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Unsere
gleichzeitig anhängige
PCT-Anmeldung Nr. PCT/GB 96/01763 betrifft Ausgabevorrichtungen
und insbesondere, aber nicht ausschließlich, eine Münzen- oder
Wertmarken-Handhabungsvorrichtung
zur Verwendung bei Verkaufsautomaten, Unterhaltungs- oder Spielautomaten,
Wechselgeldautomaten oder irgendeiner anderen Vorrichtung, die ein
Ausgeben von Münzen
oder Wertmarken, beispielsweise in Form eines Gewinns oder als Wechselgeld,
erfordert.
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Zur
Vereinfachung steht das Wort Münze, das
in der gleichzeitig anhängigen
Anmeldung sowie in dieser Anmeldung verwendet wird, sowohl für Münzen als
auch für
Wertmarken.
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Unsere
gleichzeitig anhängige
Anmeldung definierte und beschrieb verschiedene Verbesserungen einer
bekannten Münzenausgabevorrichtung. Die
bekannte Münzenausgabevorrichtung
umfasst einen Trichter, der eine drehbare Scheibe enthält, wobei
die Ebene der Scheibe unter einem Winkel zur Senkrechten geneigt
ist. Die Scheibe trägt
Zapfen und während
sich die Scheibe dreht, werden Münzen in
dem Trichter zwischen den Zapfen gefangen und in eine Position angehoben,
in der sie an der Vorderseite der Scheibe anliegen. Am oberen Bereich
der Scheibe ist eine Abstreifvorrichtung vorgesehen, die die Münzen von
der Scheibe entfernt und in einen Schlitz führt. Der Schlitz kann den Münzenausgabepunkt
der Münzenausgabevorrichtung
oder den Eingangsbereich einer nachgeschalteten Einrichtung bilden.
Eine derartige Anordnung ist in
US
4,589,433 gezeigt.
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DE
3830674-A offenbart eine Münzenausgabevorrichtung,
bei der eine sich drehende Platte verwendet wird, wobei je doch eine
Antriebswelle vorhanden ist, die sich durch die Platte hindurch
erstreckt.
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WO95/05645A
offenbart ebenfalls eine Münzenausgabevorrichtung,
bei der eine sich drehende Platte verwendet wird, wobei die Platte
jedoch Öffnungen
aufweist, so dass Münzen
durch die Platte hindurchfallen und mit einem Trägerelement in Kontakt kommen,
das einen Teil eines Antriebsmechanismus bildet. Daher können Schwingungen
des Antriebsmechanismus auf die Münzen übertragen werden, welche dazu
beitragen können,
einen Münzenstau
zu verursachen.
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Die
vorliegende Erfindung definiert und beschreibt Verbesserungen der
bekannten Vorrichtungen.
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Die
Erfindung betrifft eine Münzenausgabevorrichtung
mit einem Behälter,
der so angeordnet ist, dass er Münzen
zum Ausgeben enthält,
mit einer Münzenausgabescheibe,
die unter einem geneigten Winkel auf einer Seite des Behälters angeordnet
ist und die sich über
ein axiales Gleitlager an einem Träger abstützt, wobei die Scheibe mittels
einer Welle in eine Drehbewegung um eine Achse versetzt wird, mit Mitteln
zum Antrieb der Scheibe, die auf der dem Behälter gegenüberliegenden Seite der Scheibe
derart angeordnet sind, dass die Scheibe eine physikalische Barriere
bildet, die die Antriebsfunktion von der Münzenhandhabungsfunktion trennt,
wobei die Scheibe und die Mittel zum Antrieb der Scheibe eine Einheit
bilden, die in Richtung der Achse schwimmen kann, wobei ein Mittel
vorgesehen ist, das die Rückseite
der Scheibe – von
der Antriebsseite der Scheibe aus – in Eingriff mit dem genannten
axialen Gleitlager zieht, so dass der Verschleiß zwischen der Rückseite der
Scheibe und dem Gleitlager kompensiert wird.
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Dadurch
wird der Münzenhandhabungsteil vollständig getrennt
von der Antriebsanordnung gehalten, so dass jede der getrennten
Funktionen optimiert werden kann. Auf einer Seite der Scheibe können die
Münzen
bevorratet, umgerührt,
angehoben und ausgegeben werden. Auf der anderen Seite der Scheibe
können
Mittel vorgesehen sein, die die Scheibe stabil halten, sie drehen
und Verschleiß, Ausrichtungsfehler
und Schockbelastungen kompensieren.
