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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Auffülldetektiervorrichtung für Münzbehälter oder Wertmarkenbehälter.
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Es sind zahlreiche Maschinen bekannt, die von Münzen oder
Wertmarken in Gang gesetzt werden und die einen Behälter
zum Auffangen der Münzen oder der Wertmarken besitzen.
Hierzu kann man die Münztelefonautomaten, münzbetriebene
Warenautomaten oder münzbetriebene Parkuhren nennen.
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In diese Maschinen werden die Münzen über einen oder mehrere
Schlitze eingeworfen und passieren eine mehr oder weniger
gut konstruierte Münzauswahlvorrichtung, mit der erfaßt
wird, ob es sich um echte Münzen handelt, und die deren
Wert erfaßt. Die nicht angenommenen Münzen werden dem
Benutzer zurückgegeben, während die angenommenen Münzen
über einen Vorbehälter in einen Münzbehälter geleitet
werden. In einigen Fällen kann der Vorbehälter mit einer
sog. Vorkassiereinrichtung ausgestattet sein, die die
angenommenen Münzen kurzzeitig solange zurückhält, bis
der Anwender einen Kassierbefehl gibt, wodurch die Münzen
in den Münzbehälter gelangen. Solange der Anwender den
Kassierbefehl nicht gegeben hat, kann er die von ihm
eingeworfenen Münzen zurückerhalten.
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Der Überwacher der Maschine muß die im Behälter enthaltenen
Münzen periodisch einsammeln. In einigen Fällen ist der
Behälter in der Maschine fixiert und das Einsammeln wird
durch Öffnen einer mit dem Behälter verbundenen Luke oder
eines Türchens durchgeführt. In anderen Fällen ist der
Behälter, der in Form einer Geldkassette vorliegt,
entnehmbar. Das Einsammeln wird dann durch Entnehmen des
mit Münzen gefüllten Behälters durchgeführt, wobei dieser
durch einen leeren Behälter ersetzt wird. Das europäische
Patent 44 754 der Firma FLONIC beschreibt eine mit der
ersten Art Münzbehälter ausgerüstete Parkuhr.
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Eines der Probleme bei der Handhabung solcher Maschinen
ist festzustellen, wann eingesammelt werden muß.
Tatsächlich resultieren für die Einsammlung zu hohe Kosten, wenn
die Einsammlung in Hinsicht auf das tatsächliche
Fassungsvermögen des Behälters zu oft durchgeführt wird. Andererseits
besteht, wenn die Einsammlung zu selten durchgeführt wird,
das Risiko der Überfüllung. Diese Überfüllung ist immer
von Nachteil, sei es, weil sie zum Verlust von Münzen
führt, oder weil sie das Funktionieren des Münzkreislaufs
der Maschine insgesamt stört. Im Fall eines entnehmbaren
Behälters kann eine Überfüllung mit Münzen eine Verklemmung
des Behälters hervorrufen und seine Entnehmbarkeit
erschweren. Im Fall eines befestigten Behälters kann die
Überfüllung mit Münzen eine Stockung des Vorbehälters
der Münzzufuhr mit sich bringen und die Funktion der dem
Vorbehälter nachgeschalteten Systeme stören. Daher ist
es immer wünschenswert, in der Maschine eine Vorrichtung
zur Erkennung des Füllgrades des Behälters vorzusehen.
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Ein mögliches Erkennungssystem nutzt, wenn der Münzzähler
elektronisch ist, die Tatsache aus, daß dieser eine Zählung
der Münzen durchführt. Diese Lösung ist jedoch wenig
befriedigend, weil die Münzen unterschiedliche Abmessungen
besitzen und die Art der Aufhäufung der Münzen im Behälter
zufällig ist. Um die Erfassung des Füllgrades durch
Münzzählung durchzuführen, ist so das Vorsehen eines
beträchtlichen Sicherheitsbereichs in bezug auf den
optimalen Füllungsgrad nötig.
