DE4313544A1 - Halterung für Halbleiterbauteile einer Lichtschranke in einem Münzgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halterung für Halblei­ terbauteile einer Lichtschranke in einem Münzgerät nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Lichtempfindliche oder lichtabgebende Halbleiterbauelemen­ te, sogenannte Optoelemente, werden zur Bildung von Licht­ schranken auch in Münzgeräten verwendet, beispielsweise Münzprüfern, Münzsortiervorrichtungen usw. Sie werden in erster Linie als Anwesenheitsfühler eingesetzt. Das Em­ pfangselement, zum Beispiel ein Fototransistor, gibt ein Ausgangssignal ab, wenn die Lichtschranke von einer Münze durchquert wird.

Bei derartigen Lichtschranken kann das Sendeelement, bei­ spielsweise eine lichtemittierende Diode (LED), an einer den Laufweg der Münze begrenzenden Platte angeordnet sein, während das Empfangselement sich an der anderen Platte befindet. Es ist jedoch auch bekannt, die beiden Bauteile der Lichtschranke auf einer Seite des Münzlaufwegs anzu­ ordnen und - an der gegenüberliegenden Seite einer Platte ein Prisma anzubringen, das den Lichtstrahl des Sendeele­ ments zum Empfangselement zurücklenkt. Dies hat den Vor­ teil, daß beide Elemente mit einer Leiterplatte gekoppelt sein können.

Der äußere Aufbau bzw. die äußeren Abmessungen derartiger Optoelemente sind üblicherweise einheitlich. Er besteht aus einer kolbenartigen, leicht konisch zulaufenden Umman­ telung, an der anschlußseitig ein radialer Bund ausgebil­ det ist.

Es sind mehrere Möglichkeiten bekannt, derartige Optoele­ mente anzubringen. Eine besteht zum Beispiel darin, sie zuvor fest mit einer Leiterplatte zu verbinden, die an­ schließend am Münzgerät angebracht wird, wobei das Opto­ element mit seiner Ummantelung in einen Aufnahmeraum hin­ einsteht, der an beiden Enden offen ist. Eine konstruktive Alternative besteht darin, das Optoelement zunächst in dem Aufnahmeraum anzubringen, in dem der Bund oder Flansch von einer entsprechenden Ausnehmung gehalten wird. Toleranzen im Optoelement, die zum Beispiel bei dem Durchmesser der Ummantelung bis zu ± 0,2 mm betragen können, sowie in der Aufnahmebohrung des Trägers für das Optoelement können sich auf die Position der optischen Achse ungünstig aus­ wirken. Sie sind um so gravierender, je größer die Distanz zwischen den Optoelementen einer optischen Strecke ist, denn die Achsabweichung reduziert die Empfindlichkeit der Lichtstrecke. Um diesen Nachteil auszugleichen, war bisher erforderlich, die Sendeleistung so groß auszulegen, daß auch bei maximalem Achsfehler die Funktion der Licht­ schranke noch gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hal­ terung für die Halbleiterbauteile einer Lichtschranke in einem Münzgerät zu schaffen, die eine relativ genaue Aus­ richtung der Halbleiterbauteile ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Halterung ist die Wandung des Aufnahmeraums so bemessen, daß sie über den Umfang der Ummantelung des Bauteils zumindest teilweise mit diesem in Eingriff tritt. Ferner weist die Wandung mindestens ein an der Ummantelung anliegendes Segment auf, das mindestens über seine Anlagelänge elastisch nachgebend ist. Vorzugs­ weise sind zwei diametral gegenüberliegende federnde An­ lagesegmente vorgesehen, die im wesentlichen ausschließ­ lich an der Ummantelung anliegen.

Durch die erfindungsgemäße Halterung werden die Optoele­ mente klemmend aufgenommen und das elastisch nachgebende Anlagesegment sorgt dafür, daß die Abweichung von der op­ tischen Achse ein Minimum ist. Mit Hilfe der erfindungsge­ mäßen Halterung wird auch die geforderte Verdrehsicherheit gewährleistet. Sie ist dort notwendig, wo die Optoelemente polarisiert sind.

