DE3542112C2

DE3542112C2 -

Info

Publication number: DE3542112C2
Application number: DE19853542112
Authority: DE
Inventors: Guenther Dipl.-Ing. 6457 Hochstadt De Hauenstein; Bernd Dipl.-Ing. 6450 Honau De Deneke; Niels Thorup Dipl.-Ing. 6369 Buedesheim De Andersen
Original assignee: Sodeco Saia AG
Current assignee: Sodeco Saia AG
Priority date: 1985-09-23
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1988-09-01
Also published as: CH668325A5; DE3542112A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Prüfung des Durchmessers von Münzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for testing the diameter of coins according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Vorrichtung ist bereits bekannt (WO 83/03 154). Bei dem vorbekannten Münzprüfer tastet ein bewegliches Abtastelement die Münzen ab, wodurch ein beweglicher Plattensatz eines Kondensators als Potisionsgeber in seiner Lage verändert wird. Die Kapazität des Kondensators ist dann ein Maß für die Münzendicke. Kondensatorkapazitäten sind jedoch sehr stark von äußeren Einflüssen beispielsweise der Temperatur oder Feuchte der Umgebung luftabhängig.Such a device is already known (WO 83/03 154). In the known coin validator, a movable scanning element is keyed the coins off, creating a movable set of plates a capacitor as a potentiometer changed its position becomes. The capacitance of the capacitor is then a measure of that Coin thickness. However, capacitor capacities are very strong external influences such as temperature or humidity the environment depending on the air.

Darüber hinaus ist eine Vorrichtung zum Prüfen von Münzen bekannt (DE-OS 20 53 704), bei der ein die Münzen abtastender Hebel auf einen Stufenschalter wirkt, der in Abhängigkeit vom Münzendurchmesser in unterschliedlichen Stufen schaltet. Dabei ist die höchste beim Münzendurchlauf erreichbare Schaltstelle das Maß für den Münzdurchmesser.In addition, a device for checking coins is known (DE-OS 20 53 704), in which a lever scanning the coins acts on a tap changer depending on the coin diameter switches in different stages. It is the highest switching point that can be reached during coin passage Measure of the coin diameter.

Schließlich ist auch ein Münzprüfer bekannt (US-PS 40 89 400), bei dem in unterschiedlichem Abstand zu einer Abrollkante mehrere Lichtschranken angeordnet sind, so daß der Durchmesser unterschiedlich großer, auf der gleichen Prüfbahn abrollenden Münzen ermittelbar ist. Die Lage der einzelnen Lichtschranken wird bestimmt durch die Größe der gültigen Kursmünzen jenes Landes, in dem der Münzprüfer verwendet werden soll. Es ist daher erforderlich, für jedes Land eine spezielle Ausführung des Münzprüfers zu bauen, die auf das betreffende Münzensortiment abgestimmt ist.Finally, a coin validator is also known (US Pat. No. 4,089,400), where several at different distances from a rolling edge Light barriers are arranged so that the diameter is different large coins rolling on the same test lane can be determined. The location of the individual light barriers will determined by the size of the valid course coins of that country, in which the coin validator is to be used. It is therefore necessary a special version of the coin validator for each country to build that match the range of coins in question is.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Münzprüfer der eingangs genannten Gattung trotz einfachem konstruktiven Aufbau noch störungsunanfälliger auszubilden.The invention has for its object the coin validator despite the simple construction train even less prone to malfunctions.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet und in Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sind weitere Ausbildungen und Verbesserungen derselben beansprucht bzw. beschrieben.The invention is characterized in claim 1 and in Subclaims and the description below are further Training and improvements claimed or described.

Im Unterschied zum Stand der Technik ist der Positionsgeber bei der Erfindung als inkrementaler Winkelschrittgeber ausgebildet. Darüber hinaus wird eine optische Leseeinheit verwendet, um das Meßraster einer vom Abtastelement bewegten Scheibe, je nach deren Auslenkungswinkel, in elektrische Impulse umzuformen, welche als Ausgangsimpulse dem Zähler zuzuführen sind. Die Einschaltung einer optischen Einrichtung innerhalb des Münzprüfers vermeidet die beispielsweise zu Betrugszwecken erfolgte Beeinflussung von außerhalb des Münzprüfers und macht diesen störungsunanfälliger.
In contrast to the prior art, the position sensor in the invention is designed as an incremental angle step sensor. In addition, an optical reading unit is used to convert the measuring grid of a disk moved by the scanning element, depending on its angle of deflection, into electrical pulses which are to be supplied to the counter as output pulses. The activation of an optical device inside the coin validator avoids the influence, for example for fraud purposes, from outside the coin validator and makes it less susceptible to interference.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is described below with reference to FIG Drawing explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur mechanischen Abtastung des Durchmessers, und Fig. 1 shows a device for mechanical scanning of the diameter, and

Fig. 2 ein Schema der Signalverarbeitung. Fig. 2 is a diagram of the signal processing.

