EP0749616A1 - Verfahren zum erkennen von münzen und vorrichtung dazu - Google Patents

Verfahren zum erkennen von münzen und vorrichtung dazu

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EP0749616A1
EP0749616A1 EP95911294A EP95911294A EP0749616A1 EP 0749616 A1 EP0749616 A1 EP 0749616A1 EP 95911294 A EP95911294 A EP 95911294A EP 95911294 A EP95911294 A EP 95911294A EP 0749616 A1 EP0749616 A1 EP 0749616A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
coin
coins
roller shaft
light barrier
values
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP95911294A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ahmad Lamah
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Austel Licensing GmbH
Original Assignee
Austel Licensing GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE9403691U external-priority patent/DE9403691U1/de
Priority claimed from IES940226 external-priority patent/IES62628B2/en
Application filed by Austel Licensing GmbH filed Critical Austel Licensing GmbH
Publication of EP0749616A1 publication Critical patent/EP0749616A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of claim 19.
  • a measuring method has been described in which the coins pass through an alternating magnetic field of a first coil.
  • the induction voltage excited by the alternating magnetic field and changed by a coin passing through the alternating field is measured with a second coil.
  • the induction voltage curve depends on the coin size, the electromagnetic properties of the coin and the speed at which it passes.
  • the coin properties have a cumulative effect on the measured induction voltage, it is possible that different coins have essentially the same change in the inductance. effect voltage curve and can therefore not be reliably distinguished.
  • the extent to which induction changes caused by different coins differ also depends on the frequency of the alternating magnetic field used. It is therefore a disadvantage of this method that a frequency must be selected which is matched to the expected permissible and impermissible coins.
  • the known device provides two magnetic alternating fields with different frequencies and correspondingly two induction coils to increase the differentiation accuracy. Not only is a significantly greater outlay on the device necessary, but also the analysis effort is very complex due to the evaluation of frequency-dependent differences.
  • Measuring a small change in the induction voltage is particularly susceptible to faults in the vicinity of electrical circuits and circuits, as well as in devices with metallic parts. There is also the risk that an admissible coin can be simulated with an electromagnetic interference signal.
  • the object of the invention is therefore to describe a method and a device so that coins of any currency can be recognized as permissible or impermissible with little effort and great security by means of a non-contact measurement.
  • the object according to the invention is achieved by the method features of claim 1 and by the device features of claim 19.
  • the learning step provided in the method according to the invention enables a simple and universal use of the method, since by entering reference coins characteristic values are determined which can be compared with the corresponding values of the coins to be checked. If the comparison result is within specified limits, the coin examined is classified as permissible.
  • the at least one property examined by means of a measurement belongs to a group, which generally comprises coin diameter, coin thickness, coin material, coin surface, coin weight, air resistance and / or rolling resistance of the coin the coin rolling behavior in an inclined roll shaft.
  • the device comprises a feed device with a slot, from which the coins, preferably in a predetermined state of movement, enter a roller shaft to which a sensor unit is assigned. At least one sensor of the sensor unit determines a measured value during the rolling process, which depends on coin and shaft properties.
  • the sensor unit is connected to an electronics unit, which comprises at least one processor and a memory and enables measured value acquisition, the storage of characteristic values and the comparison of measured values with characteristic values.
  • the electronic unit controls a deflection device which connects to the end of the roller shaft and can pass the coins in at least two separate extensions.
  • the sensor unit preferably comprises at least one light barrier which leads radiation in the visible or invisible range, but preferably in the infrared range, across the roller shaft, so that the light path from the transmitter to an assigned receiver of coins which roll through the roller shaft. can be interrupted. Whether the light barrier is interrupted or not depends on whether the coin diameter is larger or smaller than the distance of the light barrier from the running surface of the roller shaft.
  • the coin values of permissible coins are preferably summed up by at least one accumulator during a throw-in cycle, so that the value of the permissible, inserted coins is known.
  • the accumulator value is forwarded and / or reset to an initial value via the connection to the processor
  • the coin diameter can be exactly as
  • D h 1 + v 2 .t 1 2 / 4h 1 can be calculated.
  • the distance h- ] must be chosen smaller than the diameter of the smallest permissible coin.
  • At least two light barriers are preferably arranged at the same distance from the running surface.
  • the front and / or the front in the direction of movement can then tere coin boundary can be used as a trigger for a time measurement during the coin shift from the first to the second light barrier.
  • the quotient of the distance between the two light barriers and the measured displacement time corresponds to the displacement speed. If the displacement time is measured for both borders, two speeds, an average speed and an acceleration can be determined.
  • the interruption time for one and / or both light barriers is preferably also determined. From the two speeds and the two interruption times, the coin diameter and essential information about the rolling process of the coin can be seen. These values, or at least a part of these values or values derived therefrom, are thus stored as characteristic values for reference coins. Further characteristic values can be determined by further pairs of light barriers at the same distance.
  • the two speeds measured in the area of the measuring unit depend essentially on the mass of the coin, the frictional forces, and the determinable coin diameter, as well as the known sizes of the roll shaft inclination and the measuring position in the roll shaft.
  • the roller shaft is preferably inclined at least 10 °, in particular, however, approximately 25 ° with respect to the horizontal.
  • the feed device preferably comprises a braking device and / or in particular a baffle plate on which the inserted coins are deflected.
  • the light barriers are preferably operated with pulsed radiation, so that the interruption time by counting transmitted but not received light pulses and the shift time by counting pulses that only on one Light barrier are interrupted, can be carried out.
  • the pulse frequency used is preferably at least 1000 Hz, but in particular about 1500 Hz.
  • integrators in particular together with constant light, can also be used for the time measurement.
  • a capacitor with capacitor plates arranged on both sides of the roller shaft is used as a sensor.
  • changes in capacity when coins are passed through are measured.
  • the capacitor preferably detunes a periodic signal which has a frequency of at least 1000 Hz, but in particular approximately 1500 Hz.
  • FIG. 2 shows a possible arrangement of sensors for coin validation in a receiver according to FIG. 1; 3 shows the block diagram of an electronic unit of a coin receiver according to FIG. 1; FIG. 4 shows an exemplary overall current flow diagram of the electronic unit of a coin receiver, pulse patterns of an arrangement according to FIG. 4 being explained in FIG. 5, and FIG. 6 showing a flow diagram of the program-controlled operations for coin recognition in an electronic unit according to FIG. 3 or 4.
  • the coin receiver 1 shown in FIG. 1 consists of a lower part 2 and an attachable upper part 3.
  • the material used is plastic, preferably a special polyethylene, for example low-pressure polyethylene, but in particular also polyamides, polyester or glass fiber-reinforced polycarbonates Use that on the one hand have a particularly low coefficient of friction and on the other hand combine low weight with long durability, as a result of which noise and vibrations can be reduced compared to the design in other known materials.
  • the protective housing will expediently be made of metal.
  • a coin can be inserted through a coin insertion slot 4 into the interior of the upper part 3, is deflected by a baffle plate 5 and falls into the lower part 2 of the coin receiver 1, where it is in a roller shaft 6 which is inclined downwards rolls on.
  • the roller shaft 6 is inclined approximately 25 ° with respect to the horizontal, as a result of which a particularly advantageous, jerk-free rolling behavior of the coins is achieved.
  • the coin is checked by sensors of a sensor unit 7.
  • the sensor unit 7 is connected via a multiple connection line 8 to an electronics unit 9, in which the control pulses for the sensors are generated and the data supplied by the sensors of the sensor unit are evaluated.
