DE3235114A1

DE3235114A1 - Muenzpruefgeraet

Info

Publication number: DE3235114A1
Application number: DE19823235114
Authority: DE
Inventors: George Arthur 19426 Graterford Pa. Plesko
Original assignee: Mars Inc
Current assignee: Mars Inc
Priority date: 1981-09-22
Filing date: 1982-09-22
Publication date: 1983-04-07
Also published as: GB2107104A; SG76086G; JPS5866188A; FR2513413A1; FR2513413B1; DE3235114C2; MY8700354A; US4488116A; HK51887A; JPH0664643B2; GB2107104B

Description

Bes ehrelbun g

Die Erfindung betrifft ein Münzprüfgerät und insbesondere ein Gerät zur Identifizierung und Echtheitsprüfung von Münzen, in don ihre Eigenschaften induktiv getestet werden.

Induktive Münzprüfgeräte verwenden eisenlose Spulen oder Spulen mit einem Ferritkern als Sensorvorrichtung zur Messung von verschiedenen elektrischen und physikalischen Parametern der Münzen. Eine Münze wird überprüft, indem die Wirkung der Münze auf ein von der Spule erzeugtes elektromagnetisches Wechselfeld festgestellt wird. Bei einer vorgegebenen Frequenz hängt diese Wirkung von dem Durchmesser, der Dicke, der leitfähigkeit und der Permeabilität der Münze ab. Eine Wirkung auf dieses Feld führt zu einer entsprechenden Auswirkung auf die Impedanz der Spule, die mit verschiedenartigen Mitteln gemessen werden kann.

Das Ausmaß, in dem ein elektromagnetisches Feld eine Münze durchdringt, nimmt mit wachsender Frequenz ab. Mit wachsender Frequenz haben daher die physikalischen Eigenschaften des in der Nähe der Oberfläche der Münze befindlichen Materials eine größere Auswirkung auf das Feld (und auf die Impedanz der Spule), das im Inneren der Münze befindliche Material und die Dicke der Münze haben eine geringere Auswirkung. Dieses Phänomen ist insbesondere dann ausgeprägt, wenn geschichtete (plattierte) Münzen überprüft werden wie z.B. die 10-cent und die 25-cent Münzen der Vereinigten Staaten.

Die meisten Münzprüfmechanismen hoher Qualität, die eine ausgezeichnete Zurückweisung von Rohlingen und von ausländischen Münzen bieten, verwenden mehrfache Sensoren, um die physikalischen Eigenschaften wie z.B. Dicke und Durchmesser sowie Materialeigenschaften wie z.B. Leitfähigkeit und Permeabilität zu messen. Diese Einrichtungen führen allgemein einige Messungen durch, die bis zu fünf getrennte Ferritkern-Spulen erfordern. Gemäß dem Verfahren von einem solchen Mechanismus wird zunächst eine gemischte Messung durchgeführt, die von der Dicke, vom Durchmesser und von dem Material abhängt. Um jedoch diese Variablen trennen und die Identität der Münze feststellen zu können, werden zwei weitere Messungen durchgeführt, von denen eine für die Dicke und die zweite für das Material spezifisch

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sind.

Wo ein einzelner Sensor eingesetzt wird, wird im allgemeinen nur eine einzelne Testfunktion ausgeführt.

Die vorliegende Erfindung setzt einen induktiven Sensor ein, der in der Lage ist, mehr als einen Parameter einer vorbeilaufenden Münze zu messen, wodurch das Bedürfnis für zusätzliche Sensoren für die Gültigkeitsprüfung von Münzen reduziert oder beseitigt wird. Der Ferritkern des Sensors besteht aus zwei Polen mit zwei an den Münzenweg angrenzenden Flächen, die mit einem Verbindungsglied miteinander verbunden sind. Die Fläche von wenigstens einem Pol des Ferritkerns hat eine Oberfläche, die kleiner ist als die Oberfläche der kleinsten aus einem Satz von Münzen zu identifizierenden Münze und die von dieser kleinsten Münze vollständig umschrieben werden kann.

