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Dokumentenidentifikation DE102004013286B4 13.04.2006
Titel Vorrichtung zum Prüfen von Münzen
Anmelder National Rejectors, Inc. GmbH, 21614 Buxtehude, DE
Erfinder Cohrs, Ulrich, Dipl.-Ing., 21640 Horneburg, DE;
Meyer, Wilfried, Dipl.-Ing., 21614 Buxtehude, DE
Vertreter Patentanwälte Hauck, Graalfs, Wehnert, Döring, Siemons, Schildberg, 20354 Hamburg
DE-Anmeldedatum 18.03.2004
DE-Aktenzeichen 102004013286
Offenlegungstag 10.11.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.04.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.04.2006
IPC-Hauptklasse G07D 5/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G01N 27/72(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Prüfen von Münzen mit einer induktiv arbeitenden Sensoranordnung nach dem Patentanspruch 1.

Induktiv arbeitende Meßanordnungen für Münzprüfer nutzen üblicherweise eine Sendespule und auf der gegenüberliegenden Seite der Münzlaufbahn eine Empfängerspule, wie z.B. in US 4,086,527 1b offenbart. Beim Durchlauf der Münze durch das Magnetfeld wird die Empfangsspule bedämpft. Da das Magnetfeld die gesamte Münze durchdringen muß, ist es nicht möglich, Inhomogenitäten in der Materialtiefe der Münze festzustellen. So kann beispielsweise bei einer bestimmten Münze das magnetische Moment bestimmt werden, nicht jedoch, ob sich die magnetische Schicht an der Oberfläche oder in der Mitte in der Münze befindet. Ein gleiches Problem ergibt sich bei plattierten Münzen. Da nur eine Gesamtdämpfung gemessen wird, kann nicht festgestellt werden, ob es sich um homogenes Material oder um plattierte Münzen handelt.

Aus der bereits erwähnten US 4,086,527 ist auch bekannt, Sende- und Empfangsspule auf einer Seite der Münzlaufbahn anzuordnen. Die Sendespule ist außen um die innere Empfangsspule gewickelt. Aus US 5,743,373 ist ebenfalls eine auf einer Seite einer Münzlaufbahn angeordnete Spulenanordnung bekannt geworden, bei der eine Sendespule und zwei Empfangsspulen konzentrisch zueinander auf einem keramischen Kern aus Aluminiumoxid angeordnet sind. Die eine Empfangsspule ist laufbahnnah und die andere laufbahnfern angeordnet. In US 3,764,897 ist eine Spulenanordnung zur Bestimmung der Dicke von Münzen beschrieben. Es werden zwei Transformatoranordnungen vorgesehen, deren Windungen sekundär und primär gegenläufig geschaltet sind. Die Spulen sind konzentrisch zueinander auf Spulenkörpern gewickelt.

