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Elektroni#cher Münzprüfer.
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Die Erfindung betrifft einen neuartigen elektronischen Münzprüfer,
der gegenüber bekanntgewordenen Lösungen den Vorteil geringerer Herstellkosten und
besonders raumsparender Meßsonden aufweist.
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Es ist ein Münzprüfer beschrieben worden, bei dem ein Leitkanal für
Münzen von einer als Differentialtransformator ausgebildeten Ringsonde umsdhlossen
ist, wobei innerhalb der Primärwicklung zwei schmale, ringartige Sekundärwicklungen
mit solchem Abstand angeordnet und gegenphasig in Reihe geschaltet sind, dass eine
Münze, wenn sie in einer der beiden Sekundärwicklungen sich befindet, in der anderen
noch keine Beeinflussung zu erzeugen vermag.a die beiden Selundärwicklungen gegenphasig
in Reihe geschaltet sind, würde eine gleichzeitige Beeinflussung beider Sekundärwicklungen
die maximal mögliche Beeinflussung durch eine Münze beeinträchtigen. Die beschriebene
Ausführung stellt somit sicher, dass wegen des relativ grossen Abstandes der beiden
Sekundärwicklungen voneinander die maximal mögliche Beeinflussung durch eine Münze
erfolgen kann und diese als Kriterium für die Messung einer Münze herangezogen werden
kann.
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Da ein Kriterium allein für die Prüfung einer Münze in der Praxis
nicht ausreicht, wird bei dem beschriebenen Münzprüf er die durch die Münze hervorgerufene
maximale Dämpfung der Primärwicklung ebenfalls als Kriterium herangezogen. Dies
wird dadurch möglich, daas die Meßsonde von einem Wechselspainungsgenerator stromstabil
gespeist wird und demzufolge eine Münze sowohl die Frequenz verstimmen wie die Spannung
vermindern kann.
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Gegenüber ahderen beschriebenen Münzprüfern hat diese bekanntgeworden
Ausführung den Vorteil, dass sie mit nur einer Meßsonde arbeitet, die von nur einem
Wechselspannungsgenerator mit nur ein.r bestimmten Frequenz betrieben wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Vorteil der bekannten Ausführung
bei einem neuartigen Mümzprüf er beizubehalten, aber die Erkenngenauigkeit zu steigern
und die Nachteile der bekanntgewordenen AusSührung zu vermeiden, die folgende Merkmale
betreffen: lo eine stromstabile Versorgung der Meßsonde bedeutet im Grunde dass
die Veränderung der Spulengüte gemessen wird und diese ist sehr stark temperaturabhängig
und nur mit grossen Kosten zu regeln, 2. beide bei der bekannten Ausführung ausgewerteten
MeSkriterien sind weitgehnd materialabhängig und nur in geringem Maße von den geometrischen
Abmessungen der Münze beeinflusst. Münzen anderer Materialbeschaffenheit können
deshalb sehr leit durch grösseresoder kleineres Volumen diese Verschiedenheit ausgleichen
und trotzdem dasselbe Meßergebnis hervorrufen.
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Nach der erfindung wird deshalb ein neues Meßkriterium eingeführt,
welches stärker durchmeJserabhängig ist als die Dämpfung der Primärwicklung.
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Zunächst wird die Sonde nicht mehr stromstabil gespeist, sondern frequenz-
und spannungstabil, sodass sich in einer Veränderung der Meßamplitude (nur sekundärseitig!)
nicht mehr die Veränderung der Spulengüte ausdrückt, sondern lediglich die Änderung
des Kopplungsfaktors zwischen Primär- und Sekundärwicklung. Diese ist aber nur äusserst
gering temperaturabhängig.
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Sodann wird innerhalb der Primärwicklung ein Sekundärwicklungspaar
mit einem Abstand untereinander angeordnet, der etwa einem Münzdurchmesser entspricht
und der somit sicherstellt, dass die maximal mögliche Beeinflussung durch die Münze
in einer der beiden Sekundärwicklungen - die gggenphasig in Reihe geschaltet sind
-sich einst#llen lann, ohne dass zugleich die andere Sekundärwicklung ebenfalls
beeinflusst wird0 Diese maximale Beeinflussung wird als das erste Kriterium für
die Messung einer Münze herangezogen.