  • a deflection switch 10 is actuated by the electronics unit 9, via which the tested coin is finally directed either into a storage container 11 or into a return slot 12, depending on the outcome of the test method.
  • a shaking mechanism not shown, which, in the event of one or more coins being jammed in the roller shaft, generates vibrations which, in a manner known per se, are suitable, in cooperation with the low-friction material of the roller conveyor, for releasing the jam and let the coins roll on.
  • FIG. 2a and 2b schematically show an exemplary embodiment of the sensor unit 7 according to the invention, wherein in 2a shows a side view, a view from above is indicated in FIG. 2a.
  • the roller shaft 6, with side parts 201 and 202 and a base 203, has an arrangement of at least one optoelectronic transmitter 204a-e and correspondingly at least one optoelectronic receiver 205a-e, which are in pairs opposite one another on the side parts 201 and 201 of the roller shaft 6 are provided so that each pair forms an optical transmission path across the interior of the roller shaft 6 and serves as a sensor.
  • Each transmitter 204a-e is connected to the electronics unit 9 via connections A1-A5 or B1-B5 and each receiver via connections G1-G5 or H1-5.
  • a coin 206 rolling down the roller shaft will interrupt certain transmission paths for certain periods of time. Which transmission paths can be interrupted by a coin depends on the diameter of the coin 206 and the respective distance h of the transmission path from the floor 203 of the roll shaft.
  • the sensors are therefore preferably arranged closely adjacent and the distances h are selected such that for the detection of coins of different diameters, these each just interrupt one of the transmission links. If approximately 4 American coins are to be recognized, the lowest transmission path 204a, 205a would have to be arranged so low that the smallest coin (dime) still defined as valid just barely interrupts it; this means that all coins with a diameter smaller than that of a dime can be reliably recognized.
  • next larger coin penny
  • the distances h of the next higher sensors would have to be adapted to the diameters of the next larger coins (nickel, quarter).
  • a last, highest arranged sensor is preferably provided, which is also no longer covered by the largest valid coin (quarter), which facilitates the reliable detection of coins that are too large.
  • the duration during which a rolling coin interrupts transmission paths from sensors is - apart from the diameter and the mass of the coin - also dependent on the rolling speed. For its part, this depends - apart from the inclination of the runway - on the friction and the air resistance of the coin in the roll shaft.
  • a capacitive sensor consisting of two plates 207, 208 forming a plate capacitor is indicated, which is connected to the electronics unit 9 via connections K1 and K2.
  • Such a capacitive sensor for coin testing can be controlled in a manner known per se, either measuring the current change caused by a change in capacitance or evaluating the detuning of an oscillating circuit formed with the capacitor.
  • a digital signal processing circuit 301 controls the optoelectric transmitters 204 via output lines 0 and signal amplifier 302.
  • the optoelectric receivers 205 are connected to inputs of the signal processing circuit 301 via signal receivers 303 and input lines I;
  • a diverter switch 10 is controlled via a further output line T via a driver 304.
  • a capacitive sensor 207, 208 with the terminals K1 and K2 is optionally connected to a control and evaluation circuit 306, which is connected via lines K to further inputs and outputs of the signal processing circuit 301.
  • Communication lines C which may be routed to further inputs or outputs of the microcontroller, make it possible to read out or store information in the microcontroller by processing a suitable protocol.
  • a battery unit 305 supplies the operating voltage for the electronics unit.
  • FIG. 4 shows the circuit diagram of an exemplary embodiment of an electronics unit 9 according to FIG.
  • the microcontroller 301 for example a module of the type Z86E08, derived from a resonator X1 401 connected to connections X1, X2, generates control pulses which are output via the output lines 0 led to output connections P20-P24 and via resistors 411 -415 are connected to the base connections of driver transistors 421-425.
  • a series circuit consisting of a series resistor 431-435 and an LED 204a-e generating infrared light connected via the terminals G1-G5 or H1-H5 is connected as an optoelectric transmitter with an operating voltage between 6 and 12V.
  • the optoelectric receivers are formed by phototransistors 205a-e connected via terminals A1-A5 or B1-B5, which are each connected to ground with their emitter connections and the collector connections each with a resistor 441-445 at the positive supply voltage between 6 and 12V are connected, or are directly connected to input connections P26-P27 and P31-P33 of the microcontroller 301 via input lines I.
  • FIG. 5 shows in the timing diagrams Q1 to Q5 a typical pulse pattern of the collector-emitter voltage of the phototransistors (205a-e), which has a negative voltage pulse each time the corresponding infrared light pulse arrives.
  • Each transmission pulse in the timing diagrams D1-D5 therefore corresponds to a - slightly delayed - reception pulse in the timing diagrams Q1-Q5
  • the number of light pulses emitted at the same time interval are interrupted by the passing coin for each transmission link of the sensor unit in the microcontroller. This is done by determining the number of transmit pulses to which no receive pulses correspond.
  • the row of numbers of impulses from each sensor which thus characterizes each individual coin rolling past, is compared in the microcontroller with reference values for each coin type defined as valid. If there is a sufficiently good match with one of the reference values, the coin is recognized as valid and accepted.
  • a drive coil 450 of the reversing switch 10 is controlled by the microcontroller via a driver circuit 451-453 via an output line connected to the terminal P25, as a result of which the coin can fall into the storage container 11 (FIG. 1). If the number series of the blocked impulses lies outside the tolerance bands of all valid coins, the coin is rejected and redirected into the return slot 12 by the now not activated reversing switch (FIG. 1).
  • the processing steps carried out in the signal processing circuit 301 can be subdivided into a (possibly even unique) training phase for determining the reference values for all coins to be regarded as valid and the operating phase for checking inserted coins.
  • valid coins are inserted one after the other as reference coins.
  • a target value for the number of blocked pulses of each sensor can be determined by counting the pulses blocked for each sensor.
  • the coding of the information about the diameter of a coin takes place due to the different and adapted to the coin diameter distances of the sensors from the bottom of the roller shaft essentially by determining which of the sensors are blocked by the rolling coin.
  • the number of blocked pulses is counted for each sensor and compared in a comparison phase with the reference numbers for all valid coin types. If there is sufficient agreement with a set of reference values for a specific coin type, the coin is recognized and accepted as belonging to this coin type.
  • the coin value can be added up in an accumulator.
  • CT Number of different valid coin types +1 COINTYPE: Type of coin (0 to C) T (D, CT): Reference value at blocked impulses for sensor D and coin type CT
  • ASB flag; true if any sensor was identified as blocked in the current test cycle
  • a timer 600 triggers a program run of the detection program with a repetition rate such that a polling frequency of approximately 1500 Hz results for each sensor; ie if 'S' sensors are present, the program run must be activated by the timer with the frequency 1500Hz * S.
  • a pulse is output 605 for the currently active sensor 'D' via the output lines 0 and thus a light pulse is sent across the roller shaft 6 (FIGS. 2a, 2b).
  • the further program sequence depends on whether the light beam from the sensor is blocked by a coin 606:
  • the number of blocked impulses for all other sensors must of course also correspond to the corresponding reference values for the coin concerned; this comparison is carried out in the following blocks 612 and 613. If one of the sensors - still - has a number which deviates from the reference value, the program run is ended 614 and the next sensor is activated after the defined delay time. If, however, the counter values 'BC ()' of all sensors match the reference values TC (, COINTYPE), then the coin is accepted 615 as a valid coin of the type 'COINTYPE', the reversing switch 10 (Fig. 3) is activated so that the coin falls into the storage container 11 (FIG. 1) and the coin value is accumulated in an accumulator. In addition, the counters BC of all sensors are reset 616 and the program run ends 617.
