DE4112106C2 - Vorrichtung zum Aufnehmen, Zentrieren und Drehen von Münzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufneh­ men, Zentrieren und planparallelen Drehen von Münzen, beispielsweise zur ihrer opto-elektronischen Prüfung.

Zur Prüfung der Echtheit und des Geldwertes von Münzen sind bereits die unterschiedlichsten Münz­ prüfsysteme bekannt, die die charakteristischen Merkmale einer Münzen, wie die geometrischen Abmessun­ gen, das Material, das Gewicht oder die Rändelung, erfassen und auswerten.

Die bekannten Lösungen können in mechanische, indukti­ ve und optische Prüfsysteme eingeteilt werden, wobei der konstruktive Aufbau und die Arbeitsweise einer Münzprüfeinrichtung von dem jeweils eingesetzten Prüfverfahren bestimmt werden.

Aus optischen Prüfeinrichtungen - beispielsweise DD-Patent 2 56 005, - ist bekannt, daß die zu prüfenden Münzen auf einer Laufschiene an optischen Sensoren vorbeirollen oder vorbeigeführt werden, um charakteri­ stische Punkte und/oder Merkmale der Münze zu erfas­ sen. Die Genauigkeit der Messung, d. h. die sichere Erkennung der Gültigkeit und des Geldwertes einer Münze wird bei diesen Prüfsystemen von der Anzahl der vorhandenen Sensoren und von der Länge der Laufschie­ ne bestimmt. Daraus ergibt sich, daß schon bei rela­ tiv höheren Genauigkeitsgraden eine größere Anzahl an optischen Sensoren und eine entsprechend längere Lauf­ schiene notwendig sind, die ihrerseits zu relativ großen und aufwendigen Prüfeinrichtungen führen. Kleine, kompakte und mit einer sehr hohen Genauigkeit arbeitende Prüfeinrichtungen lassen sich mit diesen gerätetechnischen Lösungen nicht oder nur sehr schwer realisieren.

Weiterhin ist eine Lösungen bekannt, bei der ein ro­ tationssymmetrisches Teil, beispielsweise eine Münze, für eine nachfolgende Prüfung zwischen drei, keilför­ mig ausgebildete Rollen, die in Dreiecksform angeord­ net sind, eingespannt wird. Die zu prüfende Münze wird von einer Mitnehmer- und einer Anschlagrolle auf­ genommen und über einen motorischen Antrieb einer dieser Rollen durch eine Reibpaarung zwischen der an­ getriebenen Rolle und der Münze gedreht. Eine Münz­ prüfeinrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der DD-PS 2 24 980 bekannt. Der mechanische Aufwand zur Realisierung eines planparallelen und zentrischen Laufes der Münze ist bei diesen Rollenanordnungen sehr hoch und, da der Münzantrieb ein Reibradantrieb ist, sehr störanfällig. Der für die opto-elektroni­ sche Prüfung notwendige exakte Rundlauf und die genaue planparalle Einspannung können aufgrund der mangelnden Führung des Werkstückes bzw. der Münze nicht gesichert werden.

Darüber hinaus ist der Verschmutzungsgrad der Münzen mit in Betracht zu ziehen, der die Reibpaarung bezüg­ lich der Drehzahlkonstanz negativ beeinflußt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit der eine Münze, auf klein­ stem Raum aufgenommen, zentriert und mit hoher Genau­ igkeit in zentrischer Einspannung planparallel ge­ dreht werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf einer gemeinsamen Drehachse zwei unabhängig voneinander drehbare Scheiben angeordnet sind, von denen mindestens eine, die zweite Schei­ be strahlenförmige, von einem kleinsten Durchmesser in der Nähe der Drehachse ausgehende, kreisbogenförmi­ ge Langlöcher aufweist, durch die Mitnehmerzapfen, die jeweils an einem drehbar an der ersten Scheibe an­ gelenkten Hebel befestigt sind, hindurchgeführt und mit einsetzender Drehbewegung der zweiten Scheibe re­ lativ zur ersten Scheibe vermittels der Langlöchern aus einer Ausgangsstellung, die einem auf den Durchmesser der größten Münze bezogenen Freiraum entspricht, zur Dehachse der Scheiben geführt werden um eine aufgenommene Münze zu zentrieren kund einzuspan­ nen, und daß eine Vorrichtung zur zeitweisen Fixie­ rung der ersten Scheibe in ihrer Ausgangsstellung während des Zentrierens der Münze vorgesehen ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6.