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Erfindungsgemäss wird nun ein neues Kriterium für die Erkennung einer
Münze herangezogen, welches sich aus einer noch nicht beschriebenen speziellen Anordnung
seines zweiten Sekundärwicklungspaares innerhalb der Primärwicklung ergibt das erfindungsgemässe
zweite
Sekundärwicklungspaar wird nun symmetrisch zwischen dem anderen Sekundärwicklungspaar
mit geringstmöglichem Ahstand voneinander angeordnet u;d ebenfalls gegenphasig in
Reihe geschaltet. Dieser Anordnung liegt die erfindungsgemässe Erkenntnis zugrunde,
dass die Beeinflussung, die eine Münze in einer Sekundärwicklung erzeugt,wenn sie
sich mit ihrem Mittelpunkt genau innerhalb dieser Sekundärwicklung befindet, sich
in dem Maße verringert, mit dem sie in einer benachbarten Sekundärwicklung - unter
der Voraussetzung, dass beide in Reihe geschaltet sind - eine Beeinflussung zu erzeugen
vermag. Da der Abstand aller Sekundärwicklungen festgelegt ist, wird eine kleine
Münze eine geringere Dämpfung ihres tetsächlichen Meßwertes erzeugen als eine grussere.
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Wenn der Abstand bei beiden Sekundärwicklungspaaren grösser als der
Münzdurchmesser wäre, würden sich bei beiden Meßwicklungspaaren theoretisch gleiche
Meßamplituden einstellen. Die erfindungsgemässe Anordnung stellt aber sicher, dass
sich bei der engen Anordnung zweier gegenphasig in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen
unterschiedliche Meßamplituden ergeben, und zwar weitgehend als Funktion des Durchmessers
oder genauer: als Sunktion der durch einen grösseren Halbmesser gegebenen grösseren
Voreilung oder Eintauchtie#e in die zweite Sekundärwicklung des eng benachbart angeordneten
SekundärwicklungspaaresO In den Abbildungen 1 - ist die Erfindung näher erläutert
und ein Münzprüf er im Zusammenhang beschrieben: Abb. 1 zeigt die Prinzip-Spannungskurven
bei einem bekannten Münzprüf er und bei dem Münzprüfer nach dieser Erfindung; Abb.
2 zeigt die Anordnung der Sekundärwicklungspaare und die sich aus der erfindungsgemässen
Anordnung sich ergebenden Spannungskurven zweier konkurrierender Münzen; Abb. 3
erläutert den Aufbau eines Münzprüfers nach dieser Erfindung, jedoch nur beispielsweise0
In
Abb. 1a ist zunächst schematisch dargestelltm dassbei einem bekannten Münzprüfer
Sekundärwicklung 2 und 3 mit einem solc@en Abstand voneinander innerhalb einer Primärwicklung
1 angeordnet sind, dass eine Münze 6 nicht beide Sekundärwicklungen zugleich beeinflussen
kann.
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In der elektronischen Darstellung sind die Primärwicklung mit 10,
die beiden gegenphasig in Reihe geschalteten Sekundärwickungen mit 20 und 30 ud
die Ltinze nachnials mit 6 bezeichnet.
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100 zeigt die Leerauf-Spannungslinie einer stromstabil gespeisten
Primärwicklung, deren Spannung infolge Bedämpfung durch die Münze den mit 101 bezeichnten
Kurvenverlauf nimmt.
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200 ist die Leerlauf-Spannungslinie der beiden gegenphasig in Reihe
geschalteten Sekundärwicklungen, mit 2o1 und 301 sind die beiden sich ergebenden
Meßspannungsanstiege sekundärseitig beziechnet0 Ein erstes maximum wird erreicht,
wenn eine Münze sich mit ihrem Mittelpunkt suf Linie 3o1 befindet, ein zweites wenn
die Münze sich auf Linie 305 befindet. Wenn die Münze sich mit ihrem @ittelpunkt
auf Linie 303 befindet, ist die Beeinflussung beider Sekundärwicklung en gleich
gross und demzufolge die 5-iiirir£ie der beiden Spannungen gleich Null, jedoch die
Dämpfung der Primarwicklung am grössten.