Diese Geometrie führt dazu, daß ein beträchtlicher Teil des magnetischen Flusses, der aus dieser Polfläche austritt, in die Fläche von allen direkt benachbarten oder angrenzenden Münzen eines zu identifizierenden Satzes eintritt ohne Rücksicht auf den Durchmesser der Münze. Da das den Sensor umgebende elektromagnetische Feld auf zu den Polflächen benachbarte Gebiete konzentriert ist, übertrifft in diesen Gebieten die Wirkung einer Münze auf das Feld solche Wirkungen, die anderswo in der Umgebung des Sensors von der Münze verursacht werden. Wenn also eine Münze aus dem zu untersuchenden Satz direkt an die Polschuhfläche mit einem oben angegebenen Oberflächenumfang angrenzt, so ist die Gesamtwirkung der Münze auf das Feld und damit die entsprechende Änderung der Impedanz im wesentlichen unabhängig von dem Durchmesser. Ist die Frequenz des Feldes ausreichend hoch (ungefähr 420 KHz) so sind die Münzenparameter, die an einem solchen Punkt die Messung bestimmen, die physikalischen Eigenschaften des Materials an der Münzenoberfläche.

Der zweite Polschuh des Sensors liegt von dem ersten Polschuh von einen Abstand getrennt, der etwa gleich den Durchmesser der Größen zu identifizierenden Münze ist. Befindet sich eine Münze aus dem zu bestimmenden Münzensatz zwischen den Polen, so führt diese Geometrie dazu, daß das Ausmaß der Wechselwirkung zwischen der Münze und dem die Polschuhe um-

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gebenden elektromagnetischen Feld im wesentlichen von dem Durchmesser der Münze abhängt. Damit hängt die Gesamtwechselwirkung der Münze mit dem Feld und die entsprechende Impedanz änderung dann, wenn die Münze sich zwischen den Polen befindet, im wesentlichen von dem Münzendurchmesser ab.

Wenn der zweite Polschuh des Sensors identisch zu dem ersten Polschuh ist, so ist die bei einem Vorbeilaufen der Münze an diesen Pol festgestellte Wechselwirkung identisch zu derjenigen, die gemessen wird, wenn die Münze an den ersten Polschuh angrenzt. Wird jedoch ein beträchtliches Absinken der Oszillatorfrequenz (z.B. auf etwa 7 KHz) veranlaßt, wenn die Münze in das dem zweiten Polschuh benachbarte Gebiet eintritt, so ist die Wechselwirkung primär eine Funktion der Münzendicke und der Leitfähigkeit des Materials, das die innere Schicht der Münze bildet. Der Effekt ist wiederum im wesentlichen unabhängig von dem Durchmesser.

Indem die Feldwechselwirkung an zwei oder mehreren Punkten beim Durchgang einer Münze durch einen Münzsensor der vorliegenden Erfindung gemessen wird, wird die Notwendigkeit für zusätzliche Sensoren für die Münzprüfung vermindert oder beseitigt.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel verwendet der Münzensensor zwei im wesentlichen identische Ferritkerne, von denen jeder eine wie oben beschriebene Geometrie sowie eine um das seine Polschuhe verbindende Glied gewickelte Spule aufweist. Der zweite Kern ist in Bezug auf den Münzenweg gegenüber dem ersten Kern angeordnet, wobei seine Polschuhflächen direkt an die entsprechenden Polschuhflächen des ersten Kernes angrenzen. Die Spulen sind entweder gleichsinnig in Reihe geschaltet oder gegeneinander in Reihe geschaltet, und die Messungen zur Wechselwirkung mit dem elektromagnetischen Feld werden ausgeführt, wenn die Münze durch den Sensor läuft.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellen Ausführungsbeispiele beschrieben und näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht einer Münzhabungsmechanik zusammen mit einem schematischen Blockschaltbild eines Gerätes zur Unterscheidung von Münzen»

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26 bewegt. Die Energieabführungsvorrichtungen 7 und 9 können von der in der US-Patentschrift 3 944 038 beschriebenen Art sein. Benachbart und anstoßend an den Ablenker 8 und die Münzenbahn 18 sind eine Frontplatte 14 und eine zu ihr paralelle Rückenplatte 16 angeordnet, die voneinander um einen Abstand getrennt sind/ der etwas größer ist als die Dicke der dicksten Münze, die von dem Münzprüfer 10 identifiziert werden soll. Die Münzenbahn 18 und der Ablenker 8 sind im rechten Winkel zu der Frontplatte 14 und der Rückplatte 16 angeordnet.

Am Ende der Münzbahn 18 fällt die Münze auf eine Munzenannahmeschranke 20. Wenn die Münze als annehmbar identifiziert ist, so wird die Munzenannahmeschranke 20 zu der Rückenplatte 16 mit einer (nicht dargestellten) Magnetspule zurückgezogen und die Münze fällt der Bahn 18 in einen Münzenannahme-Abwurfschacht 22, der zu einem Münzenbehälter führt. Wenn die Münze nicht als annehmbar anerkannt wird, so wird die Munzenannahmeschranke 20 nicht zurückgezogen und die von dem einen Ende der Münzbahn 18 herabfallende Münze trifft auf die Annahmeschranke 20 auf und wird auf die Ablehnungsbahn 24 abgelenkt, die zu einem (nicht dargestellten) Münzenrückgabefenster führt.