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US-A-3 091 663 beschreibt eine Vorrichtung zur Kontrolle
der Münzhöhe in einem Behälter. Die Vorrichtung enthält
eine bewegliche Klappe, die in Kontakt mit den aufgehäuften
Münzen steht. Die Klappe befindet sich jedoch nicht im
Einführungsschacht der Münzen; daher ist die Erkennung
nicht verläßlich.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine
Auffülldetektiervorrichtung für Münzbehälter bereitzustellen, die die effektive
Füllhöhe des Behälters unabhängig von der Art der darin
enthaltenen Münzen erfaßt, um diese Nachteile zu umgehen.
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Um diese Aufgabe zu lösen, ist die Vorrichtung zur
Kontrolle des Füllgrades des Münzbehälters, die ein
bewegliches Organ und Mittel zum Erfassen der Lage dieses
beweglichen Organs besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß
das bewegliche Organ im Münzeintrittsschacht im Behälter
angeordnet ist und eine Ruhestellung einnimmt, solange
keine Münzen im Schacht sind, und daß sich das bewegliche
Organ aus dieser Ruhestellung herausbewegt, um die Münzen
auf dem Weg in den Behälter durchzulassen, daß
Rückholmittel nach dem Durchgang von Münzen das bewegliche Organ
in seine Ruhestellung zurückstellen, und daß die
Erfassungsmittel der Lage des beweglichen Organs erfassen, ob das
bewegliche Organ seine Ruhestellung einnimmt, wenn keine
Münzen im Schacht sind.
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Es ist einsichtig, daß auf diese Weise eine effektive
Erfassung des Füllgrades des Behälters möglich ist, da nur,
wenn der Behälter schon voll ist und keine Münzen mehr
in den Behälter gelangen können, diese die Rückholung
des beweglichen Elements in seine Ruhelage verhindern.
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Gemäß einer ersten Ausführungsart der Erfindung ist das
mobile Element eine schwingbare Klappe, die quer über
der Eintrittsöffnung der Münzen in den Behälter angeordnet
ist, wobei diese Klappe in der Ruhestellung in eine solche
Position rückgeholt wird, daß die Öffnung von den
Rückholmitteln verschlossen ist, und wobei die Rückholmittel
derart ausgebildet sind, daß das Gewicht einer Münze
ausreicht, um die Klappe aus ihrer Ruhestellung
herauszubewegen, und die Erfassungsmittel aus Mitteln zur
Erfassung der Lage der Klappe bestehen.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsart der Erfindung weist
die Maschine, in der die Vorrichtung zur Erfassung
montiert ist, ein System zur Vorkassierung auf, wobei das
bewegliche Organ die Klappe zur Vorkassierung ist, und
die Erfassungsvorrichtung ein Detektor der Rückbewegung
in die geschlossene Lage der Klappe der
Vorkassiereinrichtung oder der Ruhestellung ist.
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Andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden
bei der Lektüre der Beschreibung klarer, die anhand von
nicht einschränkenden Beispielen verschiedene
Ausführungsarten der Erfindung darlegt. In der Beschreibung wird
auf beigefügte Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
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Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht einer ersten
Ausführungsart der
Auffülldetektiervorrichtung ist;
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Fig. 2 eine vereinfachte Übersicht einer Maschine
ist, die durch Münzen in Gang gesetzt wird,
und mit der Auffülldetektiervorrichtung
ausgestattet ist; und
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Fig. 3 eine perspektivische Detailansicht der
Detektiervorrichtung ist, mit der die
Maschine von Fig. 2 ausgestattet ist.
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Unter Bezugnahme zunächst auf Fig. 1 wird eine erste
Ausführungsart der erfindungsgemäßen
Auffülldetektiervorrichtung beschrieben.
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In Fig. 1 ist ein Behälter 10 zur Aufnahme von Münzen
12 dargestellt. Der Behälter 10 wird aus der Maschine
entnommen, um das Einsammeln der Münzen durchzuführen.
