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Elektronisches Prüfverfahren
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für metallische Münzen
Die Erfindung betrifft ein
elektronisches Prüfverfahren für metallische Münzen, die dem Einwurf in einem z.B.
Waren-bzw. Spiel automaten dienen.
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Es sind elektronische Münzprüfverfahren bekannt, bei denen eine sogenannte
Dämpfungsmessung angewendet wird. Bei diesem bekannten Meß- bzw. Prüfverfahren wird
durch eine induktive Beeinflussung einer oder mehrerer Meßspulen ein elektromagnetisches
Wechselfeld erzeugt, das sich dann aufbaut, wenn die zu prüfende Münze den Münzkanal
des Automaten passiert.
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Hierbei erfolgt die Bedämpfung der Münze, d.h. die Elektronik mißt
die Spannungsänderung des elektro-magnetischen Kraftlinienfeldes.
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Das vorstehend geschilderte Verfahren ist die einfachste Form einer
Münzprüfung und verschafft im Grunde genommen nur den Nachweis, daß ein metallischer
Körper den Münzkanal passiert hat. Die typischen Merkmale des metallischen Körpers
- beispielsweise seine Dimensionen - bleiben bei diesem Prüfverfahren - wie bereits
erwähnt - unberücksichtigt. Es ist also nicht auszuschließen, daß mit diesem Verfahren
auch Münzen unterschiedlicher Abmessungen ein gleiches Erkennungsbild weben, d.h.
von der Elektronik als in Ordnung befunden werden und die Meß- bzw. Prüfstrecke
passieren.
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Um diesem Ubelstand zu begegnen, d.h. möglichst Meßfehler auszuschließen,
müssen die Münzkanäle so eng wie möglich ausgebildet werden, nicht zuletzt auch
deswegen, weil das Prüfergebnis überdies von der Lage und der Bewegung der Münzen
abhängig ist. Durch die engen Münzkanäle werden indes die Prüfgeräte störanfällig,
denn schon bei einer geringen Verschmutzung der Kanäle können die zu prüfenden Münzen
festklemmen. Bei einer Vergrößerung der Münzkanäle tritt wieder die Ungenauigkeit
in den elektronischen Meßwerten auf, die man zwar durch zusätzliche Meßkreise kompensieren
kann, letztere erfordern aber einen unerwünscht höheren Aufwand an elektronischen
Bauelementen.
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Die bei den bekannten Prüfverfahren angewendete Arbeitsweise, wonach
also die bereits genannte Spannungsänderung - die sich bekanntlich auf einen eingestellten
Schwellwert bezieht - zu einer Messung bzw. Prüfung genutzt wird, vermag also insbesondere
deswegen nicht zu befriedigen, weil sie nicht verhindern können, daß die verschiedenartigen
metallischen Eigenschaften der Münzen sowie deren unterschiedliche Dimensionen nicht
von der Elektronik erfaßt werden. Mit anderen Worten: Es ist mit den bekannten Prüf-
bzw. Meßverfahren keine absolute Gewähr dafür gegeben, daß z.B. Falsifikate oder
Münzen anderer Währungen von der Elektronik erkannt und ausgeschieden werden.
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Hier setzt nun die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ein, die
darin besteht, durch eine genaue elektronische Analyse
des Materials
unrichtige Münzen auszuscheiden. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die
durch eine Quarz-Frequenz gesteuerte Spannung eines Treppengenerators einen oder
mehrere Schwingkreise - die gegenüber- oder nebeneinanderliegend angeordnet sind
- derart ansteuert, daß der oder die Schwingkreise durch mittlere Leistungsankoppelung
eine Phasenverschiebung erfahren, die durch den Einfluß der zu prüfenden Münze eine
Torzeit dahingehend ändert, daß dieser Änderung entsprechend eine bestimmbare Anzahl
von Impulsen einem Binär- oder Dezimalzähler zugeführt werden.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die in dem Zähler
gespeicherten Impulse über eine Folgeschaltung ausgewertet werden. Diese Schaltung
besteht aus einer Zählfunktionszeit, die über das Speichern der Impulse im Zähler
entscheidet und der Auswertfunktionszeit im Auswerter. Um Vereinfachungen der Schaltzeiten
bei der Auswertung gegenüber der Verwendung von RC-Diodengliedern zu erhalten, werden
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in einem Impulsformer zeitlich nacheinander
abgeleitete Impulse in Auswerter derart verwendet, daß die in den Zähler eingebrachten
Impulse nur entsprechend der bestimmbaren Anzahl am Eingang des Auswerters zur Impulsweitergabe
verwendet werden.
