DE4233194C2 - Verfahren zum Eichen eines mindestens eine Münze akzeptierenden Münzprüfers und Eichmodul - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Eichen eines mindestens eine Münze akzeptierenden Münzprüfers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einen Eichmodul zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Münzprüfer hat die Aufgabe, eingeworfene Münzen auf Eigenschaften zu untersuchen, welche die zu akzeptierenden Münzen aufweisen sollen. Zu den Eigenschaften gehören zum Beispiel der Werkstoff, die Abmessungen wie Dicke und Durchmesser, die Transmission für Licht, die Ausbildung des Prägerandes und -bildes, das Gewicht, die Härte usw. Die Werkstoffe werden typischerweise mit induktiven Spulen geprüft, deren Feld mit dem Material der Münze in Wechsel­ wirkung tritt. Die Münzen verursachen eine typische Dämp­ fung in den induktiven Sensoren, wobei das Ausmaß der Dämpfung eine Aussage enthält über den Werkstoff bzw. die Werkstoffzusammensetzung der geprüften Münze oder Scheibe. Die Lichtdurchlässigkeit einer Münze oder auch das Präge­ bild werden zumeist mit Hilfe optischer Sensoren geprüft. Eine Lichtquelle bestrahlt den Rand oder die Prägefläche der Münze, und ein lichtelektrischer Empfänger erhält das durchstrahlte oder reflektierte Licht, um bestimmte geo­ metrische Eigenschaften der Münze zu prüfen. Es ist ferner bekannt, das Gewicht oder die Masse eingeworfener Scheiben zu bestimmen, und zwar mit Hilfe von Wiegevorrichtungen oder auch von Prallmessungen. Der Impuls, den ein Aufprall einer Münze auf ein Prallelement erzeugt, ist charakteri­ stisch für die Masse und damit das Gewicht der Münze. Durch eine Aufprallmessung läßt sich auch die Härte des Münzwerkstoffs ermitteln. Der Impulsverlauf beim Auftref­ fen einer Münze auf ein Prallelement ist mithin auch Indi­ kator für die Härte der Münze.

Die bekannten Münzprüfer sind bekanntlich in der Lage, eine Reihe unterschiedlicher Münzwerte zu prüfen. Sie wei­ sen einen Mikroprozessor auf mit einem programmierbaren Speicher zur Aufnahme von mit den Meßwerten zu verglei­ chenden Referenzwerten. Um Toleranzen zu begegnen, ist es üblich, einen oberen und einen unteren Referenzwert pro Münzwert vorzusehen, welche ein sogenanntes Annahmeband bilden. Bevor ein Münzprüfer zum Anwender gelangt, sind die Referenzwerte einzuspeichern nach Maßgabe des Münz­ satzes, den zu überprüfen das Gerät in der Lage sein soll. Es ist zwar denkbar, die Referenzwerte mathematisch zu er­ rechnen, es zeigt sich indes in der Praxis, daß dieses Verfahren nicht genau genug ist. Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften eines Münzprüfers unterliegen ihrerseits mehr oder weniger starken, zumeist herstel­ lungsbedingten Schwankungen, welche in die von der Meß­ sonde abgegebenen Meßsignale Eingang finden. Es ist daher bisher als notwendig erachtet worden, die Referenzwerte gerätespezifisch zu ermitteln und zu programmieren.

Es ist bekannt, ein derartiges Eichverfahren mit Hilfe von sogenannten Testmünzen durchzuführen. Ausgewählte echte Münzen, deren zu prüfende Eigenschaften in gewünschter Verteilung innerhalb des Annahmebandes liegen, werden in das zu eichende Gerät eingeworfen. Mit Hilfe der gewonne­ nen Meßsignale erfolgt die Ermittlung und Einspeicherung der Referenzwerte. Da sich Testmünzen mit der Zeit ab­ nutzen, müssen immer wieder neue herangezogen werden. Dies erweist sich als umständlich und schwierig. Es ist auch bekannt, anstelle von Testmünzen sogenannte Token zu ver­ wenden, die analoge physikalische Eigenschaften aufweisen und die eigens zu Testzwecken hergestellt werden. Verfah­ ren zur Herstellung von Token sind jedoch ebenfalls ver­ hältnismäßig aufwendig.