Zu prüfende Münzen 1, in der Fig. 1 dargestellt durch eine kleinere Münze 1′ und eine größere Münze 1′′, rollen unter der Wirkung ihres Eigengewichts auf einer geneigten Abrollkante 2 in den Wirkungsbe reich eines mechanischen Abtastelements 3, umfassend einen um eine Welle 4 reibungsarm drehbar angebrachten Hebel 5 mit einem an dessen freien Ende angebrachten Mitnehmerzapfen 6. Die Münze 1 stößt, sobald sie in den Wirkungsbereich des Hebels 5 eintritt, mit ihrem Rand gegen den Mitnehmerzapfen 6 und bewegt dadurch den Hebel 5 aus dessen Ruhelage heraus. Um die Reibungskräfte klein zu halten, ist es vorteilhaft, auf dem Mitnehmerzapfen 6 ein Kugellager z.B. durch Aufpresse anzubringen, so daß ein Außenring des Kugellagers auf der Kante der Münze 1 abrollen kann. Die maximale Auslenkung des Hebels 5 ist vom Durchmesser der Münze 1 abhängig; in der Fig. 1 ist dies dargestellt durch die Position 5′ des Hebels 5 beim Durch lauf der kleineren Münze 1′ und durch die Position 5′′ des Hebels 5 beim Durchlauf der größeren Münze 1′′. Beim Weiterrollen der Münze 1 kehrt der Hebel 5 unter der Wirkung einer nicht dargestellten Rück stellfeder oder allein durch Schwerkraftwirkung in die Ruhelage zurück, wobei der Mitnehmerzapfen 6 bzw. der Außenring des Kugel lagers an der Kante der Münze 1 so lange anliegt, wie sich die Münze 1 im Wirkungsbereich des Hebels 5 befindet. Die Ruhelage des Hebels 5 ist dadurch charakterisiert, daß der Abstand des Mitnehmerzapfens 6 bzw. des Außenrings des Kugellagers von der Abrollkante 2 etwas größer sein muß als der halbe Durchmesser der größten vom Münz prüfer zu akzeptierenden Münze 1.Coins to be checked 1 , shown in Fig. 1 by a smaller coin 1 'and a larger coin 1 '', roll under the effect of their own weight on an inclined rolling edge 2 in the area of a mechanical scanning element 3 , comprising one around a shaft 4 low-friction rotatably mounted lever 5 with a driver pin 6 attached to its free end. As soon as it enters the effective range of the lever 5 , the coin 1 abuts with its edge against the driving pin 6 and thereby moves the lever 5 out of its rest position. In order to keep the frictional forces small, it is advantageous to mount a ball bearing on the driving pin 6, for example by pressing, so that an outer ring of the ball bearing can roll on the edge of the coin 1 . The maximum deflection of the lever 5 depends on the diameter of the coin 1 ; in FIG. 1, this is represented by the 5 'position of the lever 5 during the passage of the smaller coin 1' and by the position 5 '' of the lever 5 during the passage of the larger coin 1 ''. When rolling the coin 1 , the lever 5 returns under the action of a return spring, not shown, or solely by gravity to the rest position, the driver pin 6 or the outer ring of the ball bearing rests on the edge of the coin 1 as long as the Coin 1 is in the effective range of lever 5 . The rest position of the lever 5 is characterized in that the distance between the driving pin 6 or the outer ring of the ball bearing from the rolling edge 2 must be somewhat larger than half the diameter of the largest coin 1 to be accepted by the coin validator.

Die Bewegung des Hebels 5 wird übertragen auf eine Einrichtung 7 zur inkrementalen Positionsmessung (Fig. 2), die aus einem einen Meßraster aufweisenden Maßstab und einer Leseeinheit 8 besteht. Die Mittel zur Umsetzung der Abtastbewegung in eine Bewegung des den Meßraster aufweisenden Maßstab lassen sich dann ganz besonders einfach realisieren, wenn die Einrichtung 7 zur inkrementalen Posi tionsmessung eine inkrementale Winkelmesseinrichtung ist, bei der der Meßraster auf einer Scheibe 9 aufgebracht und diese Scheibe 9 auf der Welle 4 starr befestigt ist. Die Welle 4 ist reibungsarm drehbar gelagert und der Hebel 5 mit ihr starr verbunden. Die Aus lenkung des Hebels 5 verursacht in diesem Fall eine winkelgleiche Drehung der den Meßraster aufweisenden Scheibe 9.The movement of the lever 5 is transmitted to a device 7 for incremental position measurement ( FIG. 2), which consists of a scale having a measuring grid and a reading unit 8 . The means for converting the scanning movement into a movement of the scale having the measuring grid can be realized particularly easily if the device 7 for incremental position measurement is an incremental angle measuring device in which the measuring grid is applied to a disk 9 and this disk 9 on the Shaft 4 is rigidly attached. The shaft 4 is rotatably mounted with low friction and the lever 5 is rigidly connected to it. From the steering of the lever 5 causes in this case an angular rotation of the disk having the measuring grid. 9

