EP0023965A1 - Coin tester for coins of varying diameters - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft zwei Münzprüfer für Münzen verschiedenen. Durchmessers mit einer Spule, durch deren Feld der für alle Münzen gemeinsame Münzeinwurfkanal führt, und einer Schaltung, welche die Beeinflussung des Spulenfeldes auswertet.The invention relates to two coin validators for different coins. Diameter with a coil through the field of the coin insertion channel leads for all coins, and a circuit that evaluates the influence of the coil field.
Bei den bekannten Münzprüfern gelangen die zu prüfenden Münzen zum Beispiel in das Spulenfeld. des Schwingkreises eines Oszillators, woraufhin dessen Schwingungen je nach den elektrischen (und magnetischen) Eigenschaften der Münzlegierung (bzw. des Münzmetalls) aussetzen oder nicht aussetzen. Wenn die Auswerteschaltung das Aussetzen der Schwingungen feststellt, löst sie z.B. die Münzannahme, andernfalls die Münzrückgabe aus.With the known coin validators, the coins to be checked get into the coil field, for example. of the oscillating circuit of an oscillator, whereupon its oscillations, depending on the electrical (and magnetic) properties of the coin alloy (or the coin metal), are not or are not exposed. If the evaluation circuit detects the exposure to the vibrations, it triggers e.g. the acceptance of the coin, otherwise the return of the coin.
Mit den bekannten Münzprüfern kann zuverlässig geprüft werden, ob eine eingeworfene Münze bzw. ein anderer metallischer Körper dieselbe Legierung hat wie die Münze der annehmbaren Sorte. Dagegen konnte bisher noch keine befriedigende Lösung für die Bestimmung des Durchmessers verschieden grosser, in denselben Münzeinwurfkanal eingeworfener Münzen gefunden werden. Gerade der Münzdurchmesser ist aber besonders signifikant für den Wert der eingeworfenen Münzen.The known coin validators can reliably check whether an inserted coin or another metallic body has the same alloy as the coin of the acceptable type. On the other hand, no satisfactory solution for determining the diameter has yet been able to differ large coins inserted into the same coin insertion channel can be found. However, the coin diameter is particularly significant for the value of the inserted coins.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die bisher für die Spulen der Münzprüfer verwendeten Topfkerne ein für die Durchmesserprüfung ungeeignetes Spulenfeld erzeugen: Will man einen Topfkern für die Durchmesserprüfung verwenden, dann ist ein grosser Kern erforderlich, dessen Durchmesser z.B. dem Durchmesser der grössten annehmbaren Münzsorte angepasst ist. Der Topfkern benötigt dann nicht nur sehr viel Platz, sondern er hat vor allem den Nachteil, dass sehr kleine Münzen sein Spulenfeld praktisch kaum, jedenfalls nur schwer messbar beeinflussen. Selbst wenn das Feld homogen über den ganzen Topf verteilt wäre, würde die Feldbeeinflussung noch quadratisch mit dem Durchmesser der Münzen abnehmen. Tatsächlich ist das Feld aber nicht homogen verteilt, sondern im zentralen Bereich des Topfkerns konzentriert. Kleine Münzen passieren aber nur den Randbereich des Topfkerns, wo das Feld schwach oder - im Ringraum zwischen dem Mantel des Topfes und dem zentralen Vorsprung - überhaupt nicht vorhanden ist.The invention is based on the knowledge that the pot cores previously used for the coils of the coin validators produce a coil field which is unsuitable for the diameter test: if a pot core is to be used for the diameter test, a large core is required, the diameter of which is e.g. is adapted to the diameter of the largest acceptable coin type. The pot core then not only takes up a lot of space, but it has the disadvantage that very small coins have practically no, or at least difficult, measurable influence on its coil field. Even if the field were homogeneously distributed over the whole pot, the field influence would decrease square with the diameter of the coins. In fact, the field is not distributed homogeneously, but concentrated in the central area of the pot core. Small coins, however, only pass the edge of the pot core, where the field is weak or - at all - in the annular space between the jacket of the pot and the central projection - not at all available.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Münzprüfer zu schaffen, mit dem auch stark voneinander abweichende Münzdurchmesser zuverlässig bestimmt werden können.The object of the invention is to provide a coin validator with which coin diameters which differ greatly from one another can be reliably determined.
