EP0495267B1 - Vorrichtung zur Prüfung von Münzen oder dergleichen metallischen Scheiben - Google Patents

Vorrichtung zur Prüfung von Münzen oder dergleichen metallischen Scheiben Download PDF

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EP0495267B1
EP0495267B1 EP91250320A EP91250320A EP0495267B1 EP 0495267 B1 EP0495267 B1 EP 0495267B1 EP 91250320 A EP91250320 A EP 91250320A EP 91250320 A EP91250320 A EP 91250320A EP 0495267 B1 EP0495267 B1 EP 0495267B1
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EP
European Patent Office
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coin
coil
measuring
resistor
coin channel
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Siegfried Seiler
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Wh Muenzpruefer Dietmar Trenner GmbH
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Wh Muenzpruefer Dietmar Trenner GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D5/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of coins, e.g. for segregating coins which are unacceptable or alien to a currency
    • G07D5/08—Testing the magnetic or electric properties
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D5/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of coins, e.g. for segregating coins which are unacceptable or alien to a currency
    • G07D5/02—Testing the dimensions, e.g. thickness, diameter; Testing the deformation

Definitions

  • the invention relates to a device for checking coins or the like metallic discs according to the preamble of the main claim.
  • Coin validators which have coils attached to the side of the coin channel and which are excited in an oscillator circuit. Such an arrangement allows separability between the coils and the coin channel, which enables a smaller construction.
  • distance fluctuations lead to measurement errors and a lower measurement resolution occurs.
  • the coupling from the feed coil to Coupling coil interrupted and returned via the coin.
  • the measured values are very close to one another, making it difficult to distinguish between the different measured values.
  • US-A-4,572,349 discloses a coin validator having the features of the preamble of claim 1.
  • the invention has for its object to provide a device for checking coins or the like metallic disks, which allows a separation of the measuring coils from the coin channel and thus a smaller design, the resolution range should be large.
  • the measuring ranges for the different materials are interconnected according to their greatest resolution.
  • the non-magnetic coins with a small electrical change value are in the lower measuring range, while the magnetic coins with a large electrical change value can be found in the area of higher measurement values.
  • the shielding of the alternating magnetic field by a magnetically conductive coin no longer leads to a narrowing of the measuring range.
  • the positional dependence of the coils is reduced and measurement errors caused by the uneven running of the coin are prevented.
  • the coils 2, 3, which are provided on both sides of the coin channel, are cuboid in shape and serve to detect the size of a coin passing through the coin channel 1.
  • a feed or excitation coil 4 and a measuring or coupling coil 5, which are designed as pot core coils and are used to detect the material of the coin to be checked, are likewise arranged in the center of the coils 2, 3 on both sides of the coin channel 1. Furthermore, a coil 6 is provided for thickness measurement only on one side of the coin channel 1.
  • the supply coil 4 with pot core arranged on one side of the coin channel 1 is connected via a resistor 10 to a pulse generator 9 which is triggered by a quartz oscillator 8.
  • a capacitor 12 can be connected in parallel with the coil for the adjustment and to form an oscillating circuit.
  • the coupling coil 5 opposite the feed coil lies parallel to a capacitor 13, which together form a measuring resonant circuit, and is connected to an electronic switch 14, which is controlled by a control unit 15, which receives the signals from the pulse generator 9.
  • the electronic switch 14 is connected to a capacitor 16 connected to ground potential and to an A / D converter 17 which is connected to a microprocessor or Microcontroller 18 is connected.
  • the output signal of the pulse generator 9 is supplied to the resonant circuit, consisting of a coupling coil 5 and a capacitor 13, via a coupling element designed as a resistor 11.
  • the pulse generator generates square-wave signals, for example with a frequency of 12.5 kHz, which cause an alternating magnetic field in the coil 4, which induces a voltage in the coupling coil 5, such that the resonant circuit, consisting of the coupling coil 5 and capacitor 13, approximately one outputs sinusoidal voltage with the generator frequency as the resonance frequency.
  • the resonant circuit When a coin 7 rolls through the coin channel 1, the resonant circuit is detuned in frequency and its amplitude is damped.
  • the different detuning and different damping allows information about the material of the coin 7. Since the signal from the generator 9 is transmitted in phase to the resonant circuit 5, 13 via the resistor 11, coupling of the generator is made possible even with magnetic coins that shield the field of the feed coil 4, so that the shielding of the magnetic alternating field is not restricted of the measuring range.