Der Münzensensor 26 ist in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt. Er ist an der Frontplatte 14 benachbart zu und etwas über der Münzenbahn 18 befestigt. Der Kern 25 des Sensors 26 ist wie ein langes, schmales "C" oder wie ein Telephonhörer geformt. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat der Kern 25 zwei zylindrische Polschuhe 49 und 51, die kreisförmige, ebene Polschuhflächen 27 und 29 bilden, die so angeordnet sind, daß sie parallel zu den Flächen der vorbeilaufenden Münzen sind. Die Pole 49 und 51 sind senkrecht an ein Polverbindungsteil 31 angesetzt, dessen Hauptachse in Richtung der Münzenbahn 18 verläuft und die in einer zu den Polschuhflächen 27 und 29 parallelen Ebene liegt.

Die Polschuhfläche 27 hat einen Oberflächeninhalt A1 und einen Durchmesser L1. Die Polschuhfläche 29 hat einen Öberflächeninhalt A2 und einen Durchmesser L2. Die Polschuhe 49 und 51 haben Längen L5 bzw. L6. Die Gesamtlänge des Kernes 25 ist

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L4, und der Abstand zwischen den Polschuhflächen ist L3. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kern 25 symmetrisch zu einer Mittellinie, die senkrecht durch den Mittelpunkt des Verbindungsgliedes 31 verläuft. Damit gilt L1 « L2, A1 = A2, und L5 = L6.

Der Abstand L3 zwischen den Polschuhflächen ist in etwa gleich dem Durchmesser der größten Münze aus dem zu untersuchenden Satz von Münzen, in diesem Beispiel gleich dem Durchmesser der 25 Cent-Münze der US. Durchmesser L1 und L2 der Polschuhflächen 27 und 29 sind kleiner als der Durchmesser der kleinsten Münze aus dem zu untersuchenden Münzensatz, in diesem Beispiel also kleiner als der Durchmesser der 10 Cent-Münze der US» Damit sind sowohl L1 wie L2, die Durchmesser der Polschuhflächen, kleiner als L3, den Abstand zwischen den PoI-schuhflächen. Weiterhin sind bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl L5 wie L6, die Längen der Polschuhe, kleiner als L3. Nach dem dieser Erfindung zugrundeliegenden Prinzip ist es natürlich nicht notwendig, daß der Kern 25 zylindrische PoI-seh«he O-nä kreisförmige Polschuhflächen hat. Die Pole des Kernes 25 können irgendeine andere geometrische Gestalt (z.B. rechtwinklige Prismen mit quadratischen Polschuhflächen) haben, wobei gemäß der für den Kern 25 beschriebenen Beziehung zwischen den Kerndimensionen und den Münzendimensionen der Abstand zwischen den Polschuhflächen größer sein würde als die größte geradlinige Abmessung (Durchmesser) der Polschuhflächen.

Der Münzensensor ist benachbart zu der Münzbahn 18 angeordnet, so daß die Polschuhflächen 27 und 29 in einer zu den Platten 14 und 16 senkrechten Richtung gesehen würden, wobei jede Polfläche vollständig von der kleinsten Münze aus dem untersuchenden Münzensatz umschrieben würde, wenn diese Münze sich direkt benachbart zu der Polschuhfläche befindet.

Die Spule 33 ist um das Verbindungsglied 31 gewickelt. Die Spule ist teil eines Resonanzkreises des elektronischen Oszillators 32. l?enn eine Münze 28 sich entlang der Münzbahn 18 in ein zu der Polschuhfläche 27 benachbartes Gebiet bewegt, so wird das von dieser Polschuhfläche ausgehende elektromagnetische Feld beeinflußt und eine entsprechende Änderung

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in der Impedanz der Spule 33 hervorgerufen. Diese Impedanzänderung führt zu Änderungen der Frequenz, der Phase und der Amplitude sowohl des Stromes wie der Spannung über die Spule 33 und die anderen Schaltungselemente des Oszillators 32. Diese Änderungen werden durch eine Detektorvorrichtung gestellt, die schmalbandige Frequenzdetektor schaltungen oder ., Ausgleichsbrückenschaltungen sein können, beispielsweise · die in dem US-Patent 3 870 137 beschriebenen Schaltungen. Weiterhin können zum Feststellen dieser Impedanzänderungen auch Amplituden- oder Phasenverschiebungs-Detektorvorrichtungen wie die in den US-Patenten 3 952 851 und 3 9 66 beschriebenen Vorrichtungen verwendet werden.