  • the capacitance value determined with the aid of the control and evaluation circuit 306 must also agree with the nominal capacity value of the coin type with sufficient accuracy to finally accept the coin. This comparison is preferably carried out as an additional method step in function block 612.

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen von zulässigen und unzulässigen Münzen ermöglicht eine präzise und störungsfreie Zuordnung von Münzen, indem während eines Lernschrittes charakteristische Werte von Referenzmünzen berührungsfrei erfasst werden und die gemessemen Werte von zu untersuchenden Münzen mit den charakteristischen Werten verglichen werden. Die Messwerte werden beim Abrollen der Münzen durch einen Rollschacht (6) erfasst. Zum Messen werden Lichtschranken verwendet, die Unterbrechungszeiten beim Durchrollen der Münzen bestimmen.

Description

VERFAHREN ZUM ERKENNEN VON MÜNZEN UND VORRICHTUNG DAZU
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 19.
Zum Erkennen von zulässigen, bzw. unzulässigen Münzen sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt. Bei den verbreiteten Mehrschlitz-Automaten sind für die verschie¬ denen zulässigen Münzen getrennte Einwurfschlitze vorgese¬ hen, so daß die Münzen in die jeweils richtigen Schlitze eingeführt werden müssen. Um die Bedienungsfreundlichkeit zu erhöhen, wurden Geräte mit nur einem Einwurfschlitz für alle Münzen entwickelt. Die Trennung der verschiedenen Münzen er¬ folgt mechanisch unter Einbezug der Größe und gegebenenfalls des Gewichtes der Münzen. Mit der mechanischen Trennung kann aber kein genügend gutes Erkennen von Falschmünzen garan¬ tiert werden. Zudem ist eine gute mechanische Trennung zuwe- nig schnell, aufgrund von notwendigen Berührungen kann es zu Verstopfungen kommen.
Um Münzen aufgrund des Durchmessers und des Materials, bzw. der elektromagnetischen Eigenschaften derselben, besser und schneller zu erkennen, ist ein Meßverfahren beschrieben wor¬ den, bei dem die Münzen durch ein magnetisches echselfeld einer ersten Spule gelangen. Mit einer zweiten Spule wird die durch das magnetische Wechselfeld angeregte und von ei¬ ner durch das Wechselfeld durchtretenden Münze veränderte Induktionsspannung gemessen. Der Induktionsspannungsverlauf hängt dabei von der Münzengröße, von den elektromagnetischen Eigenschaften der Münze und von der Durchtrittsgeschwindig- keit ab.
Da sich die Münzeneigenschaften kumuliert auf die gemessene Induktionsspannung auswirken, ist es möglich, daß verschie¬ dene Münzen im wesentlichen die gleiche Änderung des Induk- tionsspannungs-Verlaufes bewirken und somit nicht sicher un¬ terschieden werden können. Inwieweit sich von verschiedenen Münzen bewirkte Induktionsänderungen unterscheiden, hängt auch von der Frequenz des benützten magnetischen Wechselfel- des ab. Es ist daher ein Nachteil dieses Verfahrens, daß eine auf die zu erwartenden zulässigen und unzulässigen Mün¬ zen abgestimmte Frequenz gewählt werden muß. Die bekannte Vorrichtung sieht zur Erhöhung der Unterscheidungsgenauig- keit zwei magnetische Wechselfelder mit verschiedenen Fre- quenzen und entsprechend zwei Induktionsspulen vor. Dabei ist nicht nur ein deutlich größerer Vorrichtungsaufwand nö¬ tig, sondern auch der Analyseaufwand wird durch das Auswer¬ ten frequenzabhängiger Unterschiede sehr aufwendig.
Das Messen einer kleinen Änderung der Induktionsspannung ist insbesondere in der Nähe von elektrischen Strom- und Schalt¬ kreisen, sowie in Vorrichtungen mit metallischen Teilen sehr störungsanfällig. Zudem besteht die Gefahr, daß mit einem elektromagnetischen Störsignal, eine zulässige Münze simu- liert werden kann.
Die erfindungsgemässe Aufgabe besteht somit darin, ein Ver¬ fahren und eine Vorrichtung zu beschreiben, so daß Münzen beliebiger Währungen mit kleinem Aufwand und großer Sicher- heit mittels einer berührungsfreien Messung als zulässig oder unzulässig erkannt werden können.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Verfahrensmerk¬ male des Anspruches 1 und durch die Vorrichtungsmerkmale des Anspruches 19 gelöst.
Der im erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehene Lernschritt ermöglicht einen einfachen und universellen Einsatz des Ver¬ fahrens, da durch das Eingeben von Referenzmünzen charakte- ristische Werte bestimmt werden, die mit den entsprechenden Werten der zu prüfenden Münzen verglichen werden können. Liegt das Vergleichsresultat innerhalb vorgegebener Grenzen, so wird die untersuchte Münze als zulässig eingestuft. Um eine sichere Münzenklassierung zu gewährleisten, gehört die mindestens eine, mittels einer Messung untersuchte, Eigen¬ schaft zu einer Gruppe, welche aus Münzendurchmesser, Mün- zendicke, Münzenmaterial, Münzenoberfläche, Münzengewicht, Luftwiderstand und/oder Rollwiderstand der Münze und gene¬ rell aus dem Münzenrollverhalten in einem geneigten Roll¬ schacht besteht.
Die erfindungsgemaße Vorrichtung umfaßt eine Zuführeinrich¬ tung mit Einwurfschlitz, von der die Münzen, vorzugsweise in einem vorgegebenen Bewegungszustand, in einen Rollschacht gelangen, dem eine Sensoreinheit zugeordnet ist. Mindestens ein Sensor der Sensoreinheit ermittelt beim Abrollvorgang einen Meßwert, der von Münzen- und Schachteigenschaften ab¬ hängt. Die Sensoreinheit ist mit einer Elektronikeinheit verbunden, welche mindestens einen Prozessor und einen Spei¬ cher umfaßt und die Meßwerterfassung, das Speichern charak¬ teristischer Werte und das Vergleichen von gemessenen mit charakteristischen Werten ermöglicht. .Abhängig vom Ver- gleichsresultat steuert die Elektronikeinheit eine Umlenk¬ einrichtung die an das Ende des Rollschachtes anschließt und die Münzen in mindestens zwei getrennte Weiterführungen lei¬ ten kann.
Die Sensoreinheit umfaßt vorzugsweise mindesten eine Licht¬ schranke, die Strahlung im sichtbaren oder unsichtbaren Be¬ reich, vorzugsweise aber im Infrarotbereich, quer durch den Rollschacht führt, so daß der Lichtweg vom Sender zu einem zugeordneten Empfänger von Münzen, die durch den Rollschacht rollen, unterbrochen werden kann. Ob die Lichtschranke .un¬ terbrochen wird oder nicht, hängt davon ab, ob der Münzen¬ durchmesser größer oder kleiner ist als der Abstand der Lichtschranke von der Lauffläche des Rollschachtes.
