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Elektronischer
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Münzprüfer
Beschreibung Elektronischer Münzprüfer
Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft einen elektronischen Münzprüfer für verschiedene
Münzsorten, deren Echtheit und Münzwert ermittelt werden und hierfür elektronische
Bauelemente für die Prüfung und Analyse dieser Münzsorten besitzt, z.B. das Erfassen
der Größenverhältnisse und Prüfung des Materials auf elektrische Leitfähigkeit und
Dichte des Münzmaterials, dessen Charakteristikum unterschiedlich den entsprechend
anzunehmenden Münzen ist und damit Echtheit und Bestimmung des Münzwertes auf eine
Weise zuläßt, die man mit Bedämpfung bezeichnet.
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Die Erfindung bezieht sich also auf Münzprüfer wie sie zur Bestimmung
des Münzwertes und der Echtheit der eingeworfenen Münzen, sowie der Abwehr von Falsifikaten,
Ronden oder Münzen, die im Aufbau des Materials und der Größe den anzunehmenden
ähnlich, wertmäßig aber unterschiedlich sind.
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Derartige Münzprüfer werden vorzugsweise in münzbetätigten
Verkaufs-
und Unterhaltungsautomaten, Geldwechslern und anderen münzbetätigten Vorrichtungen
eingesetzt.
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Zugrundeliegender Stand der Technik Es sind Münzprüfer bekannt, die
die Prüfung der Münzen auf elektronischem Wege vornehmen, jedoch sind Genauigkeit
der Prüfungen nicht immer ausreichend, um Verluste durch die Annahme falscher Münzen
oder Ronden abzuwenden.
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Es sind fernerhin elektronische Prüfverfahren bekannt, bei denen durch
eine einfache Dämpfungsmessung, d.h. Bedämpfen eines Schwingkreises durch eine Münze,
die Spannungsänderung gegen einen eingestellten Schwellwert zur Prüfung genutzt
wird. Dies allein vermag nicht zu befried-igen, weil nicht verhindert werden kann,
daß die verschiedenartigen metallischen Eigenschaften der Münzen sowie deren unterschiedliche
Dimensionen nicht von der Elektronik erfaßt werden (s. z.B. DE-OS 1936898 und 1947239).
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Offenbarung der Erfindung Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
besteht darin, durch genaue elektronische Analyse die Dimension und das
Material
der Münze so zu bestimmen, daß Falsifikate, Ronden und wertmäßig unrichtige Münzen
mit absoluter Sicherheit ausgeschieden werden.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß dem Münzkanal zum Ermitteln
der Münzdimension in Angleichung an eine bestimmte Münzkombination ein erstes Mess-Spulenpaar
einstellbar zugeordnet ist, dem sich eine zweite Mess-Spule zum Feststellen des
Münzmaterials anschließt.
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Beschreibung der Zeichnung eines Münzprüfers gemäß der Erfindung.
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Fig. 1 eine Frontansicht (schematisch) auf den geöffneten Münzprüfer,
Fig. 2 eine Seitenansicht gemäß Fig. 1 Fig. 3 eine Ansicht von unten auf die Münzannahme
bzw.
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Münzrückgabe Fig. 4 in Teilansicht auf den Münzeinwurf und den Münzkanal,
Fig. 5) Fig. 6) verschiedene Schaltstellungen Fig. 7) der Elektronik, Fig. 8)
Fig.
9) Schaltstellungen bzw. Schalt-Fig. lo) vorgänge bis Detector-Ausgang, Fig. 11)
Fig. 12 Schaltschema der gesamten Elektronik.
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Aufbau und Wirkungsweise des elektronischen Münzprüfers gemäß der
Erfindung werden anhand der Erklärungen der nachfolgenden Abbildungen deutlich.
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Der Münzprüfer in den Figuren 1 bis 3 zeigt in schematischer Form
eine Grundplatte 1 mit einem Münzeinwurf 2, der in seinen Abmessungen so dimensioniert
ist, daß die größte auf dem Markt zu erfassende Münze gerade noch passieren kann.
Jede Münze 12, 13, 14, 15 wird dann über einen Abweiser 3, der gleichzeitig als
Stärkenprüfer ausgebildet ist, zum Anfang des Münzkanals geleitet. Ein Anhalten
der Münzen, um gleiche Anfangsgeschwindigkeiten zu erhalten, kann entfallen, da
die Durchlaufgeschwindigkeit aufgrund der noch zu beschreibenden erfindungsgemäßen
Anordnung der einzelnen Prüfabschnitte ohne Einfluß auf die Prüfung bleibt. Die
eingeworfene Münze läuft auf der Münzbahn 4 und an einem Mess-Spulenpaar 5 - das
der Feststellung des Durchmessers dient - vorbei. Die Spule des Mess-Spulenpaares
5 ist auf einem Spulenträger 5' excentrisch
gelagert und hat zentrisch
einen Ferritkern 6.