Die Detektorvorrichtungen 34, 36 und 38 prüfen den Oszillator 32 auf die Impedanzänderung, die von einer Münze aus dem zu prüfenden Münzensatz hervorgerufen wird. Bei diesem Beispiel sind die Detektorvorrichtungen so eingestellt, daß sie die Gegenwart einer 25-Cent-Münze, die den Sensor 26 passiert, feststellen. Zusätzliche (nicht dargestellte) Detektorvorrichtungen werden zur Feststellung der Gegenwart von 5 und 10 Cent-Münzen eingesetzt.

Die Detektorvorrichtung 34 ist so eingerichtet, daß sie ein positives Ausgangssignal erzeugt, wenn eine 25-Cent-Münze derartig direkt benachbart zu einer Polschuhfläche 27 liegt, daß der Umfang der Münze diese Polschuhfläche völlig umschreibt.

In dieser Stellung ist die von der Münze auf das den Münzensensor 26 umgebende Feld hauptsächlich durch diejenige Wirkung bestimmt, die auf den unmittelbar zu dem Polschuh 27 benachbarten Teil des Feldes ausgeübt wird, und dieser Effekt ist unabhängig von dem Münzendurchmesser. Wenn eine Münze benachbart zu dem Polschuh 27 ist, so arbeitet der Oszillator 32 mit einer hohen Frequenz (von etwa 420 KHz für den Münzensatz bestehend aus einer 5, 10 und einer 25 Cent-Münze). Die von der Detektorvorrichtung 34 abgetastete Auswirkung auf das Feld ist primär eine Funktion der Parameter des Materials, das die Oberflächenschicht der 25 Cent-Münze bildet.

Die Detektorvorrichtung 36 ist so eingestellt, daß sie ein positives Ausgangssignal erzeugt, wenn eine 25 Cent-Münze sich zwischen den Polschuhflächen 27 und 29 an einem Punkt

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befindet, der etwa gleich weit von jedem Ende des Kernes 25 entfernt ist. Weil der Abstand zwischen den Polschuhflächen 27 und 29 in etwa gleich dem Durchmesser der 25 Cent-Münze, grenzt im wesentlich kein Teil der Oberflächen der Münzen aus dem bestimmenden Münzensatz an eine der Polschuhflächen an, wenn diese Münzen sich direkt zwischen den Polschuhflächen befinden. Die Gesamtwirkung einer Münze auf das elektromagnetische Feld ist dann, wenn sie sich direkt zwischen den Polschuhflächen befindet, primär eine Funktion davon, in welchem Ausmaß die Münzen das die Polschuhflächen umgebende Feld durchschneidet, und dieses Ausmaß an Überschneidung hängt im wesentlichen von dem Münzendurchmesser ab. Damit hängt die von der Detektorvorrichtung 36 gemessene Auswirkung auf das Feld im wesentlichen von dem Münzendurchmesser ab.

Die Detektorvorriehtung 38 ist so eingerichtet, daß sie ein positives Ausgangssignal erzeugt, wenn eine 25-Cent-Münze direkt benachbart zu der Polschuhfläche 29 ist. Wegen der symmetrischen Konstruktion des Sensors 26 würde bei konstanter Frequenz des Oszillators 32 die Wirkung auf das von der Detektorvorrichtung 38 abgetastete Feld gleich der von der Detektorvorrichtung 34 festgestellten Wirkung sein. Jedoch ist ein Münzenanwesenheitssensor 30, der eine photoelektrische Einrichtung sein kann, gegenüber der Platte 14 in Abwärtsrichtung von dem Sensor 26 und benachbart zu dem Polschuh 51 so angeordnet, daß das Auftauchen einer Münze auf der Münzbahn 18 hinter der Polschuhfläche 29 sofort festgegestellt wird* Das Signal des Sensors 3O geht zu einer Frequenz änderung se inr ich tung 40, die einen sofortigen Abfall der Leerlauffrequenz des Oszillators 32 herbeiführt (auf etwa 7 KHz für den Münzensatz aus einer 5, 10 und 25 Cent-Münze). Bei einer niedrigen Frequenz ist dann, wenn eine Münze die Polschuhfläche 29 umschreibt, der von der Detektorvorrichtung 38 gemessene Effekt auf das Feld primär eine Funktion der Eigenschaften des Materials, das die innere Schicht der Münze bildet, sowie der Münzendicke.

