DE4313544C2 - Lichtschranke in einem Münzgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtschranke in einem Münzgerät nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, wie es aus der EP 0 119 936 A1 bekannt ist.

Lichtempfindliche oder lichtabgebende Halbleiterbauelemente, sogenannte Opto­ elemente, werden zur Bildung von Lichtschranken auch in Münzgeräten verwendet, beispielsweise Münzprüfern, Münzsortiervorrichtungen usw. Sie werden in erster Linie als Anwesenheitsfühler eingesetzt. Das Empfangselement, zum Beispiel ein Fototransistor, gibt ein Ausgangssignal ab, wenn die Lichtschranke von einer Münze durchquert wird.

Aus DE 87 12 960.1 U1 ist bekannt geworden, eine lichtemittierende Diode (LED) in der Frontplatte eines Gehäuses anzuordnen, wobei der Kolben der LED rückseitig bis zu seinem anschlussseitigen Bund in den Aufnahmeraum eingeschoben wird, der von einer tiefgezogenen Kunststofffolie gebildet ist. Eine ähnliche Anordnung ergibt sich aus US 5 083 192, wobei der Kolben der LED konisch geformt sein kann.

Aus US 5 033 603 ist grundsätzlich bekannt, eine Lichtschranke an einer den Laufweg der Münze begrenzenden Platte anzuordnen und einen im Querschnitt kreisförmigen Aufnahmeraum für das Halbleiterbauteil vorzusehen, wobei der Kolben der LED mit einem dem Münzraum zugewandten Anschlag der Platte beim Einführen in den Aufnahmeraum zusammenwirkt.

Aus GB 2 174 243 A1 ist eine Halterung für Fototransistoren bekannt geworden, die ein Einstecken der einzelnen Elemente erlaubt, ohne dass eine zusätzliche Befestigung erforderlich ist. Die einzelnen Elemente sind von einer zangenartigen Aufnahme auf­ genommen.

Bei den zuvor beschriebenen Lichtschranken kann das Sendeelement, beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED), an einer ersten den Laufweg der Münze begren­ zenden 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 anzuordnen und an der gegenüberliegenden Seite einer Platte ein Prisma anzubringen, das den Lichtstrahl des Sendeelements zum Empfangs­ element zurücklenkt. Dies hat den Vorteil, dass beide Elemente mit einer Leiterplatte gekoppelt sein können.

Der äußere Aufbau bzw. die äußeren Abmessungen der bekannten Optoelemente sind üblicherweise einheitlich. Er besteht aus einer kolbenartigen, leicht konisch zulaufen­ den Ummantelung, an der anschlussseitig ein radialer Bund ausgebildet ist.

Toleranzen im Optoelement, die zum Beispiel bei dem Durchmesser der Ummante­ lung 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 Opto­ elementen einer optischen Strecke ist, denn die Achsabweichung reduziert die Empfindlichkeit der Lichtstrecke. Um diesen Nachteil auszugleichen, ist erforderlich, die Sendeleistung so groß auszulegen, dass auch bei maximalem Achsfehler die Funk­ tion der Lichtschranke noch gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lichtschranke für ein Münz­ gerät zu schaffen, bei der eine relativ genaue Ausrichtung der Halbleiterbauteile ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der Erfindung ist die Wandung des Aufnahmeraums so bemessen, dass sie über den Umfang der Ummantelung des Bauteils zumindest teilweise mit diesem in Ein­ griff tritt. Hierfür weist die Wandung des Aufnahmeraums diametral gegenüber­ liegende Segmente auf, wobei die einen mindestens über ihre Anlagelänge elastisch nachgebend sind und die anderen relativ starr sind.

Durch diese Halterung werden die Optoelemente klemmend aufgenommen. Sowohl die elastisch nachgebenden Anlagesegmente als auch die relativ starren Segmente sor­ gen dafür, dass die Abweichung von der optischen Achse ein Minimum ist. Mit Hilfe der Erfindung wird auch die geforderte Verdrehsicherheit gewährleistet. Sie ist dort notwendig, wo die Optoelemente polarisiert sind.

Die Halterung ist entweder einteilig an der Kunststoffplatte ausgebildet oder sie besteht aus einem separaten Kunststoffträger, der zum Beispiel beide Optoelemente einer optischen Strecke haltert. Der Träger wird dann in geeigneter Weise an der Platte angebracht, welche den Laufweg der Münze im Münzgerät begrenzt.

Bei der Montage wird das Optoelement einfach in den Aufnahmeraum in richtiger Verdrehlage eingesteckt und ist bei weiteren Montageschritten verdrehsicher gehalten. Im Übrigen erfolgt dabei auch eine Zentrierung. Sie wird einmal durch die Anlage des Bundes am Anschlag und zum anderen durch die Anlage der Ummantelung bewirkt.

