EP0725374B1 - Münzgerät mit einer Vorrichtung zur Härtebestimmung von Münzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Münzgerät mit einer Vorrichtung zur Härtebestimmung von Münzen nach dem Oberbegriff des Patentanpruchs 1 bzw 2.

Aus der DE 41 38 018 ist eine Münzprüfeinrichtung zur Härtebestimmung von Münzen bekanntgeworden, bei der ein Sensor eine im Verhältnis zum Münzmaterial relativ harte Anschlagfläche aufweist. Mit Hilfe einer Auswerteelektronik wird der Zeitraum bestimmt und mit einem vorgegebenen Wert verglichen, der zwischen dem Ausgangssignal des Sensors bei dem Anschlagen der Münze und einer Wiederannäherung des Ausgangssignals an den Ursprungswert liegt. Die Kontaktdauer der Münze mit der Anschlagfläche des Sensors wird als Kriterium für die Härtebestimmung herangezogen. Der Zeitraum, der sich aus dem Anschlagzeitpunkt der Münze an dem Sensor und dem Zeitpunkt des Abspringens der Münze ergibt, ist ein zuverlässiges Maß für die Münzhärte. Dieser Zeitraum hängt im wesentlichen davon ab, ob elastische oder sehr weiche Materialien für die Münzen, wie zum Beispiel Blei vorgesehen wird. Die Härte der Anschlagfläche muß genügend groß sein, zumindest größer als die des Materials echter Münzen, damit die erzeugte und vom Sensor erfaßte Münzschwingung zum überwiegenden Teil von der Münzhärte und zum geringen Teil von anderen Faktoren abhängt, wie der Münzmasse, der Geschwindigkeit und der Sensorgeometrie.

Bei der bekannten Vorrichtung wird als Sensor entweder ein Piezokristall oder ein Kontaktstift verwendet. Der Kontaktstift wirkt mit einer Hochfrequenzfolie zusammen, die im Bereich der Münzlaufbahn angeordnet ist, so daß eine von einem Hochfrequenzgenerator erzeugte HF-Spannung über die Folie kapazitiv auf die Münze aufgekoppelt werden kann.

Bedingt durch die vorzugsweise punktförmige Berührungsfläche und die sehr kurze Berührungszeit zwischen Münze und Anschlagfläche erzeugt das bekannte Verfahren eine relativ große Streuung der Meßwerte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Münzgerät mit einer Vorrichtung zur Härtebestimmung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß Falsifikate von Münzen aus weichem Material noch klarer von den echten Münzen unterschieden werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 2 gelöst.

Bei der Erfindung ist der Sensor federnd so angeordnet, daß bei einem ersten Auftreffen einer Münze auf die Anschlagfläche weitere Stöße nachfolgen. Bei einer entsprechenden Auslegung des Federverhaltens der Feder, auf die sich der Sensor abstützt, prallt der Sensor bei einer ersten Berührung von der Münze ab und schlägt nach einer von der Sensormasse und der Federkonstanten bestimmten Zeit mindestens einmal, vorzugsweise mehrfach an die Münze an. Bei jeder Berührung wird im Sensor und in der Münze Energie umgesetzt, wobei die Feder-Sensorkombination nach einiger Zeit ausgeschwungen ist. Die Verbesserung der Erfindung besteht nun darin, daß nicht nur ein einziger Meßwert erzeugt wird, sondern mehrere, aus denen dann das eigentliche Meßergebnis, zum Beispiel durch Mittelung, errechnet werden kann.

Die Auswerteelektronik kann zum Beispiel die Amplituden der durch die einzelnen Stöße erzeugten Schwingung ermitteln und mit vorgegebenen Werten innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls vergleichen. Liegen zum Beispiel drei Amplitudenwerte über einem vorgegebenen Niveau, kann dies für die Echtheit einer Münze sprechen. Alternativ oder zusätzlich kann die Dauer eines Ausgangssignals des Sensors gemessen werden, die zwischen dem Auftreffen einer Münze auf den Sensor und der Wiederannäherung des Ausgangssignals an den Ursprungswert verstreicht. Liegt diese Zeitdauer bei mehreren aufeinanderfolgenden Vorgängen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs, kann dies für eine echte Münze gelten. Alternativ kann auch festgestellt werden, wieviel Signale innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls oberhalb einer bestimmten Amplitude liegen entsprechend der Anzahl der Anschläge der Münze an dem Sensor. Bei harten Materialien ist im allgemeinen der Energieumsatz geringer als bei weichen, so daß eine große Anzahl von Schwingungsperioden innerhalb eines Zeitintervalls erreicht wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Feder von einer Blattfeder gebildet, an deren Ende der Sensor angeordnet sein kann. Die Feder kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zugleich als Leiter dienen für eine Verbindung des Sensors mit der Auswerteelektronik.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Anschlagfläche punkt- oder linienförmig ist. Dies ist jedoch aus der bereits oben genannten Druckschrift bekannt, ebenso wie die Ausgestaltung, daß die Anschlagfläche von einer Stahlkugel gebildet ist. Der Sensor kann auf einem Masseblock angeordnet sein, der naturgemäß das Schwingungsverhalten der Feder mitbestimmt. Es ist auch denkbar, den Masseblock fortzulassen und als einzige Masse den Piezosensor zu belassen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1

zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2

zeigt ein Schaltungsbild der Vorrichtung nach Fig. 1.