Der Münzensatz aus der 5, der 10 und der 25 Cent-Münze der U.S. besteht, wie die meisten echten Münzen der Welt, aus leitendem, nicht ferromagnetischem Material. Daher bewirkt

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die Wechselwirkung einer echten Münze mit dem den Münzensensor 26 umgebenden elektromagnetischen Feld, daß die effektive Induktanz der Spule 33 abfällt und der reelle Teil der Impedanz der Spule ansteigt. Entsprechende Änderungen treten in der Frequenz, der Phase und der Ampltidue des Stromes und der Spannung an der Spule 33 und an den anderen Elementen des Oszillators 32 auf. Wenn sich eine Münze der Polschuhfläche 27 des Münzensensors 26 nähert, wachsen diese Änderungen an, erreichen einen Spitzenwert, wenn die Münze direkt der Polschuhfläche 27 gegenüberliegt, fallen ab, wenn die Münze sich zwischen den Polschuhflächen befindet, und sie beginnen wieder anzusteigen in Richtung auf ein Maximum, wenn die Münze sich dem der Polschuhfläche 29 benachbarten Gebiet nähert. Als Alternative zu der Verwendung eines Münzengegenwartsensors 30 kann daher eine Impdedanzänderungsabtastvorrichtung 46 dazu verwendet werden, den Fußpunkt dieses Impedanzänderungszyklus festzustellen, der auftritt, wenn sich eine Münze zwischen den Polschuhflächen befindet, und um die Frequenzänderungsvorrichtung 40 zu aktivieren.

Als Alternative zur Verwendung einer Frequenzänderungsvorrichtung 40 kann an die Spule 33 parallel zu dem Oszillator 32 ein Oszillator 53 geschaltet sein, der eine Leerlaufresonanzfrequenz besitzt, die wesentlich tiefer liegt als die des Oszillators 32. Die Detektorvorrichtungen 34, 36 und 38 sind an beide Oszillatoren 32 und 53 angeschlossen. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt die Detektorvorrichtung 34 ein (nicht dargestelltes) Filter, um die niederfrequente Komponente bis in diese Detektorvorrichtung eintretenden Signals abzublocken. In entsprechender Weise enthält die Detektorvorrichtung 38 ein (nicht dargestelltes) Filter, um die hochfrequente Komponente des von dieser Detektorvorrichtung untersuchten Signals abzublocken.

Die Ausgangssignale der Detektorvorrichtungen 34, 36 und 38 werden an die Eingangsanschlüsse des UND-Gatters 42 angelegt. Wenn jede Detektorvorrichtung ein positives Ausgangssignal erzeugt, so gibt das UND-Gatter 42 ein positives Ausgangssignal ab, das die Gegenwart einer 25 Cent-Münze anzeigt. Dieses Ausgangssignal wird an das Stellglied 44 die Münzen-

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101 angebracht. Der Kern 111 ist auf der Rückenplatte 103 direkt gegenüber dem Kern 109, so daß die Polschuhflächen von jedem Kern aufeinander ausgerichtet sind und zwei einander gegenüberliegende Polschuhgruppen 115 und 117 bilden. Die einander gegenüberliegenden Polschuhflächen einer jeden Polschuhgruppe sind durch einen Abstand S voneinander getrennt. Die Spule 107 ist auf dem Polschuhverbindungsglied des Kernes 109 aufgewickelt, die Spule 108 ist auf dem Polschuhverbindungsglied des Kernes 111 aufgewickelt. Die Spulen 107 und 108 sind durch einen Leiter 110 gleichsinnig in Reihe geschaltet und bilden einen Teil der Oszillatorschaltung 113. Bei der gleichsinnigen Reihenschaltung ist die gesamte Induktanz der Spulen 107 und 108 maximal und die einander gegenüberliegenden Polschuhflächen einer jeden Polschuhgruppe haben jeweils zueinander entgegengesetzte Polarität.