Bei der Montage wird das Optoelement einfach in den Auf­ nahmeraum in richtiger Verdrehlage eingesteckt und ist bei weiteren Montageschritten verdrehsicher gehalten. Im übri­ gen erfolgt in der erfindungsgemäßen Halterung auch eine Zentrierung. Sie wird einmal durch die Anlage des Bundes am Anschlag und zum anderen durch die Anlage der Ummante­ lung bewirkt. Nach der Montage kann ein Anlöten der An­ schlüsse des Optoelements an die montierten Leiterplatte erfolgen.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Wandung des Aufnahmeraums aus in Umfangsrichtung beabstandeten Segmen­ ten gebildet sein, die an einer Platte aus Kunststoff von dieser abstehend geformt sind. Zwei gegenüberliegende Segmente können zum Beispiel federnd ausgebildet sein, während zwei andere gegenüberliegende Segmente relativ starr ausgeführt sind und bei relativ genau gefertigten Optoelementen mit diesen nicht in Eingriff treten, son­ dern nur eine Begrenzung des Aufnahmeraums bilden. Daher ist die dem Aufnahmeraum zugewandte Seite der relativ starren Segmente zweckmäßigerweise verhältnismäßig schmal, falls ein Eingriff bei einem Optoelement mit Übermaß in Betracht kommt.

Es sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, nachgebende Segmente zu formen. Eine besteht erfindungsgemäß darin, daß sie jeweils von einem Schenkel eines U-förmigen Ab­ schnitts gebildet sind, dessen anderer Schenkel mit der Platte verbunden ist. Die Halterung kann zum Beispiel an einem separaten Träger ausgebildet sein, der zum Beispiel beide Optoelemente einer optischen Strecke haltert. Der Träger wird dann in geeigneter Weise an der Platte ange­ bracht, welche den Laufweg der Münze im Münzgerät begrenzt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Teil einer Münzsor­ tiervorrichtung mit Halterungen für Optoelemente nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Optostrecke der Anordnung nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt die Seitenansicht einer Platte der Sortiervor­ richtung nach Fig. 1 in Richtung Pfeil 3.

Fig. 4 zeigt einen Teil der Platte nach Fig. 3 von der entgegengesetzten Seite.

Fig. 5 zeigt vergrößert eine einzelne Halterung nach Fig. 3.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 5 entlang der Linie 6-6.

Das Gehäuse einer Sortiervorrichtung 10 für Münzen weist zwei parallel im Abstand zueinander angeordnete Platten 12, 14 auf, die den Laufweg der von oben kommenden Münze (nicht gezeigt) begrenzen. Im oberen Bereich ist eine An­ nahmeweiche 16 angeordnet. Darunter sind in zwei Ebenen Sortierweichen 18, 20 bzw. 22, 24 angeordnet, die die ankommenden Münzen zu fünf verschiedenen Ausgängen 26, 28, 30, 32, 34 lenken. Die als Klappen ausgebildeten Weichen 16 bis 34 sind um eine senkrecht zur Zeichenebene stehende Achse schwenkbar gelagert und werden von nicht gezeigten Elektromagneten betätigt. Zur Überprüfung der Anwesenheit von Münzen im Bereich der Sortiervorrichtung sind zwei Lichtschranken A und B vorgesehen, die im Höhenabstand voneinander angeordnet sind. Die Lichtschranken A, B sind identisch ausgeführt und enthalten jeweils zwei Optoelemen­ te 36, 38 (siehe auch Fig. 2), die in der Platte 14 unter­ gebracht sind und beispielsweise aus einer LED und einem Fototransistor bestehen. Sie wirken mit einem Prisma 40 zusammen, das in der Platte 12 untergebracht ist. Wird die optische Strecke der Lichtschranke A bzw. B von einer Mün­ ze unterbrochen, ändert sich das Ausgangssignal des Foto­ transistors, das mit einer entsprechenden Auswerteschal­ tung verarbeitet wird.

Fig. 3 zeigt die Außenseite der Platte 14. Sie enthält zwei Paar Halterungen 42, 44 für die Optoelemente der op­ tischen Strecken A und B, wobei in den Fig. 5 und 6 eine Halterung 46 der Paare 42, 44 näher dargestellt ist.