Fig. 3

zeigt ein Ausgangssignal des Sensors nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Münze 1 dargestellt, die eine Münzlaufbahn 2 hinunterrollt. In die Münzlaufbahn ragt ein Sensor 3 mit einer Anschlagfläche 4 hinein, die eine Stahlkugel darstellt. Unterhalb der Stahlkugel ist ein piezoelektrisches Element 5 angeordnet, das mit der Stahlkugel fest verbunden ist und sich auf einem Gegenblock 6 vorzugsweise aus Stahl abstützt. Der Stahlblock 6 ist am Ende einer Blattfeder 10 angebracht, die bei 12 gerätefest befestigt ist. Trifft die Münze 1 auf die Stahlkugel 4, entsteht am piezoelektrischen Element 5 ein Spannungsverlauf gemäß Fig. 3, der über eine Schaltungsanordnung 7 nach Fig. 2 und einem Operationsverstärker 8 einer Auswerteelektronik 9 zugeführt wird.

Aus Fig. 3 erkennt man, daß innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls t_n drei wiederkehrende, in der Amplitude abnehmende Schwingungen auftreten. Jede Schwingung repräsentiert das Anschlagen der Stahlkugel 4 an der Münze 1. Bei einem ersten Anschlagen führt der Aufprall zu einem Rückprallen der Sensoranordnung. Da diese an der Feder 10 aufgehängt ist, kann die Stahlkugel 4 von der Münzlauffläche abheben. Nach einer gewissen Zeit nähert sich die Stahlkugel 4 der Münze wieder an, wobei sich dieser Vorgang wiederholt. Er ist abhängig von der Härte der Münze 1 und der Härte der Stahlkugel 4 sowie dem Federverhalten der Federanordnung aus Blattfeder 10 und der Masse aus Sensor, Stahlkugel und Stahlblock. Die Periodendauer der Schwingungen t₁ -t_0' t_1' -t_0' oder t_1" -t_0" ist in etwa gleich, während die Amplitude aufgrund der zwangsläufig auftretenden Schwingungsverluste allmählich abnimmt. Es ist jedoch erkennbar, daß die Amplituden aller Schwingungen im positiven Bereich größer als das Niveau A sind. Das Niveau A kann als Kriterium für die Echtheit einer Münze angesehen werden. Liegen die Amplituden in einem vorgegebenen Zeitintervall oberhalb des Niveaus A, liegt Echtheit vor. Liegen sie darunter, liegt ein Falsifikat vor. Bekanntlich legt ein viel weicheres Material, wie Blei oder dergleichen, das ansonsten geomtrisch und vom Gewicht einer echten Münze angenähert werden kann, ein völlig anderes Stoßverhalten an den Tag.

Alternativ kann auch die Anzahl der Schwingungen pro Zeitintervall t_n berechnet werden. Es ist ferner möglich, die Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit zu ermitteln, was der Anzahl der Stöße pro Zeitintervall entspricht. Die Amplituden sind zwar kleiner, dauern aber auch länger.

Dadurch ist das Zeitintegral u.U. gleich dem einer echten Münze.

Durch das federnde Verhalten des Sensors 3 kann in jedem Fall eine Mehrzahl von Meßwerten erhalten werden, die zum Beispiel auch gemittelt werden können, um die Auswirkungen von Streuwerten zu verringern.

Claims (7)

1. Münzgerät mit einer Vorrichtung zur Härtebestimmung von Münzen, mit einem ein piezoelektrisches Element enthaltenden Sensor, der eine in die Münzlaufbahn hineinragende, im Verhältnis zum Münzmaterial relativ harte, von der Münze überrollte Anschlagfläche aufweist, an der die Münzen anschlagen, und einer Auswerteelektronik, die das Schwingungsverhalten des Piezoelements aufgrund des Stoßes mit den Münzen auswertet und mit vorgegebenen Werten vergleicht, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) federnd so angeordnet ist, dass bei einem ersten Auftreffen einer Münze auf die Anschlagfläche (4) weitere Stöße nachfolgen und die Auswerteelektronik (9) die durch den Mehrfachstoß verursachten Schwingungen auswertet, wobei die Aus werteelektronik die Anzahl der Stöße pro Zeiteinheit zählt und mit einem vorgegebenen Wert vergleicht.
2. Münzgerät mit einer Vorrichtung zur Härtebestimmung von Münzen, mit einem ein piezoelektrisches Element enthaltenden Sensor, der eine in die Münzlaufbahn hineinragende, im Verhältnis zum Münzmaterial relativ harte, von der Münze überrollte Anschlagfläche aufweist, an der die Münzen anschlagen, und einer Auswerteelektronik, die das Schwingungsverhalten des Piezoelements aufgrund des Stoßes mit den Münzen auswertet und mit vorgegebenen Werten vergleicht, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) federnd so angeordnet ist, dass bei einem ersten Auftreffen einer Münze auf die Anschlagfläche (4) weitere Stöße nachfolgen und die Auswerteelektronik (9) die durch den Mehrfachstoß verursachten Schwingungen auswertet, wobei die Aus werteelektronik die Amplituden der einzelnen Schwingungen mit einem vorgegebenen Wert vergleicht und feststellt, ob die Amplituden innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls den vorgegebenen Wert überschreiten.
3. Münzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (10) eine Blattfeder ist.
4. Münzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder als Leiterplatte ausgebildet ist zur elektrischen Verbindung zwischen Sensor und Auswerteelektronik.
5. Münzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (4) punkt- oder linienförmig ist.
6. Münzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (4) von einer Stahlkugel gebildet ist.
7. Münzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5) auf einem Masseblock (6) angeordnet ist.

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