Die von einer durch den Münzsensor 100 durchlaufenden Münze verursachte Wirkung auf das den Sensor 100 umgebende elektromagnetische Feld wird durch ein (nicht dargestelltes) Gerät gemessen, daß ähnlich zu dem in der Fig. 1 dargestellten Gerät ist. Es werden daher, wenn eine Münze durch den Münzsensor 100 durchläuft, drei Messungen ausgeführt, die ähnlich sind wie die von dem Münzprüfer 10 vorgenommenen Messungen. Die erste Messung wird gemacht, wenn die Münze sich zwischen und direkt benachbart zu den einander gegenüberliegenden Polschuhflächen der Polschuhgruppe 115 in einer solchen Stellung befindet, daß der Umfang der Münze beide Flächen dieser Polschuhgruppe vollständig umschreibt. Eine zweite Messung wird ausgeführt, wenn die Münze sich zwischen den Polschuhgruppen 115 und 117 an einem Punkt befindet, der in etwa gleich weit von jedem Ende des Sensors 1OO entfernt ist. Die dritte Messung wird ausgeführt, wenn die Münze sich zwischen und direkt benachbart zu den einander gegenüberliegenden Polschuhflächen der Polschuhgruppe 117 derart befindet, daß der Umfang der Münze vollständig beide Polschuhflächen dieser Polschuhgruppe umschreibt. Vor dieser dritten Messung kann eine Frequenzschiebung ausgeführt worden sein. Ebenso wie bei dem Münzprüfer 10 sind die erste und die dritte Messung im wesentlichen unabhängig von dem Münzendurchmesser,

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und die zweite Messung ist im wesentlichen abhängig von dem Münzendurchmesser. In Abhängigkeit von der Frequenz des Oszillators 113 sind die erste bzw. die dritte Messung hauptsächlich eine Funktion der Eigenschaften des Oberflächenmaterials bzw. der Materialeigenschaften des Inneren und der Münzendicke.

Die zweikernige, symmetrische Anordnung des Sensors 100 führt dazu, daß das zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen der Polschuhgruppen 115 und 117 konzentrierte elektromagnetische Feld entlang einer senkrecht zu diesen Flächen verlaufenden Achse im wesentlichen gleichförmig ist. Demzufolge ist die bei einem Durchgang einer Münze hervorgerufene Wirkung auf das den Sensor umgebende elektromagnetische Feld im wesentlichen unabhängig von der Position der Münze bezüglich dieser Achse.

Die Spulen 107 und 108 können ebenfalls gegensinnig in Reihe geschaltet sein. Die Empfindlichkeit des Sensors 100 ist bei einer solchen Anordnung bezüglich der Münzendicke und Unregelmäßigkeiten der Oberfläche besonders hoch.

Typische Werte für einen Münzensensor 100 zur Identifizierung der 5, der 10 und der 25 Cent-Münze der USA sind: L1 = L2 =1,3 cm; L3 = 2,4 cm; L4 = 5 cm; S = 0,5 cm. Die Spulen 107 und 108 bestehen aus 48 Windungen eines Drahtes Nr. 32. Der Ferritkern und die Spulenwindungen sind so gewählt, daß ein maximaler Wert Q (Güte) bei einer Frequenz von etwa 400 KHz erzeugt wird. Hierbei ist Q = WL/R, wobei W das 2irfache der Frequenz ist, L die Induktanz der Spulen und R der Widerstand der Spulen.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 5 dargestellt. Mit Ausnahme des Münzensensors 201 ist die mechanische Anordnung aus den Hauptkomponenten identisch zu der Ausführungsfora der Fig. 1. Der Kern 2O3 des Sensors 2O1 ist asymmetrisch mit Polschuhflächen 207 und 209 mit unterschiedlichem Flächeninhalt. Der Kern 203 ist an der Frontplatte 210 derart angeordnet, daß das Polschuhverbindungsglied 205 nicht parallel zu der Münzbahn 212 ist. Der Abstand L7 zwischen den Polschuhflächen ist ungefähr gleich dem Durchmesser der größten Münze aus dem zu überprüfenden Satz von

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Münzen, und die Polschuhfläche 209 wird von der kleinsten Münze aus diesem Satz von zu identifizierenden Münzen vollständig umschrieben, wenn sich diese Münze direkt in Nachbarschaft zu dieser Polschuhfläche befindet. Somit ist der Durchmesser der Polschuhfläche 209 kleiner als L7, dem Abstand zwischen den Polschuhflächen.

Die Spule 216 ist um das Verbindungsglied 205 gewickelt und ist ein Teil des Resonanzkreises des elektronischen Oszillators 218. Die Wirkung, die eine durch den Sensor laufende Münze 214 auf das den Münzensensor 201 umgebende elektromagnetische Feld ausübt, wird von einem nicht dargestellten Gerät gemessen, daß ähnlich zu dem in Fig. 1 dargestellten Gerät ist. Wegen der asymmetrischen Konstruktion und Anordnung des Kernes 203 werden jedoch keine Frequenzänderungsvorrichtungen verwendet, weil diejenige Feldwechselwirkung, die beim Passieren einer Münze an der Polschuhfläche 2O9 festgestellt wird, nicht identisch zu derjenigen ist, die man bei Passieren einer Münze entlang der Polschuhfläche 2O7 mißt.