Es ist eine Aufnahmebohrung 48 zu erkennen, die ein Opto­ element 50 (Fig. 6) aufnimmt. Das Optoelement besteht her­ kömmlich aus einer zylindrischen vorn leicht konisch zu­ laufenden, abgerundeten Ummantelung 52 aus durchsichtigem Kunststoffmaterial, das zu den nicht gezeigten Anschlüssen hin einen radialen Bund 54 aufweist. Die Bohrung 48 wird begrenzt durch zwei diametral gegenüberliegende federnde im Querschnitt kreisbogenförmige Anlagesegmente 56, 58. Die Anlagesegmente 56, 58 sind Schenkel von U-förmigen Ab­ schnitten 60, 62, die an die aus Kunststoff bestehende Platte 14 angeformt sind, indem der andere Schenkel 64, 66 an die Platte 14 annähernd senkrecht zu dieser angebunden ist. Um 90° versetzt sind außerdem diametral gegenüberlie­ gend zwei feste im Querschnitt kreisbogenförmige Segmente 68, 70 an die Platte 14, von dieser senkrecht abstehend, angeformt.

Die federnden Anlagesegmente 56, 58 weisen einen Absatz 72, 74 auf, auf dem der Bund 54 des Optoelements 50 zu liegen kommt. Die einander zugekehrten Anlageflächen der Anlagesegmente 56, 58 sind so im Abstand und in der Form bemessen, daß beim Einsetzen des Optoelements 50 in die Bohrung 48 die Ummantelung 52 mit den Anlageflächen der Anlagesegmente 56, 58 in Eingriff tritt und diese dabei leicht nach außen verformt werden. Die relativ starren Segmente 68, 70 sind so bemessen und geformt, daß die Um­ mantelung 52 an diesem nicht zur Anlage gelangt, es sei denn bei einer Ummantelung mit maximal toleriertem Durch­ messer.

Beim Einsetzen eines Optoelements 50 wird dieses daher durch die Anlagesegmente 56, 58 federnd eingeklemmt und in seiner Lage auch während der weiteren Montage gehalten. Die Ausbildung der Halterung 46 ist derart, daß das Opto­ element 50 bezüglich seiner optischen Achse zentriert wird, wobei Toleranzen in der Bemessung des Optoelements 50 aus­ geglichen werden. Außerdem findet durch die quasi schwim­ mende Lagerung eine Zentrierung des Optoelements 50 statt, und zwar an den Punkten X und Y, so daß die gewünschte optische Achse relativ genau eingehalten werden kann.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Halterung 46 einteilig mit der Platte 14 geformt. Es versteht sich, daß jeweils ein Halterungspaar 42 bzw. 44 auch an einem ge­ trennten Träger geformt sein kann, der dann in geeigneter Weise mit der Platte 14 verbunden wird. Der Träger kann ebenfalls plattenartig geformt und mit einem Absatz ver­ sehen sein, um ihn in eine entsprechende Öffnung der Platte 14 einzusetzen.

Claims (7)

1. Halterung für Halbleiterbauteile einer Lichtschranke an einer den Laufweg der Münze begrenzenden Platte in einem Münzgerät, mit einem im Querschnitt kreisförmigen, an beiden Enden offenen Aufnahmeraum, in den die kol­ benartige Ummantelung des Bauteils eingeführt ist und der an dem Einführende einen Anschlag aufweist für einen anschlußseitigen Bund des Bauteils, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wandung des Aufnahmeraums (48) so bemessen ist, daß sie über den Umfang der Ummantelung (52) des Bauteils (50) zumindest teilweise in Eingriff tritt und mindestens ein an der Ummantelung (52) anlie­ gendes Anlagesegment (56, 58) der Wandung mindestens über seine Anlagelänge elastisch nachgebend geformt ist.

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei diametral gegenüberliegende federnde Anlageseg­ mente (56, 58) vorgesehen sind und im wesentlichen nur die Anlagesegmente (56, 58) an der Ummantelung (52) anliegen.

3. Halterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wandung aus in Umfangsrichtung beabstan­ deten Segmenten (56, 58, 68, 70) gebildet ist, die an einer Platte (14) aus Kunststoff von dieser abstehend geformt sind.

4. Halterung, nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die, nachgebenden Anlagesegmente (56, 58) jeweils von einem Schenkel eines U-förmigen Abschnitts (60, 62) gebildet sind, dessen anderer Schenkel (64, 66) mit der Platte (14) verbunden ist.

5. Halterung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die feststehenden Segmente (68, 70) an dem in den Aufnahmeraum (48) weisenden Ende relativ schmal sind.

6. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anlagesegmente (56, 58) eine größere Länge als die Ummantelung (52) des Bauteils (50) aufweisen.

7. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie in einem separaten Träger ausge­ bildet ist, der mit der Platte (14) verbindbar ist.