DE3526378A1 - Vorrichtung mit einem sensor zur erkennung von muenzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Die Prüfung von Münzen ist z. B. in Verkaufs- und Dienstleistungsautomaten notwendig zur Erkennung des Münzwertes, da nur bei vorgeschriebenen Münzen der Gegenwert erbracht werden soll.

Die bekannten Verfahren zur Erkennung von Mün­ zen analysieren insbesondere die Kriterien Gewicht, Durchmesser, Dicke sowie die elektromagnetischen Ei­ genschaften der Münzlegierung. Weltweit existieren ei­ ne sehr große Vielzahl von Münzen mit sehr ähnlichen mechanischen und physikalischen Charakteristiken und sind im Zeitalter des Massentourismus auch recht leicht verfügbar. Darüber hinaus ist die Fälschung obiger Kri­ terien von Münzen einfach und billig.

Dies führt dazu, daß Münzprüfer zur sicheren Erken­ nung von Münzen zumeist mehrere Kriterien und die einzelnen Toleranzgrenzen sehr eng gewählt werden müssen. Die notwendige Vorrichtung ist daher recht umfangreich und durch die hohe Präzision teuer und anfällig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die die Prägung einer Münze als Grundlage für eine im Aufbau einfache und daher kostengünstige Er­ kennung verwendet und dabei eine sichere Unterschei­ dung von zugelassenen und nicht-zugelassenen Münzen sowie die Feststellung des Münzwertes gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Hauptanspruchs ge­ löst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Aufgabenlösung ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.

Die Prägung einer Münze ist das eigentliche Kriteri­ um für die Echtheit und deren Wert. Hierin sind die Ähnlichkeiten zwischen verschiedenen Münzsorten au­ ßerordentlich gering. Auch verursacht die fälschungs­ weise Nachahmung der Prägung einen hohen Aufwand und kann dadurch den Reiz entscheidend vermindern.

Erfindungsgemäß wird die Prägung durch einen Sen­ sor (19) analysiert. Das charakterisierende Teil des Sen­ sors (19) ist ein polymeres, elastisches Material (20), das piezoelektrische Eigenschaften besitzt. Ein Beispiel für ein derartiges Material (20) ist Polyvinylidenfluorid, ab­ gekürzt PVDF. Wirkt auf dieses Material eine mechani­ sche Kraft, so entsteht an den Grenzflächen eine elektri­ sche Spannung, die mit elektrisch leitenden Schichten (21) abgegriffen und als Meßsignal über elektrische Lei­ ter (16) einer Auswerteelektronik (22) zugeführt werden kann. Zur Abschirmung ist der Sensor mit einer nicht­ leitenden Isolation (18) umgeben.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Prä­ geseite (16) einer Münze (17) gegen die sensorische Flä­ che (23) des Sensors (19) gedrückt. Die bei der Münzprä­ gung entstandene dreidimensionale Oberflächenstruk­ tur kommt mit seinen Hochstellen früher in Kontakt wie die Tiefstellen und dringt auch, bei einer entsprechend großen Kraft auf die Münze, tiefer ein. Durch den piezo­ elektrischen Effekt wird das so entstandene Abdruck­ muster in ein Meßsignal verwandelt, wobei die Hoch­ stellen der Prägung einen stärkeren und/oder längeren Stromimpuls erzeugen wie die Tiefstellen.

Der Stromimpuls wird in der Auswerteelektronik nach den Kriterien Stärke und/oder zeitlicher Verlauf beurteilt. Hierbei ähneln sich gleiche Münzen, während sich unterschiedliche Münzsorten bzw. -werte unter­ scheiden.

Es sind verschiedene Ausführungen der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung möglich. Im folgenden werden eini­ ge beispielhaft aufgezeigt.

Fig. 2 zeigt den Sensor (19) in einem stationären La­ gerung (24). Die Münze (17) wird mit einer Prägeseite (16) auf die sensorische Fläche (23) geführt und erzeugt durch ihr Eigengewicht und/oder durch eine zusätzliche Kraft, die durch einen Druckstempel (25) auf die Münze ausgeübt wird, das charakterisierende Abdruckmuster.

In Fig. 3 ist der Sensor (19) an der zur Münze zeigen­ den Seite eines Druckstempels (26) angeordnet.

Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung ist die Prüfung beider Prägeseiten (16). Fig. 4 zeigt, wie mit zwei Senso­ ren (19) gleichzeitig von beiden Prägeseiten (16) Ab­ druckmuster genommen werden können. Hierbei wer­ den zwei Meßsignale erzeugt, die in ihrer Kombination die Wahrscheinlichkeit von Ähnlichkeiten zu verschie­ denen Münzsorten und -werten stark herabsetzt.