Durch das Anordnen von mindestens zwei Lichtschranken in verschiedenen Abständen von der Lauffläche, kann mit gerin- gern Aufwand eine Klassierung der Münzen in Durch esserklas- sen, die durch die Abstände der Lichtschranken von der Lauf¬ fläche gegeben sind, erfolgen. Indem die Lichtschranken nebst dem Erkennen einer Unterbrechung auch die Zeit der Un- terbrechung messen, ergibt sich bei einer genügend großen Anzahl Lichtschranken ein Set von Unterbrechungszeiten, der den Durchmesser und das Rollverhalten der Münzen so erfaßt, daß eine exakte Unterscheidung von zulässigen und unzulässi¬ gen Münzen ermöglicht wird. Ein Set von Lichtschranken und der zum Betreiben der Lichtschranken nötige Prozessor können kostengünstig und mit kleinem Aufwand zusammengestellt wer¬ den. Lichtschranken haben die weiteren Vorteile, daß sie nicht störungsanfällig sind, keine Anforderungen an das Ma¬ terial in ihrer Umgebung stellen und auch nicht durch von außen wirkende Störsignale beeinflußt werden können.
Die Münzwerte von zulässigen Münzen werden vorzugsweise wäh¬ rend eines Einwurfzyklus von mindestens einem Akkumulator aufsummiert, so daß der Wert der zulässigen, eingeworfenen Münzen bekannt ist. Über die Verbindung mit dem Prozessor wird der Akkumulator-Wert weitergeleitet und/oder auf einen Ausgangswert zurückgesetzt
Wenn die Verschiebungsgeschwindigkeit v, mit der sich eine Münze in der Längsrichtung des Rollschachtes bewegt, und die
Unterbrechungszeit t-j in einem Abstand h-j von der Lauffläche bekannt sind, so kann der Münzendurchmesser exakt, als
D = h1 + v2.t1 2/4h1 berechnet werden. Damit für alle zulässigen Münzen eine Un- terbrechungszeit gemessen wird, muß der Abstand h-] kleiner als der Durchmesser der kleinsten zulässigen Münze gewählt werden.
Zur Bestimmung der Verschiebungsgeschwindigkeit werden vor- zugsweise mindestens zwei Lichtschranken im gleichen Abstand von der Lauffläche angeordnet. Beim Durchlaufen einer Münze kann dann die in Bewegungsriehtung vordere und/oder die hin- tere Münzenberandung als Trigger für eine Zeitmessung wäh¬ rend der Münzenverschiebung von der ersten zur zweiten Lichtschranke verwendet werden. Der Quotient aus dem Abstand der beiden Lichtschranken und der gemessenen Verschiebungs- zeit entspricht der Verschiebungsgeschwindigkeit. Wird die Verschiebungszeit für beide Berandungen gemessen, so können zwei Geschwindigkeiten, eine mittlere Geschwindigkeit und eine Beschleunigung bestimmt werden. Nebst der Verschie¬ bungszeit wird vorzugsweise auch die Unterbrechungszeit bei einer und/oder beiden Lichtschranken bestimmt. Aus den zwei Geschwindigkeiten und den zwei Unterbrechungszeiten geht der Münzendurchmesser und eine wesentliche Information zum Ab¬ rollvorgan der Münze hervor. Diese Werte, bzw. zumindest ein Teil dieser Werte oder davon abgeleitete Werte, werden somit für Referenzmünzen als charakteristische Werte gespeichert. Durch weitere Lichtschrankenpaare mit gleichem Abstand kön¬ nen weitere charakteristische Werte bestimmt werden.
Insbesondere bei einer definierten Anfangsgeschwindigkeit der Münze am oberen Schachtanfang hängen die zwei im Bereich der Meßeinheit gemessenen Geschwindigkeiten wesentlich von der Masse der Münze, von den Reibungskräften, und von dem bestimmbaren Münzendurchmesser, sowie den bekannten Größen der Rollschachtneigung und der Meßposition im Rollschacht ab. Der Rollschacht ist vorzugsweise mindestens 10°, insbe¬ sondere aber etwa 25° gegenüber der Waagrechten geneigt. Um eine definierte Anfangsgeschwindigkeit zu gewährleisten, um¬ faßt die Zuführeinrichtung vorzugsweise eine Bremseinrich¬ tung und/oder insbesondere eine Prallplatte an der die ein- geführten Münzen abgelenkt werden.
Um eine einfache Messung der Unterbrechungszeiten und/oder der Verschiebungszeiten zu ermöglichen, werden die Licht¬ schranken vorzugsweise mit gepulster Strahlung betrieben, sodaß die Unterbrechungszeit durch das Zählen von gesende¬ ten, aber nicht empfangenen Lichtpulsen und die Verschie¬ bungszeit durch das Zählen von Pulsen, die nur an einer Lichtschranke unterbrochen sind, durchgeführt werden kann. Die verwendete Puls-Frequenz beträgt vorzugsweise mindestens 1000 Hz, insbesondere aber etwa 1500 Hz. Natürlich können für die Zeitmessung auch Integratoren, insbesondere zusammen mit konstantem Licht, verwendet werden.
Um Informationen über das Material und etwa die Oberflächen¬ struktur der Münzen zu erhalten, wird gegebenenfalls ein Kondensator mit beidseits des Rollschachtes angeordneten Kondensatorplatten als Sensor eingesetzt. Dazu werden Kapa¬ zitätsänderungen beim Münzendurchtritt gemessen. Der Konden¬ sator verstimmt dabei vorzugsweise als Teil eines Schwing¬ kreises ein periodisches Signal, das eine Frequenz von min¬ destens 1000 Hz, insbesondere aber etwa 1500 Hz hat.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen bei¬ spielhaft beschrieben:
Fig.1 zeigt dazu eine Zusammenstellungszeichnung eines Münz-Empfängers;
Fig.2 zeigt eine mögliche Anordnung von Sensoren zur Münz¬ prüfung bei einem Empfänger nach Fig.1; Fig.3 zeigt das Blockschaltbild einer Elektronikeinheit eines Münzempfängers nach Fig.1; Fig.4 stellt einen beispielhaften Gesamtstromlaufplan der Elektronikeinheit eines Münzempfängers dar, wobei in Fig.5 Impulsmuster einer Anordnung nach Fig.4 erläutert werden und Fig.6 zeigt ein Flußdiagramm der programmgesteuerten Ope- rationen zur Münzerkennung bei einer Elektronikein¬ heit nach Fig.3 oder 4.
Der in Fig.1 dargestellte Münzempfänger 1 besteht aus einem Unterteil 2 und einem aufsetzbaren Oberteil 3. Als Material kommt Kunststoff, vorzugsweise ein spezielles Polyäthylen, etwa Niederdruck-Polyäthylen, insbesondere aber auch Polya¬ mide, Polyester oder Glasfaserverstärkte Polycarbonate zum Einsatz, die einerseits einen speziell niedrigen Reibungskoeffizient aufweisen andererseits niedriges Gewicht mit langer Haltbarkeit vereinen, wodurch Geräusche und Vibrationen im Vergleich zur Ausführung in anderen bekannten Materialien verringert werden können. Das schützende Gehäuse wird zweckmässigerweise aus Metall ausgebildet sein.
Eine Münze kann durch einen Münz-Einwurfschlitz 4 in das In¬ nere des Oberteils 3 eingeführt werden, wird von einer Prall-Platte 5 abgelenkt und fällt in den Unterteil 2 des Münzempfängers 1 , wo sie in einem schräg nach unten geneig¬ ten Rollschacht 6 weiterrollt. Der Rollschacht 6 ist etwa 25° gegenüber der Waagrechten geneigt, wodurch ein speziell vorteilhaftes, ruckfreies Rollverhalten der Münzen erreicht wird.
