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Vorrichtung zur Prüfung des Durchmessers
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von Münzen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Prüfung
des Durchmessers von Münzen, die entlang einer Münzlaufbahn laufen, mit einer Lichtquelle
auf einer Seite der Münzlaufbahn, deren Licht quer zur Laufrichtung der Münze verläuft,
und einem auf der gegenüberliegenden Seite der Münzlaufbahn angeordneten lichtelektrischen
Empfänger, dessen Ausgangssignal auf eine Auswerteschaltung gegeben wird, in der
das Ausgangssignal mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird.
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Eine derartige. Vorrichtung ist bekannt (DE-OS 28 21 245).
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In der den Münzkanal bildenden Wand sind Lichtquelle und lichtelektrischer
Empfänger in Form von Halbleiterbauteilen
angeordnet, die quer zur
Laufrichtung einen im Durchmesser kleinen Lichtpfad bilden. Hat die Münze den richtigen
Durchmesser, wird der lichtelektrische Empfänger nicht abgeschirmt.
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Ist der Durchmesser der Münze zu groß, kommt es zu einer Abschirmung
und somit zu einer Abweisung der Münze. Mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung ist
es nicht möglich, Münzen mit zu kleinem Durchmesser abzuweisen. Sie ist ferner nicht
in der Lage, echte Münzen unterschiedlichen Durchmessers zu prüfen.
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Es ist ferner eine Vorrichtung bekannt, die mit zwei Lichtquellen
und zwei lichtelektrischen Empfängern arbeitet, wobei jeweils ein Lichtquelle-Empfänger-Paar
eine im Durchmesser kleine optische Strecke bildet. Eine Münze mit richtigem Durchmesser
dunkelt einen lichtelektrischen Empfänger vollständig ab und läßt den anderen lichtelektrischen
Empfänger unabgeschattet. Mit Hilfe einer entsprechenden Auswerteschaltung lassen
sich auf diese Weise sowohl Münzen mit größerem als auch kleinerem Durchmesser feststellen
und mithin von Münzen mit richtigem Durchmesser unterscheiden.
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Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch ebenfalls nicht in der Lage,
echte Münzen mit unterschiedlichem Durchmesser zu erkennen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur
Prüfung des Durchmessers von Münzen zu schaffen,
mit der unterschiedlich
große Münzen auf ihren Durchmesser hin geprüft werden können.
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Diese Aufgabe wird bei der erfindugsgemäßen Vorrichtung der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß der lichtelektrische Empfänger ein Siliziuin-Halbleiterplättchen
ist, das annähernd parallel zur Münzlaufbahn so angeordnet ist, daß es von der vorbeilaufenden
Münze nur teilweise abgeschattet wird.
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Der Stromfluß im lichtempfindlichen Siliziumpl.ättchen ändert sich
mehr oder weniger proportional zur abgedunkelten Fläche. Das Ausgangssignal des
Halbleiterplättchens, das von der vorbeilaufenden Münze vorübergehend teilweise
abgeschattet wird, ist mithin abhängig von der abgeschatteten Fläche und damit abhängig
von der Größe der Münze. Die dem Münzkanal zugewandte lichtempfindliche Fläche des
Siliziumplättchens ist so angeordnet, daß alle zu prüfenden Münzen unterschiedlichen
Durchmessers zu einer mehr oder weniger großen Abdunkelung führen. Um eine ausreichende
Meßgenauigkeit zu erzielen, darf auch die im Durchmesser größere Münze nicht zu
einer völligen Abschattung führen.
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Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen, die ein digitales Ausgangssignal
erzeugen (richtiger oder falscher Durchmesser), wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ein analoges Signal erzeugt. Auf diese Weise ist es möglich,
für
jeden Durchmesser (innerhalb eines begrenzten Bereiches) ein Signal zu erzeugen,
das dann ggf. mit einem oder mehreren Sollsignalen verglichen werden kann. Die bei
der Erfindung erzielbare Genauigkeit geht bis zu 0,05 mm Durchmesser-Differenz.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine IR-Lichtquelle
verwendet wird, z.B. eine Galliiiraarsenid-Diode. Die Verwendung von Licht im IR-Spektralbereich
hat den Vorteil, daß der Anteil des Störlichts erheblich verringert werden kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
das Licht der Lichtquelle im Bereich der Münze bzw. des Halbleiterplättchens annähernd
parallel ist.
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Die Verwendung von parallelem Licht hat den Vorteil, daß die Dicke
der Münze keinen Einfluß auf das Meßergebnis hat. Bei nicht parallelem Licht ist
die Größe der abgedunketen Fläche abhängig von der Münzendicke.
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Um Fehlspiegelungen beim Münzdurchlauf zu vermeiden, sieht eine weitere
Ausgestaltung der Erfindung vor, daß ein Polarisationsfilter vor dem Halbleiterplättchen
angeordnet ist.