Mit Hilfe der Mitnehmerzapfen werden die zu prüfenden Münzen, die beispielsweise über eine Zuführungsschrä­ ge einlaufen und durch die Anordnung der Vorrichtung unter einem spitzen Winkel zur Vertikalen mit einer ihrer Seitenfläche an der Scheibenfläche der ersten Scheibe vollflächig anliegen, aufgenommen. Mit einset­ zender Drehbewegung, bei der zunächst die erste Scheibe, die mit einem Elektromotor, vorzugsweise einem Schrittmotor, direkt verbunden ist, aus ihrer Ausgangsstellung bewegt wird, während die zweite Scheibe in ihrer Stellung verbleibt, werden die vermittels der Hebel an der ersten Scheibe verschwenk­ bar angebrachten Mitnehmerzapfen, geführt durch die strahlenförmig angeordneten Langlöcher, zur gemeinsa­ men Drehachse verstellt und dabei die aufgenommene Münze zentriert und eingespannt. In dieser zentri­ erten Einspannung in der sämtliche Mitnehmerzapfen den Münzrand der Münze gleichmäßig umschließen, wird die Münze gehalten und für die Prüfung, beispielswei­ se durch eine opto-elektronische Abtastung ausgewähl­ ter Bereiche, planparallel gedreht.

Die zum Einspannen und Halten der Münze notwendige Einspannkraft wird durch das Drehmoment aufgebracht, das zum Weiterdrehen der ersten Scheibe mit der eingespannten Münze und der nach der zentrierten Einspannung ebenfalls mitumlaufenden zweiten Scheibe erforderlich ist. Das Drehmoment wird durch die kinematische Kopplung bzw. den Kraftschluß zwischen der angetriebenen ersten Scheibe und der mit laufenden zweiten Scheibe, über die Mitnehmerzapfen auf die Münze übertragen.

Die einlaufende und zu prüfende Münze wird demzufolge zunächst von einigen Mitnehmerzapfen aufgenommen, anschließend durch die einsetzende Drehbewegung der mit dem Antriebsmotor direkt gekoppelten ersten Scheibe und den sich zur Drehachse verschwenkenden Mitnehmerzapfen genau zentriert und eingespannt und danach durch den Kraftschluß zwischen dem Münzrand, den Mitnehmerzapfen, der angetriebenen zweiten Scheibe und den Antriebsmotor in zentrierter Einspannung planparallel gedreht. Für die Prüfung können nunmehr beispielsweise ausgewählte Abschnitte oder auch die gesamte Oberflächenstruktur der Münze mit Hilfe opto-elektronischer Mittel ungehindert abge­ tastet werden.

Das Öffnen der Vorrichtung bzw. der Mitnehmerzapfen geschieht durch einen Wechsel der Drehrichtung der angetriebenen Scheibe. Die zweite Scheibe wird dabei durch eine Sperrklinke oder eine steuerbare Bremse ar­ retiert. Die Sperrklinke oder die steuerbare Bremse dienen vorteilhafter Weise auch gleichzeitig zur zeitweisen Fixierung der Ausgangsstellung der auf der gemeinsamen Drehachse frei drehbar angeordneten zweiten Scheibe in der Phase, in der die zu prüfende Münze aufgenommen, zentriert und mit Abschluß des Zen­ triervorganges eingespannt wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind in der ersten Scheibe ebenfalls kreisbogenförmige Langlöcher vorgesehen, durch die verlängerte Enden der Mitnehmerzapfen hindurchgeführt sind. Die verlän­ gerten Enden der Mitnehmerzapfen sind mit Federn ver­ bunden, die sich auf der Rückseite der zweiten Schei­ be befinden und die die Mitnehmerzapfen in ihrer Aus­ gangsposition, die der "Offen-Stellung" der Vorrich­ tung entspricht, fixieren.

Um die Andruckkraft der Mitnehmerzapfen auf den Münzrand zu erhöhen, sind die Federn, die die Mitneh­ merzapfen in ihrer Ausgangsstellung halten, in einer Kippwerkanordnung angebracht und üben bei Überschrei­ tung des Kippunktes eine zusätzliche Einspann- und Haltekraft auf die eingespannte Münze aus.

Die strahlenförmig von einem vorgegebenen kleinsten Durchmesser in der Nähe der Drehachse der Scheiben zu einem größeren Durchmesser im Bereich des Außenumfan­ ges der Scheiben ausgehenden kreisbogenförmigen Langlöcher entsprechen praktisch dem jeweiligen Durchmesser der zu erfassenden und zu prüfenden kleinsten und größten Münze.