Die erfindungsgemässen Lösungen dieser Aufgabe sind Gegenstand der Ansprüche 1 und 7. Bevorzugte Ausführungsarten sind in den Ansprüchen 2 - 6 und 8 - 10 umschrieben.The solutions to this problem according to the invention are the subject of
Im folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindungen näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 das Blockschaltbild eines Münzprüferschaltungsteils mit zwei gekoppelten Spulen,
- Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der, gekoppelten Spulen des Schaltungsteils nach Fig. 1,
- Fig. 3 einen Schnitt längs eines Teils des Münzeinwurfkanals eines mit einer weiteren Ausführungsform der gekoppelten Spulen ausgerüsteten Münzprüfers, (nach der Linie III-III in Fig. 4),
- Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3 und
- Fig. 5 eine Variante der in Fig. 2 dargestellten Spulen.
- 1 shows the block diagram of a coin validator circuit part with two coupled coils,
- 2 shows a perspective view of an embodiment of the coupled coils of the circuit part according to FIG. 1,
- 3 shows a section along part of the coin insertion channel of a coin validator equipped with a further embodiment of the coupled coils (along the line III-III in FIG. 4),
- Fig. 4 is a section along the line IV-IV in Fig. 3 and
- Fig. 5 shows a variant of the coils shown in Fig. 2.
Bei dem Münzprüfer nach Fig. 1 und 2 werden die zu prüfenden Münzen verschiedenen Durchmessers in einen gemeinsamen (nicht dargestellten) Münzeinwurfkanal geworfen, der durch das Feld einer an seiner einen Breitseite angeordneten und mit dem Ausgang eines Wechselstromgenerators 1 verbundenen Spule 2 führt. Die Wechselstromfrequenz des Generators 1 beträgt 100 kHz. Die Spule 2 hat - wie Fig. 2 zeigt - einen länglichen, im Querschnitt E-förmigen Kern 3, ihre Wicklung ist auf den mittleren Schenkel 4 des Kerns 3 gewikkelt. Der etwa so lang wie der Durchmesser der grössten annehmbaren Münzsorte bemessene Kern 3 liegt quer zur durch einen Pfeil 5 angedeuteten Münzlaufrichtung, seine Abmessung in dieser Richtung ist lediglich ein Fünftel seiner Länge.1 and 2, the coins to be checked of different diameters are thrown into a common (not shown) coin insertion channel which leads through the field of a
An der der Spule 3 gegenüberliegenden Breitseite des Münzkanals ist eine genau gleich aufgebaute, also auch mit einem länglichen, im Querschnitt E-förmigen Kern 6 versehene Spule 7 angeordnet. Die Schenkel des Kerns 6 liegen in den drei gleichen, senkrecht zur Münzlaufrichtung 5 verlaufenden Ebenen wie die Schenkel des Kerns 3, damit eine möglichst gute induktive Kopplung der Spulen erreicht wird. Die Kopplung wird dabei durch die Münzen beeinflusst, die durch den zwischen den Spulen 2, 7 hindurch verlaufenden Münzkanal fallen.On the broad side of the coin channel opposite the
In der Zeichnung ist eine mittelgrosse Münze 8 beim Passieren der Spulen 2, 6 dargestellt.In the drawing, a medium-