Der Behälter 10 ist unterhalb eines Vorbehälters 14 zur
Führung der Münzen angeordnet. Die Münzen werden über
einen Schlitz 16 in die Maschine eingeworfen. Sie passieren
eine Münzauswahlvorrichtung 18, die die Echtheit der
eingeworfenen Münzen feststellt und dazu dient, den Wert
der Münzen zu erfassen. Wenn die eingeworfenen Münzen
nicht echt sind oder nicht den akzeptierten Werten
entsprechen, leitet die Auswahlvorrichtung 18 diese über
Weg 20 zu einem Münzrückgabeschlitz 2. Wenn andererseits
die Münzen akzeptiert werden, werden diese über Weg 24
zum Vorbehälter 14 geleitet. So werden die akzeptierten
Münzen in den Behälter 10 geleitet.
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Die Vorrichtung 30 zur Erfassung des Füllgrades des
Behälters 10 enthält eine Klappe 32, die schwenkbar um eine
mit dem unteren Endstück des Vorbehälters 14 verbundene
Achse 34 angeordnet ist. Die Klappe 32 ist mit einer
Rückholfeder 36 verbunden. Das Endstück 36a der Rückholfeder
36 ist befestigt, beispielsweise verbunden an dem Vorbehälter
14, während das Endstück 36b der Rückholfeder mit dem
Rand der Klappe 32 verbunden ist. Wenn sich im Schacht
keine Münzen befinden, verschließt die Klappe 32 unter
der Wirkung der Rückholfeder 36 den unteren Endteil 14a
des Vorbehälters 14. In Fig. 1 ist die Klappe 32 in dieser
Position gepunktet dargestellt. Die Klappe 32 enthält
eine Verlängerung 38 über die Schwenkachse 34 hinaus.
Die Verlängerung 38 steht mit dem beweglichen Teil 40
eines Mikrokontaktes 42 in Kontakt. Sobald die Klappe
32 sich nicht mehr in der Ruhestellung befindet, d. h.
in der Position, in der der Vorbehälter 14 verschlossen
ist, wird der Mikrokontakt 42 geöffnet.
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Eine Kontrollschaltung 44 verifiziert die Position des
Mikrokontakts 42 gemäß den später beschriebenen Bedingungen.
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Die Funktionsweise der Detektiervorrichtung ist die
folgende. Wenn keine Münzen in den Vorbehälter 14
hineingeleitet werden, befindet sich die Klappe in der Ruhestellung,
wobei der Vorbehälter verschlossen und der Mikrokontakt
42 geschlossen ist. Wenn eine Münze in den Vorbehälter
14 fällt, stößt sie an die obere Fläche 32a der Klappe
32. Die Rückholfeder 36 ist so geeicht, daß die Klappe
32 sich unter dem Einfluß der leichtesten angenommenen
Münze unter normalen Bedingungen am schwächsten absenkt.
Die Münze rutscht über die Fläche 32a und fällt in den
Behälter 10. Während der gesamten Zeit, in der sich die
Klappe in der offenen Position befindet, ist der
Mikrokontakt 42 ebenfalls offen. Die Kontrollschaltung 44
empfängt ein Signal F, wenn die Phase der Einführung von
Münzen beendet ist. Das Signal F kann ausgelöst werden,
wenn der Anwender den Münzeinwurf bestätigt. Die Schaltung
44 enthält eine Schaltung zur Verzögerung um eine
Zeitdauer T, die etwas höher liegt als die Zeit, die
normalerweise zwischen der Bestätigung des Vorgangs und der
wirksamen Einführung der Münzen in den Behälter verstreicht.
Nach dem Verstreichen der Zeitdauer T, das auf das
Auftreten des Signals F folgt, registriert die Schaltung
44 die Lage der Zunge 40 des Mikrokontakts 42. Wenn der
Mikrokontakt offen ist, gibt die Schaltung 44 ein Alarmsignal
A ab. Im umgekehrten Fall wird kein Signal abgegeben,
wenn normale Funktion vorliegt.