Während des Nach-Unten-Rollens im Rollschacht 6 wird die Münze durch Sensoren einer Sensoreinheit 7 geprüft. Die Sen¬ soreinheit 7 ist über eine Mehrfachverbindungsleitung 8 mit einer Elektronikeinheit 9 verbunden, in welcher die An- steuerimpulse für die Sensoren erzeugt werden und die Aus¬ wertung der von den Sensoren der Sensoreinheit gelieferten Daten erfolgt. Von der Elektronikeinheit 9 wird ein Umlenk¬ schalter 10 angesteuert, über welchen die geprüfte Münze schließlich entweder in einen Vorratsbehälter 11 oder einen Rückgabeschlitz 12 - je nach dem Ausgang des Prüfverfahrens - gelenkt wird.
Es kann weiters ein nicht gezeigter Rüttelmechanismus vorge- sehen sein, der im Falle einer Verklemmung einer oder mehre¬ rer Münzen im Rollschacht Vibrationenen erzeugt, welche in an sich bekannter Art im Zusammenwirken mit dem reibungsar- men Material der Rollbahn geeignet sind, die Verklemmung aufzulösen und die Münzen weiterrollen zu lassen.
Die Fig.2a und 2b zeigen schematisch eine erfindungsgemaße beispielhafte Ausgestaltung der Sensoreinheit 7, wobei in Fig.2a eine Seitenansicht, in Fig.2b eine Ansicht von oben angedeutet ist. Der Rollschacht 6, mit Seitenteilen 201 und 202 und einem Boden 203 weist eine Anordnung von mindestens einem optoelektronischen Sender 204a-e und entsprechend we- nigstens einem optoelektronischen Empfänger 205a-e auf, wel¬ che jeweils paarweise einander gegenüber an den Seitenteilen 201 und 201 des Rollschachts 6 vorgesehen sind, so daß jedes Paar jeweils eine optische Übertragungsstrecke quer über das Innere des Rollschachts 6 hinweg bildet und als Sensor dient. Jeder Sender 204a-e ist dabei über Anschlüsse A1-A5 bzw B1-B5 und jeder Empfänger über Anschlüsse G1-G5 bzw H1-5 mit der Elektronikeinheit 9 verbunden.
Eine den Rollschacht abwärts rollende Münze 206 wird - je nach Durchmesser der Münze - bestimmte Übertragungsstrecken für bestimmte Zeitdauern unterbrechen. Welche Übertragungs- strecken von einer Münze unterbrochen werden können, hängt dabei vom Durchmesser der Münze 206 und vom jeweiligen Ab¬ stand h der Ubertragungsstrecke vom Boden 203 des Roll- Schachts ab. Bevorzugt werden daher die Sensoren eng benach¬ bart angeordnet und die Abstände h so gewählt, daß zur Er¬ kennung von Münzen verschiedener Durchmesser, diese jeweils eine der Übertragungsstrecken gerade noch unterbrechen. Sol¬ len etwa 4 amerikanische Münzen erkannt werden, so müßte die unterste Ubertragungsstrecke 204a, 205a so niedrig angeord¬ net sein, daß die kleinste noch als gültige festgelegte Münze (dime) sie gerade noch unterbricht; damit können alle Münzen mit einem kleineren Durchmesser als der eines dime sicher erkannt werden. Die nächstgrößere Münze (penny) müßte dann beim Vorbeirollen gerade noch den nächsthöheren Sensor abdecken - und natürlich auch den untersten. Die Abstände h der nächsthöheren Sensoren müßten den Durchmessern der nächstgrößeren Münzen (nickel, quarter) angepaßt sein. Schließlich ist vorzugsweise ein letzter, am höchsten ange- ordneter Sensor vorgesehen, welcher auch von der größten gültigen Münze (quarter) nicht mehr abgedeckt wird, wodurch die sichere Erkennung zu großer Münzen erleichtert ist. Die Dauer, während der eine vorbeirollende Münze Übertra¬ gungsstrecken von Sensoren unterbricht, ist - außer vom Durchmesser und der Masse der Münze - auch von der Rollge- schwindigkeit abhängig. Diese ihrerseits ist - außer von der Neigung der Rollbahn - wesentlich von der Reibung und vom Luftwiderstand der Münze im Rollschacht abhängig. Dadurch ergibt sich eine Abhängigkeit der Geschwindigkeit vom Mate¬ rial der Münze, von der Gestaltung des Randes der Münze und von dem in die Oberfläche geprägten Münzbild. Durch ge¬ eignete Anordnung der Sensoren ist es daher möglich, ein für nur eine ganz bestimmte Münzsorte charakteristisches Bild der Blockierzeiten der einzelnnen Sensoren zu erhalten.
Als Ergänzung der Sensoreinheit ist weiters ein kapazitiver Sensor bestehend aus zwei, einen Plattenkondensator bilden¬ den Platten 207, 208 angedeutet, welcher über Anschlüsse K1 und K2 mit der Elektronikeinheit 9 verbunden ist. Die An- steuerung eines solchen kapazitiven Sensors zur Münzprüfung kann in an sich bekannter Weise erfolgen, wobei entweder die durch eine Kapazitätsänderung hervorgerufene Stromänderung gemessen wird oder die Verstimmung eines mit dem Kondensator gebildeten Schwingkreises ausgewertet wird.
Die Fig.3 zeigt eine Blockdarstellung einer beispielhaften Ausführung einer Elektronikeinheit 9. Eine digitale Signal¬ verarbeitungsschaltung 301 , beispielsweise ein Single-Chip Mikrocontroller, steuert über Ausgangsleitungen 0 und Si¬ gnalverstärker 302 die optoelektrischen Sender 204 an. Die optoelektrischen Empfänger 205 sind über Signalempfänger 303 und Eingangsleitungen I an Eingängen der Signalverarbei¬ tungsschaltung 301 angeschlossen; über eine weitere Aus¬ gangsleitung T wird über einen Treiber 304 ein Umlenkschal- ter 10 angesteuert. Zusätzlich zu den optischen Sensoren ist gegebenenfalls ein kapazitiver Sensor 207,208 mit den Klemmen K1 und K2 an eine Ansteuer- und Auswerteschaltung 306 angeschlossen, welche über Leitungen K an weitere Ein- bzw. Ausgänge der Signal- Verarbeitungsschaltung 301 angeschlossen ist.
Gegebenenfalls an weitere Ein- bzw Ausgänge des Mikrocon- trollers geführte Kommunikationsleitungen C ermöglichen das Auslesen bzw Einspeichern von .Informationen in den Mikrocon- troller durch Abarbeiten eines geeigneten Protokolls.
Eine Batterieeinheit 305 liefert die Betriebsspannung für die Elektronikeinheit.
Die Fig.4 zeigt den Stromlaufplan einer beispielhaften Aus¬ führungsform einer Elektronikeinheit 9 nach Fig.3. Der Mi- krocontroller 301 , beispielhaft ein Baustein der Type Z86E08, erzeugt, abgeleitet von einem an Anschlüsse X1 ,X2 angeschlossenen Resonator X1 401 , Steuerimpulse, welche über die an Ausgangs-Anschlüsse P20-P24 geführten Ausgangsleitun- gen 0 ausgegeben und über Widerstände 411-415 an den Basis- anschlüssen von Treibertransistoren 421-425 anliegen. Im Kollektorkreis jedes Treibertransistors ist jeweils eine Se- rienschaltung aus einem Vorwiderstand 431-435 und einer über die Klemmen G1-G5 bzw H1-H5 angeschlossenen infrarotes Licht erzeugenden LED 204a-e als optoelektrischer Sender mit einer Betriebsspannung zwischen 6 und 12V verbunden.