Die Spule 7 ist mit dem Eingang eines Gleichrichters 9 verbunden, dessen Ausgang an ein Glättungsglied 10 angeschlossen ist. Der Glättungsgliedausgang ist mit den einen Eingängen von sechs Komparatoren 11 - 16 verbunden, deren andere Eingänge je über ein Potentiometer 21 - 26 mit einer Spannungsquelle verbunden sind. Die Ausgänge der Komparatoren 11 - 16 sind paarweise an bistabile Kippglieder 27 - 29 angeschlossen und zwar die Komparatoren 11, 13 und 15 an die C-Eingänge und die Komparatoren 12, 14 und 16 an die R-Eingänge der Kippglieder. Ein (nicht dargestellter) Steuerteil, welcher die Münzkassiervorrichtung steuert, ist mit den Q-Ausgängen der Kippglieder 27 - 29 und einem (nicht dargestellten), in Münzlaufrichtung 5 nach den Spulen 2, 7 angeordneten Durchlaufsignalgeber verbunden.The
Der in Fig. 1 dargestellte Münzprüferschaltungsteil ist zur Prüfung und Bestimmung dreier Münzsorten mit verschiedenem Durchmesser ausgeführt. Wenn eine zu prüfende Münze 8 in das Feld der Spule 2 gelangt, verringert sich die induktive Kopplung zwischen den Spulen 2 und 7 und damit das dem Gleichrichter 9 zugeführte Generatorsignal. Das geglättete Gleichspannungssignal am Ausgang des Glättungs≈ glieds 10 wird also beim Durchgang einer Münze kleiner. Es erreicht ein Minimum, wenn die Münze 8 das Spulenfeld - wie in Fig. 2 gezeigt - maximal beeinflusst, wenn also das Zentrum der Münze zwischen den mittleren Schenkeln der Kerne 3, 6 liegt und die Münze mit ihrem ganzen Durchmesser das Feld zwischen den mittleren Schenkeln beeinflusst. Danach steigt das Signal wieder an und erreicht nach Durchlaufen der Münze seinen ursprünglichen Wert wieder.The G in
Das Signalminimum ist natürlich umso kleiner, je grösser die Münze ist und zwar ist es zeimlich genau indirekt proportional zum Münzdurchmesser, weil ja dieser für die Beeinflussung des wesentlichen Feldteils zwischen den mittleren Schenkeln der Kerne 3, 6 massgebend ist.The signal minimum is, of course, the smaller the larger the coin, and it is precisely exactly indirectly proportional to the coin diameter, because this is decisive for influencing the essential field part between the middle legs of the
Die Komparatoren 11 - 16 vergleichen das Ausgangssignal des Glättungsgliedes 10 mit der durch das jeweilige Potentiometer 21 - 26 gelieferten Spannung. Die Potentiometer 21 - 26 legen für jede der drei annehmbaren Münzsorten einen zulässigen Spannungsbereich für das minimale Ausgangssignal des Glättungsglieds 10 fest. Das Potentiometer 21 liefert z.B. eine Spannung, welche um eine Toleranz grösser als die minimale Ausgangsspannung des Glättungsglieds 10 beim Durchlaufen der kleinsten annehmbaren Münzsorte ist, das Potentiometer 22 liefert eine um eine Toleranz kleinere Spannung. Entsprechend liefern die Potentiometer 23, 24 und 25, 26 Spannungen, welche um eine Toleranz grösser bzw. kleiner als die Ausgangsspannung des Glättungsglieds 10 bei der mittleren und der grössten Münzsorte sind. Die Komparatoren 11 - 16 liefern dann ein Signal (Wert 1), wenn die Ausgangsspannung des Glättungsglieds 10 kleiner als die Ausgangsspannung des jeweiligen Potentiometers 21 - 26 ist.The comparators 11-16 compare the output signal of the
Bei einer annehmbaren Münze der kleinsten Sorte sinkt die Ausgangsspannung des Glättungsglieds 10 unter den vom Potentiometer 21 gelieferten Spannungswert und der Komparator 11 setzt das Kippglied 27, d.h. er erzwingt den Wert 1 am zugehörigen·Q-Ausgang. Der (nicht dargestellte) Durchlaufsignalgeber schaltet beim Durchlaufen der Münze den (nicht dargestellten) Steuerteil ein, der aufgrund des Werts 1 am Q-Ausgang des Glieds 27 die Annahme der Münze auslöst und den ihr zugeordneten, kleinsten Münzwert an das Rechenwerk der