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Wenn der Behälter 10 schon voll ist, wenn eine Münze in
den Vorbehälter 14 eintritt, wird die Klappe 32 abgesenkt,
aber die auf der oberen Oberfläche 32a der Klappe 32
vorhandene Münze kann nicht in den Behälter 12 fallen. Sie
verbleibt auf der Klappe und hält diese offen. Der
Mikrokontakt 42 bleibt nach der Zeit T offen und die Schaltung
44 gibt ein Alarmsignal A ab, wodurch angezeigt wird,
daß der Behälter 10 gefüllt ist. Das Signal A kann eine
Lichtanzeige, die auf einer Fläche der Maschine
angeordnet ist, steuern, um anzuzeigen, daß der Behälter
entleert werden muß. Das Signal A kann aber auch die Funktion
der Maschine unterbrechen, indem beispielsweise der Schlitz
16 zum Münzeinwurf blockiert wird. Es ist ersichtlich,
daß die Auffülldetektiervorrichtung den effektiven
Füllgrad des Behälters kontrolliert, indem alle zufälligen
Parameter berücksichtigt werden, die die Befüllung des
Behälters 10 beeinflussen können, insbesondere die
unterschiedlichen Abmessungen der Münzen und die
Reibungskoeffizienten, die die Art der Aufhäufung der Münzen im
Behälter bestimmen.
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Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsart der Erfindung,
worin die Maschine ein System der Vorkassierung enthält,
und wobei der Münzbehälter mit der Maschine fest
verbunden ist. Die Maschine enthält einen oder mehrere Schlitze
zum Münzeinwurf, die mit einer Münzuswahlvorrichtung 102
verbunden sind. Die Münzauswahlvorrichtung 102 steht in
Verbindung mit einem Vorbehälter 104, der die Münzen zu
einer Vorkassiereinrichtung 106 leitet. Die
Vorkassiereinrichtung erlaubt das zeitlich begrenzte bzw.
kurzzeitige zurückhalten der in den Schlitz 100 eingeworfenen
Münzen, und diese entweder über Weg 109 zu einem Schlitz
108 zur Münzrückgabe oder zu einem Behälter 110 zu leiten.
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Die Vorkassiereinrichtung 106 enthält einen an seinen
Enden offenen Kasten 112, wobei das obere Ende bei 112a
mit dem Vorbehälter 104 in Verbindung steht. Der Kasten
112 weist zwei Klappen 114 und 116 auf, die auf zwei
parallelen Achsen 118 und 120 schwingend montiert sind.
Im Ruhezustand sind die Klappen 114 und 116, wie Fig.
2 zeigt, so geneigt, daß sie den Durchgang in den Kasten
112 vollständig verschließen. Das untere Ende des Kastens
112 legt zwei Durchgänge 112b bzw. 112c fest. Der
Durchgang 112b befindet sich unterhalb der "Rückgabeklappe"
genannten Klappe 114 und steht mit Weg 109 in Verbindung,
der selbst mit dem Schlitz 108 zur Münzrückgabe verbunden
ist, während Weg 112c, der sich unterhalb der
"Kassierklappe" genannten Klappe 116 befindet, direkt mit einer
Öffnung 122 in Verbindung steht, die in der oberen Wand
110a des Behälters 110 vorgesehen ist. Die Klappe 114
kann durch ein nicht dargestelltes Betätigungsglied
gesteuert werden, um die vertikale Position einzunehmen,
wie in Fig. 2 durch Pfeil f angezeigt. Das
Betätigungsglied steuert diese Bewegung, wenn der Anwender der
Maschine auf die mit der Maschine erhältliche Ware
verzichtet und die in Schlitz 100 eingeworfenen Münzen
zurückerhalten will, oder wenn die Maschine dies selbsttätig
bewirkt. Die Klappe 116 kann auch durch ein Wirkglied
gesteuert werden, um die vertikale Lage einzunehmen, wie
durch Pfeil f' angezeigt. Die Verschiebung der Klappe
116 wird jedesmal bewirkt, wenn der Anwender der Maschine
bestätigt hat, daß er die mit der Maschine erhältliche
Ware erhalten möchte. Da der Behälter 110 fixiert ist,
kann das Einsammeln der Münzen durchgeführt werden, indem
der Schlitten 124 betätigt wird, der normalerweise die
Öffnung 126 verschließt.