Aus der EP 0 072 189 ist ein Verfahren zum Eichen von Münzprüfern bekanntgeworden, bei dem für einen Münzsatz einer bestimmten Währung nur zwei Token verwendet werden, um daraus Parametersignale zu gewinnen. Die beiden Para­ metersignale charakterisieren die Koordinaten eines Meß­ punktes (Winkel und Länge eines Zeiger im Zeigerdiagramm für elektromagnetisches Verhalten). Die Parametersignale sind ein Indikator für das gerätespezifische mechanische und elektrische Verhalten des Münzprüfers beim Durchlauf von Münzen, unabhängig vom Münzwert. Aus den Parametersig­ nalen werden Eichfaktoren errechnet, die auf Standardrefe­ renzwerte angewendet werden. Mit Hilfe eines geeigneten Algorithmus werden die Standardreferenzwerte entsprechend dem Eichfaktor umgerechnet zur Ermittlung der gerätespezi­ fischen Referenzwerte. Diese werden dann anschließend in den programmierbaren Speicher des Münzprüfers geladen. Das bekannte Verfahren benötigt zwar weniger Testmünzen oder -scheiben, kommt jedoch nicht ohne ein Minimum von Münzen oder Scheiben aus. Als nachteilig kann sich ferner erwei­ sen, daß die Referenzwerte während der Testphase in den Speicher eingelesen werden. Bei der Produktion von Münz­ prüfern ist zumeist noch nicht bekannt, für welche Währun­ gen und dementsprechend für welche Münzen sie eingesetzt werden. Es bleibt daher einem späteren Herstellungsschritt überlassen, in der beschriebenen Art und Weise eine Eichung des Gerätes vorzunehmen, wenn der anzunehmende Münzsatz einer Währung bekanntgeworden ist. Es wäre daher herstellungstechnisch weitaus günstiger, wenn das Eichen des Münzprüfers bereits Teil des Produktionsprozesses sein könnte.

Aus GB-Z: B.K. Steinberg u. a.: High-accuracy, simultaneous calibration of signal measuring Systems, Meas, Sci. Tech­ nol. 1 (1990), IOP Publishing Ltd. Seiten 225 bis 230 ist bekanntgeworden, Sensoren zur Ermittlung von elektrischen und magnetischen Feldern in der Geophysik zur Exploration von Lagerstätten mit einer speziellen Kalibrierschaltung zu kalibrieren. Die Kalibrierschaltung erzeugt eine Recht­ eckwelle mit hoher Genauigkeit in der Amplitude und der Frequenz. Die Kalibrierschaltung wird mit der Antenne der Sensoren gekoppelt, um den Sensor entsprechend zu stimmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Eichen eines mindestens eine Meßsonde aufweisenden Münzprüfers zu schaffen, mit dem ein Münzprüfer auf ein­ fache und schnelle Weise ohne die Anwendung von Testmünzen geeicht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß die bei einem Münzprüfer zum Einsatz gelangenden Meßsonden mit der zu prüfenden durchlaufenden Münze in Wechselwirkung treten. Der Werkstoff einer Münze beeinflußt zum Beispiel das elektromagnetische Feld eines Spulenpaares. Eine Münze durchquert zum Beispiel ein oder zwei Lichtschranken. Mit Hilfe der Durchquerung von zwei beabstandeten Lichtschran­ ken läßt sich zum Beispiel der Durchmesser einer Münze messen. Die Erfindung beruht ferner auf dem Gedanken, daß die Wirkung, die eine durch den Münzprüfer laufende Münze auf die Meßsonden ausübt, auch simuliert werden kann. Das bei der Erfindung vorgesehene Eichmodul steht mit den Meß­ sonden in Wechselwirkung und hat diejenige physikalische Eigenschaft, auf die die Meßsonden ansprechen sollen. Mit anderen Worten, das Eichmodul wird von dem Sensor wie eine Münze "gesehen", ist aber keine, sondern hat nur eine "physikalische Eigenschaft", welche der einer Münze gleicht oder ähnelt.

