EP0038911A1 - Verfahren und Einrichtung zur Echtheitsprüfung von Münzen - Google Patents

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EP0038911A1
EP0038911A1 EP81101222A EP81101222A EP0038911A1 EP 0038911 A1 EP0038911 A1 EP 0038911A1 EP 81101222 A EP81101222 A EP 81101222A EP 81101222 A EP81101222 A EP 81101222A EP 0038911 A1 EP0038911 A1 EP 0038911A1
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coin
spring
mass
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coins
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Manuel Ing. Vasconcelos
Karl Jauch
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Sodeco Saia AG
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Sodeco Saia AG
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    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07DHANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D5/00Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of coins, e.g. for segregating coins which are unacceptable or alien to a currency
    • G07D5/04Testing the weight

Definitions

  • the invention relates to a method for checking the authenticity of coins based on their mass of the type specified in the preamble of claim 1 and to a device for carrying out the method.
  • the object of the invention is to create a further device which also serves to check the authenticity of coins, but which can be produced very economically.
  • the invention is characterized in claim 1.
  • '1 means a career path along which a coin 2 or any token is accelerated under the action of a force P.
  • the track 1 is an inclined plane on which the coin 2 slides down, the force P accelerating the coin being a component of the weight G of the coin.
  • the lower end of the track 1 consists of a movable part 3, which is held in some way, for example by a magnetic armature, in its position as a track for the coin.
  • a spring as a buffer element in the present example a spring tongue 4 firmly clamped on one side, on the free end 5 of which the coin 2 sliding along the track acts.
  • a light barrier 9 for example a light emitting diode and a phototransistor, the beam path of which is interrupted by the coin.
  • the time difference between the interruption of the light beam and the beginning of a deformation on the spring tongue 4 is used to determine the speed V of the coin 2.
  • a guide plate 10 for collecting the coins there are a guide plate 10 for collecting the coins and a flap 11 influenced by the good / bad decision of the device for returning the coins.
  • a flap 11 influenced by the good / bad decision of the device for returning the coins. In Fig. 1 this is drawn in the position for accepting a coin.
  • the movable part 3 is removed and the coin 2 no longer serves as a career.
  • the flap 11 is then also pivoted out and a coin 16 entered in this state falls directly into a return tray for withdrawing the money.
  • the movable part 3 forms the end of the track 1.
  • An inserted coin slides along the track 1, covers the light barrier 9, strikes the spring tongue 4 and directs it at the level of its contact point by one of its mass m and its Velocity V corresponding to a large amount s, as shown in dashed lines in FIG. 1.
  • the first touch causes the measurement of the speed V together with the light barrier 9, and on the other hand this forms the command to remove the movable part 3.
  • the resilient spring tongue 4 allows the coin to fold downwards.
  • the sensors 7 and 8 measure the vibration of the spring generated by the coin tongue 4.
  • the oscillation is evaluated only via its first oscillation half-wave, that is, between the time t at which a coin arrives at the spring tongue 4 which is in the rest position, and until the time t 1 at which the spring tongue 4 returns to its rest position when it springs back goes through again.
  • the mass m of the coin 2 then results from the relationship in which k is a plant-specific constant.
  • the evaluation is preferably carried out by a programmed computer. On the basis of predetermined limit values for 'm, the latter also decides whether a coin is to be accepted or rejected and, if the decision is positive, actuates the flap 11 within the flight time of the coin. This then guides a coin 15 to be accepted along the guide plate 10 into a cash register while one coin 16 to be rejected falls directly into the return tray if the decision is negative.
  • the spring tongue 4 is arranged such that its longitudinal axis lies in a perpendicular and together with the raceway 1 forms a plane which is parallel to the planes formed by the two end faces of the coin 2 when sliding down, which is particularly space-saving advantageous is.
  • the longitudinal axis of the spring tongue 4 could, however, deviate from the figures, also run outside the last-mentioned planes and form an angle with them. In particular, it makes sense if the longitudinal axis is arranged horizontally, that is to say at a right angle to the planes mentioned. Such an arrangement makes it possible to use the same spring tongue 4 for coins with a round as well as with a polygonal circumference, because even in the second case the point of engagement of the coin on the spring tongue can only scatter within the narrow width of the spring tongue 4.
  • the device described is particularly suitable for use in coin-operated cash machines. Such are exposed to very large changes in ambient temperature, and it has been shown that the sensors 7, 8 described for scanning the spring travel are very insensitive in this regard. In addition, the device has no special tolerance requirements and can therefore be manufactured very cheaply.