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Dieser
Aspekt der Erfindung ist für
die Münzenhandhabungsseite
der Scheibe günstig,
da es keine physikalischen Vorsprünge der Antriebsanordnung in
den Münzenhandhabungsbereich
gibt. Der mittlere Bereich der Scheibe kann eine ebene Fläche aufweisen,
die parallel zu Münzenentnahme-
und -ausgabebereichen verläuft.
Jegliche Haltemittel, die die Scheibe an den Antriebsmitteln halten,
ragen über
diese ebene Fläche
nicht hinaus.
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Die
Münzenausgabevorrichtung
kann ein Münzenführungsmittel
zum Führen
von Münzen
zu einem Ausgang des Führungsmittels
aufweisen, wobei das Führungsmittel
mit einem Mittel zum Auswerfen jeder Münze am Ausgang versehen ist,
und wobei das Auswurfmittel außerdem
derart angeordnet ist, dass es die Münzenausgaberichtung beim Auswerfen ändert.
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Das
Münzenauswurfmittel
kann einen mittels einer Feder vorgespannten Arm aufweisen, gegen den
die Münzen
nacheinander gedrückt
werden, wenn sie sich entlang des Führungsmittels in Richtung des
Ausgangs bewegen.
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Durch
eine geeignete Positionierung des mittels der Feder vorgespannten
Armes kann der Arm die Münzen
in eine neue Richtung führen
und kann diese dann drücken,
wodurch sie durch den Ausgang ausgestoßen werden.
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Besondere
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung werden nun an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 eine
diagrammatische Querschnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Münzenausgabevorrichtung
ist;
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2A eine
Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Münzenführungsmittels
ist;
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2B eine
Querschnittdarstellung des einen Endes des Münzenführungsmittels nach 2A ist;
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2C eine
Querschnittdarstellung des anderen Endes des Münzenführungsmittels nach 2A ist;
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3A, 3B und 3C Darstellungen sind,
die 2A, 2B und 2C entsprechen, die
jedoch ein anderes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Münzenführungsmittels
zeigen;
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4A und 4B Seitenansichten
sind, die die Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Münzenauswurfeinrichtung zeigen;
und
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5A und 5B Ansichten
sind, die 4A und 4B entsprechen
und die jedoch eine alternative Münzenauswurfeinrichtung zeigen.
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1 zeigt
einen Trichterbehälter 10,
der so angeordnet ist, dass er Münzen
zum Ausgeben enthält.
Auf einer Seite des Behälters
ist unter einem geneigten Winkel eine Münzenausgabescheibe 11 angeordnet.
Die Scheibe 11 ist drehbar um eine Achse 12 in
einem starren Träger 13 angeordnet.
Die Scheibe wird durch eine Welle 14 in Drehbewegung versetzt,
die aus einem Getriebe 15 herausragt, mit dem ein Antriebsmotor 16 gekoppelt
ist. Diese Komponenten bilden eine Einheit, die in Richtung der
Achse 12 schwimmen kann, während ihre radiale Position durch
ein Drehlager 17 festgelegt ist. Die Einheit wird in Richtung
der Längsachse 12,
die weg vom Behälter 10 führt, durch
eine Druckfeder 18 vorgespannt, die zwischen einer Motorbefestigungsplatte 9 und dem
Drehlager 17 wirkt. Dadurch wird auch die Rückseite
der Scheibe 11 in Eingriff mit einem axialen Gleitlager 19 gezogen.
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Die
gezeigte Anordnung kompensiert den Verschleiß zwischen der Rückseite
der Scheibe und dem Gleitlager 19, da die Druckfeder 18 sich
selbst einstellt, um die zusätzliche
Bewegung in Richtung der Längsachse
aufzunehmen.
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Das
Getriebe 15 erfordert eine Drehmomentbegrenzung zwischen
sich selbst und einer externen Befestigung, um sicher zu stellen,
dass sich die Scheibe und nicht das Getriebe dreht. Diese externe Befestigung
kann der starre Träger 13 sein.
So kann zum Beispiel zwischen der Platte 9 und dem Träger 13 eine
elastische (z. B. Gummi-) Begrenzung 8 vorgesehen sein.
Diese Begrenzung kann viele Formen annehmen. Sie kann zum Beispiel
mit Mitteln kombiniert werden, die helfen, Schockbelastungen zu dämpfen. Schockbelastungen
treten gelegentlich als unumgänglicher
Bestandteil der Münzenhandhabung auf.