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Abb.1b beZeichnet mit 1, 2, 3 und 6 die prinzipiell gleiche geometrische
Anordnung und mit 10,20, 30 die prinzipiell gleiche elektrische Anordnung bei dem
neuen Münzprüfer.
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Zusätzlich ist innerhalb der Primärwicklung jedoch noch ein zweites
Sekundärwicklungspaar angeordnet (4/5 bzw. 40/50).
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Demzufolge er#geben sich sekundärseitig zwei weitere Spannungs-461
4.561 maxima/, nämlich wenn eine Münze mit ihrem Mittelpunkt auf Linie 302 bzw.
304 sich befindet. Durch die frequenz- und spannungsstabile Versorgung der Primärwicklung
bleibt deren Spannung konstant.
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In Abb. 2 sind die Spannungskurven am Beispiel zweier konkurrierender
Münzen dargestellt. Die Münzen 71 und 81 erzeugen trotz unterschiedlicher Abmessungen
das gleiche Spannungsmaximum in dem weit auseinanderliegenden Sekundärwicklungspaar,
weil die Grössenunterschiede durch entsprechende Materialunterschiede kompresiert
werden.
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Bewegt sich die kl#inere Münze 71 in die Position 72, so ist
die
sich ergebnende @aximale Meßspannun zur um ein @@ri es kleiner, weil die benachbarte
Sekundärwicklung des ihren
Sekundärwicklungspaares nur geringfügig ist.
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Anders verhält es sich bei einer grossen Münze @1: wenn sie (82) sich
auf die Linie 302 bewegt aht. dann beeinflusst sie 11 gleichem Maße wie die Kleinere
Münze die eine Sekundärwicklung des inneren Sekundärwicklungspaares, jedoch infolge
ihrer Grösse auch die zweite Wicklung dieses Paares in sehr viel stärkerem Maße.
Die Summe der beiden Spannungen ist somit wesentlich geringer. Dieser andersartige
Kurvenverlauf ist eiL direkte punktion
Durchmesserunterschiede. Versuche haben ergeben, dass ein nach der Erkennis dieser
Erfindung aufgebauter Münzprüfer sehr viel sicherer gegen ausländische Münzen und
Metallschieben ist als der bekanntgewordene Münzprüfer.
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Abb. 3 zeigt Prinzip-Schaltbild und erläutert @ie Funktion das erfindungsgenässen
Münzprüfers: ein Wechselspannung-sgenerator 1 versorgt eine Primärwicklung 20 frequenz-und
spannungsstabil. Die Sekundärwicklungen 2,3,4und sind als schmale ringartige Wicklungen
um einen Leitkanal für Münzen angeordnet, und zwar 2 mit 3 und 4 mit 5 gegenphasig
in Reihe geschaltet. Wicklungen 2 und 3 haben einen solchen Abstand voneinander,
dass die grösste zu messende Münze,wenn sie sich mit Ihrem Mittelpunkt innerhalb
einer dieser Wicklungen befindet, nur diese und nicht jeweils die andere zu beeinflussen
vermag, Dies ist der hall, wenn der Abstand etwa den Durchmesser der grössten zu
messenden Münze entspricht. Wicklungen 4 und 5 sind eng benachbart angeordnet, sodass
auch die @leiste @@nze, wenn sie sich mit ihrem Mittelpunkt innerhalb einer dieser
iiclrlungen befindet, bereits die andere - wel-n aul geringfügig -beeinflusst.
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Mit 6 ist eine Münze und deren Bewegungsrichtung bezeichnet.
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Infolge der beschriebenen Ansteuerung verändert sich die A@p tude
der Primärwicklung nicht und wird auch nicht abgefragt.