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Abstract

Eine zu prüfende Münze (2) wird längs einer Laufbahn (1, 3) beschleunigt und biegt am Ende der Laufbahn (3) zufolge ihrer Masse (m) und ihrer Geschwindigkeit (V) eine einseitig fest eingespannte Federzunge (4) um einem Betrag (s) aus. Zwei Sensoren (7, 8) erfassen die Ausbiegung und wandeln sie in eine elektrische Grösse um. Daraus und mit einer die Geschwindigkeit (V) der Münze (2) erfassenden Lichtschranke (9) oder aus der für eine Schwingungshalbwelle nötigen Zeit errechnet ein Rechner die Masse (m) der Münze (2) und entscheidet über deren Annahme.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Echtheitsprüfung von Münzen anhand ihrer Masse der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art sowie auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • In Verkaufs- oder Dienstleistungsautomaten werden verschiedene Parameter an eingeworfenen Münzen gemessen, um Falsifikate von guten Münzen unterscheiden zu können und diese entweder durch Rückgabe abzu lehnen oder als gut anzunehmen. Der wohl am meisten verwendete Parameter besteht in einer Gewichtskontrolle auf rein mechanischem Weg. Die zu prüfende Münze wird dabei meist auf einer Gleitbahn in eine Wägestellung gebracht, und je nach dem Ansprechen der Wägeeinrichtung wird zwischen gut oder schlecht entschieden. Dazu muss die Bewegung der Münzen auf ihrem Weg zur Kasse während des Wägens gestoppt werden. Solche Einrichtungen arbeiten daher langsam und sind aufwendig, denn es muss bei diesen zusätzlich dafür gesorgt werden, dass erst wieder eine zweite Münze eingegeben werden kann, wenn die erste fertig verarbeitet ist. Auch wird nicht unmittelbar ein elektrisches Signal geliefert, das direkt für den weiteren Steuerungsablauf verwendbar ist.
  • Darüberhinaus wurde in einer älteren Anmeldung (CH-Anmeldung Nr. 1'848/80-4) schon vorgeschlagen, eine Münze durch deren Gewicht längs einer Laufbahn zu beschleunigen, deren Endgeschwindigkeit vor dem Aufprall auf eine Prallplatte, insbesondere ein Piezoknistall-Element, zu messen und aus der Geschwindigkeit und einer integrierten Kraft/Zeit-Fläche die Masse der Münze zu bestimmen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere ebenfalls der Echtheitsprüfung von Münzen dienende, doch sehr wirtschaftlich hersteltbare Einrichtung zu schaffen.
  • Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
    • Es bedeuten: Fig. 1 eine vereinfacht dargestellte erfindungsgemässe Einrichtung und
    • Fig. 2 eine Variante.
  • In beiden Figuren bedeutet '1 eine Laufbahn, längs der eine Münze 2 oder irgend eine Wertmarke unter Einwirkung einer Kraft P beschleunigt wird. Im vorliegenden Beispiel ist die Laufbahn 1 eine schiefe Ebene, auf der die Münze 2 hinuntergleitet, wobei die die Münze beschleunigende Kraft P eine Komponente des Gewichtes G der Münze ist. Das untere Ende der Laufbahn 1 besteht aus einem beweglichen Teil 3, der in irgend einer Weise, beispielsweise durch einen Magnetanker, in seiner als Laufbahn für die Münze dienenden Stellung gehalten ist. Am Ende der Laufbahn 1 bzw. am Ende des beweglichen Teiles 3 befindet sich als Pufferelement eine Feder, im vorliegenden Beispiel eine einseitig fest eingespannte Federzunge 4, auf deren freies Ende 5 die der Laufbahn entlang gleitende Münze 2 einwirkt. Zwischen dem freien Ende 5 der Federzunge 4 und deren Einspannstelle 6 befinden sich zwei nur in der Fig. 1 dargestellte Sensoren 7 und 8, die zwischen sich einen Luftspalt bilden, in welchem sich die Federzunge 4 bei deren Verformung bewegt und damit eine elektrische Grösse U als elektrisches Signal in einem Stromkreis beeinflusst. Diese Beeinflussung kann in irgend einer Weise, z.B. durch eine induktive oder kapazitive Kopplung oder durch eine Ausnützung des Hall-Effektes erfolgen.
  • Es könnte auch nur ein Sensor, z.B. 8 vorhanden sein, doch gibt die Differenzbildung ihrer beiden Signale eine erhöhte Empfindlichkeit.