Die Fig.5 zeigt dazu in den Zeitablaufdiagrammen D1 bis D5 ein typisches Impulsmuster der Kollektor-Emitterspannung der Treibertransistoren 421-425 bei dem jeweils jede LED für eine kurze Zeit - typisch einige MikroSekunden - eingeschal¬ tet und damit ein kurzer Infrarot-Lichtimpuls erzeugt wird. Die Taktfrequenz dieser Impulse beträgt vorzugsweise etwa 1500Hz. Die optoelektrischen Empfänger werden durch über Klemmen A1- A5 bzw B1-B5 angeschlossene Phototransistoren 205a-e gebil¬ det, welche jeweils mit ihren Emitteranschlüssen an Masse liegen und wobei die Kollektoranschlüsse jeweils mit einen Widerstand 441-445 an der positiven Versorgungsspannung zwischen 6 und 12V angeschlossen sind, bzw über Eingabeleitungen I direkt mit Eingangs-Anschlüssen P26-P27 und P31-P33 des Mikrocontrollers 301 verbunden sind.
Die Fig.5 zeigt dazu in den Zeitablaufdiagrammen Q1 bis Q5 ein typisches Impulsmuster der Kollektor-Emitterspannung der Phototransistoren (205a-e) welches jeweils beim Eintreffen des entsprechenden infraroten Lichtimpulses einen negativen Spannungsimpuls aufweist. Jedem Sendeimpuls der Zeitablauf- diagramme D1-D5 entspricht daher ein - ein wenig verzögerter - Empfangsimpuls in den Zeitablaufdiagrammen Q1-Q5
Zur Überprüfung der Gültigkeit einer Münze wird für jede Ubertragungsstrecke der Sensoreinheit getrennt im Mikrocon- troller gezählt, wieviele der im gleichen zeitlichen Abstand ausgesendeten Lichtimpulse durch die vorbeirollende Münze unterbrochen werden. Dies geschieht, indem die Anzahl der Sendeimpulse, denen keine Empfangsimpulse entsprechen, festgestellt wird.
Die somit jede einzelne vorbeirollende Münze charakterisie¬ rende Zahlenreihe von jeweils blockierten Impulsen jedes Sensors wird im Mikrocontroller mit Referenzwerten für jeden als gültig definierten Münztyp verglichen. Im Fall einer ausreichend guten Übereinstimmung mit einem der Referenz¬ werte wird die Münze als gültig erkannt und angenommen.
Dazu wird eine Antriebsspule 450 des Umlenkschalters 10 über eine Treiberschaltung 451-453 vom Mikrocontroller über eine an der Klemme P25 angeschlossene Ausgangsleitung angesteu¬ ert, wodurch die Münze in den Vorratsbehälter 11 fallen kann (Fig.1) . Liegt die Zahlenreihe der blockierten Impulse außerhalb der Toleranzbänder sämtlicher gültiger Münzen, so wird die Münze zurückgewiesen und durch den jetzt nicht angesteuerten Um- lenkschalter in den Rückgabeschlitz 12 umgeleitet (Fig.1).
Die in der Signalverarbeitungsschaltung 301 ausgeführten Verarbeitungsschritte lassen sich in die eine (eventuell so¬ gar einmalige) Trainingsphase zur Bestimmung der Referenz- werte für alle als gültig anzusehenden Münzen und in die Be¬ triebsphase zur Prüfung von eingeworfenen Münzen untertei¬ len.
In einem Trainingsvorgang, welcher etwa über die Kommunika- tionsleitungen C gesteuert werden kann, werden nacheinander gültige Münzen als Referenzmünzen eingeworfen. Damit kann für jede gültige Münzart durch Zählen der bei jedem Sensor blockierten Impulse ein Sollwert für die Anzahl der blockierten Impulse jedes Sensors ermittelt werden. Diese Sollwerte werden in einem im Mikrokontroller untergebrachten nichtflüchtigen Speicher bzw in einem batteriegepufferten flüchtigen Speicher abgelegt.
Die Kodierung der Information über den Durchmesser einer Münze geschieht dabei wegen der verschiedenen und den Münz- durchmessern angepaßten Abstände der Sensoren von der Sohle des Rollschachts im wesentlichen durch die Feststellung, welche der Sensoren überhaupt durch die vorbeirollende Münze blockiert werden.
Alle weiteren Informationen betreffend die Unterscheidung von Münzen etwa gleichen Durchmessers sind in den Sollwer¬ ten für die Anzahl der unterbrochenen Impulse für jeden Sen¬ sor kodiert. Mit dem Ende der Trainingsphase ist für jeden gültigen Münz- typ ein Satz von Referenzwerten für die Anzahl der blockier¬ ten Impulse jedes Sensors im Speicher abgelegt.
Im Betrieb wird beim Durchrollen einer Münze durch die Sen¬ soreinheit für jeden Sensor die Anzahl der blockierten Im¬ pulse gezählt und in einer Vergleichsphase mit den Refenzan- zahlen für alle gültigen Münztypen verglichen. Bei ausrei¬ chend guter Übereinstimmung mit einem Satz von Referenz- werten für einen bestimmten Münztyp wird die Münze als zu diesem Münztyp angehörig erkannt und angenommen. Der Münz¬ wert kann in einem Akkumulator aufsummiert werden.
Die Fig.6 zeigt dazu ein detailliertes Flußdiagramm für die Erkennung der Münzen:
Es bedeuten dabei:
S: Anzahl von Sensoren (Sensoren 0 bis S-1 ) D: laufende Nummer des aktuell geprüften Sensors
BC(D): Zähler für die Anzahl der blockierten Impulse für den Sensor D
CT: Anzahl der unterschiedenen gültigen Münztypen +1 COINTYPE: Typ der Münze (0 bis C) T(D,CT): Referenzwert an blockierten Impulsen für den Sen¬ sor D und den Münztyp CT
ASB: Flag; true, wenn beim aktuellen Prüfzyklus irgend¬ ein Sensor als blockiert erkannt wurde
START: Start; true, wenn irgendeine Münze in der Sen- soreinheit festgestellt wurde
Ein Timer 600 stößt einen Programmdurchlauf des Erkennungs¬ programms mit einer Wiederholrate so an, daß sich eine Ab¬ fragefrequenz für jeden Sensor von etwa 1500Hz ergibt; d.h. wenn 'S' Sensoren vorhanden sind, so muß der Programmdurch¬ lauf durch den Timer mit der Frequenz 1500Hz * S aktiviert werden. Als erstes wird die Nummer 'D' des momentan aktiven Sensors erhöht 601 und wenn bereits der letzte Sensor ange¬ sprochen war 602, wieder ein neuer Sensor-Prüfzyklus mit dem ersten Sensor begonnen 603 und ein Flag 'ASB' (any sensor blocked) falsch gesetzt 604.
Über die Ausgabeleitungen 0 wird für den gerade aktiven Sen¬ sor 'D' ein Impuls ausgegeben 605 und damit ein Lichtimpuls quer über den Rollschacht 6 (Fig.2a,2b) gesendet. Der wei¬ tere Programmablauf ist davon abhängig, ob der Lichtstrahl des Sensors durch eine Münze blockiert ist 606:
Ist der Lichtstrahl unterbrochen, so wird dies für den aktu¬ ellen Sensor- Abfragezyklus durch Setzen von 'ASB' und für die aktuell geprüfte Münze durch Setzen eines Flags 'START' festgehalten 607 und ein Pulszähler 'BC (blocked counter) für den aktuellen Sensor erhöht 608, wobei in dem Pulszähler 'BC die Anzahl der unmittelbar hintereinander blockierten Impulse akkumumliert wird.