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Die Auffülldetektiervorrichtung 130 ist der der Fig. 1
sehr ähnlich. Die Klappe 116 ist über die Achse 120 hinaus
durch einen Zapfen 132 verlängert, der an der Klappe 116
befestigt ist. Der Zapfen 132 kann mit dem beweglichen
Element 134 eines Mikrokontakts 136 zusammenwirken. Wenn
sich die Klappe 116 in der Ruhelage befindet (in Fig.
2 dargestellte Lage), gibt der Microkontakt 136 kein Signal
ab. Wenn die Klappe sich nicht mehr in der Ruhelage
befindet, wirkt der Zapfen 132 auf das bewegliche Element
134 des Mikrokontakts 136 ein, und dieses bleibt geöffnet.
Diese Lage des Mikrokontakts wird durch den
Kontrollschaltkreis 44', der identisch ist mit dem Schaltkreis
44 der Fig. 1, festgestellt.
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Die Funktionsweise der Detektiervorrichtung ist die
folgende. Wenn Münzen in den Behälter 110 eingeworfen werden
müssen, steuert das Betätigungsglied die Schwingung der
Klappe 116 für eine vorbestimmte Zeit T1, um das Hineinfallen
der Münzen in den Behälter 110 zu erlauben. Die schon
definierte Zeit T ist größer als T1. Während diese Zeit
verstreicht, bleibt der Mikrokontakt 136 geöffnet. Der
Schaltkreis 138 stellt die Lage des Mikrokontakts am Ende
der Zeit T fest. Wenn der Behälter 110 nicht gefüllt ist,
kehrt die Klappe 116 zu ihrer Ruhelage am Ende der Zeit
TI , die kleiner ist als T, zurück. Wenn andererseits der
Behälter 110 schon mit Münzen gefüllt ist, verbleiben
nach dem Schwingen der Klappe 116 Münzen im Inneren des
Kastens 112 in einer solchen Lage, die die Rückkehr der
Klappe 116 in ihre Ruhelage am Ende der Zeitdauer T1
verhindern. Der Schaltkreis 138 stellt fest, ob der
Mikrokontakt 136 am Ende der Zeit T noch geöffnet ist.
Der Schaltkreis 138 gibt ein Alarmsignal A' ab. Das
Alarmsignal A' kann eine Lichtanzeigevorrichtung des Füllgrades
des Behälters 110 steuern und die Maschine außer Betrieb
setzen.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird nun im Detail eine
besondere Ausführungsart der Erfindung im Fall der Fig.
2 gezeigt, d. h. für den Fall, wo über dem Münzbehälter
eine Vorkassiereinrichtung vorgesehen ist.
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Die Vorkassiereinrichtung 200 enthält ein an den oberen
und unteren Enden offenes Gehäuse 202. In dem durch das
Gehäuse 202 begrenzten Durchgang bzw. Schacht sind zwei
Klappen 204 und 206 montiert, die um die Achsen 208 bzw.
210 schwingen, wobei die Achsen in der Nähe der ersten
Enden der Klappen 204a bzw. 206a vorgesehen sind. Die
Klappen besitzen eine solche Länge, daß, wenn die zweiten
Enden der Klappen 204b und 206b in Kontakt stehen (Ruhelage),
die Klappen in bezug auf die Horizontale geneigt sind.
In dieser Lage verschließen die Klappen 204 und 206 den
durch das Gehäuse 202 begrenzten Durchgang vollständig.