  • the control unit 15 with the electronic switch 14 and the capacitor 16 form a synchronous demodulator.
  • the control unit 15 controls the frequency of the generator 9 to the switch 14, which shorts, so that the capacitor 16 can discharge somewhat to the ground potential via the capacitor 13. A voltage is thus present at the capacitor 16, which follows the envelope of the alternating signal applied to the ring circuit formed by the coupling coil 5 and the capacitor 13.
  • the A / D converter 17 converts the analog signal at the capacitor 16 into digital signals and delivers them to the microcontroller 18, which uses comparison data to determine what material the coin is made of and whether the coin has an admissible coin in its material properties is.
  • the measuring circuit is coupled to the generator 9 via the resistor 11.
  • Other coupling links e.g. Capacitors or inductors can be provided in different combinations, in parallel with resistors or in series. Which type of coupling elements are used depends on the quality and phase position. A base point coupling to the resonant circuit is also conceivable.
  • two coils 4, 5 are provided as material coils.
  • additional coils for material testing can be arranged on the coin channel 1, which are both inductively and galvanically coupled and are at least partially matched to the working frequency, ie the frequency of the generator 9.
  • the different resonant circuits can also have different resonance frequencies, which are supplied in a corresponding manner by the generator 9, as a result of which the depth of penetration into the coins can be set for different materials.
  • two measuring coils can be arranged at a distance from one another, the measuring circuits of which are separated from one another and are connected to the microcontroller. With this arrangement the size of the coins can be detected at a defined distance at the same time.
  • the two measuring circuits have different frequencies, for example the fundamental frequency of the generator and a harmonic frequency, further criteria, for example the depth of penetration, can be detected.
  • the measuring coils are arranged one above the other, it is possible to record the material properties of coins which have different materials in the middle and on the edge.
  • the voltage supply U B of the generator 9 is connected to the reference voltage divider 21, 20 of the A / D converter 17 via a resistor 22.
  • One connection point of the capacitor 16 is at the signal input of the A / D converter 17, while the other connection point is connected to the connection point of the resistors 21, 20. Due to the symmetrical feeding of the excitation signal via the resistors 10, 11 and the reference voltage divider 20, 21, 22 for the A / D converter, an adaptation to the voltage fluctuation is carried out in such a way that it does not become due to the ratio formation in the A / D converter 17 Impact comes.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung von Münzen oder dergleichen metallischen Scheiben nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
  • Münzprüfer zum Überprüfen unterschiedlicher Eigenschaften einer Münze, wie Material, Größe, Dicke und dergleichen mit elektronischer Auswertung sind allgemein bekannt. Bei der Materialprüfung von Münzen mit elektromagnetischen Wechselfeldern ergeben sich sehr große Probleme bei der Durchdringung der magnetisch sehr verschiedenen, zum Teil gegenläufig wirkenden Materialien. Am besten und einfachsten wurde eine Selektion der verschiedenen Materialien durch eine den Münzkanal mit dem Prüfling umschließende Spule des Meßkreises erreicht, wie in der DE-PS 29 16 123 offenbart ist. Dies bewirkt eine direkte Transformation der reellen und komplexen Wechselstromeigenschaften der Münzen an den Meßkreis. Da die Meßfelder durch das Zentrum der Meßspule laufen, werden alle Kraftlinien von ihr berührt und je nach Eigenschaft gebündelt oder verdrängt. Dies führt zu einer entsprechenden Verstimmung und Bedämpfung des Kreises. Durch diese bekannte Anordnung wird ein großer Meßbereich zur Verfügung gestellt, wobei ein im wesentlichen linearer Zusammenhang zwischen den Bündelungsfaktoren verschiedener Materialien entsteht.
  • Die bekannte Anordnung, bei der die Spule den Münzkanal umgreift, sind gewisse Mindestabmaße einzuhalten, die nicht unterschritten werden können, d.h. für bestimmte Fälle ist die Anordnung zu groß. Darüber hinaus ist es nicht möglich, den Münzkanal aufzumachen oder ihn zu trennen, beispielsweise um ihn zu reinigen oder störende Hindernisse zu entfernen.