Die Scheibe 9 kann mit Vorteil die Form eines Segmentes aufweisen, dessen Schwerpunktlage die Rückstellung des Hebels 5 in dessen Ruhe lage bewirkt. Dadurch kann auf eine Rückstellfeder verzichtet werden. The disc 9 can advantageously have the shape of a segment whose center of gravity causes the return of the lever 5 in its rest position. This means that a return spring can be dispensed with.

Die Bewegung des Meßrasters relativ zu einer feststehenden Lese einheit 8 bewirkt, daß die Leseeinheit 8 elektrische Impulse an einen Zähler 10 abgibt. Je größer die auf der Abrollkante 2 abrollen de Münze 1 ist, desto mehr wird der Hebel 5 ausgelenkt, desto mehr wird auch der Meßraster bewegt, und um so mehr elektrische Impulse empfängt der Zähler 10 von der Leseeinheit 8. Die Zahl der elektri schen Impulse ist also dem Durchmesser der Münze 1 im Arbeitsbereich der Vorrichtung annähernd proportional.The movement of the measurement grid causes relative to a fixed reading unit 8 that the reading unit emits electrical pulses to a counter 8 10th The larger the roll of coin 1 on the rolling edge 2 , the more the lever 5 is deflected, the more the measuring grid is moved, and the more electrical pulses the counter 10 receives from the reading unit 8 . The number of electrical pulses is therefore approximately proportional to the diameter of the coin 1 in the working area of the device.

Der Münzprüfer weist weiter einen Speicher 11 auf, in dem die von gültigen, vom Münzprüfer zu akzeptierenden Münzen 1 abgegebenen Impulszahlen und die diesen Impulszahlen zugeordneten Geldwerte gespeichert sind. Ein dem Zähler 10 und dem Speicher 11 nachgeschal teter Vergleicher 12 vergleicht den Zählerinhalt mit den gültigen Kursmünzen entsprechenden Impulszahlen im Speicher 11. Bei Gleich heit der Impulszahlen wird der zugeordnete Geldwert an eine Auswer teschaltung 13 übermittelt, bei fehlender Gleichheit wird die Münze 1 als ungültig erkannt und vom Münzprüfer zurückgewiesen.The coin validator furthermore has a memory 11 in which the pulse numbers emitted by valid coins 1 to be accepted by the coin validator and the monetary values assigned to these pulse numbers are stored. A comparator 12 downstream of the counter 10 and the memory 11 compares the counter content with the pulse numbers in the memory 11 corresponding to the valid course coins. If the pulse numbers are the same, the assigned monetary value is transmitted to an evaluation circuit 13 ; if there is no equality, the coin 1 is recognized as invalid and is rejected by the coin validator.

Die Auftrennung der Anordnung in eine mechanische Abtastung und eine davon getrennte Signalerzeugung hat den Vorteil, daß weder das Gewicht der Münze noch deren Legierung das Meßergebnis beein flussen kann.The separation of the arrangement into a mechanical scanning and separate signal generation has the advantage that neither the weight of the coin or its alloy influences the measurement result can flow.

Die den einem Münzsortiment eines beliebigen Landes zuzuordnenden Impulszahlen und die zugehörigen Geldwerte werden in den Speicher 10 eingegeben. Damit läßt sich jeder nach diesen Prinzipien gebaute Münzprüfer ohne weiteres jedem beliebigen Münzsortiment anpassen. Besonders vorteilhaft ist es, daß allein durch eine Änderung des Inhalts des Speichers 10 auch nachträglich eine Änderung vorgenommen werden kann, beispielsweise dann, wenn in einem Land eine neue Münz sorte eingeführt wird. Ein aufwendiger Umbau ist in einem solchen Fall somit nicht erforderlich.The pulse numbers to be assigned to a range of coins from any country and the associated monetary values are entered into the memory 10 . This means that any coin validator built according to these principles can be easily adapted to any coin range. It is particularly advantageous that a change can only be made subsequently by changing the content of the memory 10 , for example when a new coin type is introduced in a country. In such a case, a complex conversion is not necessary.