In US 5,263,566 ist eine induktive Sonde beschrieben mit einer äußeren Sendespule und einer konzentrisch dazu angeordneten inneren Empfangsspule in einer Ringnut eines Kerns, um einseitig in der Münzlaufbahn die Echtheit von Münzen in einem Münzgerät zu prüfen. Aus US 5,458,225 ist bekannt geworden, eine scheibenartige Sondenanordnung zum Prüfen von Münzen vorzusehen, wobei innerhalb eines topfförmigen Kerns eine Sendespule und in einer Ausnehmung eines inneren Kerns eine im Durchmesser kleinere Empfangsspule angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Prüfen von Münzen anzugeben, mit der bei ausreichend hoher Auflösung eine Messung über die Dicke der Münze hinweg ermöglicht wird, ohne daß sich Abstandsschwankungen der Münze besonders nachteilig auswirken.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der Erfindung wird die im Querschnitt kleinere Empfangsspule von einem homogenen, von der Münze durchquerten Magnetfeldanteil der Sendespule durchflutet. Eine relativ gute Unempfindlichkeit gegen Laufunruhe der Münzen wird dadurch erreicht, daß die Empfangsspule im wesentlichen von einem homogenen Feld der Sendespule durchflutet wird. Es ist mithin eine Spulenanordnung gewählt, mit der diese Forderung erfüllt wird. Bei dieser Spulenanordnung tritt das Magnetfeld in der Spulenmitte annähernd senkrecht zum Kern aus bzw. ein und die Magnetfeldlinien krümmen sich erst in relativ großer Entfernung von der Oberfläche des Kerns. Für den homogenen Teil des Magnetfelds ist es daher nicht so entscheidend, in welcher Entfernung sich die Meßebene von der Spulenanordnung befindet. Da beide Pole der Empfängerspule von dem gleichen Sendefeld durchflutet werden, ist die Kopplung zwischen Sende- und Empfangsspule relativ schwach, wodurch der Einfluß der Münze auf das Meßsignal vergrößert wird. Das Ausgangssignal der Empfangsspule ist proportional zu den Feldstärkeunterschieden zwischen Außen- und Innenpol der Empfangsspule. Diese Unterschiede sind ihrerseits proportional zur Gesamtfeldstärke und enthalten somit die erforderlichen Feldinformationen. Die hierbei erzielte Unempfindlichkeit gegenüber Laufunruhe der Münzen (Abstandsschwankungen der Münze) entspricht etwa der einer großen Meßsonde. Bei kleinem Durchmesser der Spule wird eine hohe Ortsauflösung wegen des kleinen Durchmessers der Empfangsspule erhalten. Dieser kann deutlich kleiner als der der zu prüfenden Münzen sein. Dies ist z.B. wichtig bei der Prüfung sog. Bicolor-Münzen. Bei größerem Durchmesser läßt sich auch eine Durchmesserprüfung der Münzen ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prüfen von Münzen sieht die Anordnung der Sendespule auf einem Ferritkern vor, dessen Länge größer ist als die Länge der Spule, nahezu das Vierfache ihrer Länge. Die Empfangsspule weist einen kleineren Durchmesser auf und ist an einer Seite des Ferritkerns koaxial in einer Ringausnehmung des Ferritkerns angeordnet derart, daß sie von einem homogenen Feld der Sendespule durchflutet wird. Durch eine derartige Anordnung wird eine minimale Kopplung zwischen Sende- und Empfangsspule erhalten, so daß das Material des Meßobjekts das Ausgangssignal der Empfangsspule gut beeinflussen kann. Die Empfangsspule kann einen relativ kleinen Querschnitt im Verhältnis zum Münzdurchmesser aufweisen, so daß eine hohe Ortsauflösung erhalten wird. Der Durchmesser der Empfangsspule ist z.B. nur ein kleiner Bruchteil des Durchmessers der Münze.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine weitere Empfangsspule auf der gegenüberliegenden Seite der Münzlaufbahn angeordnet, welche vom Magnetfeld der Sendespule, das die Münze durchdringt, durchflutet wird. Bei dieser Anordnung ergeben sich sowohl die Vorteile einer einseitigen induktiven Messung als auch einer doppelseitigen Messung (bei niedrigen Frequenzen). Insgesamt wird dabei eine Spule eingespart, während gleichzeitig zusätzliche Meßergebnisse gewonnen werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in Zeichnungen dargestellten Einzelheiten näher erläutert.

1 zeigt Beispiele von Querschnitten von zu prüfenden Münzmaterialien.

2 zeigt eine schematisch dargestellte Spulenanordnung nach der Erfindung.

Bei der nachfolgenden Beschreibung wird ausdrücklich Bezug genommen auf das Verfahren nach DE 197 26 449 C2 (nur die Frequenzmessung).