Die Klappe 204 ist oberhalb des Bereichs 212 angeordnet,
der die Öffnung des Münzbehälters enthält, während sich
die Klappe 206 oberhalb des Vorbehälters 214 zur Münzrückgabe
befindet. Die Steuerung der Klappen 204 und 206 wird über
zwei Nocken 220 und 222 bewirkt, die mit zwei Haltehaken
224 bzw. 226 zusammenwirken, die an den Rändern 204c bzw.
206c der Klappen 204 und 206 montiert sind, und die durch
die Wand des Gehäuses 202 hindurchgehen.
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Genauer gesagt, weist jede Nocke 222, 220 einen Schlitz
228 bzw. 230 auf, wobei jeder eine Halterampe für die
entsprechenden Haltehaken 224 oder 226 bildet. Jeder Schlitz
enthält eine Einrastzone 228a bzw. 230a und eine
sichelförmige Öffnung 228b bzw. 230b, wobei die beiden Nocken
220 und 222 durch die Drehung einer nicht dargestellten
Welle angetrieben werden. Je nach dem Drehsinn der Welle
wird die Drehung der Nocke 220 oder 222 bewirkt. Im
Ruhezustand wird jeder Haltehaken 224, 226 in der Einrastzone
228 bzw. 230a der Halterampe gehalten. Wenn die Kassierklappe
204 geöffnet werden soll, wird die Drehung der Nocke 222
eingeleitet. Diese Drehung bewirkt über den Haltehaken 224,
der in die Zone 228b des Schlitzes 228 hineinragt, die
Schwingung der Klappe 204. Wenn die Wirkung auf die
Antriebswelle für die Schwingung nachläßt, zieht eine
Rückholfeder 234 die Nocke 222 und so die Klappe 204 in ihre
in Fig. 3 dargestellte Ruhelage zurück. Die Öffnung der
Rückgabeklappe 206 wird auf ähnliche Weise bewirkt, wobei
aber die Drehung der Antriebswelle im entgegengesetzten
Sinn verläuft.
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Um den Füllgrad des Münzbehälters festzustellen, wird
die Rückkehr der Kassierklappe 204 in ihre Ruhelage
kontrolliert. Hierfür ist auf dem Behälter 202 ein
Mikrokontakt 240 montiert. Die flexible Zunge 242 des
Mikrokontakts 240 wirkt mit einem Ende der Nocke 222
zusammen. Wenn die Klappe 204 geöffnet oder teilweise
geöffnet ist, befindet sich die Zunge 242 nicht im Kontakt
mit der Nocke 222 und der Mikrokontakt ist geöffnet. Die
Nocke 222 steht mit der flexiblen Zunge 242 nur dann in
Kontakt, wenn die Klappe 204 sich in der Ruhelage
befindet, wodurch der Mikrokontakt 240 geschlossen wird.
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Wie schon erklärt wurde, muß die Klappe 204 unter der
Wirkung der Rückholfeder 234 normalerweise in ihre
Ruhelage zurückkehren, wenn der Öffnungsbefehl der Klappe
204 ausgesetzt wird. Das heißt, daß der Mikrokontakt 240
sich normalerweise nach der Öffnungsphase der
Kassierklappe 204 öffnen muß. Wenn andererseits der Behälter
voll ist, kann wie bereits erklärt, die Klappe 204 nicht
vollständig in ihre Ruhelage zurückkehren und der
Mikrokontakt 240 bleibt geöffnet. Das Feststellen dieser
Situation erlaubt die Auslösung eines Alarms, oder die schon
im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschriebenen
Arbeitsgänge
durchzuführen.
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Es ergibt sich aus der vorangegangenen Beschreibung, daß
die Erfindung aufgrund eines sehr einfachen
Erfassungssystems eine wirksame Kontrolle des Füllungsgrades des
Behälters erlaubt, d. h. eine Kontrolle, die die
Unterschiede in den Abmessungen der Münzen und der zufälligen
Anordnungen der Münzen bei der Befüllung des Behälters
berücksichtigt.