So könnte
zum Beispiel zwischen dem Getriebe und der externen Befestigung
ein elastisches Element vorgesehen sein. Diese Maßnahme würde einige
Schockbelastungen absorbieren, indem ein teilweises Drehen des Getriebes
um seine eigene Achse ermöglicht
wird. Diese Anordnung würde
den visuellen Eindruck vermitteln, dass sich die Antriebseinheit
während
des Betriebs ruckartig bewegt. Wenn mehr als eine Drehmomentbegrenzung
verwendet wird, können
sie um die Achse 12 angeordnet sein.
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Das
Gewicht der eigentlichen Antriebseinheit neigt dazu, das Biegemoment
auszugleichen, das durch die gegen den unteren Teil der Scheibe 11 drückenden
Münzen
erzeugt wird. Das Radiallager wirkt als Stützpunkt.
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Die
in 1 gezeigte Anordnung hat mehrere Vorteile. Zum
Beispiel ist die Münzenkapazität des Trichterbehälters 10 im
Vergleich mit einer Einrichtung nach dem Stand der Technik größer, ohne
die physikalische Größe des Behälters selbst
zu ändern. Dies
ist dadurch möglich,
dass keine der Antriebskomponenten über die Scheibe in den Trichterbehälter hinaus
ragt.
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Die
Wirkung des Umrührens
der Münzen,
die im Trichterbehälter
auftritt, kann dazu führen,
dass unter bestimmten Umständen
eine überschüssige Anzahl
Münzen
gleichzeitig zum Ausgabebereich gehoben wird. Ein derartiges Überlaufen
der Münzen
im oberen Bereich der Scheibe sollte – wenn es möglich ist – vermieden werden, da es einen
Stau verursachen kann. Da bei der in 1 gezeigten
Ausführung keine
Antriebskomponenten in den Trichterbehälter hinein ragen, wird ein
Blockieren der Fluchtbahn der überschüssigen Münzen nach
unter in den unteren Bereich des Trichterbehälters reduziert.
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Wenn
durch das Überlaufen überschüssige Münzen unter
Schwerkrafteinfluss aus dem Ausgabebereich im oberen Bereich fallen,
neigen sie dazu, parallel zur ebenen Stirnfläche der Scheibe in Richtung
der Münzenauffangbereiche
in den unteren Bereich des Behälters
zu gleiten. Da diese Münzen
bereits mit der Scheibe fluchten, werden sie leichter zwischen den
Stiften der Scheibe eingefangen, wobei dies eine verbesserte und
gleichmäßigere Münzenausgaberate
der gesamten Vorrichtung zur Folge hat.
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Die
Anordnung zum Rühren
der Münzen
im Trichterbehälter
kann mit wenigen physikalischen Hindernissen besser optimiert werden.
Das Rührmittel
kann einen oder mehrere auf der Scheibe befestigte, konische, harte
Zapfen 7 aufweisen, die von der Oberfläche der Scheibe hervorragen.
Die Münzenhebezapfen
sind bei 6 gezeigt.
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Bezugnehmend
jetzt auf 2A bis 2C wird
nun ein Münzenführungsmechanismus
gezeigt, der die Münzen
bei ihrer Bewegung kippt, um die Wahrscheinlichkeit eines schuppenartigen
Münzenstaus
zu verringern.
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Die
in 2A bis 2C dargestellte
Münzenführung besteht
aus einem im Wesentlichen flachen Streifen 20, der einen
Führungsschlitz 21 bildet und
der den in 2B und 2C gezeigten
Querschnitt aufweist. Die Münzen
werden im Führungsschlitz
mittels eines Streifens 22 gehalten, der von einer der
Seiten 23 des Schlitzes hervorragt.
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Wie
aus einem Vergleich der 2B und 2C hervorgeht,
dreht sich die Komponente 20 allmählich um ihre Längsachse 24,
wenn sich die Münzen 25 in
Richtung der Längsachse
bewegen.
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Als
Folge dieser bewusst erzeugten Verdrehung bilden die Münzen mit
den benachbarten Münzen
an den Stellen 26, an denen sich die Münzen berühren, einen Winkel, während bei
Anordnungen nach dem Stand der Technik die Münzen an diesen Stellen in der
gleichen Ebene liegen. Wenn die Münzen in der gleichen Ebene
liegen, wird das Risiko erhöht,
dass eine Münze
teilweise über
eine andere gleitet, wodurch ein schuppenartiger Münzenstau entsteht.