Das Eichmodul wird in einer vorgegebenen Position angeord­ net, was naturgemäß nicht ausschließt, daß einzelne Teile des Eichmoduls gewisse Bewegungen ausführen können. Bei­ spielsweise kann es einen Hebel enthalten, um auf eine Waage eine definierte Kraft auszuüben. Eine Münze oder Metallscheibe muß dagegen in dem Bereich, in dem eine Wechselwirkung mit der Meßsensorik stattfindet, wieder verlassen. Mithin sind Operationen mit der Münze während des Eichverfahrens erforderlich. Ferner ist die Anzahl der Meßwerte pro Zeiteinheit beim Einwurf von Münzen oder Me­ tallscheiben durch die Aufnahmezeit im Gerät begrenzt. Beim Eichmodul, das sich während der Eichung statisch im Münzprüfer befindet, kann eine unendliche Anzahl von Meß­ signalen erzeugt werden. Andererseits kann ein relativ kurzes Signal erzeugt werden, das zeitlich viel geringer ist als die Aufenthaltszeit einer Münze in der Meßsensorik, wobei die Schnelligkeit allein von der Reaktionszeit der Elektronik des Münzprüfers abhängt.

Mit den erfindungsgemäßen Verfahren sind folgende Vorteile verbunden:

• - Manipulationen mit Testmünzen oder -scheiben vor oder nach der Prüfung entfallen.
• - Es kann eine größere Anzahl von Meßwerten pro Zeitein­ heit erzeugt werden als mit Testmünzen oder -scheiben.
• - Es können mit einer einzigen Vorrichtung verschiedene Signale erzeugt werden, was eine genauere Eichung des Münzprüfers ermöglicht.

Es versteht sich, daß mit dem Eichmodul auch eine festge­ legte Folge von Operationen erzeugt werden kann, die eine entsprechende Folge von Meßsignalen erzeugt. In jedem Fall wird aus mindestens einem Meßsignal ein für den Münzprüfer charakteristischer Bezugswert errechnet, indem zum Bei­ spiel ein aus dem Meßsignal gewonnener Eichfaktor ermit­ telt wird, mit dem ein Standardbezugswert multipliziert wird.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Simulations­ abschnitt des Eichmoduls so ausgebildet, daß das von der Meßsonde erzeugte Meßsignal in seiner Funktion von der Zeit den zeitlichen Verlauf des von einer akzeptierbaren Münze erzeugten Meßsignals entspricht. Das Eichmodul er­ zeugt mithin ein Simulationssignal, auf das die Meßsonde in gleicher Weise - absolut gesehen - reagiert wie bei einer akzeptierbaren Münze. Wahlweise kann das Eichmodul auch abgewandelte Signale erzeugen.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der dem vom Simulationsabschnitt erzeugten Meßsignal ent­ sprechende Meßwert im programmierbaren Speicher des Münz­ prüfers gespeichert wird, daß in einem programmierbaren Speicher einer externen Rechenvorrichtung akzeptierbaren Münzen entsprechende Korrelationsfunktionen gespeichert werden und die Rechenvorrichtung mittels einer der Korre­ lationsfunktionen aus dem Meßwert den Referenzwert für eine gewünschte akzeptierbare Münze errechnet und daß der Referenzwert anschließend in den programmierbaren Speicher des Münzprüfers eingespeichert wird.

Bei diesem Verfahren können alle Münzprüfer in der Produk­ tion zunächst mit Parametersignalen programmiert werden, welche vom Eichmodul erzeugt werden. Es findet mithin eine Art normierter Eichung statt. In einem zweiten Arbeits­ schritt, der räumlich und zeitlich vom ersten getrennt sein kann, können die im programmierbaren Speicher gespei­ cherten Werte in einen Computer eingelesen werden, der die individuellen Referenzwerte für gültige und akzeptierbare Münzen mit Hilfe einer Datenbank berechnet. In der Daten­ bank sind die Korrelationsfunktionen gespeichert, welche zur Umrechnung der Parametersignale auf die Referenzsig­ nale dienen. Die Datenbank enthält außerdem von außen die Informationen, welche Münzen im Münzprüfer welcher Kanal annehmen soll, ob Annahmebereiche (Annahmebänder) weit oder eng eingestellt werden sollen usw. Die Umrechnungsal­ gorithmen können empirisch ermittelt werden. Bei dem zu­ letzt beschriebenen Verfahren werden mithin alle Münzprü­ fer auf identische Weise programmiert und erst im zweiten Schritt erfolgt eine Anpassung auf den jeweiligen Münzsatz bzw. an die jeweilige Währung.