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Wie bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße. Vorrichtung
dazu
verwendet werden, Münzen unterschiedlichen Durchmessers zu diskriminieren. Daher
ist die Anwendung der Erfindung besonders für Münzprüfer geeignet, welche verschiedene
Münzen annehmen können, wobei alle Münzen entlang einer einzigen Münzprüf strecke
nach verschiedenen Kriterien geprüft werden. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere
Ausgestaltung der Erfindung vor, daß das Ausgangssignal des Halbleiterplättchens
in mehreren Vergleichsstufen mit unterschiedlichen, jeweils einem Münzdurchmesser
entsprechenden Sollsignalen verglichen wird. Durch Verschmutzung im Bereich der
optischen Strecke kann die Empfindlichkeit des Halbleiterplättchens sich verändern.
Daher sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß das Ausgangssignal des Halbleiterplättchens
im Ruhezustand mit einem Ruhesollsignal verglichen wird und eine Anzeigevorrichtung
vorgesehen ist, die anzeigt, wenn das Ausgangssignal das Ruhe-Sollsignal um einen
vorgegebenen Wert unterschreitet.
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Wird von der Anzeigevorrichtung ein Anzeigesignal erzeugt, ist dies
ein Zeichen für den Anwender, die optische Strecke zu reinigen. Uber den Vergleich
des Ausgangssignals mit einem Ruhesollsignal kann auch eine Regelung der Prüfvorrichtung
vorgenommen werden, beispielsweise in der Form, daß die Helligkeit der Lichtquelle
proportional mit zunehmender Verschmutzung erhöht wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist jedoch nicht nur für Münzprüfer,
sondern z.B. auch für Münzsortiervorrichtungen, in vorteilhafter Weise geeignet.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch die Seitenansicht eines Teils einer Münzprüfvorrichtung.
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Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Münzprüfvorrichtung nach Fig.
1 im Bereich der Durchmesserprüfvorrichtung.
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Fig. 3 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2, jedoch in etwas
abgewandelter Ausführung.
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Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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An einer Platte 10 eines nicht gezeigten Münzprüfers ist eine Münzlaufbahn
11 mit abfallender Lauffläche 12 angeschraubt. Die Platte 10 besitzt ein Fenster
13, hinter dem ein lichtempfindliches Siliziumplättchen 14 angeordnet ist, das von
einer vorbeirollenden Münze 15 teilweise überdeckt ist. Aus Fig. 2 ist zu erkennen,
daß das Halbleiterplättchen 14 Teil einer optischen Strecke ist, die ferner eine
Lichtquelle
16 sowie eine Linse 17 aufweist. Eine Platte 18 bildet mit der Platte 20 einen Münzkanal.
Die Platte 18 besitzt eine Öffnung 19, vor der die Linse 17 angeordnet ist.
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Mithin durchquert paralleles Licht der Lichtquelle 16 den Münzkanal
20 in Richtung des Halbleiterplättchens 14.
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Je nach Größe des Durchmessers der Münze 15 wird beim Durchlauf eine
mehr oder weniger große Fläche des Halbleiterplättchens 14 abgedunkelt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist vor dem Halbleiterplättchen
14 ein Polarisationsfilter 21 angeordnet, das Fehlspiegelungen und damit Fehlmessungen
verhindern soll.
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In Fig. 4 ist eine Lichtquelle mit 30 bezeichnet, die z.B. IR-Licht
in einer Meßstrecke 31 erzeugt, die von einer Münze 32 durchquert wird. Der lichtempfindliche
Meßwertaufnehmer , ein lichtempfindliches Siliziumplättchen, ist mit 33 bezeichnet.
Das Ausgangssignal des Siliziumplättchens 33 geht auf eine Uberwachungsschaltung
34. Mit Hilfe eines Potentiometers 35 kann das von der Uberwachungsschaltung 34
auf einen Verstärker 36 gegebene Signal verändert werden. Das Ausgangssignal des
Verstärkers wird in zwei Komparatoren 37,38 mit einem Sollwert verglichen, der durch
die Potentiometer 39 bzw. 40 eingestellt werden kann. Die Sollwerte in den Komparatoren
37, 38 entsprechen verschiedenen Solldurchmessern von zu prüfenden Münzen.
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Innerhalb eines minimalen Schwankungsbereiches entspricht das
Ausgangssignal
des Siliziumplättchens 33 dem Durchmesser der jeweils gemessenen Münze. Auf diese
Weise ist es mit der gezeigten Schaltungsanordnung nach Fig. 4 möglich, zwei verschiedene
Münzen mit unterschiedlichem Durchmesser gegenüber allen anderen Münzen bzw. Zertifikaten
mit abweichendern Durchmesser zu diskriminieren.
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Mit 4-1 ist ein mit der Überwachungsschaltung 34 verbundenes LED bezeichnet,
das aufleuchtet, wenn das Ausgangssignal des lichtelektrischen Empfängers 33 unter
einen vorgegebenen Wert fällt. Die Anzeige bedeutet, daß die optische Strecke verschmutzt
ist und gereinigt werden muß.