Wenn der Meßraster aus optisch lesbaren Markierungen und die Lese einheit 8 aus mindestens einer Lichtquelle und mindestens einem fotoelektrischen Empfänger besteht, dann läßt sich die Einrichtung besonders kostengünstig herstellen, weil die erforderlichen Elemente, wie lichtemittierende Diode und Fototransistor, preiswert am Markt erhältlich sind und weil die Herstellung eines geeigneten Meßra sters unproblematisch ist. Einzelheiten zum Aufbau und zur Wirkungs weise inkrementaler Positionsgeber sind bekannt, beispielsweise aus der Enzyklopädie Naturwissenschaft und Technik (Verlag Moderne Industrie, 1980), Seiten 2010 und 5136.If the measuring grid consists of optically readable markings and the reading unit 8 consists of at least one light source and at least one photoelectric receiver, then the device can be manufactured particularly inexpensively because the required elements, such as light-emitting diode and phototransistor, are inexpensively available on the market and because the production of a suitable measuring grid is unproblematic. Details of the structure and effect of incremental position sensors are known, for example from the encyclopedia natural science and technology (Verlag Moderne Industrie, 1980), pages 2010 and 5136.

Es ist üblich, den Meßraster aus gleich langen Teilstücken unter schiedlicher physikalischer Eigenschaften aufzubauen, bei optischen Systemen aus einer Folge von abwechslungsweise hellen und dunklen oder durchsichtigen und undurchsichtigen Flächen. Es ist aber auch möglich, die Länge der Teilstücke zu variieren, um auf diese Weise unterschiedliche Auflösungen in verschiedenen Bereichen zu erhalten. Das kann vorteilhaft sein, wenn bestimmte Abstufungen des Durchmes sers eines Sortiments von Münzen vorliegen.It is common to take the measuring grid from sections of the same length to build different physical properties, optical Systems from a sequence of alternating light and dark or transparent and opaque surfaces. It is also possible to vary the length of the sections in this way to get different resolutions in different areas. This can be advantageous if certain gradations of the diameter of a range of coins.

Vorteilhaft ist es, den Meßraster oder die Anordnung der Leseein heit 7 so auszuführen, daß der an die Leseeinheit 7 angeschlossene Zähler 9 die Richtung der Bewegung des Meßrasters erkennen kann. Das erreicht man beispielsweise durch die Anbringung eines zweireihi gen Rasters, bei dem die eine Reihe gegenüber der anderen Reihe um ein Viertel der Rasterteilung versetzt ist, ebenso dadurch, daß bei einem einreihigen Raster die Leseeinheit 7 zwei fotoelektrische Empfänger enthält, die gegeneinander um ein Viertel der Rastertei lung versetzt sind.It is advantageous to design the measuring grid or the arrangement of the reading unit 7 such that the counter 9 connected to the reading unit 7 can recognize the direction of movement of the measuring grid. This is achieved, for example, by attaching a two-row grid, in which one row is offset from the other row by a quarter of the grid pitch, and also by the fact that in a single-row grid, the reading unit 7 contains two photoelectric receivers, which are mutually offset by a quarter the grid division are offset.

Wenn eine Münze 1 auf der Abrollkante 2 rollt und erstmals an den Mitnehmerzapfen 6 des Hebels 5 anstößt, so wird infolge der Stoß wirkung, insbesondere deshalb, weil die Welle 4 reibungsarm gelagert ist, die Bewegung des Hebels 5 und damit auch die Bewegung der Schei be 9 nicht gleichförmig sein. Um die Entstehung von Fehlimpulsen durch eine solche Stoßwirkung zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn auf jenem Bereich der Scheibe 9, der sich bei der durch die Münze 1 verursachten Bewegung der Scheibe 9 aus der Ruhelage heraus bis zu einer Position, die einem etwas kleineren Durchmesser als dem der kleinsten noch zu akzeptierenden Münze 1 entspricht, im Erfassungsfeld der Leseeinheit 8 befindet, kein Meßraster vorhan den ist. Zu Beginn der Drehbewegung der Scheibe 9 werden somit keine Impulse erzeugt und eine Fehlzählung ist ausgeschlossen. Die klein ste zu akzeptierende Münze 1 erzeugt hingegen eine minimale Anzahl von Impulsen.If a coin 1 rolls on the rolling edge 2 and first abuts the driver pin 6 of the lever 5 , it will be due to the impact, in particular because the shaft 4 is low-friction, the movement of the lever 5 and thus the movement of the shit be 9 not be uniform. In order to prevent the occurrence of erroneous impulses due to such a shock effect, it is advantageous if on that area of the disk 9 which is caused by the movement of the disk 9 caused by the coin 1 from the rest position to a position which is somewhat smaller Diameter corresponds to that of the smallest coin 1 still to be accepted, located in the detection field of the reading unit 8, there is no measuring grid. At the beginning of the rotary movement of the disk 9 , no pulses are generated and an incorrect count is excluded. The smallest coin 1 to be accepted, however, generates a minimum number of pulses.