Münzkassiervorrichtung gibt. Darauf betätigt der Steuerteil eine (nicht dargestellte) Rückstellvorrichtung, welche sämtliche Kippglieder 27 - 29 in den Zustand 0 zurücksetzt. Bei einer annehmbaren Münze der mittelgrossen Münzsorte sinkt die Ausgangsspannung des Glättungsglieds 10 bis auf einen zwischen den Spannungswerten der Potentiometer 23 und 24 liegenden Wert. Dabei liefern die Komparatoren 11, 12 und 13 nacheinander Signale an die Kippglieder 27 und 28. Das Kippglied 27 wird vom Komparator 11 in den Zustand 1 gesetzt und vom Komparator 12 wieder in den Zustand 0 zurückgesetzt, worauf der Komparator 13 das Kippglied 28 in den Zustand 1 setzt. In diesem Zustand bleibt das Glied 28, weil das Minimum der vom Glättungsglied 10 gelieferten Ausgangsspannung über dem vom Potentiometer 24 gelieferten Spannungswert liegt, der Komparator 14 das Kippglied 28 also nicht zurückstellt. Bei der darauffolgenden Abfrage stellt der Steuerteil den Zustand 1 des Glieds 28 fest und die Rückstellvorrichtung stellt wieder den Rücksetzzustand am Glied 28 her. Bei einer annehmbaren Münze der grössten Münzsorte werden entsprechend-die Kippglieder 27 und 28 nacheinander zuerst in den Zustand 1 gesetzt und darauf in den Zustand 0 zurückgesetzt. Das Kippglied 29 wird dann in den Zustand 1 gesetzt, vom Steuerteil abgefragt und wieder zurückgestellt.With an acceptable coin of the smallest type, the output voltage of the
Bei einer nicht annehmbaren Münze mit von den annehmbaren Münzen abweichendem Durchmesser sinkt die Ausgangsspannung des Glättungsglieds 10 auf einen nicht im zulässigen Bereich, also beispielsweise zwischen den von den Potentiometern 22 und 23 gelieferten Spannungen liegenden Wert. Beim Absinken der Spannung wird das zunächst gesetzte Kippglied 27 wieder zurückgesetzt, während das Kippglied 28 nicht gesetzt wird. Keines der Kippglieder ist also bei der Abfrage des Steuerteils im Zustand 1, was die Nicht-Annehmbarkeit der Münze anzeigt.In the case of an unacceptable coin with a diameter that deviates from the acceptable coins, the output voltage of the
Beim obigen Ausführungsbeispiel wurde vorausgesetzt, dass die Münzen aus nichtmagnetischem Material bestehen. Bei Münzen aus magnetischem Material würde die Kopplung der Spulen 2 und 7 mit dem Durchmesser der Münzen zunehmen. Der Schaltungsaufbau für die Prüfung magnetischer Münzen könnte aber grundsätzlich derselbe wie oben beschrieben sein.In the above embodiment, it was assumed that the coins consist of non-magnetic material. In the case of coins made of magnetic material, the coupling of the
Weiter wurde davon ausgegangen, dass die Kopplung nur vom Münzdurchmesser und nicht bzw. höchstens vernachlässigbar von der Münzlegierung abhängt. Bei der vom Generator 1 gelieferten Wechselstromfrequenz von 100 kHz ist dies in der Tat praktisch für alle Legierungen gewährleistet.It was also assumed that the coupling only depends on the coin diameter and not, or at most negligibly, on the coin alloy. With the alternating current frequency of 100 kHz supplied by