  • In einem Abstand a von der Ruhestellung der Federzunge 4 entfernt befindet sich etwa im Zentrum der die Laufbahn 1 hinuntergleitenden Münzen eine Lichtschranke 9, z.B. eine Leuchtdiode und ein Phototransistor, deren Strahlengang von der Münze unterbrochen wird. Der zeitliche Unterschied zwischen der Unterbrechung des Lichtstrahles und dem Beginn einer Verformung an der Federzunge 4 dient zur Ermittlung der Geschwindigkeit V der Münze 2.
  • Unterhalb des beweglichen Teiles 3 befinden sich ein Leitblech 10 zur Einkassierung der Münzen und eine von der Gut/Schlecht-Entscheidung der Einrichtung beeinflusste Klappe 11 zur Rückgabe der Münzen. In der Fig. 1 ist diese in der Stellung für die Annahme einer Münze gezeichnet.
  • Ist die Einrichtung spannungslos, dann ist der bewegliche Teil 3 entfernt und dient der Münze 2 nicht mehr als Laufbahn. Auch die Klappe 11 ist dann ausgeschwenkt und eine in diesem Zustand eingegebene Münze 16 fällt direkt in eine Rückgabeschale zur Entnahme des Geldes.
  • In betriebsbereitem Zustand bildet der bewegliche Teil 3 das Ende der Laufbahn 1. Eine eingeworfene Münze gleitet der Laufbahn 1 entlang, deckt die Lichtschranke 9 ab, trifft auf die Federzunge 4 auf und lenkt diese auf der Höhe ihres Berührungspunktes um einen ihrer Masse m und ihrer Geschwindigkeit V entsprechend grossen Betrag s aus, wie dies in der Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist.
  • Die erste Berührung bewirkt einerseits zusammen mit der Lichtschranke 9 die Messung der Geschwindigkeit V, und andererseits bildet diese den Befehl zur Entfernung des beweglichen Teiles 3.
  • Die zurückfedernde Federzunge 4 lässt die Münze nach unten falten.
  • Zur Ermittlung der elektrischen Grösse U messen die Sensoren 7 und 8 die von der Münze erzeugte Schwingung der Federzunge 4. Ausgewertet wird die Schwingung nur über deren erste Schwingungshalbwelle, das heisst zwischen dem Zeitpunkt t , an dem eine Münze an der sich in der Ruhestellung befindlichen Federzunge 4 eintrifft, bis zum Zeitpunkt t1, an dem die Federzunge 4 beim Zurückfedern ihre Ruhestellung wieder durchläuft. Die Masse m der Münze 2 ergibt sich dann nach der Beziehung
    Figure imgb0001
    in welcher k eine anlagespezifische Konstante ist.
  • Eine weitere, aufwandmässig sehr vorteilhafte Möglichkeit zur Bestimmung der Masse m einer Münze besteht darin, dass unter Verzicht auf die Messung der Geschwindigkeit V der Münze, einzig auf der elektrischen Grösse Us basierend, die Zeitdauer t = t1 - to einer Schwingungshalbwelle ermittelt und daraus die Masse m der Münze 2 nach der Beziehung
    Figure imgb0002
    bestimmt wird, wobei c ebenfalls eine anlagespezifische Konstante ist.
  • Für beide Möglichkeiten zur Bestimmung von m erfolgt die Auswertung vorzugsweise durch einen programmierten Rechner. An Hand vorgegebener Grenzwerte für'm entscheidet dieser auch, ob eine Münze anzunehmen oder abzulehnen ist, und betätigt bei positiver Entscheidung innerhalb der Flugzeit der Münze die Klappe 11. Diese leitet dann eine anzunehmende Münze 15 entlang dem Leitblech 10 in eine Kasse, während eine abzulehnende Münze 16 bei negativem Entscheid direkt in die Rückgabeschale fällt.
  • Damit auch Münzen verarbeitet werden. können, die keinen kreisförmigen Umfang aufweisen, also beispielsweise 7-eckige, ist es zweckmässig, wenn gemäss der Fig. 2 das freie Ende 5 der Federzunge 4 eine Z-förmige Knickung aufweist und einen gegen die eintreffenden Münzen gerichteten stumpfen-Winkel bildet, dessen Scheitelpunkt 12 als Berührungsstelle mit den Münzen 2 dient und auf der Höhe von deren Schwerpunkt 13 liegt. Damit wird erreicht, dass unabhängig von der Lage der eintreffenden eckigen Münzen deren Angriffspunkt an der Federzunge 4 immer am gleichen Ort, nämlich am Scheitelpunkt 12 erfolgt, was die Streuung der Messwerte verkleinert.