Mit Vorteil wird ein Oszillator vorgesehen, der die Lichtquelle der Leseeinheit 8 mit Impulsen ansteuert. Wenn der Oszillator mit einem ON/OFF-Verhältnis von 1 : 10 arbeitet, kann damit der Strombe darf für eine die Lichtquelle darstellende lichtemittierende Diode auf 10% gegenüber dem Dauerbetrieb der Lichtquelle gesenkt werden. Diese Maßnahme senkt den Strombedarf so, daß beispielsweise bei Einsatz des Münzprüfers in einem Münzfernsprecher der Strombedarf des Münzprüfers aus der vorhandenen Stromversorgung des Fernsprech netzes gedeckt werden kann. Bei Ansteuerung der Lichtquelle mit Impul sen ist es erforderlich, aus den vom fotoelektrischen Empfänger erzeugten, den Impulsen des Oszillators synchronen Impulsen durch ein im Zähler 10 enthaltenes oder zwischen Leseeinheit 8 und Zähler 10 einzubauendes Integrationsglied in bekannter Weise eine Signal folge zu reproduzieren, die ein exaktes Abbild des Durchlaufs des Meßrasters durch die Leseeinheit 8 darstellt. Die Frequenz, mit der der Oszillator die Lichtquelle ansteuert, sollte nicht wesent lich kleiner sein als das Zehnfache der Frequenz der Signalfolge, die aufgrund des Durchlaufs des Meßrasters durch die Leseeinheit 8 entsteht.An oscillator is advantageously provided which controls the light source of the reading unit 8 with pulses. If the oscillator operates with an ON / OFF ratio of 1:10, the current requirement for a light-emitting diode representing the light source can thus be reduced to 10% compared to the continuous operation of the light source. This measure lowers the current requirement so that, for example, when using the coin validator in a payphone, the current requirement of the coin validator can be covered from the existing power supply to the telephone network. When driving the light source with pulses it is necessary to reproduce a signal sequence from the generated by the photoelectric receiver, the pulses of the oscillator synchronous pulses by a contained in the counter 10 or to be installed between the reading unit 8 and counter 10 integrator in a known manner represents an exact image of the passage of the measuring grid through the reading unit 8 . The frequency with which the oscillator controls the light source should not be significantly lower than ten times the frequency of the signal sequence that arises due to the passage of the measuring grid through the reading unit 8 .

Claims

1. Device for checking the diameter of coins with a position sensor, which is connected to a mechanical scanning element which can be deflected from a rest position by coins passing through a single test track, the deflection of which controls the position sensor, the output signals of which control a counter, the output of which is connected to the output of a memory to a comparator, characterized in that the position transmitter is designed as an incremental angular step encoder, that the mechanical scanning element ( 3 ) moves a disk ( 9 ) which bears a measuring grid with an optically readable marking, and that the Position sensor comprises an optical reading unit ( 8 ) with at least one light source and at least one photoelectric receiver, which emits electrical pulses as output signals.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the mechanical scanning element ( 3 ) is a pivotally mounted about a shaft ( 4 ) lever ( 5 ) with a free end of the lever ( 5 ) BEFE Stigen driving pin ( 6 ), and that on the shaft ( 4 ) the disk ( 9 ) carrying the measuring grid is rigidly attached.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that a ball bearing is mounted on the driver pin ( 6 ) so that an outer ring of the ball bearing on the edge of the coin ( 1 ) can be unrolled.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that on that area of the disc ( 9 ) which is caused by the movement of the disc ( 9 ) caused by a coin ( 1 ) from the rest position to a position which a somewhat smaller diameter than that of the smallest coin ( 1 ) still to be accepted, located in the detection field of the reading unit ( 8 ), the measuring grid is left out.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an oscillator controls the light source le of the reading unit ( 8 ) with pulses, and that an integrator in the counter ( 10 ) from the synchronous to the pulses of the oscillator electrical pulses of the photoelectric receiver's rule the reading unit ( 8 ) generates a signal sequence corresponding to the passage of the measuring grid through the reading unit ( 8 ).