Eine von den Legierungseigenschaften völlig unabhängige Prüfung des Münzendurchmessers ist.besonders dann zweckmässig, wenn noch zusätzlich eine Legierungsprüfung mittels einer separaten Prüfspule erfolgt (vgl. die im folgenden beschriebenen Spulen 48, 50 in Fig. 3 und 4). Andernfalls kann natürlich auch eine niedrigere Wechselstromfrequenz gewählt werden, bei der Durchmesser und Legierung die Kopplung beeinflussen. (Voraussetzung ist selbstverständlich, dass die Legierungsunterschiede nicht gerade die durch die Verschiedenheit der Münzdurchmesser bedingte Aenderung der Kopplung kompensieren.) Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass die Kopplung natürlich auch noch von der Dicke der Münzen abhängt, so dass Münzen grösseren Durchmessers wegen ihrer in der Regel grösseren Dicke das Spulenfeld noch etwas stärker beeinflussen als allein aufgrund ihres Durchmessers zu erwarten wäre.A coin diameter test that is completely independent of the alloy properties is particularly expedient if an alloy test is also carried out using a separate test coil (see coils 48, 50 described below in FIGS. 3 and 4). Otherwise, of course, a lower AC frequency can also be selected, in which the diameter and alloy influence the coupling. (It is a prerequisite, of course, that the alloy differences do not exactly change the change in the coin diameter Compensate for coupling.) For the sake of completeness, it should also be mentioned that the coupling also depends on the thickness of the coins, so that coins of larger diameter, because of their generally greater thickness, influence the coil field somewhat more than would be expected based solely on their diameter .
Der Münzprüfer nach Fig. 3 und 4 unterscheidet sich vom oben beschriebenen durch die Form des Kerns der Kopplungsspulen, die zu einer entsprechend Fig. 1 aufgebauten Schaltung gehören. Am Münzeinwurfkanal 30 des Münzprüfers liegen - wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform - zwei Kopplungsspulen 31,32 einander gegenüber. Der Kern der Spule 31 besteht aus acht E-Kernen 34 - 41, die in verschiedenen Abständen nebeneinander in einem quer zur Münzlaufrichtung 33 liegenden, im Querschnitt U-förmigen Halter 42 angeordnet sind, so dass ihre Schenkel senkrecht zur Münzlaufrichtung 33 stehen. Die Abmessung der E-Kerne 34 - 41 in Münzlaufrichtung 33 ist ein Viertel des Abstands der einander abgewandten Flächen der beiden äussersten Kerne 34 und 41. Die Spulenwicklung 43 umschliesst die mittleren Schenkel der E-Kerne 34 - 41. Die Spule 32 hat entsprechend ebenfalls acht E-Kerne 44, die den Kernen 34 - 41 am Münzkanal 30 genau symmetrisch gegenüberliegen.3 and 4 differs from that described above by the shape of the core of the coupling coils, which belong to a circuit constructed in accordance with FIG. 1. As in the embodiment described above, two
Im Münzkanal 30 ist je eine Münze 45, 46, 47 der drei zu prüfenden, verschieden grossen Münzsorten dargestellt. Die Anordnung der Kerne 34 - 41 und des Halters 42 ist so gewählt, dass einerseits nicht annehmbare Münzen, deren Durchmesser nur geringfügig von denjenigen der annehmbaren Münzsorten abweichen, das Spulenfeld möglichst verschieden von den annehmbaren Münzen beeinflussen, und dass andererseits die Beeinflussung des Spulenfelda etwa proportional zum Durchmesser der annehmbaren Münzen ist. Die erste Bedingung ist erfüllt, indem die drei an der in Fig. 4 linken Schmalwand des Münzkanals 30 abrollenden Münzen 45, 46, 47 beim Passieren der Spule 31 an der rechten Seite jeweils gerade einen Kern abdecken, nämlich den Kern 36, 38 bzw. 40, das Feld des unmittelbar rechts danebenliegenden