Gleichfalls ist es möglich, durch den Einbau einer Spiralfeder eine Verspannung zwischen den beiden Scheiben herzustellen. Diese Verspannung verdreht beide Scheiben zueinander und erzeugt somit eine Voreinstellung der Hebel. Die Spiralfeder wird dabei so angeordnet, daß die Mitnehmerzapfen mit einer erhöhten Andruckkraft auf die Münzen einwirken.

Im Vergleich zu bekannten Lösungen der gattungsgemä­ ßen Art wird durch die Erfindung der gesamte konstruk­ tive Aufbau und der Fertigungsaufwand von Prüfeinrich­ tungen minimiert und eine exakte Halterung und Einspannung der Münze erreicht, die eine entscheiden­ de Voraussetzung für eine hohe Meßgenauigkeit ist. Die erfindungsgemäße Lösung benötigt einen sehr niedrigen Bauraum und kann daher für unterschiedlich­ ste Anwendungsfälle eingesetzt werden.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungs­ beispiel näher erläutert werden.

In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht der Vorrichtung;

Fig. 2 die zweite Scheibe mit dem abgewinkelten Hebel;

Fig. 3 den Hebel mit Mitnehmerzapfen;

Fig. 4 die erste Scheibe in geöffneter Stellung;

Fig. 5 die erste Scheibe mit eingespannter und zentrierter Münze.

Die in den Fig. 1-4 dargestellte Vorrichtung wird beispielsweise in einer opto-elektronischen Münz­ prüfeinrichtung unter einem Winkel von 45° zur Senk­ rechten angeordnet, so daß die über eine Schräge zugeführten Münzen, wie in Fig. 4 dargestellt, voll­ flächig an der Scheibenfläche 8 der Scheibe 4 anlie­ gen und eine planparallele Aufnahme gewährleistet ist. Die Mitnehmerzapfen 5, die durch kreisbogenförmi­ ge Langlöcher 9 in der Scheibe 4 hindurchgeführt sind, befinden sich in geöffneter Stellung, d. h. in ihrer Ausgangsstellung, die einem auf den Durchmesser der größten Münze bezogenen Freiraum entspricht. Nach dem Einlaufen der Münze liegt diese praktisch mit ihrem Rand auf dem Mitnehmerzapfen 5 der unteren Hebel 10 auf und vollflächig an der Scheibenfläche 8 der Scheibe 4 an.

Ein Elektromotor 1, vorzugsweise ein Schrittmotor, der an eine Aufnahmeplatine 2 befestigt und dessen Motorwelle 12 direkt mit der zweiten Scheibe 4 verbun­ den ist, treibt die Scheibe 4 an. Die Mitnehmerzapfen 5, die in abgewinkelten, an der ersten Scheibe 3 drehbar angebrachten Hebeln 10 befestigt sind, werden durch die kreisbogenförmigen Langlöcher 9 der zweiten Scheibe 4 solange nach innen zur Drehachse der Schei­ be 4 geführt, bis sie durch den Rand der Münze 6 in ihrer auf die Scheibe 4 bezogenen relativen Bewegung gestoppt werden.

Durch diesen gleichsinnigen Bewegungsablauf der Mitnehmerzapfen 5 wird die Münze 6 zentriert und gleichzeitig eingespannt.

Die mit Schließen der Vorrichtung ausgelösten Hebelbe­ wegungen werden durch die Federn 7 unterstützt. Diese Federn 7 sind so angeordnet, daß der Hebel 5 und die Federn 7 als Kippspannwerk wirken.

Dadurch ist gewährleistet, daß die abgewinkelten Hebel 10 mit den Mitnehmerzapfen 5 in ihrer Ausgangs­ stellung, die der "Offen-Stellung" der Vorrichtung entspricht, rein mechanisch verharren und nach Anlauf des Motors 1 und nach Überwindung des Kippunktes die zum Drehachse der Scheiben 3; 4 gerichtete Bewegung der Hebel 10 respektive der Mitnehmerzapfen 5 unter­ stützt und gleichzeitig die auf den Rand der Münze 6 einwirkende Hebelkraft verstärkt wird.