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Die Excentrizität des Mess-Spulenpaares 5 sowie die Spulenanordnung
zum Münzkanal 4 ermöglicht größtmögliche Genauigkeit der Einstellung zur Durchmesserbestimmung
der verschiedensten Münzkombinationen. Durch diese Anordnung der Einstellung ist
es möglich, daß die kleinste Münze das Spulenpaar 5 nur gering bedämpft, während
die größeren Münzen entsprechend dem Durchmesser eine unterschiedliche stärkere
Bedämpfung vornehmen. Diese Einstellung kann nach Wunsch aber so eingestellt werden,
daß ein Höchstmaß an Sicherheit der Durchmesserbestimmung gegeben ist.
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Nach dem Passieren des Spulenpaares 5 bewegt sich die Münze durch
einen rechteckig geschlossenen Spulenkörper 7', der der Aufnahme einer weiteren
Spule 7 dient. Diese Spule mit ihrer Frequenz ist nur auf die Prüfung des Münzmaterials
ausgerichtet und ist in ihren Durchlaufabmessungen so dimensioniert, daß die Münzen,
die den Stärkenprüfer passieren konnten, auch hier durchlaufen, ohne den Münzprüfer
zu blockieren.
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Unter dem Spulenkörper 7' befindet sich ein Zugmagnet 8, der entsprechend
der Elektronikaussage einen Annahme-Impuls erhält, einen Weg lo für die Annahme
der Münze öffnet, oder aber bei keiner Aussage der Elektronik an den Zugmagneten
8 dieser den Weg lo geschlossen hält und die Münze oder das
Falsifikat
der Rückgabe 11 zuführt. Das Führungsstück 9 trennt beide Wege 11 und 1o mechanisch.
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In Figur 4 ist in einer weiteren Darstellung der Münzkanal 4, die
exzentrisch gelagerte Mess-Spule 5, der Ferritkern 6 und die auf dem Münzkanal 4
gezeigten Münzen 12, 13 und 14 veranschaulicht.
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Der gemäß Fig. 5 bis 8 zur Anwendung kommende Schwingkreis eines Gegentakt-Oszillators
liegt mit seiner frequenzmäßig kalten Seite an halber Betriebsspannung und gewährleistet
durch gesamtsymmetrischen Aufbau des Oszillators hohe Spannungsstabilität.
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Die guten Sinuseigenschaften der Schwinganordnung gleichen Störeinflüsse
auf ein Minimum aus, wie nachstehend erläutert wird. Die Schaltungsanordnung nach
Figur 5 hat das Bestreben, sich auf eine bestimmte Spannung am Schwingkreis einzupegeln,
z.B. auf 8 Volt (siehe Figur 6).
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Als Annahme gilt, daß die Spannung am Schwingkreis größer werden will,
z.B. 8,1 Volt (Figur 6).
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Dadurch geht die Spannung zwischen + 12 Volt und der gestrichelten
Linie ----- von 4 Volt auf 3,9 Volt zurück. Diese 3,9 Volt über den Widerstand RA
liefern weniger Ansteuerleistung an den Schwingkreis als vorher 4 Volt. Durch diese
kleiner werdende Ansteuerleistung über RA ist der Schwingkreis
nicht
in der Lage, die Spannung über 8 Volt zu erhöhen und bleibt auf dem stabilen Zustand
von 8 Volt (Figur 7).
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Als gegenteilige Annahme mag gelten, daß die Spannung am Schwingkreis
kleiner werden will, z.B. auf 7,9 Volt (Figur 6). Dadurch steigt die Spannung zwischen
+ 12 Volt und der gepunkteten Linie ....... von 4 Volt auf 4,1 Volt.
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Diese 4,1 Volt über RA liefern höhere Ansteuerleistung an den Schwingkreis
als vorher 4 Volt. Durch diese größer werdende Ansteuerleistung über Ra ist der
Schwingkreis ebenfalls nicht in der Lage, seine Spannung unter 8 Volt sinken zu
lassen und bleibt somit auf dem stabilen Zustand von 8 Volt (Figur 8).
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Der vorgenannte Schwingkreis wird stets mit konstanter Rechteckspannung
über RA angesteuert und zwar von 0 bis + 12 Volt. Der Widerstand RA bildet in Reihe
mit reellen Widerstand des Schwingkreises einen Spannungsteiler. Die Bedämpfung
des Schwingkreises durch eine Münze oder Fälschungen, d.h. durch münzähnliche Gegenstände
ändert zwar die Spannung am Schwingkreis, diese Spannungsänderung wird in der Folge-Elektronik
ausgewertet, die Rechteckspannung über RA bleibt hiervon jedoch unberührt und damit
absolut konstant, ein für den Prüfvorgang äußerst vorteilhafter Zustand.
