechenden, für Münzen eines annehmbaren Materials vorgegebenen Werten vergleicht und das Ausgangssignal nur dann erzeugt, wenn beide Vergleiche positiv sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendekreis (32, 36, 38) einen mit zwei Spulen bewickelten Induktorkern und zwei die Spulen mit den beiden verschiedenen Frequenzen beaufschlagende Oszillatorschaltungen (36, 38) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfangskreis mit dem Induktor (34) verbundene Hoch- und Tiefpaßfilter (60, 70) zur Trennung der beiden verschiedenen Frequenzen aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Komparatoreinrichtung ein mit dem Empfangskreis verbundener erster Vergleicher (76) die Amplitude der Hochfrequenzkomponente mit dem Ausgang eines ersten Bezugssignalgebers (72, 74) vergleicht und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn diese Amplitude von dem Bezugssignal derart abweicht, daß sie dem Signal für eine leitfähige Münze entspricht, ein mit dem Empfangskreis verbundener zweiter Vergleicher (66) die Amplitude der Niederfrequenzkomponente mit dem Ausgang eines zweiten Bezugssignalgebers (62, 64) vergleicht und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn diese Amplitude von dem Bezugssignal derart abweicht, daß sie dem Signal für eine ferromagnetische Münze entspricht, und eine Kombinationseinrichtung (80; 269) das Ausgangssignal der Komparatoreinrichtung nur dann erzeugt, wenn der erste Ver gleicher (76) sein Ausgangssignal erzeugt und der zweite Vergleicher (66) sein Ausgangssignal nicht erzeugt

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Vergleicher (66) schneller auf die Anwesenheit einer ferromagnetischen Münze als der erste Vergleicher (76) auf die Anwesenheit einer leitfähigen Münze anspricht

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des ersten Vergleichers (76) bei Vorliegen einer leitfähigen Münze einen logischen Wert von 1 und das Ausgangssignal des zweiten Vergleichers (66) bei Vorliegen einer ferromagnetischen Münze einen logischen Wert von 0 hat, und daß die Kombinationseinrichtung ein NAND-Glied (80) aufweist, das das Ausgangssignal der KoiTiparatoreinrichtung nur dann erzeugt, wenn die Ausgangssignale beider Vergleieher (66,76) einen logischen Wert von 1 haben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationseinrichtung (269) das Ausgangssignal des zweiten Vergleichen (266) rnit dem der Hochfrequenz-Magnetfeldkomponente entsprechenden Signal derart kombiniert, daß bei Vorliegen einer leitfähigen ferromagnetischen Münze der erste Vergleicher (276) sein Ausgangssignal nicht erzeugt

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignalgeber (62, 64, 72, 74) zur Ableitung der Bezugssignale aus den die beiden Magnetfeldkomponenten erzeugenden Strömen mit dem Sendekreis (32,36,38) verbunden sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignalgeber (162, 172) zur Ableitung der Bezugssignale aus den beiden Magnetfeldkomponenten mit dem Empfangskreis verbunden sind.

10. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9 als Münzen-Einlaufabtaster einer Gültigkeitsprüfeinrichtung (44), die mit dem Ausgangssignal der Komparatoreinrichtung(66,76; 266, 276) beaufschlagt ist und an der jeweiligen Münze zusätzliche Prüfungen durchführt, um zu besti mmcn, ob es sich um eine gültige Münze handelt.