Ergibt ein Vergleich des Pulszählers 'BC(D) ' für den aktuel- len Sensor 'D' mit den für den betreffenden Sensor in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegten Referenzwerten 'T(D,0..CT) ' für alle möglichen als richtig festgelegten Münzen 0..CT (coin type) 609, daß irgendeiner der Referenz¬ werte T(D,COINTYPE) paßt 610, so ist dadurch der aktuelle Münztyp 'COINTYPE' bestimmt 611; wenn nicht, ist der Pro¬ grammdurchlauf für den aktuellen Zähler beendet 627.
Um die Münze tatsächlich als Type 'COINTYPE' akzeptieren zu können, müssen natürlich auch die Anzahlen der blockierten Impulse für alle anderen Sensoren mit den entsprechenden Re¬ ferenzwerten für die betreffende Münze übereinstimmen; die¬ ser Vergleich wird in den folgenden Blöcken 612 und 613 aus¬ geführt. Falls einer der Sensoren - noch - eine vom Refe¬ renzwert abweichende Anzahl aufweist, wird der Programm- durchlauf beendet 614 und damit - nach der definierten Ver¬ zögerungszeit - der nächste Sensor aktiviert. Passen jedoch die Zählerwerte 'BC( ) ' aller Sensoren mit den Referenzwerten TC( ,COINTYPE) zusammen, so wird die Münze als gültige Münze des Typs 'COINTYPE' akzeptiert 615, der Umlenkschalter 10 (Fig.3) so angesteuert, daß die Münze in den Vorratsbehälter 11 (Fig.1) fällt und der Münzwert in ei¬ nem Akkumulator akkumuliert wird. Außerdem werden die Zähler 'BC aller Sensoren zurückgesetzt 616 und der Programmdurch¬ lauf beendet 617.
Im Falle, daß zusätzlich zu den optischen ein kapazitv wir¬ kender Sensor 207,208 verwendet wird, muß zur endgültigen Annahme der Münze zusätzlich noch der mit Hilfe der An- steuer- und Auswerteschaltung 306 ermittelte Kapazitätswert mit dem Kapazitäts-Sollwert der Münztype genügend genau übereinstimmen. Dieser Vergleich wird vorzugsweise als zu¬ sätzlicher Verfahrensschritt im Funktionsblock 612 ausge¬ führt.
Ist der Lichtstrahl des aktuellen Sensors im Vergleichsblock 606 als nicht blockiert erkannt worden, dh. es ist ein Im¬ puls über die der jeweiligen Ausgabeleitung 0 entsprechende Eingabeleitung I eingelesen worden, weil der entsprechende Phototransistor 205 den Lichtimpuls empfangen konnte, so wird der Programmdurchlauf beendet, falls der aktuelle Sen- sor nicht der letzte Sensor war 618, 619, falls im aktuellen Sensor-Abfragezyklus zumindest irgendeiner der Sensoren blockiert war 620,621 oder falls noch gar keine Münze einge¬ worfen wurde oder sie noch nicht einen Sensor unterbrochen hat 622,623.
Wenn aber von der geprüften Münze bereits irgendein Sensor blockiert wurde, beim aktuellen Sensor-Abfragezyklus aber bereits wieder alle Sensoren frei sind, d.h. wenn die Münze die Sensoreinheit passiert hat, ohne daß die Übereinstimmung mit einer der Referenzmünzen erkannt werden konnte, so wird die Münze zurückgewiesen 623 und der Testzyklus für die nächste Münze völlig neu begonnen indem alle Zähler zurück- gesetzt werden 624, das START Flag rückgesetzt wird 625 und der Programmdurchlauf beendet wird 626.

Claims

SCHUTZANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Erkennen von zulässigen Münzen bei dem folgende Verfahrensschritte vorgesehen sind a) Durchführen eines Lemschrittes bei dem mindestens eine klassierende Eigenschaft von Referenzmünzen be¬ rührungsfrei erfaßt und in der Form von mindestens einem charakteristischen Wert gespeichert wird, b) Bestimmen von mindestens einer .Eigenschaft der zu un- tersuchenden Münzen, wobei mit den charakteristischen
Werten vergleichbare Vergleichswerte erfaßt werden, c) Vergleichen von mindestens einem Vergleichswert mit einem entsprechenden charakteristischen Wert und d) dem Vergleichsresultat entsprechendes Einteilen der untersuchten Münzen in Klassen von zulässigen und un¬ zulässigen Münzen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Eigenschaft, zu welcher mindestens ein charakteristischer Wert, bzw. mindestens ein Ver- gleichswerte erfaßt wird, zu einer Gruppe gehört, welche aus Münzendurchmesser, Münzendicke, Münzenmaterial, Mün¬ zenoberfläche, Münzengewicht, Luftwiderstand und/oder Rollwiderstand der Münze, und aus dem Münzenrollverhal- ten in einem geneigten Rollschacht besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß zum Erfassen von charakteristischen Werten, bzw. Vergleichswerten mindestens an einer Stelle quer durch einen Rollschacht für Münzen von einer Licht¬ schranke (204, 205) Strahlung im sichtbaren oder un¬ sichtbaren Bereich geführt wird und die Durchlaufzeit der Münze im Bereich der Lichtschranke als Zeit gemessen wird, während der die Münze den Strahlengang unter- bricht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung durch einen Infrarot-Sender (204) erzeugt und von einen Infrarot-Empfänger (205) empfangen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Strahlung der Lichtschranke (204, 205) ge¬ pulst ist und die Durchlaufzeit durch das Zählen von ge¬ sendeten aber nicht empfangenen Pulsen bestimmt wird, wobei vorzugsweise eine Puls-Frequenz von mindestens 1000 Hz, insbesondere von 1500 Hz.gewählt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß mindestens zwei Lichtschranken (204, 205) in verschiedenen Abständen von der Lauffläche (203) des Rollschachtes (6) angeordnet sind und aus dem Unter¬ brechen bzw. nicht Unterbrechen und/oder aus den Durch¬ laufzeiten bei den mindestens zwei Lichtschranken (204, 205) der Münzendurchmesser ermittelt wird, vorzugsweise die Münze durch mindestens einen Werte-Vergleich einer Münzenklasse zugeordnet werden kann.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß im Bereich mindestens einer Licht¬ schranke (204, 205) die Verschiebungs-Geschwindigkeit bestimmt wird mit der sich die Münze entlang des Roll¬ schachtes (6) bewegt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine erste und eine zweite Lichtschranke (204, 205) im gleichen Abstand von der Lauffläche (203) des Rollschachtes (6) angeordnet sind und daß zur Ge¬ schwindigkeitsmessung die Zeit zwischen dem Unterbrechen einer ersten und dem Unterbrechen einer zweiten Licht¬ schranke (204, 205) und/oder zwischen dem Freigeben ei- ner ersten und einer zweiten Lichtschranke (204, 205), vorzugsweise durch das Zählen der Pulse die nur bei ei- ner der beiden Lichtschranken (204, 205) unterbrochen werden, bestimmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich- net, daß der Münzendurchmesser berechnet wird ausgehend von der, durch mindestens eine erste Lichtschranke (204, 205) im Abstand h-, über der Lauffläche (203) ermittel¬ ten, Unterbrechungszeit t-j beim Durchlaufen der Münze und der im Bereich der ersten Lichtschranke (204, 205) ermittelten Verschiebungs-Geschwindigkeit v sowie dem Abstand h-j , wobei der Münzendurchmesser D vorzugsweise als D = h-j + vAti2/4tι.j berechnet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Verschiebungs-Geschwindigkeit der
Münze als Mittelwert von mindestens zwei, vorzugsweise am vorderen und am hinteren Münzenrand durchgeführten, Geschwindigkeitsbestimmungen ermittelt wird und gegebe¬ nenfalls aus den zeitlich verschoben durchgeführten Ge- schwindigkeitsbestimmungen eine Beschleunigung ermittelt wird.