Üblicherweise weist ein Münzprüfer mehrere Meßsonden auf. Es wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Simu­ lationsabschnitt des Eichmoduls bei mehreren Meßsonden des Münzprüfers jeweils für jede Meßsonde mindestens ein Meßsignal erzeugt. Eine weitere Ausgestaltung sieht hierzu vor, daß die zeitliche Abfolge der vom Simulationsab­ schnitt des Eichmoduls erzeugten Meßsignale annähernd der Zeitfolge entspricht, mit der eine Münze die Meßsonden passiert.

Für ein Eichmodul zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Konfiguration des Simulationsabschnitts im Kanalab­ schnitt mit der der Meßsonde übereinstimmt. Das erfindungs­ gemäße Eichmodul wird in einer vorgegebenen Position im Kanalabschnitt festgelegt, wobei diese Position reprodu­ zierbar sein muß, damit für alle Münzprüfer die gleiche Lage erreicht wird. Der Isolationsabschnitt sieht nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mindestens eine Magnetspule, vorzugsweise eine Luftspule vor zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes.

Der für die Erzeugung der Signale vorgesehene Simulations­ generator ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfin­ dung vorzugsweise außerhalb des Kanalabschnitts angeordnet und über elektrische Signale anschließbar.

Der Simulationsgenerator kann nach Zeit und Amplitude un­ terschiedliche Signalverläufe erzeugen, zum Beispiel Sinus­ welle, Rechteckwelle usw. Das Steuersignal kann amplitu­ denmoduliert sein, und die Modulationszeit liegt in der Größenordnung der Durchlaufzeit einer Münze durch das elektromagnetische Feld der Magnetspule eines Münzprüfers.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch im Schnitt die Anordnung eines Eichmoduls nach der Erfindung in einem Münzkanalab­ schnitt.

Fig. 2 zeigt das Zusammenwirken von Spulen des Eichmoduls mit denen einer elektromagnetischen Prüfsonde.

Fig. 3 zeigt perspektivisch das Eichmodul nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Halteplatte 10 eines nicht weiter dar­ gestellten Münzprüfers gezeigt, die mit einer Laufbahn­ trägerplatte 12 und einer Laufbahn 14 einen Münzkanal 16 bildet, durch den sich eingeworfene Münzen hindurchbewegen. Dem Münzkanal 16 oder Münzkanalabschnitt sind mehrere Meß­ sonden zugeordnet, von denen in Fig. 1 eine bei 18 darge­ stellt ist. Sie besteht aus zwei Spulen L1 und L2, von denen jeweils eine an der Halteplatte 10 und der Laufbahn­ trägerplatte 12 angebracht ist. Es versteht sich, daß auch eine einseitig angeordnete Meßsonde vorgesehen sein kann.

In Fig. 1 ist ferner ein flaches Gehäuse 20 eines Eichmo­ duls 22 im Münzkanal 16 angeordnet. Die äußeren Abmessun­ gen sind derart, daß das Gehäuse 20 mit ein wenig Spiel, jedoch relativ passend einsetzbar ist. Nicht gezeigte Mittel dienen dazu, das Gehäuse 20 in einer vorgegebenen Position im Kanal 16 zu halten und zu sichern. Im Gehäuse 20 sind Luftspulen L3 angeordnet. In Fig. 1 sind zwei dar­ gestellt, in Fig. 3 drei. Jede Luftspule L3 ist einem Spu­ lenpaar L1, L2 zugeordnet. Sie sind mittels Leitungen 24 mit einem nicht gezeigten Simulationsgenerator verbunden.