  • In der beschriebenen Einrichtung ist die Federzunge 4 so angeordnet, dass deren Längsachse in einer Lotrechten liegt und mit der Laufbahn 1 zusammen eine Ebene bildet, die parallel liegt zu den von den beiden Stirnflächen der Münze 2 beim Hinuntergleiten gebildeten Ebenen, was besonders raumsparend von Vorteil ist.
  • Die Längsachse der Federzunge 4 könnte aber abweichend von den Figuren auch ausserhalb den zuletzt genannten Ebenen verlaufen und mit diesen einen Winkel bilden. Insbesondere ist es sinnvoll, wenn die Längsachse waagrecht, das heisst, in einem rechten Winkel zu den genannten Ebenen angeordnet ist. Eine solche Anordnung erlaubt es, die gleiche Federzunge 4 sowohl für Münzen mit rundem als auch mit mehreckigem Umfang zu verwenden, denn auch im zweiten Fall kann der Angriffspunkt der Münze an der Federzunge nur innerhalb der geringen Breite der Federzunge 4 streuen.
  • Die beschriebene Einrichtung ist insbesondere geeignet für die Verwendung in Münzkassier-Telephonautomaten. Solche sind sehr grossen Umgebungstemperaturänderungen ausgesetzt, und es hat sich gezeigt, dass die beschriebenen Sensoren 7, 8 zur Abtastung des Federweges diesbezüglich sehr unempfindlich sind. Ausserdem stellt die Einrichtung keine besonderen Toleranz-Forderungen und kann daher sehr günstig hergestellt werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Echtheitsprüfung von Münzen anhand ihrer Masse, bei dem die zu prüfende Münze unter Einwirkung einer Kraft längs einer Laufbahn beschleunigt wird und anschliessend auf ein Puffer-Element aufschlägt, von dem sie abprallt und in eine Kasse oder eine Rückgabeschale abgelenkt wird, wobei mittels wenigstens eines Sensors eine elektrische Grösse ermittelt wird, aus der ein der Masse der Münze proportionaler Wert bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Pufferelement eine Feder (4) verwendet wird, die von der aufprallenden Münze (2) ausgelenkt und in Schwingungen versetzt wird, dass mittels des Sensors (7, 8) der Federweg der Feder (4) erfasst und in die elektrische Grösse (U ) umgeformt wird und dass aus der ersten Schwingungshalbwelle der elektrischen Grösse (Us), in der sich die Feder (4) ausserhalb ihrer Ruhestellung befindet auf die Masse (m) der Münze (2) geschlossen wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit V -der Münze (2) bestimmt wird und durch Integration der elektrischen Grösse Us über die Zeit nach der Beziehung
Figure imgb0003
die Masse m der Münze (2) bestimmt wird, wobei k eine anlagespezifische Konstante ist und die Zeitpunkte t und t1 die Zeitdauer einschliesst, in der sich die Feder (4) ausserhalb ihrer Ruhestellung befindet.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektrischen Grösse (Us) die Zeitdauer t einer Schwingungshalbwelle ermittelt und daraus die Masse m der Münze (2) nach der Beziehung
Figure imgb0004
bestimmt wird, worin c eine anlagespezifische Konstante ist.
4. Verfahren nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Münze (2) beschleunigende Kraft (P) deren Gewicht (G) bzw. eine Komponente des Gewichtes (G) der Münze (2) ist.
5. Einrjchtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahn (1) eine schiefe Ebene ist, auf der die Münze (2) hinuntergleitet.
6. Einrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Feder eine einseitig fest eingespannte Federzunge (4) dient, auf deren freies Ende (5) die Münze (2) am Ende der Laufbahn (1) einwirkt, und dass zwei Sensoren (7, 8) angeordnet sind, in deren Luftspalt sich die Federzunge (4) bei deren Verformung zur Beeinflussung der elektrischen Grösse (U ) bewegt.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Geschwindigkeit(V)der Münze (2) längs der Laufbahn (1, 3) wenigstens eine Lichtschranke .(9) zur Messung des zeitlichen Unterschiedes zwischen deren Ansprechen bzw. zwischen deren Ansprechen und dem Beginn einer Verformung an der Federzunge (4) vorhanden ist.
8. Einrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (5) der Federzunge (4) eine Z-förmige Knickung aufweist und einen in Richtung gegen die eintreffenden Münzen (2) gerichteten stumpfen Winkel bildet, dessen Scheitelpunkt (12) als Berührungsstelle mit den Münzen (2) auf der Höhe des Schwerpunktes (13) der Münze (2) liegt.
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