11. Verfahren nach einem der .Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß zum Erfassen von charakteristischen Werten, bzw. Vergleichswerten, die Kapazitätsänderung mindestens eines Kondensators (207, 208) mit beidseits des Rollschachtes (6) angeordneten Kondensorplatten ge¬ messen wird.
12. Verfahren nach dem Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (207, 208) als Teil eines Schwing¬ kreises ein periodisches Signal beim Münzendurchtritt verstimmt.
13. Verfahren nach dem Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das periodische Signal eine Rechteck-Welle ist mit einer Frequenz von über 1000 Hz, vorzugsweise von etwa 1500 Hz.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch ge- kennzeichnet, daß entsprechend den Münzen, die unter¬ schieden werden müssen, Lichtschranken (204, 205) mit Abständen zur Lauffläche (203) angeordnet sind, die knapp unter und/oder knapp über dem Durchmesser von zu unterscheidenden Münzen liegen.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß zum Klassieren einer Münze die Durch¬ laufzeiten bei allen Lichtschranken (204, 205) mit den für zulässige Münzen charakteristischen Durchlaufzeiten bei den entsprechenden Lichtschranken (204, 205) vergli¬ chen werden und die Münze dann einer Klasse zugeordnet wird, wenn die Abweichungen der einzelnen Durchlaufzei¬ ten innerhalb vorgegebener Toleranzen liegen.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Münzwert einer Münze, die einer Klasse zugeordnet wurde, in einem Akkumulator aufsummiert wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch ge- kennzeichnet, daß im Anschluß an den Rollschacht (6) ein
Trennschritt vorgesehen ist, bei dem Münzen, die keiner erwünschten Münzenklasse zugeordnet wurden, mittels ei¬ nes Umlenkschalters (10) von den erwünschen Münzen ge¬ trennt werden.
18. Verfahren nach einem der .Ansprüche 3 bis 14, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß zum Erfassen von charakteristischen Durchlaufzeiten eine Trainingsphase vorgesehen ist, bei der zulässige Münzen als Referenzmünzen durch den Roll- schacht (6) gelangen und die für die Münzen ermittelten Durchlaufzeiten als Referenzwerte gespeichert werden und/oder statistisch ausgewertet werden, um abgeleitete Werte zu speichern.
19. Münzunterscheidungsvorrichtung zum Erkennen von zulässi- gen Münzen, die folgende Merkmale umfaßt a) ein geneigter Rollschacht (6) mit seitlichen Beran- dungen (201 , 202) und einer Lauffläche (203) , in wel¬ chem Rollschacht (6) Münzen entsprechend ihren Eigen¬ schaften einen Abrollvorgang von einem oberen Schachtanfang zu einem unteren Schachtende durchlau¬ fen, b) eine Zuführeinrichtung in die die Münzen durch einen Einwurfschlitz (4) gelangen und von der die Münzen zum oberen Schachtanfang gelangen, wobei die Zuführ- einrichtung vorzugsweise so ausgeführt ist, daß die Münzen in einem vorgegebenen Bewegungszustand in den Rollschacht (6) gelangen, c) eine Sensoreinheit (7) , die mindestens einen Sensor (204, 205, 207, 208) umfaßt, der so am Rollschacht (6) angeordnet ist, daß er einen von der durch den Rollschacht (6) am Sensor (204, 205, 207, 208) vor¬ beirollenden Münze abhängigen Meßwert berührungsfrei erfaßt, d) eine Elektronikeinheit (9) mit mindestens einem Pro- zessor (301 ) und mit mindestens einem Speicher zum
Speichern und Abrufen von charakteristischen Werten, wobei der Prozessor (301) so mit der Sensoreinheit (7) und dem Speicher verbunden ist, daß die Meßwerterfassung, das Speichern charakteristischer Werte und das Vergleichen gemessener Werte mit cha¬ rakteristischen Werten durch den Prozessor (301) steuerbar ist, e) eine Umlenkeinrichtung (10), die an das untere Schachtende anschließt und mit der Elektronikeinheit (9) so verbunden ist, daß nicht zulässige Münzen und zulässige Münzen von der Umlenkeinrichtung (10) in mindestens zwei getrennte Münzenweiterführungen (11,12) umlenkbar sind.
20. Münzunterscheidungsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensor (204, 205,
207, 208) der Sensoreinheit (7) als Lichtschranke (204, 205) ausgebildet ist.
21. Münzunterscheidungsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Lichtschranke (204,
205) mindestens einen Infrarot-Sender (204) und minde¬ stens einen Infrarot-Empfänger (205) umfaßt.
22. Münzunterscheidungsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Sensoren als Licht¬ schranken (204a-e, 205a-e) ausgebildet sind.
23. Münzunterscheidungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranken (204a-e, 205a-e) in verschiedenen Abständen von der Lauffläche (203) an¬ geordnet sind, vorzugsweise so, daß der Durchmesser ei¬ ner zulässigen Münze nur wenig kleiner oder größer ist als der Abstand einer Lichtschranke von der Lauffläche (203) .
24. Münzunterscheidungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Lichtschranke (204a-e, 205a-e) so vom mindestens einen Prozessor (301) steuerbar ist, daß die Zeit, wäh- rend der die Lichtschranke (204a-e, 205a-e) durch eine vorbeirollende Münze unterbrochen ist, erfaßbar wird.
25. Münzunterscheidungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranke (204a-e, 205a-e) mit gepulster Strahlung, vorzugsweise mit einer Frequenz von mindestens 1000 Hz, insbesondere aber im wesentlichen mit 1500 Hz, betreibbar ist, so daß die Unterbrechungszeit der Lichtschranke (204a-e, 205a- e) durch das Zählen der unterbrochenen Strahlungspulse bestimmbar ist.
26. Münzunterscheidungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensor (207, 208) der Sensoreinheit als Kondensator (207, 208) mit Kondensatorplatten beidseits des Roll¬ schachtes (6) ausgebildet ist
27. Münzunterscheidungsvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (207, 208) einem Schwingkreis zugeordnet ist, der vom Kondensator (207, 208) beim Durchtritt einer Münze verstimmbar ist.
28. Münzunterscheidungsvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwingkreis ein periodisches Signal mit einer Frequenz von mindestens 1000 Hz, vor¬ zugsweise aber etwa 1500 Hz zuführbar ist.
29. Münzunterscheidungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollschacht (6) mehr als 10°, vorzugsweise etwa 25° gegenüber der Waagrechten geneigt ist.
30. Münzunterscheidungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführein¬ richtung (3) und/oder der Rollschacht (6) und/oder die Umlenkeinrichtung (10) im wesentlichen aus Kunststoff, insbesondere aus Niederdruck-Polyäthylen, gegebenenfalls aber aus Polyamid oder Polyester besteht.
31. Münzunterscheidungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführein- richtung (3) eine Bremseinrichtung umfaßt, von der die Münzen mit einer im wesentlichen vorgegebenen Geschwin¬ digkeit in den Rollschacht (6) bringbar sind.
32. Münzunterscheidungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführein¬ richtung (3) eine Prallplatte (5) zum Anblenken der ein- geführten Münzen umfaßt.
33. Münzunterscheidungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektro¬ nikeinheit einen Akkumulator umfaßt, um die Münzwerte der zulässigen Münzen während eines Eingabevorganges zu akkumulieren.
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