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Die Leerlaufspannungen der beiden niteinander verschalteten Sekundärwicklungspaare
ist infolge der symmetrischen Anordnung
der Me@sonde gleich Null,
weil die übertra enen Spannungen in jeder Halfte des Sekundärwicklungspaares gleich
sind und sich infol ge der Gegenphasigkeit aufh#ben.
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Dei sich bei Vorbeigang einer Münze einstellende Unsymmetrie äu@sert
sich in einem Spannungsanstieg, der die Änderung des Kopplungsfaktors zwischen Primär-
und Sekundärwicklung ausdrückt.
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Die Meßspannungen jedes Sekundärwicklungspaares werden durch durch
Gleichrichter (7/6) und Verstärker (70/80) gleichgerichtet und verstirkt und sodann
daraufhin abgefragt, welche maximale Amplitude sie hatten.
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Die @ensterschaltungen 701 und 801 sind auf die envarteten Amplitudenwert
einer bestimmten @ünzsorte eingestellt, die Fensterschaltungen 702 und 8o2 au eie
einer anderen Münzsorte.
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Sie steilen jeweils fest, ob eine bestimmte vorgegebene Amplitude
erreicht und nicht überschritten wurde und ge#en nur in dieser @alle ein Signal
auf die ihnen nachgeordneten Signalspeicher (711,712, 811,812). Die UND-Gatter 721
und 72 stellen fest,eb die richtigen Meßergebnisse für eine bestimmte Münze vorligen
(z.B. -eicher 711 und 811 für eine der beiden @ünzen) und im oositaven alle geben
sie Signal auf die entsprechenden Ausgangsleitungen, z.B. 731 für die eine und 732
für die andere junze.
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Beide Ausgangsleitungen sind mit einem ODER-Glied 741 verbunden, welches
eine Zeitstufe 742 nsteuert, wen auf einer der beiden Ausgangsleitungen Signal entsteht,
und welche ihrerseits für eine bestimmte Zeit einen Magneten 743 erregt, der die
Annahme der als gut b@fu denen und gezählten Münze bewirkt.
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Von den insgesamt vier Spannungsanstegen - zwei je Sekundärwicklungspaar
- werden für die Münzmessung nur zwei benötigt, nämlich ein Spannungsmaximum der
weit auseinander angeordneten Sekundärwicklungen und ein Spannungsmaximum der eng
benachnart angeordneten Sekundärwicklungen.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung werden deshalb von den
je zwei Spannungsanstiegen in jeder ffießleitung je einer unterdrückt.
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Dies geschieht mit Hilfe einer Spannung schwelle 200, die 200 kurz
oberhalb der Leelauf-Nullinie/ angeordnet wird. @ine Schaltung 501 erzeugt jeweils
eine Impuls, solange die Spannung schwelle 500 erreicht oder überschritten ist und
somit bei einem Münzdurchgang die impulse 511 und 512. 3ie gleiche Schaltung 501
erzeugt während des Impulses 511 je ein Signal auf den Leitungen 502 und 503: über
Leitung 502 wird die Meß-und Auswertschaltung des Münzprüfers auf Null gestellt,
um vor Beginn einer Münzmessung einen definitiven Schaltzustand herzustellen. Da
dieses Null-Stellen der @eßudn Auswerteschaltung anhält, bis die Münze sich in der
Mitte der Meßsonde befindet, bedeutet dies gleichzeitig, dass die beiden ersten
Spannungsanstiege (201 und 401) nicht gemessen werden können. Mit Beginn des Impulses
512 stellt sich die Schaltung 501 selbsttätig auf Freigabe und ermöglicht damit
die Messung der Spannungsmaxima 501 und 301.
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Schaltung 501 hat über Leitung 503 auch ein Signal auf eine Zeitschaltung
504 gegeben, welches ihrerseits nach Ablauf einer fest vorgegebenen Zeit ein Signal
erzeugt, welches ebenfalls zur Nullstellung der Meß- und Auswerteschaltung heran@ezogen
wird. Auf diese eise wird ein evtl.Speicherzustand in den Speichern (711/811, 721/812)
beendet und damit auch die Beendigung eines evtl. anstehenden Ausgangssignale auf
den Leitungen 731 oder 732.