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Wenn
die Abmessungen des Schlitzes 21 nahezu identisch mit den
Abmessungen der Münzen wären, würde die
Verdrehung des Schlitzes dazu neigen, eine Münzenstaubildung zu verursachen;
deshalb wird der Schlitz erheblich breiter als die Münzen ausgebildet,
wie das den 2B und 2C klar entnommen
werden kann, wobei eine Berührung
zwischen benachbarten Münzen
im wichtigen mittleren Bereich durch die Wirkung der Vorsprünge 27 und 28 stets
aufrecht erhalten wird, die die Breite des Schlitzes im wichtigen
mittleren Bereich im Wesentlichen auf die Dicke einer Münze verringern.
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3A und 3C zeigen
ein alternatives Ausführungsbeispiel,
das eine ähnliche
Wirkung aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in einem Werkstoffblock 29 ein
Schlitz vorgesehen, dessen Abmessungen sich von den Abmessungen
eines relativ tiefen Schlitzes, der in 3B bei 30 gezeigt wird,
zu den Abmessungen eines relativ schmalen Schlitzes, der in 3C bei 31 gezeigt
wird, ändern. Somit
können
die Münzen
mit der in 3B gezeigten Orientierung in
den Schlitz eingeführt
werden und dann allmählich
gekippt werden, während
sie sich entlang dem Führungsmittel
bewegen, um mit der in 3C gezeigten Orientierung auszutreten.
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Führungsmittel,
die die Münzen
kippen, wie die, die in 2A bis 2C und 3A bis 3C gezeigt
sind, können
nicht nur verwendet werden, um die Möglichkeit von schuppenartigen
Münzenstaus zu
verringern, sondern auch bei Anwendungen, bei denen die Münzen gerade
deshalb gekippt werden müssen,
weil die Münzeneintrittsebene
und die Münzenaustrittsebene
unterschiedlich sind. Es ist auch ersichtlich, dass das Spiel zwischen
der Münze
und der Breite des Schlitzes vergrößert werden kann, ohne dass
ein schuppenartiger Stau entsteht. Dies hat mehrere Vorteile.
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Erstens
neigen nicht plane Münzen,
wie teilweise gebogene oder teilweise gewölbte Münzen, weniger dazu, einen Stau
im Schlitz zu bilden.
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Abgenutzte
Münzen
oder teilweise an den Kanten beschädigte Münzen können sich durch den Schlitz
ohne die Wahrscheinlichkeit eines schuppenartigen Staus bewegen.
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Insbesondere
dünne Münzen können betriebssicherer
ausgegeben werden, wobei Abweichungen der Schlitzbreite weniger
wichtig werden.
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Der
gezeigte Mechanismus zum Kippen von Münzen wird bei einer scheibenförmigen Münzenausgabevorrichtung
angewendet, wie in 1 dargestellt ist. Ein Mechanismus
zum Kippen von Münzen
könnte
verwendet werden, um die Münzen
vertikal zu stellen, nachdem sie von der in 1 gezeigten,
schräg
stehenden Scheibe ausgegeben wurden. Die Münzen würden sich gegenseitig aufeinander
folgend durch den Münzenkipper
hindurchschieben, nachdem sie durch irgendein Mittel von der Scheibe ausgegeben
wurden. Am Ausgang des Münzenkippers
können
die Münzen
ausgegeben oder in einen anderen Schlitz eingeführt werden, der die Münzen nach
oben führt,
bevor sie an einer höher
liegenden Stelle ausgegeben werden.
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4A und 4B zeigen
ein Ausführungsbeispiel
des Münzenführungs-mechanismus,
bei dem Münzen
gleichzeitig umgelenkt und an einem Ausgang ausgeworfen werden.
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Der
in 4A und 4B gezeigte
Mechanismus weist eine Führung 32 auf,
die einen Münzenführungsschlitz 33 bildet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
erstreckt sich der Münzenführungsschlitz 33 nach
oben, wobei die Münzen
jedoch durch einen Ausgang 34 ausgegeben werden sollen,
der sich bei diesem Ausführungsbeispiel
waagerecht erstreckt.
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Bei
bekannten Ausführungen
würden
die Führungsmittel
so angeordnet werden, dass sie die Richtung der Münzen von
der senkrechten Richtung in die waagerechte Richtung ändern würden, wonach die
sich waagerecht bewegenden Münzen
an einem Ausgang ausgeworfen würden.
Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Richtungsänderung
und das Auswerfen der Münzen durch
Verwendung eines einzigen Mechanismus kombiniert.