  • Es sind ferner Münzprüfer bekannt, die seitlich am Münzkanal angebrachte Spulen aufweisen, die in einer Oszillatorschaltung erregt werden. Eine derartige Anordnung läßt eine Trennbarkeit zwischen Spulen und Münzkanal zu, wodurch eine kleinere Bauweise ermöglicht wird. Dabei treten aber die Nachteile auf, daß Abstandsschwankungen zu Meßfehlern führen und eine geringere Meßauflösung auftritt. Darüber hinaus wird bei der Verwendung einer Speisespule auf der einen Seite des Münzkanals und einer Koppelspule auf der anderen Seite des Münzkanals bei Materialien der Münze aus magnetisch leitendem Material, zum Beispiel Eisen, Nickel oder entsprechend leitenden Legierungen, die Kopplung von der Speisespule zur Koppelspule unterbrochen und über die Münze zurückgeleitet. Dadurch liegen die Meßwerte sehr eng beieinander, so daß eine Unterscheidung der unterschiedlichen Meßwerte erschwert wird.
  • Weiterhin ist eine Anordnung mit zwei durch den Münzkanal getrennten gegenüberliegenden Spulen bekannt, die miteinander verbunden sind und mit einem Kondensator einen an einem Generator liegenden Schwingkreis bilden. Bei dieser Anordnung tritt aber nur eine begrenzte Verstimmung und Bedämpfung auf, die bei magnetischen und nichtmagnetischen Münzen zu gleichen oder ähnlichen Meßergebnissen führen, so daß eine Unterscheidung nach magnetischen oder nichtmagnetischen Münzen dadurch nur schlecht oder nicht möglich ist.
  • Darüber hinaus treten ebenfalls, wie bei dem vorigen Beispiel, Meßfehler durch die Laufunruhe der Münzen und dergleichen auf.
  • US-A- 4,572,349 offenbart einen Münzprüfer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Prüfung von Münzen oder dergleichen metallischen Scheiben zu schaffen, die eine Trennung der Meßspulen vom Münzkanal und damit eine kleinere Bauweise zuläßt, wobei der Auflösungsbereich groß sein soll.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.
  • Dadurch, daß bei einem Münzprüfer mit zwei sich gegenüberliegenden, durch den Münzkanal getrennten Spulen die Meß- oder Koppelspule über ein Koppelglied an den Generator rückgekoppelt ist, werden die Meßbereiche für die unterschiedlichen Materialien ihrer größten Auflösung nach zusammengeschaltet. Im unteren Meßbereich liegen die nichtmagnetischen Münzen mit kleinem elektrischen Änderungswert, während im Bereich höherer Meßwerte die magnetischen Münzen mit großem elektrischen Änderungswert zu finden sind. Die Abschirmung des magnetischen Wechselfeldes durch eine magnetisch leitende Münze führt nicht mehr zu einer Einengung des Meßbereichs. Darüber hinaus wird die Lageabhängigkeit der Spulen verringert und Meßfehler durch die Laufunruhe der Münze verhindert.
  • Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht eines Ausschnittes des Münzkanals mit verschiedenen Meßspulen,
    Fig. 2
    einen Schnitt durch den Münzkanal nach Fig. 1,
    Fig. 3
    die schaltungsgemäße Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
    Fig. 4
    die schaltungsgemäße Ausgestaltung der Erfindung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • In den Fig. 1 und 2 sind unterschiedliche Meß- und Prüfspulen dargestellt, die an einem Münzkanal 1 angeordnet sind. Die Spulen 2, 3, die jeweils beidseitig des Münzkanals vorgesehen sind, sind quaderförmig ausgebildet und dienen zur Erfassung der Größe einer durch den Münzkanal 1 durchlaufenden Münze.
  • Mittig innerhalb der Spulen 2, 3 sind ebenfalls auf beiden Seiten des Münzkanals 1 eine Speise- oder Erregerspule 4 und eine Meß- oder Koppelspule 5 angeordnet, die als Topfkernspulen ausgebildet sind und zur Erfassung des Materials der zu prüfenden Münze dienen. Weiterhin ist eine nur auf einer Seite des Münzkanals 1 angeordnete Spule 6 zur Dickenmessung vorgesehen.