Kerns 37, 39 bzw. 41 aber nicht beeinflussen. Eine nicht annehmbare Münze mit wenig abweichendem Durchmesser deckt entweder den Kern 36, 38 bzw. 40 nicht mehr oder den Kern 37, 39, 41 auch noch ab, was zu einer Aenderung der Kopplung und damit des Ausgangssignals des Glättungsglieds führt, die grösser als die an den Potentiometern für die annehmbaren Münzen eingestellte Toleranz ist. Beim Passieren der Spule 31 deckt die Münze 45 die drei Kerne 34 - 36, die Münze 46 die fünf Kerne 34 - 38 und die Münze 47 die sieben Kerne 34 - 40 ab. Weil die Durchmesser der drei Münzen sich etwa gleich zueinander verhalten,wie die Anzahl der von den Münzen jeweils abgedeckten Kerne,ist auch die zweite Bedingung erfüllt.One
Der Münzprüfer hat ferner eine (nicht näher dargestellte) Legierungsprüfschaltung mit zwei in einem Abstand von den Spulen 31, 32 angeordneten Kopplungsspulen 48, 50 mit gleichen Topfkernen 49, 51. Der Aussendurchmesser des Topfkerns 49 bzw. 51 ist kleiner als der Durchmesser der kleinsten annehmbaren Münze, wodurch eine vom Münzdurchmesser unabhängige Legierungsprüfung ermöglicht wird. (Die Schaltung kann ähnlich wie die in Fig. 1 aufgebaut sein, wobei die Wechselstromfrequenz des Generators 1 kleiner und zwar so zu wählen ist, dass der Einfluss der Legierung auf das Spulenfeld maximal wird.) Bei der in Fig. 5 dargestellten Variante zweier gekoppelter Spulen 52, 53 für die Durchmesserprüfung, besteht jeder der beiden Spulenkerne aus sieben aneinander geklebten U-Kernen, von denen in der Zeichnung die Aeussersten mit 54, 55 und 56,57 bezeichnet sind. Die Spulenwicklungen umschliessen die Stege der aneinandergereihten U-Kerne. Die beiden Spulen 52, 53 werden gleich wie die Spulen 2 und 7 am Münzkanal einander gegenüberliegend angeordnet, wobei die Schenkel der U-Kerne 54 - 57 in zwei senkrecht zur Münzlaufrichtung verlaufenden Ebenen liegen. Die U-Kerne 54, 55 bzw. 56,57 könnten ähnlich wie die E-Kerne 34 - 41 in einem Halter angeordnet sein.The coin validator also has an alloy test circuit (not shown in detail) with two
Bei den oben beschriebenen AusfUhrungsbeispielen sind entsprechend dem für die Fig. 1 gewählten Schaltungsprinzip stets zwei gekoppelte Spulen vorgesehen, die einander am Münzkanal gegenüberliegen. Selbstverständlich könnte aber auch lediglich eine Spule vorgesehen sein, die als Selbstinduktionsspule beispielsweise zu einem von einer Wechselstromquelle gespeisten Schwingkreis gehört. Die Dämpfung (bzw. im Falle magn. Münzen die Verstärkung) der Schwingungen, die auftritt, wenn eine Münze das Feld der Selbstinduktionsspule passiert, wäre dann ein Mass für den Münzdurchmesser (bzw. für die Legierung im Fall der Spule 48).In the exemplary embodiments described above, two coupled coils are always provided in accordance with the circuit principle chosen for FIG. 1, which are opposite one another on the coin channel. Of course, however, only one coil could also be provided, which, as a self-induction coil, belongs, for example, to an oscillating circuit fed by an AC power source. The damping (or, in the case of magnetic coins, the amplification) of the vibrations which occurs when a coin passes the field of the self-induction coil would then be a measure of the coin diameter (or of the alloy in the case of the coil 48).
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