Für einen Fachmann ist es selbstverständlich, daß anstelle der Elemente der beschriebenen logischen Schaltung für die verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung auch ein Mikroprozessor eingesetzt werden kann.

Leerseite

Claims

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STREHL SCHÜBEL-HOPF SCHULZ

WiDENMAYiSRSTKASSE 17, D 8000 MÜNCHEN 22

Mars Incorporated

DEA-25819 22. September 1982

Münsprüfgerät

Patentansprüche

fiv Vorrichtung zur Identifizierung von Münzen bezüglich ihrer Echtheit und ihres Wertes, gekennzeichnet durch eine Oszillatorschaltung (32, 113, 218) mit einem Induktor (10, 1Q0, 201), der so eingerichtet ist, daß eine Münze einem elektromagnetischen Feld ausgesetzt wird, wobei der Induktor einen länglichen Ferritkern (25,.109, 111, 203) und eine Spule (33, 107». 1Ο8, 216) umfaßt, der Kern erste und zweite Pole aufweist mit ersten (27, 2Ο7) und zweiten (29, 209) Polschuhflächen,, wobei die ersten und die zweiten Polschuhflächen voneinander um einen Abstand getrennt sind, der größer ist als die größte lineare Abmessung von wenigstens einer Polschuhfläche, wobei der erste und der zweite Polschuh miteinander durch ein Polschuhverbindungsglied (31, 2Ο5) verbunden sind, um welches die Spule gewickelt ist und wobei die Hauptachse

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des Polschuhverbindungsgliedes in einer Ebene liegt, die im wesentlichen parallel zu den Flächen des Kernes ist, durch eine Vorrichtung (14, 16, 18), die eine Relativbewegung der Münze durch das elektromagnetische Feld entlang eines vorgegebenen Münzenweges herbeiführt, der benachbart zu den Polschuhflächen liegt,

und durch eine Vorrichtung (34, 36) zum Messen der von der Münze (28, 119, 214) hervorgerufenen Wirkung auf das elektromagnetische Feld.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (27, 207) und die zweiten (29, 209) Polschuhflächen voneinander um einen Abstand getrennt sind, der größer ist als die größte lineare Abmessung von beiden Polschuhflächen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Pol eine Länge besitzen, die kleiner ist als der Abstand zwischen den Polschuhflächen.
4. Vorrichtung zur Prüfung von Münzen auf Echtheit und Nennwert, gekennzeichnet durch

eine Oszillatorschaltung (32, 113, 218) mit einem Induktor (10, 1OO, 201), der so eingerichtet ist, daß er eine Münze einem elektromagnetischen Feld aussetzt, wobei der Induktor einen Ferritkern (25, 109, 111, 203) und eine Spule (33, 107, 108, 216) aufweist, wobei der Kern einen ersten und einen zweiten Pol mit einer ersten (27, 207). und einer zweiten (29, 209) Polschuhfläche aufweist, wobei die erste und die zweite Pol-

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schuhfläche voneinander um einen Abstand getrennt liegen, der etwa gleich dem Durchmesser der größten zu prüfenden Münze ist, und wobei der erste und der zweite Pol durch ein Polschuhverbindungsglied (31, 2O5) verbunden sind, um das die Spule (33, 107, 109, 216) gewickelt ist, durch eine Vorrichtung (14, 16, 18), die für eine Relativbewegung der Münze durch das elektromagnetische Feld entlang eines vorgegebenen Münzenweges sorgt, der benachbart zu den Polschuhflächen ist,
und durch eine Vorrichtung (34, 36, 38) zum Messen der von der Münze (28, 119_r 214) ausgeübten Wirkung auf das elektromagnetische Feld.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Polschuhfläche (27, 2O7) den Umfang der Fläche der kleinsten zu prüfenden Münze vollkommen umschreibt, wenn diese Münze dieser Polschuhfläche direkt benachbart ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (27, 207) und die zweite (29, 209) Polschuhfläche vollständig von der ümfangsfläche der kleinsten zu prüfenden Münze umschrieben werden, wenn sich diese Münze in direkter Nachbarschaft zu der Polschuhfläche befindet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatorschaltung (32, 113, 218) einen zweiten Induktor aufweist, wobei der zweite Induktor einen Ferritkern (111) und eine Spule (108) umfaßt und der zweite Ferritkern