Fig. 2 gibt das Ersatzschaltbild zweier Spulenpaare L1, L2 mit einer Luftspule L3 wieder. Der Simulationsgenera­ tor erzeugt ein Steuersignal für die Luftspulen L3, das den Hindurchlauf einer Münze durch das elektromagnetische Feld der Spulen L1 und L2 simuliert. Es handelt sich dabei um ein amplitudenmoduliertes Signal, wobei die Modula­ tionszeit in der Größenordnung der Durchlaufzeit der Mün­ zen durch das Feld der Spulen L1 und L2 liegt. Bei den drei Spulen L3 ist außerdem die zeitliche Abfolge der an die einzelnen Luftspulen gelegten Signale so gewählt, daß sie der Zeitfolge entspricht, in der die Münze die magne­ tischen Sonden passiert.

Claims (11)

1. Verfahren zum Eichen eines mindestens eine Münze akzep­ tierenden Münzprüfers, der mindestens eine einem Münz­ kanalabschnitt zugeordnete Meßsonde, die bei einer den Kanalabschnitt entlanglaufenden Münze ein eine physika­ lische Eigenschaft der Münze repräsentierendes Meßsig­ nal erzeugt, und einen programmierbaren Speicher auf­ weist, in dem mindestens ein Referenzsignal speicherbar ist zum Vergleich mit einem dem Meßsignal entsprechen­ den Meßwert, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den Kanalabschnitt (16) einführbares und darin in einer vor­ gegebenen Position fixierbares Eichmodul (23) vorgese­ hen ist, das mindestens einen die physikalische Eigen­ schaft simulierenden Simulationsabschnitt (L3) aufweist und das zur Erzeugung mindestens eines Referenzwertes aus dem Meßwert mit der Meßsonde (L1, L2) in Wechsel­ wirkung tritt, und daß der Simulationsabschnitt (L3) mit einem Simulationsgenerator verbunden ist, der ein Steuersignal auf den Simulationsabschnitt (L3) gibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Simulationsabschnitt (L3) des Eichmoduls (22) so ausgebildet ist, daß das von der Meßsonde (L1, L2) er­ zeugte Meßsignal in seiner Funktion von der Zeit dem zeitlichen Verlauf des von einer akzeptierbaren Münze erzeugten Meßsignals entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Simulationsabschnitt (L3) des Eichmoduls (22) die physikalische Eigenschaft einer akzeptierbaren Münze der Größe nach simuliert.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Simulationsabschnitt (L3) des Eichmoduls (22) die physikalische Eigenschaft einer akzeptierbaren Münze unabhängig von ihrer Größe simuliert.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Simulationsabschnitt (L3) des Eichmoduls bei mehreren Meßsonden des Münzprüfers je­ weils für jede Meßsonde mindestens ein Meßsignal er­ zeugt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Abfolge der vom Simulationsabschnitt des Eichmoduls erzeugten Meßsignale annähernd der Zeitfolge entspricht, mit der eine Münze die Meßsonden passiert.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der dem vom Simulationsabschnitt er­ zeugten Meßsignal entsprechende Meßwert im programmier­ baren Speicher des Münzprüfers gespeichert wird, daß in einem programmierbaren Speicher einer externen Rechen­ vorrichtung akzeptierbaren Münzen entsprechende Korre­ lationsfunktionen gespeichert werden und die Rechenvor­ richtung mittels einer der Korrelationsfunktionen aus dem Meßwert den Referenzwert für eine gewünschte akzep­ tierbare Münze errechnet und daß der Referenzwert an­ schließend in den programmierbaren Speicher des Münz­ prüfers eingespeichert wird.

8. Eichmodul zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Konfiguration des Simulationsabschnitts (L3) im Kanal­ abschnitt (16) mit der der Meßsonde (L1, L2) überein­ stimmt.

9. Eichmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenabmessungen so vorgesehen sind, daß es pas­ send im Kanalabschnitt (16) einsitzt.

10. Eichmodul nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Simulationsabschnitt minde­ stens eine Magnetspule, vorzugsweise Luftspule (L3), zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes auf­ weist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb des Kanalabschnitts (16) angeordnete Simulationsgenerator über elektrische Leitungen (24) anschließbar ist.