  • Im folgenden wird eine Schaltung zur Speisung und Auswertung für die Materialmessung beschrieben. Nach Fig. 3 ist die an der einen Seite des Münzkanals 1 angeordnete Speisespule 4 mit Topfkern über einen Widerstand 10 mit einem Impulsgenerator 9 verbunden, der von einem Quarzschwinger 8 angestoßen wird. Parallel zur Spule kann für den Abgleich und zur Bildung eines Schwingkreises ein Kondensator 12 geschaltet sein. Die der Speisespule gegenüberliegende Koppelspule 5 liegt parallel zu einem Kondensator 13, die gemeinsam einen Meßschwingkreis ergeben, und ist mit einem elektronischen Schalter 14 verbunden, der von einer Steuereinheit 15 angesteuert wird, die Signale vom Impulsgenerator 9 erhält. Der elektronische Schalter 14 ist an einen mit Erdpotential verbundenen Kondensator 16 und an einen A/D-Wandler 17 angeschlossen, der mit einem Mikroprozessor oder Mikrocontroller 18 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Impulsgenerators 9 wird über ein als Widerstand 11 ausgebildetes Koppelglied an den Schwingkreis, bestehend aus Koppelspule 5 und Kondensator 13, geliefert.
  • Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 ist wie folgt. Der Impulsgenerator erzeugt Rechtecksignale beispielsweise mit einer Frequenz von 12,5 kHz, die in der Spule 4 ein magnetisches Wechselfeld hervorrufen, das in der Koppelspule 5 eine Spannung induziert, derart, daß der Schwingkreis, bestehend aus Koppelspule 5 und Kondensator 13, eine in etwa sinusförmige Spannung mit der Generatorfrequenz als Resonanzfrequenz abgibt.
  • Wenn eine Münze 7 durch den Münzkanal 1 rollt, wird der Schwingkreis in der Frequenz verstimmt und in der Amplitude bedämpft. Die unterschiedliche Verstimmung und unterschiedliche Bedämpfung läßt einen Aufschluß auf das Material der Münze 7 zu. Da über den Widerstand 11 das Signal des Generators 9 auf den Schwingkreis 5, 13 phasenrichtig übertragen wird, wird auch bei magnetischen Münzen, die das Feld der Speisespule 4 abschirmen, eine Ankopplung des Generators ermöglicht, so daß die Abschirmung des magnetischen Wechselfeldes nicht zur Einengung des Meßbereiches führt.
  • Die Steuereinheit 15 mit dem elektronischen Schalter 14 und dem Kondensator 16 bilden einen Synchrondemodulator. Die Steuereinheit 15 steuert impulsweise mit der Frequenz des Generators 9 den Schalter 14 an, der kurzschließt, so daß sich der Kondensator 16 jeweils über den Kondensator 13 zum Erdpotential hin etwas entladen kann. An den Kondensator 16 liegt somit eine Spannung, die der einhüllenden des am durch die Koppelspule 5 und den Kondensator 13 gebildeten Ringkreis anliegenden Wechselsignals folgt.
  • Der A/D-Wandler 17 wandelt das am Kondensator 16 liegende analoge Signal in digitale Signale um und liefert sie an den Mikrocontroller 18, der anhand von Vergleichsdaten feststellt, aus welchem Material die Münze besteht bzw. ob die Münze in ihren Materialeigenschaften eine zulässige Münze ist.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Meßkreis über den Widerstand 11 an den Generator 9 gekoppelt. Als Koppelglieder können auch andere Koppelglieder, z.B. Kondensatoren oder Induktivitäten in unterschiedlichen Kombinationen, parallel mit Widerständen oder in Reihe vorgesehen sein. Welche Art von Kopplungsglieder verwendet werden, hängt von der Güte und Phasenlage ab. Auch ist eine Fußpunktkopplung an den Meßschwingkreis denkbar.
  • Im beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zwei Spulen 4, 5 als Materialspulen vorgesehen. Es können aber zur genaueren Erfassung weitere Spulen zur Materialprüfung am Münzkanal 1 angeordnet sein, die sowohl induktiv als auch galvanisch gekoppelt sind und zumindest teilweise auf die Arbeitsfrequenz, d.h. die Frequenz des Generators 9 abgestimmt sind. Wenn mehrere Spulen vorgesehen sind, können die unterschiedlichen Schwingkreise auch unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen, die in entsprechender Weise vom Generator 9 geliefert werden, wodurch die Eindringtiefe in die Münzen bei unterschiedlichen Materialien eingestellt werden können.
