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Elektronischer Münzprüfer.
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Die Erfindung betrifft einen neuen elektsonischen Mtinznrüfer mit
einer als Differentialtransformator ausgebildeten Meßsonde.
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Es sind bereits verschiedene Münzprüfer vorgeschlagen worden, welche
Differential1Meßsonden verwenden. Ein besonders fortschrittlicher Münzprüfer dieser
Art mit einer besonders hoben Erkenngenauigkeit verwendet zwei solcher Differential-Meßsonden
im Tandemanordnung, wobei jede der beiden Meßsonden mit einer anderen Frequenz betrieben
wird und demzufolge unterschiedliche Meßaussagen in Bezug auf ein und dieselbe Münze
liefert.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuartigen Münzprüfer vorzuschlagen,
der bei gleicher Erkenngenauigkeit spezifische Vorteile gegenüber der bekanntgewordenen
Lösung aufweist, instesondere a. billiger herzustellen ist, bo eine geringere bauhöhe
aufweist und c0 mehr Münzen pro Zeiteinheit anzunehmen in der Lage ist.
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Nach der Erfindung wird deshalb eine Differential-Meßsonde bekannter
Bauart verwendet, bei der zwei schmale,ringartige Sekundärwicklungen einen Leitkanal
für Münzen umschliessen, die gegenphasig in Reihe geschaltet werden und untereinander
einen Abstand naben, der etwa dem Durchmesser der grössten zu messenden Münze entspricht
und der sicherstellt, dass eine Münze, wenn sie sich mit ihrem Mittelpunkt innerhalb
der einen Sekundärwicklung befindet, auf die andere Sekundärwicklung noch keinen
Einfluss ausüben kann.
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Symmetrisch zu dem Sekundärwicklungspaar wird eine Primärwicklung
angeordnet, welche ihrerseits den Leitkanal und de Sekundärwick lungen umschliesstO
Um zwei verschiedene Meßaussagen über ein und dieselbe Münze zu
erhalten, wird nun die Primärwicklung von zwei Wechselspannungsgeneratoren unterschiedlicher
Frequenz gespeist und der MeBleitung - doh.den beiden in Reihe geschalteten,gegenphasigen
Sekundärwicklungen - werden zwei Tiefpassfilter (Frequenzfilter) zugeordnet, welche
auf die Frequenzen der Wechselspannungsgeneratoren abgestimmt sind. Jeder der beiden
Filter filtert somit aus dem übertragenen Frequenzgemisch sekundärseitig nur eine
Meßspannung bestimmter Frequenz aus, sodass praktisch die eine verwendete Meßsonde
die Funktion von zwei getrennt verwendeten Meßsonden unterschiedlicher Frequenz
ausübt, Die erfindungsgemässe Lösung hat nicht nur den Vorteil, dass die Kosten
für eine zweite Meßsonde in Wegfall kommen. Sie hat auch den Vorteil, dass die eine
verwendete Meßsonde eine sehr viel geringere Bauhöhe hat als zwei tandemartig hintereinander
angeordnete, denn diese würden wegen des konstruktiv erforderlichen Abstandes zwischen
zwei Meßsonden mehr als das Doppelte an Platz benötigen, Da zudem beide Meßaussagen
sich innerhalb einer sehr viel kürzeren Wegstrecke der Münzenbewegung einstellen,
hat die erfindungsgemässe Lösung auch noch den Vorteil entsprechend kürzerer Meßzeit
und erlaubt damit die Annahme ener grösseren Zahl von Münzen pro zeiteinheit.
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Der Mehraufwand, den die beiden Tiefpassfilter verursachen,wird bereits
mehr als ausgeglichen durch den Wegfall einet zweiten MeB-sonde, Deshalb ist die
nachfolgende Einsparung von besonderer Wichtigkeit, denn sie wirkt sich als wesentliche
Kosteneinsparung aus bei dem beßanntgewordenen Münzprüfer mit zwei Meßsonden im
Tandemanordnung stelLen sich die beiden erwünschten Meßaussagen nacheinander ein,
sodass dieser Zeitversatz durch eine Signalspeicherung überbrückt werden muss. Die
erfindungsgemäse Ansteuerung nur einer Sonde mit zwei Frequenzen bringt es mit sich,
dass die beiden Meßaussagen gleichzeitig eintreffen und zeitgleich ausgewertet werden
können. Durch den Wegfall der Signalspeicherung ergibt sich eine wesentliche Einsparung
an Aufwand und Platz.