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Erfindungsgemäß wird die durch den Münzeinwurf 2 eingeführte Münze
durch den Abweiser und Stärkenprüfer 3 über die Laufbahn 4 dem sich gegenüberliegenden
Spulenpaar 5 zur Feststellung des Durchmessers der Münze zugeführt.
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Beim Eintritt der Münze in den Wirkungsbereich des Magnet-Wechselfeldes
des Spulenpaares 5 erfolgt entsprechend der Dämpfungsmöglichkeit, von Material und
Durchmesser der Münze bestimmt, eine mehr oder minder große Änderung der vorher,
je nach Münzsorte fest eingestellten synchron schwingenden Vor- und Differenz-Ruhespannung
statt.
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In der Auswerte-Electronik, die auf eine bestimmbare feste Spannungsgröße
voreingestellt ist, hat das Sperrsignal in jedem Fall Priorität, und zwar unabhängig
vom vorher abgegebenen Gutsignal, wie aus dem nachfolgend beschriebenen ersichtlich:
Eintritt der Münze in den Wirkungsbereich des Magnetwechselfeldes, die Ruhespannung
von 8 Volt wird kleiner, d.h.
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die Münze bedämpft den Schwingkreis = Energie-Entzug.
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Es werden im folgenden die 3 Arten der auftretenden Dämpfung beschrieben:
1.) Kleine Dämpfung : z.B. 7,4 Volt es 2.) Mittlere Dämpfung: z.B. 7-,3 Volt 3.)
Große Dämpfung : z.B. 7,2 Volt
Der zur Anwendung kommende Schwellwertschalter,
im folgenden DETECTOR genannt, bewirkt die Umwandlung der vorhandenen Mess-Sinusspannung
in eine zu verwertende digitale Impulsspannung, vorzugsweise werden hier Schmitt-Trigger
und/oder Operationsverstärker zur Anwendung kommen.
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Der Detector wird mit den 8 Voltz direkt angesteuert.
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Die Mess-Wechselspannung, Ruhewert .8 Volt , ist so groß, daß kein
nachfolgender Verstärker erforderlich ist, es entfällt damit auch der Aufwand für
die Stabilisierung eines solchen Verstärkers.
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Es folgt die Beschreibung der Vorgänge bis Ausgang Detector: 1.) Figur
9 Gut- und Sperr - Spannung, beides Sinus Spannungen, schalten den Detector noch
ständig durch, d.h. keine Information "Gut", keine Information Sperren.
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Dadurch keine Änderung gegenüber dem Ruhezustand, d.h. geringe Dämpfung
entspricht dem Ruhezustand.
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2.) Figur 1o "Gut" - Spannung schaltet den Detector nicht mehr durch,
d.h. Information "Gut".
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"Sperr" - Spannung schaltet den Detector immer noch durch, Impulse
wie Ruhewert, d.h.
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es erfolgt keine Sperrinformation.
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3.) Figur 11 "Gut" - Spannung schaltet den Detector auch in diesem
Beispiel nicht mehr durch.
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Detector - Ausgang liefert "Gut" - Information. "Sperr" - Spannung
schaltet jetzt auch seinen Deteotor nicht mehr durch, d.h.
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der Detector - Ausgang liefert "Sperr" -Information.
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Dieses wirkt sich wie folgt aus: Die Sperr-Information hebt sofort
die "Gut" -In formation auf bis die Münze das Wechsel-Magnetfeld für die "Gut" -
Information (Ende) verlassen hat. Die "Sperr" - Information hat damit Priorität
vor der "Gut" - Information.
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Beschreibung der Vorgänge ab Detector - Ausgang.
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Die Mess - Sinusspannung wird, wie bereits vorher beschrieben, im
Detector in eine Mess - Impulsspannung umgeformt.
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Die Ruheimpulse der Detector - Ausgänge laden über Dioden Kondensatoren
auf (Gleichstrom).
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Beim Fehlen der Impulse, Information der Münzen "Gut" und "Sperren",
wird der Kondensator über einen Widerstand entladen.
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Dieses ist die eigentliche Information, die in der nachfolgenden Schaltung
ausgewertet wird.
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Die "Gut" - Information gibt einen Ausgangsimpuls zum Pulsgenerator
und zur Umlenkspule.
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Entsteht zusätzlich ein "Sperr" - Impuls, wird der "Gut" -Impuls sofort
gesperrt. Ein Sperr - Flip Flop hält die Sperrung solange aufrecht, bis "Gut" und
"Sperr" - Informationen wieder den Ruhewert erreichen.
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Hierdurch erfolgt wiederum die Sperr - Priorität durch die Sperr -
Information.
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Gemäß Fig. 12 ist das Schaltscheme der gesamten Elektronik verdeutlicht,
zu dem es nach dem Vorhergesagten keines besonderen Kommentars bedarf.