Beim Anlaufen des Motors 1 und der zweiten Scheibe 4 wird die erste Scheibe 3 vorteilhafter Weise durch eine zugeordnete Sperrklinke 14, die in eine entspre­ chende Ausnehmung im Mantel der Scheibe 3 eingreift, bis zum Erreichen des Kippunktes der Federn 7 festge­ halten und dadurch der gesamte Spann- und Zentriervor­ gang der einlaufenden Münze 6 unterstützt.

Wenn alle Mitnehmerzapfen 5 gleichmäßig am Rand der Münze 6 anliegen, wird die Drehbewegung der zweiten Scheibe 4 auf die erste Scheibe 3 übertragen und das gesamte mechanische System in der vom Motor 1 vorgege­ benen Richtung und mit einer entsprechenden Geschwin­ digkeit gedreht. Mit Hilfe opto-elektronischen Mittel einer Prüf- und Auswerteinrichtung, die nicht Gegen­ stand der vorliegenden Erfindung ist, können bei­ spielsweise die Oberflächenstruktur der Münze oder ausgewählte Abschnitte davon exakt, mit hoher Genauig­ keit abgetastet und die erfaßten Parameter für die Bestimmung des Geldwertes und/oder der Gültigkeit eingesetzt werden.

Zum Öffnen der Vorrichtung und der damit möglichen Ausgabe der Münze 6 wird die Drehrichtung des Motors 1 geändert und die erste Scheibe 3 für diesen Vorgang wieder durch die Sperrklinke 14 arretiert.

Dabei werden die Mitnehmerzapfen 5 vermittels der kreisbogenförmigen Langlöcher 9, unterstützt durch die Federn 7, in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt.

Anstelle der Sperrklinke 14 kann auch eine einstellbare Bremse vorgesehen werden, die mit dem Mantel der ersten Scheibe 3 zusammenwirkt.

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung be­ schränkt sich nicht allein auf Münzen. Die vorgeschlagene Lösung ist überall dort einsetzbar, wo rotationssymmetrische Teile oder Werkstücke genau zu zentrieren und einzuspannen sind und in zentrischer Einspannung für nachfolgende Be- oder Verarbeitungs­ vorgänge gehalten oder bewegt werden müssen.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Aufnehmen, Zentrieren und planparallelen Drehen von Münzen, die über einen Zuführkanal zugeführt werden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf einer gemeinsamen Drehach­ se zwei unabhängig voneinander drehbare Scheiben (3; 4) angeordnet sind, von denen mindestens eine, die zweite Scheibe (4) strahlenförmige, von einem kleinsten Durchmesser in der Nähe der Drehachse ausgehende, kreisbogenförmige Langlö­ cher (9) aufweist, durch die Mitnehmerzapfen (5), die jeweils an einem drehbar an der ersten Scheibe (3) angelenkten Hebel (10) befestigt sind, hindurchgeführt und mit einsetzender Dreh­ bewegung der zweiten Scheibe (4) relativ zur ersten Scheibe (3) vermittels der Langlöchern (9) aus einer Ausgangsstellung, die einem auf den Durchmesser der größten Münze bezogenen Freiraum entspricht, zur Drehachse der Scheiben (3; 4) geführt werden um eine aufgenommene Münze (6) zu zentrieren und einzuspannen, und daß eine Vorrichtung (14) zur zeitweisen Fixierung der ersten Scheibe (3) in ihrer Ausgangsstellung während des Zentrierens der Münze (6) vorgese­ hen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Scheibe (3), die auf einem Lagerzapfen (11) einer Aufnahmeplatine (2) frei drehbar gelagert ist und daß die Vorrichtung (14) als Sperrklinke (14) ausgebil­ det ist, die in Ausnehmungen (15) im Scheiben­ mantel der ersten Scheibe (3) eingreift und die erste Scheibe (3) in ihrer Ausgangsstellung bis zur zentrischen Einspannung der Münze (6) fixiert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Scheibe (3) in analoger Anordnung zur zweiten Scheibe (4) kreisbogenför­ mige Langlöcher (9) aufweist, durch die verlän­ gerte Enden (13) der Mitnehmerzapfen (5) hin­ durchgeführt und an Federn (7) angeschlossen sind, die in Kippwerkanordnung an der ersten Scheibe (3) angelenkt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Scheiben (3; 4) eine beide Scheiben vorspannende Feder vorgese­ hen und die zweite Scheibe (4) direkt mit der Motorwelle eines Elektromotors (1) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Elektromotor (1) vorzugsweise ein Schrittmotor ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorrichtung (14) eine ein­ stellbare Bremse ist.