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Die Erfindung ist in den nachfolgenden Abbildungen 1 bis 3 naher erläutert:
Abb. 1 verdeutlicht die Einsparung an Bauhöhe, Abb. 2 seigt die Spannungskurven
bei Durchlauf einer bestimmten Münze (Abb.2a) und zum Vergleich die Spannungskurven
bei einem bekanntgewordenen Münzprüfer (2b), Abb. 3 zeigt das Prinzipschaltbild
eines Münzprüfers nach der Erfindung.
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In Abb. 1 ist in Seitenansicht ein Leitkanal für Münzen dargestellt,
der von zwei Meßsonden ringartig umschlossen ist: Wicklungen 1 und 2 sowie ß und
g sind paarweise gegenphasig in Reihe geschaltete Sekundärwicklungen, die jeweils
dazwischen angeord-»eten breiteren Ringwicklungen 3 und 6 die entsprechenden Sekundärwicklungen0
Die Linien 1o und 20 bezeichnen die Längsausdehnung der einen Sonde, die Linien
30 und 40 die der anderen.
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Der Abstand der Linien 20 und 30 stellt den konstruktiven Mindestabstand
zwischen zwei mit verschiedenen Frequenzen betriebenen Ringsonden dar, wenn Einstreuungen
vermeiden werden sollen,welche Tiefpassfilter notwendig machen würden. Dieser Abstand
beträgt in der Praxis mindestens 20 mm, die iängsausdehnung einer Sonde etwa 40
mmO Aus der Darstellung ergibt sich, dass ein Münzprüfer um circa 60 mm kürzer bauen
kann, wenn auf eine Tandemanordnung zweier Meßsonden verzichtet und gleichwertige
Meßwertkriterien aus nur einer Sonde geliefert werden können.
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In Abb0 2a und 2b sind die Spannungskurven bei einer bekanntgewordenen
Münzprüferanordnung und der erfindungsgemässen Anordnung gegenübergestellt. In beiden
Fällen bezeichnet aoo die Leerkaufamplitudn der sekundärseitigen Meßspannung, Xdooden
Spannungspegel der Primärwicklung, der nicht abgefragt wird und der unter der Annahme
einer frequenz- und spannungstabilen Ansteuerung der Meßsonden (dies ist die meistgebrauchte
Art der Ansteuerung) konstant bleibt.
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In bb.2a ist der Amplitudenverlauf bei der höheren requenz mit einer
iinie bezeichnet,welche die beiden Höcker lo und top bildet. er Amplitudenverlauf
bei der niedrigeren Frequenz ist mit eine Linie bezeichnet, welche die Höcker 180
und 200 bildet.
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Die Maxima aller Höcker liegen jeweils auf der Linie 1 oder 2, sodass
also die Spannungsmaxima 10 und100 sowie 20# und 200 jeweils zur gleichen Zeit auftreten,
Unterdrückt man z.B. die Spannungsansteige in der zweiten Hälfte der Meßsonde -
hierauf wird bei der Beschreibung des Blockschaltbildes hingewiesen -dann sind die
beiden Spannun smaxima 10 und ioo die beiden gleichzeitig auswertbaren Kriterien
für die Erkennung einer Münze.
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In Xbb.2b zeigt sich, dass bei einem bekanntgewordenen Münzprüfer
dies nicht der Fall sein kann und die Auswertung eines Meßkriteriums (Spannungsmaximum
lo oder 20#) gespeichert werden muss, bis das zweite Meßkriterium (Spannungsmaximum180
oder 200) ausgewertet ist.
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Der Verkürzung der Bauhöhe, wie sie in Abbildung 1 dargestellt ist,
entspricht somit auch eine Verkürzung der Meßzeit.
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bb. 3 zeigt das Prinzip-Schaltbild des erfindungsgemässen MünzprtiQers:
die Wechselspa nungsgeneratoren 1 und 2 versorgen die Primärwicklung 3. Im Prinzip
ist es möglich, die Primärwicklung stromstabil oder spannungsstabil oder frequenzstabil
anzusteuernO Von besonderem Vorteil ist es, die Primärwicklung ###### spannungs-
und frequenzstabil zu versorgen, weil sich auf diese Weise ein seht temperaturstabiler
Betrieb ergibt.