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(111) im wesentlichen identisch zu dem ersten Ferritkern (109) ist und gegenüber dem ersten Ferritkern (109) angrenzend an den Münzweg (105) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen benachbarten Polschuhflächen von jedem Kern etwa 0,5 cm beträgt.
⁹ · Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktoren gleichsinnig in Reihe geschaltet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktoren gegensinnig in Reihe geschaltet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Messung der Auswirkung auf das elektromagnetische Feld eine Einrichtung (34) umfaßt, die ein das Ausmaß der Wechselwirkung der Münze mit dem Feld anzeigendes Signal liefert, wenn die Münze der ersten Polschuhfläche (27, 207) benachbart ist,

ferner eine Vorrichtung (36) umfaßt, die dann, wenn die Münze sich zwischen den Polen befindet, ein Signal liefert, das das Ausmaß der Wechselwirkung der Münze mit dem Feld anzeigt, und eine Vorrichtung (42) umfaßt, die ein die Annehmbarkeit der Münze anzeigendes Signal nur dann erzeugt, wenn beide Anzeigen für die Wechselwirkungen sich innerhalb der vorgegebenen Toleranzen für eine annehmbare Münze befinden.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Messung der Wirkung auf das elektromagnetische Feld eine Vorrichtung (38) umfaßt, die ein das Ausmaß der Wechselwirkung der Münze mit dem Feld angebendes Signal erzeugt, wenn die Münze sich benachbart zu der zweiten Polschuhfläche befindet, wobei die Vorrichtung zur Lieferung des Annehmbarkeitssignals dieses Annehmbarkeitssignal nur dann erzeugt, wenn alle drei Wechselwirkungsanzeigen sich innerhalb den Toleranzen für eine annehmbare Münze befinden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Polschuhfläche des Ferritkerns kreisförmig sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkern (25, 109, 111, 203) bezüglich einer Mittellinie symmetrisch ist, die senkrecht durch den Mittelpunkt des Polschuhverbindungsgliedes (31, 205) verläuft.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der ersten und der zweiten Polschuhfläche ungefähr 1,3 cm und der Abstand der Polschuhe etwa 2,4 cm beträgt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebener Münzenweg durch eine Münzenstutzbabn (18) definiert wird und daß der Ferritkern (25, 109, 111, 203} benachbart und etwas über der Bahn (18) angeordnet

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ist, wobei das Polschuhverbindungsglied (31, 2O5) sich in Richtung der Bahn (18) erstreckt und die Polschuhflächen parallel zu den Flächen der vorbeilaufenden Münzen sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (8,12), die den Eintritt einer Münze auf die Münzbahn (18) richtet,

eine mechanische Schranke (20) zum Trennen der annehmbaren Münzen von nicht annehmbaren Münzen, eine Vorrichtung (44) zur Betätigung der Schranke (2O), die auf ein Annehmbarkeitssignal anspricht, und durch einen Akkumulator (57), der den Wert der angenommenen Münze aufzeichnet.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatorschaltung (32, 113, 218) mit zwei im wesentlichen unterschiedlichen Frequenzen arbeitet, und zwar mit einer ersten Frequenz, wenn die Münze (28, 119, 214) sich in Nachbarschaft der ersten Polschuhfläche (27, 207) befindet, und mit einer zweiten Frequenz, wenn sich die Münze in der Nachbarschaft der zweiten Polschuhfläche (29, 209) befindet.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Frequenz etwa 420 KHz und die zweite Frequenz etwa 7 KHz beträgt.

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ist, wobei das Polschuhverbindungsglied (31, 2O5) sich in Richtung der Bahn (18) erstreckt und die Polschuhflächen parallel zu den Flächen der vorbeilaufenden Münzen sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (8,12), die den Eintritt einer Münze auf die Münzbahn (18) richtet,

eine mechanische Schranke (20) zum Trennen der annehmbaren Münzen von nicht annehmbaren Münzen, eine Vorrichtung (44) zur Betätigung der Schranke (2O), die auf ein Annehmbarkeitssignal anspricht, und durch einen Akkumulator (57), der den Wert der angenommenen Münze aufzeichnet.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatorschaltung (32, 113, 218) mit zwei im wesentlichen unterschiedlichen Frequenzen arbeitet, und zwar mit einer ersten Frequenz, wenn die Münze (28, 119, 214) sich in Nachbarschaft der ersten Polschuhfläche (27, 207) befindet, und mit einer zweiten Frequenz, wenn sich die Münze in der Nachbarschaft der zweiten Polschuhfläche (29, 209) befindet.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Frequenz etwa 420 KHz und die zweite Frequenz etwa 7 KHz beträgt.