Neben den hier gezeigten ebenen Formen der senso­ rischen Fläche sind auch andere möglich. Fig. 5 zeigt zwei Sensoren (19), die die Form einer Mantelfläche eines geraden Zylinders haben. Sie sind auf zylindri­ schen, drehbaren Haltern (27) angeordnet. Die zu prü­ fende Münzprägung (16) wird an den sensorischen Flä­ chen (23) so abgerollt, daß mit fortlaufender Drehung des Halters zeilenweise ein Abdruckmuster entsteht.

Fig. 6 zeigt zwei Sensoren, die wie ihre Halter (28) die Form von Segmenten von Zylinder-Mantelflächen be­ sitzen. Hier werden die Prägeseiten (16) ebenfalls tan­ gential abgerollt. Nach dem Prüfen werden die Halter (28) durch Federn (29) in die Ausgangsstellung zurück­ geführt.

Die sensorische Fläche des Sensors kann in einzelne sensorische Bereiche ( 30) entsprechend eines Rasters unterteilt sein. Fig. 7 zeigt die Draufsicht auf die sensori­ sche Fläche mit den durch eine geeignete Isolation (31) abgegrenzten sensorischen Bereichen (30). Das entspre­ chend erzeugbares, gerastetes Abdruckmuster kann durch geometrische Zuordnung neben den oben er­ wähnten Auswertekriterien auch mit Systemen der Mu­ stererkennung analysiert werden.

Mit dem oder einem der Sensoren kann außer der Prägung auch das Gewicht der Münze festgestellt wer­ den. Hierzu wird die Münze nur durch ihr Eigengewicht belastet auf die sensorische Fläche geführt. Die Stärke des entstehenden Stromimpuls kann in der Auswerte­ elektronik als Maß für das Münzgewicht analysiert wer­ den.

Als weiteres zusätzliches Kriterium zur Münzerken­ nung kann die von der Ausgangsstellung zur Prüfstel­ lung zurückgelegte Wegstrecke des oder der Sensoren bzw. des Druckstempels als Maß für die Dicke der Mün­ ze verwendet werden.

Claims (9)

1. Vorrichtung mit einem Sensor (19) zur Erken­ nung von Münzen (17), insbesondere zur Trennung von zugelassenen und nichtzugelassenen Münzen sowie zur Feststellung des Münzwertes, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (19) ein aus einem polymeren, elastischen Material mit piezoelektri­ schen Eigenschaften (20), wie z. B. Polyvinyliden­ fluorid (PVDF) bestehender Wandler ist, gegen dessen sensorische Fläche (23) die Münzen (17) der­ art andrückbar sind, daß in ihr von der Münzprä­ gung (16) ein Abdruckmuster entsteht, das durch den piezoelektrischen Effekt in ein den Münzwert charakterisierendes elektrisches Signal wandelbar ist, wobei durch die Hochstellen der Prägung ein stärkerer und/oder längerer Stromimpuls entsteht als durch die Tiefstellen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abdruck der Münze (17) auf die sensorische Fläche (23) des Sensors (19) durch das Eigengewicht der Münze (17) und/oder durch eine auf die Münze (17) und/oder Sensor (19) wirkende, genau definierte Kraft erzeugbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Prägeseiten (16) einer Münze (17) gleichzeitig von zwei sich gegenüber­ liegenden Sensoren (19), zwischen die die Münze (17) einführbar ist, abfühlbar sind.

4. Vorrichtung nach einer der Ansprüchen 1-3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sensor (19) die Um­ fangsfläche eines drehbar gelagerten Halters (27, 28), in Form einer Mantelfläche eines geraden Zy­ linders oder eines Segments hiervon bildet und die zu prüfende Münze (17) tangential derart an der sensorischen Fläche (23) des Sensors (19) abrollbar ist, daß mit fortlaufender Drehung des Halters (27, 28) zeilenweise ein Abdruckmuster der Prägung entsteht und die daraus erhaltenen piezoelektrische Stromsignale auswertbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zylindrisch drehbare Teile, von denen wenigstens eines einen Sensor bildet, in der Ausgangsstellung zwischen sich höchstens einen Spalt lassen, der der Mindest­ dicke einer zu prüfenden Münze entspricht, wobei mit Einführung der Münze die Drehachsen der Tei­ le gegen eine Rückstellkraft entsprechend der Dik­ ke der Münze auseinandergespreitzbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, da­ durch gekennzeichnet, daß die sensorische Fläche (23) eines Sensors (19) in mehrere sensorische Be­ reiche (30) so unterteilt ist, daß ein gerastertes Ab­ druckmuster der Prägung entsteht und die entspre­ chend dem Raster erzeugten Stromimpulse durch geometrische Zuordnung auswertbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit dem oder einem der Sensoren (19) außer der Prägung auch das Gewicht der Münze abfühlbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Aus­ gangsstellung zur Prüfstellung zurückgelegte Weg­ strecke der die beiden Prägeseiten (16) der Münze (17) prüfenden Sensoren (19) als Kriterium für die Dicke der Münze auswertbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, ge­ kennzeichnet durch eine nachgeschaltete Aus­ werteelektronik (22), durch welche verschiedene Münzwerte klassifizierbar sind.