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Die beiden Sekundärwicklungen 4 und 5 sind gegenphasig in Reihe geschaltet.
da die Meßsonde sy metrisch ausgebildet ist, werden auf beide Sekundärwicklungen
gleichhohe Spannungen übertragen, die sich infolge der Gegenphasigkeit aufheben.
Die Meßspannung im Leerlaufbetrieb (Münze 6 noch ausserhalb der Meßsonde) ist somit
gleich Null. Erst wenn die (Münze sich bei einem Durchlauf mit ihrem Mittelpunkt
genau innerhalb einer Sekundärwicklung befindet, was pro Münzdurchgang zweimal der
Fall ist, ändert sich die Symmetrie der empfangenen Spannungen und die Leerlaufspannung
erreicht
als Ausdruck der Unsymmetrie ein Maximum. Sekundärseitig wird ein Frequenzgemisch
empfangen, welches nun mittels der Frequenzfilter (Tiefpassfilter) 40 bzw. 50 ausgeffiltert
wird0 Der Filter 40 ist auf die Frequenz des Generators 1, Filter 50 auf des Generators
2 abgestimmt, sodass am Ausgang der beiden Filter sich Meßspannungsamplituden nur
jeweils einer ganz bestimmten Frequenz ergeben. Die Signalspannungen werden zunächst
gleichgerichtet und verstärkt (Gleichrichter 41 und 51, Verstärker 42 und 52) und
sodarni mittels Fensterschaltungen daraufhin überprüft, ob eine bestimmte vorgegebene
Amplitude erreicht und nicht überschritten wurde. Die ensterschaltungen 43 und 44
fragen die Meßspannung
die aus der einen Xttechselspannungsfrequenz gewonnen wur e, die Fensterschaltungen
53 und 54 die andere.
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Wenn die richtigen Meßspannungswerte zum gleichen Zeitpunkt von den
Fensterschaltungen 43 und 53 ermittelt werden, erhält UND-Gatter 60 die Eingangsbedingungen
für ein Ausgangssignal, welches über Leitung 61 einen Zählimpuls abgibt und über
Bettung 62 über ODER-Gatter 63 eine Zeitstufe 64 startet. Diese betätigt sowohl
einen Kassiermagneten 65 für die Annahme der geprüften und gezählten Münze wie ein
Relais 66, dessen Kontakt 67 für die Sauer der Zeitstufe die Sonde von der Meß-und
Auswerteschaltung abtrennt und somit die sich in der zweiten Sodenhälfte nochmals
einstellenden Spannungsanstiege von der Auswertung ausschliesst. Ein weiterer Arbeits-Kontakt
68 des relais '25 kann benutzt werden, um die Meß- und Auswerteschaltung auf u u
stellen und somit einen definierten Schaltungszustand Dir die nächste Münzmessung
sicherzustellen.
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Es sei jedoch darauf hingewessen, dass das vorbeschriebene Schaltungsbeispiel
nur eine von vielen Ausführungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankes darstellt.
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Die Nullstellung der Meß-und Auswerteschaltung kann beispielsweise
erfolgen,indem Kontakt 68 die Versorgungsspannung über Leitung 680 den einzelnen
Schaltungsgruppen als Löschimpuls aufschaltet.
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Die zweite vorgesehene Münzsorte wird angenommen, wenn die richtigen
Meßwerte durch die Fensterschaltungen 53 und 54 ermittelt worden sind und demnach
von beiden Fensterschaltungen gleichzeitig das UND-Gatter 601 angesteuert wird.
Dieses erzeugt einen Ausgangsimpuls auf Leitung 611, der über Leitung 612 abgezweigt
wird und über ODER-Gatter 63 sowie Zeitstufe 64 wiederum die üblichen Funktionen
beim Vorliegen einer guten Münze auslöst: Kassierung durch den Kassiermagneten 65
und Abtrennen der eßleitung sowie Nullstellen der Meß-und Auswertschaltung durch
di kontakte 67 und 68 des relais 66.