  • So können beispielsweise auf der der Erregerspule gegenüberliegenden Seite des Münzkanals zwei Meßspulen mit Abstand nebeneinander angeordnet sein, deren Meßkreise voneinander getrennt sind und mit dem Mikrocontroller verbunden sind. Mit dieser Anordnugn kann bei definiertem Abstand gleichzeitig die Größe der Münzen erfaßt werden.
  • Wenn die zwei Meßkreise unterschiedliche Frequenzen, beispielsweise die Grundfrequenz des Generators und eine Oberwellenfrequenz aufweisen, können weitere Kriterien, beispielsweise die Eindringtiefe erfaßt werden.
  • Bei einer Anordnung der Meßspulen übereinander, ist eine Erfassugn der Materialeigenschaften von solchen Münzen möglich, die in der Mitte und am Rand unterschiedlcihe Materialien aufweisen.
  • Die erfindugnsgemäße Ausgestaltung der Schaltung ist anhand der Prüfung des Materials der Münze erläutert worden, in gleicher Weise ist die in Fig. 3 dargestellte Schaltung für die Größenmessung anwendbar, wobei die Ausgangsspannung des Synchrondemodulators für die Größen- bzw. Durchmessermessung ebenfalls über einen A/D-Wandler an den Mikrocontroller geliefert wird, der die Auswertung vornimmt.
  • In Fig. 4 ist eine Schaltung dargestellt, mit der Spannungsschwankungen ausgeschaltet werden können. Dazu ist zusätzlich zu der Schaltung nach Fig. 1 die Spannungsversorgung UB des Generators 9 über einen Widerstand 22 mit dem Referenzspannungsteiler 21, 20 des A/D-Wandlers 17 verbunden. Der eine Anschlußpunkt des Kondensators 16 liegt am Signaleingang des A/D-Wandlers 17 während der andere Anschlußpunkt mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 21, 20 verbunden ist. Durch die symmetrische Einspeisung des Erregersignals über die Widerstände 10, 11 und den Referenzspannungsteiler 20, 21, 22 für den A/D-Wandler wird eine Anpassung an die Spannungsschwankung so vorgenommen, daß sie durch die Verhältnisbildung im A/D-Wandler 17 nicht zur Auswirkung kommt.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Prüfung von Münzen oder dergleichen metallischen Scheiben, bei der die Münze (7) im Münzkanal durch mindestens ein periodisch wechselndes Magnetfeld hindurch bewegbar ist, das von einem mit mindestens einer an der einen Seite des Münzkanals angeordneten Erregerspule (4) verbundenen Impulsgenerator (9) erzeugt wird, wobei die Münze (7) an einem an der anderen Seite des Münzkanals angeordneten, als Meßspule (5) ausgebildeten Sensor eine Signaländerung hervorruft, die einer Auswerteschaltung (17,18) zugeführt wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß die von der Erregerspule (4) getrennte Meßspule (5) Bestandteil eines Schwingkreises (5, 13) ist, der über mindestens ein als Widerstand, Kondensator, Spule oder Kombinationen davon ausgebildetes Koppelglied (11) an den Generator (9) angekoppelt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur phasenrichtigen Ankopplung als Koppelglied ein Widerstand vorgesehen ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelglied aus einer Reihen- oder Parallelschaltung von einem Widerstand, einem Kondensator und/oder Spule besteht.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zugeordnete Erreger- und Meßspulen mit gleichen oder getrennten Auswertekreisen vorgesehen sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Meßspulen mit Abstand zueinander angeordnet sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Eindringtiefe in die Münzen unterschiedliche Meßfrequenzen vorgesehen sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung einen A/D-Wandler aufweist, daß die Versorgungsspannung des Impulsgenerators an einem Referenzspannungsteiler liegt, der derart angeschlossen ist, daß durch Verhältnisbildung eine Auswirkung von Spannungsschwankungen auf das Meßsignal verhindert wird.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der interne Referenzspannungsteiler des A/D-Wandlers über einen Widerstand an der Versorgungsspannung liegt.
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EP0495267A2 EP0495267A2 (de) 1992-07-22
EP0495267A3 EP0495267A3 (en) 1993-07-07
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