In 1 sind drei Beispiele für den Querschnitt von Münzen angedeutet. Unter 1. ist eine plattierte oder galvanisierte Münze gezeigt, d. h. auf beiden Seiten mit einer Schicht versehen ist. Im mittleren Beispiel ist eine homogene Münze angedeutet, die z. B. aus Messing, Eisen oder einer Kupfernickellegierung besteht. Im unteren Beispiel ist eine sogenannte Schichtmünze dargestellt mit einem Nickelkern und äußeren Schichten aus Kupfer/Nickellegierung. Mit Hilfe einer in 2 dargestellten Vorrichtung können derartige Münzen diskriminiert werden.

In 2 ist ein Ferritkern 10 im Schnitt dargestellt, auf den außen eine Sendespule 12 aufgebracht ist. Die Länge des Ferritkerns 10 ist signifikant größer als die der Sendespule 12, d. h. ist nahezu das Vierfache der Spulenlänge. Die Sendespule 12 ist im Abstand zu den Enden des Ferritkerns 10 angeordnet. In einer Ringausnehmung 14 an einem Ende des Ferritkerns 10 ist eine Empfangsspule 16 angeordnet. Sie ist koaxial zur Sendespule 12, hat jedoch einen deutlich geringeren Innen- und Außendurchmesser als die Sendespule 12. Mit 18 ist eine Ebene angegeben, in der sich normalerweise eine Münze in einem Münzprüfer entlang bewegt. Die Ringausnehmung ist somit der Ebene 18 zugekehrt. Die Laufrichtung der Münzen ist in Richtung des Pfeils 20.

Die von der Sendespule 12 erzeugten Magnetfeldlinien sind gestrichelt eingezeichnet. Im Bereich der Empfangsspule 16 ist das Magnetfeld weitgehend homogen. Mithin ist das die Empfangsspule 16 durchflutende und die Münze in der Meßebene 18 beaufschlagende Magnetfeld weitgehend homogen. Ein Auseinanderlaufen der Magnetlinien, wie bei 22 angedeutet, findet in größerem Abstand zur Spulenanordnung statt. Eine Abstandsänderung vorbeilaufender Münzen innerhalb des homogenen Feldes führt nicht zu unterschiedlichen Meßwerten.

Das Verfahren zur Prüfung von Münzen mit der Spulenanordnung nach 2 soll nicht beschrieben werden. Es kann etwa nach Verfahren ablaufen, wie in DE 197 26 449 beschrieben.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zum Prüfen von Münzen mit einer induktiven Sensoranordnung, die auf einer Seite einer Münzlaufbahn angeordnet ist, wobei die Sensoranordnung eine Sendespule und eine Empfangsspulenanordnung aufweist, die um einen Kern herum angeordnet sind, der Durchmesser der Empfangsspulenanordnung kleiner als der der Sendespule ist und das Feld der von einem Sendesignal gespeisten Sendespule von einer Münze durchquert und durch die Empfangsanordnung hindurchgeht und ein Ausgangssignal der Empfangsspulenanordnung auf einer Auswertevorrichtung gegeben wird, die es auswertet zur Erzeugung eines Annahme- oder Rückgabesignals, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Empfangsspule (16) vorgesehen ist, ein einziger Ferritkern (10) vorgesehen ist, dessen Länge nahezu das Vierfache der Sende- und Empfangsspule (12, 16) ist und die Empfangsspule in einer koaxialen Ringausnehmung (14) des Ferritkerns (10) an der der Münzlaufbahn zugekehrten Stirnseite angeordnet ist, wobei die Bemessung von Sende- und Empfangsspule (12, 16) so gewählt ist, daß die Empfangsspule (16) von einem homogenen Magnetfeld der Sendespule (12) durchflutet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsspule (16) versenkt in der Ringausnehmung (14) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Empfangsspule auf der gegenüberliegenden Seite der Münzlaufbahn (18) angeordnet ist, welche von dem Magnetfeld der Sendespule (12) durchflutet ist, das die Münze durchdringt.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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