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Es
ist ein Arm 34 vorgesehen, der bei 35 auf einer
Seite des Schlitzes 33 drehbar gelagert ist. Der Arm 34 wird
im Uhrzeigersinn mittels einer Zugfeder 36 vorgespannt.
Am freien Ende des Arms 34 ist eine Münzenkontaktrolle 37 vorgesehen.
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Wenn
sich die Münzen
durch das Führungsmittel 32 nacheinander
nach oben bewegen und wenn jede Münze mit der Rolle 37 in
Kontakt kommt, fängt
die auf die Münze
wirkende Kraft der Rolle an, die Richtung der Münze von der vertikalen Richtung in
die horizontale Richtung zu ändern.
Wenn die Münze
an der Rolle vorbei geschoben wird, wird der Arm entgegen dem Uhrzeigersinn
gedrückt,
wodurch in der Feder 36 Energie gespeichert wird. Wenn
eine Münze
in die in 4B gezeigte Position gelangt,
in der sich die Münze 38 gerade
mit der Hälfte
ihres Durchmessers an der Rolle 37 vorbei bewegt hat, ist die
Feder 36 in der Lage, wieder zurückgezogen zu werden und die
gespeicherte Energie wirkt auf die Münze 38 und wirft sie
am Ausgang 34 aus.
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Es
ist ein mechanischer Anschlag 43 vorgesehen, so dass sich
der Arm 34 nicht über
die Mitte hinaus bewegen und blockieren kann.
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Bei
bekannten Mechanismen, bei denen sich die Münzen bereits in waagerechter
Richtung bewegen, wenn sie auf einen federvorgespannten Arm stoßen, drückt die
Wirkung des federvorgespannten Arms die Münzen gegen eine Seite des Schlitzes, wodurch
eine Keilwirkung zwischen der Münze
und der Führung
erzeugt wird, die einen zusätzlichen
Widerstand gegen die Bewegung entstehen lässt. Das bedeutet auch, dass
jede Münze
aus dem Mechanismus unter verschiedenen Winkeln ausgeworfen wird oder
ihre Führung
auf einem kurzen Weg fortgesetzt werden muss, um die Richtung zu
korrigieren.
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Die
in 4A und 4B gezeigte
Ausführung
stellt sicher, dass die auf die Münze einwirkende seitliche Belastung
des federvorgespannten Arms tatsächlich
hilft, die Münze
in die gewünschte
Richtung zu bewegen.
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Die
Anordnung bedeutet, dass die Länge
einer Münzenausgabevorrichtung
leicht verringert werden kann. Eine geringfügig kürzere Münzenbahn in dem Führungsmittel
verringert auch die Wahrscheinlichkeit der Staubildung.
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Bei
dem in 4A und 4B gezeigten Ausführungsbeispiel
weist das Führungsmittel 32 ein gebogenes
oberes Ende auf, das nicht besonders einfach herzustellen ist. 5A und 5B zeigen ein
alternatives Ausführungsbeispiel,
das einfacher herzustellen ist, das jedoch wieder einen federvorgespannten
Arm 34 verwendet, um das Auswerfen der Münzen und Änderungen
der Münzenrichtung
zu bewirken.
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Bei
dem in 5A und 5B gezeigten Ausführungsbeispiel
kann eine Münzenführung 32 mit
einer Standardlänge
verwendet werden, die dann auf die gewünschte Länge geschnitten und mit einem Deckel 39 verschlossen
werden kann. Die Münzenführung 32 kann
aus einer Rückenplatte
und Seitenelementen hergestellt werden. Das Profil und die Befestigungsposition 40 des
Arms 34 müssen
für Münzen unterschiedlicher
Durchmesser geändert
werden. Somit muss nicht für
jede Münzengröße und/oder
Aufstiegslänge
eine gesonderte Rückenplatte
hergestellt werden. Dies ist insbesondere bei Münzenaufstiegen wichtig und
die Länge
eines Aufstiegs soll ein Mehrfaches des Durchmessers der auszugebenden
Münzen
betragen, d.h. dass die oberste Münze in dem Aufstieg vollständig und
nicht teilweise ausgegeben wird.
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Der
Arm 34 des in 5A und 5B gezeigten
Ausführungsbeispiels
ist bei 41 abgewinkelt und an dieser Stelle ist eine zusätzliche
Rolle 42 vorgesehen, die zum Führen der Münzen entlang der Bahn in der
richtigen Richtung beiträgt.