[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur optischen Prüfung von Münzen,
insbesondere des Münzdurchmessers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Es ist bekannt, lichtoptische Strecken in einem Münzprüfer zu verwenden, beispielsweise
um den Durchmesser der Münzen zu messen als Kriterium zur Unterscheidung von echten
und falschen Münzen. Die Lichtstrecke umfaßt zumeist eine lichtemittierende Diode
(LED) sowie einen lichtemfindlichen Empfänger, z. B. einen Fototransistor. Die durch
den Vorbeilauf einer Münze verursachten Lichtschwankungen bzw. Unterbrechungen werden
in elektrische Steuersignale umgewandelt. Die Elemente der optischen Strecke werden
in den Platten, welche den Münzkanal begrenzen, in entsprechenden Ausnehmungen angeordnet
(Hauptplatte und Laufbahnträgerplatte). Bei derartigen optischen Strecken besteht
die Gefahr, daß durch Verschmutzungen die Empfindlichkeit beeinträchtigt und die Funktionsfähigkeit
gefährdet wird. Ferner können Reflektionen und Streuungen am Münzrand die Qualität
der Messung nachteilig beeinflussen.
[0003] Aus G 91 14 866 ist bekannt geworden, den das Empfangselement ungebenden Mantel mit
einem kegelförmigen Abschnitt aus lichtdurchlässigem Material zu versehen, dessen
Spitzenende bündig mit der zugekehrten Seitenwand abschließt. Wenn das Spitzenende
des kegelförmigen Abschnitts bündig mit der zugekehrten Seite der Wand des Münzkanals
abschließt, wird ein Reibungseffekt erreicht, so daß Verschmutzungen weitgehend vermieden
werden. Die beschriebene Bündigkeit läßt sich jedoch in der Fertigung ohne Nacharbeit
nicht realisieren. Bedingt durch den kegelförmigen Übergang und die zu berücksichtigenden
Toleranzen von den Werkzeugen sowie den Kunststoffteilen von Platte und Abdeckung
steht das Spitzenende entweder 0,1 mm über oder 0,1 mm zurück. Im ersteren Fall kann
dadurch die Münze zum Stoppen oder Schlingern gebracht werden. Im zweiten Fall besteht
die Gefahr der Verstopfung der Öffnung so daß keine sichere Funktion bei reduzierter
Lichtmenge mehr gewährleistet ist. Um daher die Bündigkeit zu erreichen, wird erforderlich,
das Spitzenende länger auszuführen und im eingebauten Zustand durch Nachbearbeitung
bündig zu machen.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur optischen Prüfung
von Münzen zu schaffen, die eine günstigere Lichtausbeute und damit eine höhere Empfindlichkeit
gewährleistet bei Vermeidung der Beeinträchtigung der Empfindlichkeit durch Verschmutzung.
[0005] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
[0006] Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auf der dem Empfangselement zugekehrten
Seite der Abdeckung eine Sammellinse angeformt. Besteht das Empfangselement aus einem
Fototransistor, ist in einer Ausgestaltung der Erfindung die Sammellinse auf die aktive
Chipfläche des Fototransistors fokussiert. Findet gleichwohl eine mögliche Verschmutzung
statt, dann kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die sogenannte Übersteuerungsreserve
des Fototransistors ausgenutzt werden. So kann bis zu einer fünffachen Übersteuerung
des Fototransistors bei gleichem Sendestrom für die Fotodiode gegenüber bisher gekannten
Lösungen ausgenutzt werden.
[0007] Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Abdeckung topfartig, wobei das Empfangselement
in die Öffnung passend eingeführt ist. Demgemäß befindet sich die Sammellinse als
Erhebung im bzw. am Boden des Topfes.
[0008] Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Abdeckung einen im Durchmesser
kleineren zylindrischen Zapfen auf, der durch die Öffnung in der Wand geführt ist
und in eine Ausnehmung hineinsteht, welche auf der Münzkanalseite die Öffnung umgibt.
Die Öffnung, die vorzugsweise kreisförmig ist, hat nach der Ausgestaltung der Erfindung
einen Durchmesser, der um ein Vielfaches größer ist, als der Durchmesser der Öffnung.
Im Bereich des Zapfens kann daher wegen der Ausnehmung eine Verschmutzung der Münzlauffläche
nicht stattfinden. Größere Schmutzpartikel, die sich von der Münze lösen, können sich
in der Ausnehmung ablagern, setzen sich jedoch nicht auf dem Ende des zylindrischen
Zapfens ab, der in die Ausnehmung hineinsteht.
[0009] Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
[0010] Die einzige Figur zeigt schematisch einen Querschnitt durch den Münzkanal eines Münzprüfers
im Bereich einer Vorrichtung zur optischen Prüfung nach der Erfindung.