Nach der Montage kann ein Anlöten der Anschlüsse des Optoelements an die mon­ tierte Leiterplatte erfolgen.

Zwei weitere diametral gegenüberliegende Segmente sind relativ starr ausgeführt und treten bei relativ genau gefertigten Optoelementen mit diesen nicht in Eingriff, sondern bilden nur eine Begrenzung des Aufnahmeraums. 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 z. B. darin, dass sie jeweils von einem Schenkel eines U-förmigen Abschnitts gebildet sind, dessen anderer Schenkel mit der Platte oder dem Träger verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Teil einer Münzsortiervorrichtung mit einer Lichtschranke nach der Erfindung.

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

Fig. 3 zeigt die Seitenansicht einer Platte der Sortiervorrichtung nach Fig. 1 in Rich­ tung Pfeil 3.

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

Fig. 5 zeigt vergrößert eine einzelne Halterung für ein Optoelement 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 Annahmeweiche 16 angeordnet. Darunter sind 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 Höhen­ abstand voneinander angeordnet sind. Die Lichtschranken A, B sind identisch aus­ geführt und enthalten jeweils zwei Optoelemente 36, 38 (siehe auch Fig. 2), die in der Platte 14 untergebracht sind und beispielsweise aus einer LED und einem Fototran­ sistor bestehen. Sie wirken mit einem Prisma 40 zusammen, das in der Platte 12 unter­ gebracht ist. Wird die optische Strecke der Lichtschranke A bzw. B von einer Münze unterbrochen, ändert sich das Ausgangssignal des Fototransistors, das mit einer ent­ sprechenden Auswerteschaltung verarbeitet wird.

Fig. 3 zeigt die Außenseite der Platte 14. Sie enthält zwei Paar Halterungen 42, 44 für die Optoelemente der optischen 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 Optoelement 50 (Fig. 6) aufnimmt. Das Optoelement besteht her­ kömmlich aus einer zylindrischen vorn leicht konisch zulaufenden, 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 Abschnitten 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 gegenüberliegend zwei feste im Querschnitt kreisbogenförmige Segmente 68, 70 an die Platte 14, von dieser senk­ recht 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 Anlage­ flächen 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 Ummantelung 52 an diesem nicht zur Anlage gelangt, es sei denn bei einer Ummantelung mit maximal toleriertem Durchmesser.

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 Optoelement 50 bezüg­ lich seiner optischen Achse zentriert wird, wobei Toleranzen in der Bemessung des Optoelements 50 ausgeglichen werden. Außerdem findet durch die quasi schwim­ mende Lagerung eine Zentrierung des Optoelements 50 statt, und zwar an den Punkten X und Y, sodass 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 getrennten 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 versehen sein, um ihn in eine entsprechende Öffnung der Platte 14 einzusetzen.

Claims (6)

1. Lichtschranke in einem Münzgerät mit einer Halbleiterlichtquelle und einem licht­ empfindlichen Halbleiterempfänger an einer den Laufweg der Münze begrenzen­ den Platte, wobei die Halbleiterbauteile mit einer kolbenartigen Ummantelung und einem daran anschließenden Bund in einem im Querschnitt kreisförmigen, an bei­ den Enden offenen Aufnahmeraum in der Platte eingeführt und gehalten sind, wobei an dem Einführende des Aufnahmeraums an der den Münzen abgewandten Seite ein Anschlag vorhanden ist für den anschlussseitigen Bund der Halbleiter­ bauteile, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Aufnahmeraums (48) aus in Umfangsrichtung diametral gegenüberliegenden, über ihre Anlagelänge an der Ummantelung (52) elastisch nachgebenden Segmenten (56, 58) und aus diametral gegenüberliegenden relativ starren Segmenten (68, 70) gebildet ist, wobei die Segmente (56, 58, 68, 70) einteilig an der Platte (14) aus Kunststoff oder einem an der Platte (14) zu befestigenden Träger (46) aus Kunststoff abstehend geformt sind.

2. Lichtschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichen nur die elastisch nachgebenden Segmente (56, 58) an der Ummantelung (52) anliegen.

3. Lichtschranke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch nachgebenden Segmente (56, 58) jeweils von einem Schenkel eines U-förmigen Abschnitts (60, 62) gebildet sind, dessen anderer Schenkel (64, 66) mit dem Träger bzw. der Platte verbunden ist.

4. Lichtschranke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die relativ starren Segmente (68, 70) an dem in den Aufnahmeraum (48) weisen­ den Ende relativ schmal sind.

5. Lichtschranke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch nachgebenden Segmente (56, 58) eine größere Länge als die Ummantelung (52) des Bauteils (50) aufweisen.

6. Lichtschranke nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag von Absätzen (72, 74) der Segmente (56, 58, 60, 62) gebildet ist.