DE4407792C1 - Vorrichtung zur optischen Prüfung von Münzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur optischen Prüfung von Münzen, insbesondere des Münzdurch­ messers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, lichtoptische Strecken in einem Münzprüfer zu verwenden, beispielsweise um den Durchmesser der Münzen zu messen als Kriterium zur Unterscheidung von echten und falschen Münzen. Die Lichtstrecke umfaßt zumeist eine lichtemittierende Diode (LED) sowie einen lichtempfind­ lichen Empfänger, z. B. einen Fototransistor. Die durch den Vorbeilauf einer Münze verursachten Lichtschwankungen bzw. Unterbrechungen werden in elektrische Steuersignale umgewandelt. Die Elemente der optischen Strecke werden in den Platten, welche den Münzkanal begrenzen, in ent­ sprechenden Ausnehmungen angeordnet (Hauptplatte und Lauf­ bahnträgerplatte). Bei derartigen optischen Strecken be­ steht die Gefahr, daß durch Verschmutzungen die Empfind­ lichkeit beeinträchtigt und die Funktionsfähigkeit gefähr­ det wird. Ferner können Reflexionen und Streuungen am Münzrand die Qualität der Messung nachteilig beeinflussen.

Aus DE 91 14 866 U1 ist bekannt geworden, den das Empfangs­ element umgebenden Mantel mit einem kegelförmigen Ab­ schnitt aus lichtdurchlässigem Material zu versehen, dessen Spitzenende bündig mit der zugekehrten Seitenwand abschließt. Wenn das Spitzenende des kegelförmigen Abschnitts bündig mit der zugekehrten Seite der Wand des Münzkanals abschließt, wird ein Reibungseffekt erreicht, so daß Verschmutzungen weitgehend vermieden werden. Die beschriebene Bündigkeit läßt sich jedoch in der Fertigung ohne Nacharbeit nicht realisieren. Bedingt durch den kegelförmigen Übergang und die zu berücksichtigenden Toleranzen von den Werkzeugen sowie den Kunststoffteilen von Platte und Abdeckung steht das Spitzenende entweder 0,1 mm über oder 0,1 mm zurück. Im ersteren Fall kann dadurch die Münze zum Stoppen oder Schlingern gebracht werden. Im zweiten Fall besteht die Gefahr der Verstopfung der Öffnung so daß keine sichere Funktion bei reduzierter Lichtmenge mehr gewährleistet ist. Um daher die Bündigkeit zu erreichen, wird erforderlich, das Spitzenende länger auszuführen und im eingebauten Zustand durch Nachbearbei­ tung bündig zu machen.

Aus der DE 19 43 900 ist ferner ein nicht elektrischer Wandler bekanntgeworden, bei dem ein Fototransistor im Inneren eines kastenförmigen Elements angeordnet ist, in dessen Öffnungsbereich eine Sammellinse vorgesehen ist, die das Licht im Bereich der Übergangsschicht des Fototransistors fokussiert. Aus der genannten Schrift ist ferner bekanntgeworden, die als Sammellinse dienende Konvexlinse durch einen zylindrischen Körper mit einer bestimmten Querschnittsverteilung des Brechungsindex zu versehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur optischen Prüfung von Münzen zu schaffen, die eine günstigere Lichtausbeute und damit eine höhere Empfind­ lichkeit gewährleistet bei Vermeidung der Beeinträchtigung der Empfindlichkeit durch Verschmutzung.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auf der dem Empfangselement zugekehrten Seite der Abdeckung eine Sam­ mellinse angeformt. Besteht das Empfangselement aus einem Fototransistor, ist in einer Ausgestaltung der Erfindung die Sammellinse auf die aktive Chipfläche des Fototransis­ tors fokussiert. Findet gleichwohl eine mögliche Ver­ schmutzung statt, dann kann bei der erfindungsgemäßen Vor­ richtung die sogenannte Übersteuerungsreserve des Foto­ transistors ausgenutzt werden. So kann bis zu einer fünf­ fachen Übersteuerung des Fototransistors bei gleichem Sendestrom für die Fotodiode gegenüber bisher gekannten Lösungen ausgenutzt werden.

Bei der Erfindung weist die Abdeckung einen im Durchmesser kleineren zylindrischen Zapfen auf, der durch die kleine Öffnung in der Wand geführt ist und in eine Ausnehmung hineinsteht, welche auf der Münzkanalseite die Öffnung um­ gibt. Die Öffnung, die vorzugsweise kreisförmig ist, hat nach der Ausgestaltung der Erfindung einen Durchmesser, der um ein Vielfaches größer ist, als der Durchmesser der Öffnung. Im Bereich des Zapfens kann daher wegen der Aus­ nehmung eine Verschmutzung der Münzlauffläche nicht stattfinden. Größere Schmutzpartikel, die sich von der Münze lösen, können sich in der Ausnehmung ablagern, setzen sich jedoch nicht auf dem Ende des zylindrischen Zapfens ab, der in die Ausnehmung hineinsteht.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Abdeckung topfartig, wobei das Empfangselement in die innere Öffnung der topfartigen Abdeckung passend eingeführt ist. Demgemäß befindet sich die Sammellinse als Erhebung im Boden der topfartigen Abdeckung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung nä­ her erläutert.