[0011] In der Figur sind eine Hauptplatte 10 und eine Laufbahnträgerplatte 12 mit einer
Laufbahn 14 eines im einzelnen nicht dargestellten Münzprüfers gezeigt, die einen
Münzkanal 16 begrenzen, dem entlang eine Münze 18 rollt. Die Laufbahnträgerplatte
12 weist einen Durchbruch 20 auf, der eine Fotodiode 22 aufnimmt. Die Hauptplatte
10 weist auf der dem Münzkanal 16 abgewandten Seite eine Ausnehmung 24 auf, welche
ein zylindrisches Übertragungselement 26 aufnimmt. Es ist topfartig aus lichtdurchlässigem
Material geformt und nimmt in seiner Öffnung einen Fototransistor 28 passend auf.
Der Boden des "Topfes" ist mit einer linsenförmigen Erhebung 30 versehen. Die Linse
30 ist auf eine aktive Chipfläche 32 des Transistors 28 fokussiert.
[0012] Auf der den Münzkanal 16 zugewandten Seite ist das Übertragungselement 28 mit einem
zylindrischen Zapfen 34 versehen, der durch eine entsprechende kleine Öffnung 36 der
Hauptplatte 10 geführt ist. Der Zapfen steht in eine Ausnehmung 38 hinein, die auf
der den Münzkanal 16 zugewandten Seite der Hauptplatte 10 geformt ist. Die kreisförmige
Öffnungen umgibt die kleinere Öffnung 36 und hat einen viel größeren Durchmesser als
die Öffnung 36.
[0013] Die optischen Achsen von Fotodiode 22 und Transistor 28 sind zueinander ausgerichtet.
Das Licht der Fotodiode 22 gelangt über den zylindrischen Zapfen 34, die Bodenwand
des Übertragungselements 26 und die Linse 30 auf die aktive Chipfläche 32 des Fototransistors
28. Der Lichtstrom wird abrupt durch das Abschatten durch eine Münze 18 unterbrochen.
Der Beginn des Abschattens und das Ende ist mithin ein Maß für die Größe der Münze.
Durch mathematische Auswertung von Lauf- bzw. Abdeckzeiten erfolgt die Messung weitgehend
geschwindigkeitsunabhängig. Die gezeigte optische Strecke kann jedoch auch als Anwesenheitsfühler
verwendet werden, für das Detektieren eines Loches in eine Münze usw.
[0014] Münzen weisen normalerweise mehr oder weniger starke Verschmutzungen auf. Diese können
jedoch nicht auf die Stirnfläche des Zapfens 34 übertragen werden, da sie stets einen
Abstand zur Münze 18 aufweist. Der Zapfen ist weder bündig mit dem Boden der Ausnehmung
38 noch mit der Innenwand der Laufrahmenträgerplatte 10. Größere Verschmutzungsteilchen,
welche üblicherweise abgerieben werden oder sich auf andere Weise lösen, gelangen
zwar in die Ausnehmung 38, sammeln sich jedoch an deren Boden, so daß dadurch die
optische Strecke nicht beeinträchtigt ist.
1. Vorrichtung zur optischen Prüfung von Münzen, insbesondere des Münzdurchmessers,
die entlang eines von parallelen Wänden begrenzten Münzkanals rollen, mit einem in
einer ersten Ausnehmung einer ersten Wand angeordneten Senderelement und einem in
einer zweiten Ausnehmung der zweiten Wand angeordneten Empfangselement, wobei die
Ausnehmungen einander gegenüber liegen, und einer dem Empfangselement zugeordneten
Abdekkung aus lichtdurchlässigem Kunststoffmaterial, die mit einem Abschnitt in eine
kleine Öffnung in der zweiten Wand hineinsteht, dadurch gekennzeichnet, daß auf der
dem Empfangselement (28) zugekehrten Seite der Abdeckung (26) eine Sammellinse (30)
angeformt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (26) topfartig
ist, das Empfangselement (28) in die Öffnung des Topfes passend eingeführt ist, und
die Sammellinse (30) als Erhebung im Boden des Topfes geformt ist.
3. Vorrichtung nach Einspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung
(26) einen im Durchmesser kleinen zylindrischen Zapfen (34) aufweist, der durch die
Öffnung (36) geführt ist und in eine Ausnehmung (38) hineinsteht, welche auf der Münzkanalseite
der Öffnung (36) die Öffnung (36) umgibt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Ausnehmung
(38) im Durchmesser ein Vielfaches größer ist als der Durchmesser der Öffnung (36).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangselement
(28) eine Fototransistor ist und die Sammellinse (30) auf die aktive Chipfläche (32)
des Fototransistors fokussiert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende
des Zapfens (34) gegenüber der dem Münzkanal (16) zugewandten Wand zurück versetzt
liegt.