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Aus diesem Ausgangsimpuls, der zeitlich variabel festgelegt werden
kann, erfolgt die Ansteuerung des Automaten bzw. dieser Impuls dient zur Ansteuerung
elektrischer oder elektronischer Folgeschdltungen.
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Eine Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach der Erfindung ist
auf der Zeichnung als Ausführungsbeispiel anhand eines Schaltschemas dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Blockschaltung, Fig. 2 die Verdrahtung der elektronischen
Bauelemente, Fig. 3 Einzelheiten der Wirkungsweise der elektronischen Schaltung
bzw. Bauelemente.
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Das in Fig. 1 dargestellte Blockschema verdeutlicht sinnbildlich folgende
Schaltstufen: 1 einen Quarz 2 einen Teiler 3 einen Treppengenerator 4 eine Spannungskonstanthaltung
6 einen Schwingkreis 7 einen Sinus-Rechteck-Wandler 8 die Schaltung für die Phasenverschiebung
9 ein Schalttor 10 einen Impulsformer 11 den Zähler 12 den Auswerter Aus Fig. 2
ist die Verdrahtung bzw. der Stromverlauf der In Fig. 1 dargestellten Schaltstufen
ersichtlich, während Fig. 3 die Wirkungsweise der wesentlichen elektronischen Schaltstufen
kenntlich macht.
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Es ist ersichtlich, daß die Schaltung der Digital-Elektronik durch
den nach der Erfindung vorgesehenen Quarz 1 sowohl vereinfacht als auch stabilisiert
wird.
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Der Treppengenerator 3 selbst besteht im wesentlichen aus einer äußerst
günstig dimensionierten Spannungskonstantschaltung 4. D.h., ein großer Eingangswiderstand
und ein kleiner Ausgangswiderstand sorgen für eine größtmögliche Stabilität bei
geringster Fehlerquote.
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Im übrigen wird die kodierte Impulsspannung über die Gatter, eine
Widerstandsmatrix und nachfolgend der oben erwähnten Spannungskonstantschaltung
4 zugeführt. Diese Spannung wird de Schwingkreis zugeführt. Die niederohmige Treppenkonstantschaltung
führt dem Schwingkreis Energie zu, die dieser in eine Sinusspannung umwandelt, die
direkt zur Phasenverschiebung durch die Belastung des Schwingkreises bei Annäherung
einer Münze an diesen führt.
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Die Phasenverschiebung 3zwischen dem Schwingkreis 6 und dem Treppengenerator
3 dient als Tor 9, durch das einem Zähler 11 eine bestimmte Anzahl von Impulsen
in Abhängigkeit der zu prüfenden Münze zugeführt wird.
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Letztere (nicht dargestellt) ändert im Schwingkreis 6 (bei ihrem Durchlauf
oder Stoppen im Münzkanal) die Phasenverschiebung 8. Diese Änderung der Phasenverschiebung
erhöht oder reduziert, je nach Abmessung und Material der Münze (Masse) die Anzahl
der an den Zähler 11 abgegebenen Impulse.
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Die Verwendung der Digital-Technik ergibt keine Fehlerquelle im Meßverfahren,
nur im Schwingkreis treten übliche Fehler durch Temperaturänderungen auf, die durch
Glieder eines nicht dargestellten Temperaturausgleichs minimal gehalten werden,
also keinen Einfluß auf das Meßergebnis haben.