Die einzige Figur zeigt schematisch einen Querschnitt durch den Münzkanal eines Münzprüfers im Bereich einer Vorrichtung zur optischen Prüfung nach der Erfindung.

In der Figur sind eine Hauptplatte 10 und eine Laufbahn­ trägerplatte 12 mit einer Laufbahn 14 eines im einzelnen nicht dargestellten Münzprüfers gezeigt, die einen Münz­ kanal 16 begrenzen, dem entlang eine Münze 18 rollt. Die Laufbahnträgerplatte 12 weist einen Durchbruch 20 auf, der eine Fotodiode 22 aufnimmt. Die Hauptplatte 10 weist auf der dem Münzkanal 16 abgewandten Seite eine Ausnehmung 24 auf, welche ein zylindrisches Übertragungselement 26 auf­ nimmt. Es ist topfartig aus lichtdurchlässigem Material geformt und nimmt in seiner Öffnung einen Fototransistor 28 passend auf. Der Boden des "Topfes" ist mit einer lin­ senförmigen Erhebung 30 versehen. Die Linse 30 ist auf eine aktive Chipfläche 32 des Transistors 28 fokussiert.

Auf der dem Münzkanal 16 zugewandten Seite ist das Über­ tragungselement 28 mit einem zylindrischen Zapfen 34 ver­ sehen, der durch eine entsprechende kleine Öffnung 36 der Hauptplatte 10 geführt ist. Der Zapfen steht in eine Aus­ nehmung 38 hinein, die auf der den Münzkanal 16 zuge­ wandten Seite der Hauptplatte 10 geformt ist. Die kreis­ förmige Öffnung umgibt die kleinere Öffnung 36 und hat einen viel größeren Durchmesser als die Öffnung 36.

Die optischen Achsen von Fotodiode 22 und Transistor 28 sind zueinander ausgerichtet. Das Licht der Fotodiode 22 gelangt über den zylindrischen Zapfen 34, die Bodenwand des Übertragungselements 26 und die Linse 30 auf die akti­ ve Chipfläche 32 des Fototransistors 28. Der Lichtstrom wird abrupt durch das Abschatten durch eine Münze 18 unter­ brochen. Der Beginn des Abschattens und das Ende ist mit­ hin ein Maß für die Größe der Münze. Durch mathematische Auswertung von Lauf- bzw. Abdeckzeiten erfolgt die Messung weitgehend geschwindigkeitsunabhängig. Die gezeigte op­ tische Strecke kann jedoch auch als Anwesenheitsfühler ver­ wendet werden, für das Detektieren eines Loches in eine Münze usw.

Münzen weisen normalerweise mehr oder weniger starke Ver­ schmutzungen auf. Diese können jedoch nicht auf die Stirn­ fläche des Zapfens 34 übertragen werden, da sie stets ei­ nen Abstand zur Münze 18 aufweist. Der Zapfen ist weder bündig mit dem Boden der Ausnehmung 38 noch mit der Innen­ wand der Laufrahmenträgerplatte 10. Größere Verschmutzungs­ teilchen, welche üblicherweise abgerieben werden oder sich auf andere Weise lösen, gelangen zwar in die Ausnehmung 38, sammeln sich jedoch an deren Boden, so daß dadurch die op­ tische Strecke nicht beeinträchtigt ist.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur optischen Prüfung von Münzen, insbeson­ dere des Münzdurchmessers, die entlang eines von paral­ lelen Wänden begrenzten Münzkanals rollen, mit einem in einer ersten Ausnehmung einer ersten Wand des Münzka­ nals angeordneten Senderelement und einem in einer zweiten Ausnehmung der zweiten Wand des Münzkanals an­ geordneten Empfangselement, wobei die Ausnehmungen ein­ ander im Münzkanal gegenüberliegen, und einer dem Empfangselement zugeordneten Abdeckung aus lichtdurch­ lässigem Kunststoff, die mit einem Abschnitt im Bereich der zweiten Ausnehmung in eine kleine Öffnung in der zweiten Wand hineinsteht, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Empfangselement (28) zugekehrten Seite der Abdeckung (26) eine Sammellinse (30) angeformt ist, welche das durch die kleine Öffnung (36) tretende Licht auf die aktive Fläche des Empfangselements (28) fokus­ siert, und daß die Abdeckung (26) einen im Durchmesser kleinen zylindrischen Zapfen (34) aufweist, der durch die kleine Öffnung (36) geführt ist und in die zweite Ausnehmung (38) hineinsteht, welche auf der Münzkanal­ seite die Öffnung (36) umgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (26) topfartig ist, das Empfangsele­ ment (28) in die innere Öffnung der topfartigen Ab­ deckung (26) passend eingeführt ist, und die Sammel­ linse (30) als Erhebung im Boden der topfartigen Ab­ deckung (26) geformt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der kreisförmigen Ausnehmung (38) ein Vielfaches größer ist als der Durchmesser der klei­ nen Öffnung (36).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangselement (28) eine Foto­ transistor ist und die Sammellinse (30) auf die aktive Chipfläche (32) des Fototransistors fokussiert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das freie Ende des Zapfens (34) gegenüber der zweiten Wand (10) des Münzkanals (16) zurück versetzt liegt.