Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Prüfen von Münzen gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Anordnung wird in Münzprüfern von Verkaufs- und Dienstleistungsautomaten verwendet, wie z. B. Telephonstationen, Getränke- oder Zigaretten-Automaten, usw. Die Münzen besitzen oft einen sandwichförmigen Aufbau, dessen Schichten aus unterschiedlich legierten, nickelhaltigen Metallen, z. B. CuNi und Ni, bestehen.

Eine Anordnung der eingangs genannten Art ist aus der EP 0 304 535 AI bekannt, in der eine Anordnung zum Prüfen von Münzen beschrieben ist, in der eine erste Spule die Legierung und eine zweite Spule die Dicke der Münze ermittelt, wobei die zweite Spule aus zwei Spulenhälften besteht, die in Gegenphase oder Gleichphase elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet sind. Die beiden Spulen sind jeweils ein Teil eines eigenen Resonanz-Schwingungskreises, der von einer Stromquelle mit einem Wechselstrom gespeist ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Anordnung so zu verbessern, dass mindestens die kombinatorische Wirkung der Münzdicke und eines sandwichförmigen Aufbaus der Münze ermittelbar und innere Münzschichten mit 4%, 6% und 8% Nickel in einer Umgebung von CuNi erkennbar sind, was eine eindeutige Identifizierung der betreffenden Münze gestattet.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem abhängigen Anspruch.

Ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen senkrechten Längsschnitt eines Münzkanals,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt des Münzkanals,

Fig. 3 einen schematischen horizontalen Längsschnitt des Münzkanals und

Fig. 4 eine Reihenschaltung in Gegenphase zweier Spulenhälften einer Spule.

Eine Anordnung zum Prüfen von Münzen 1 besitzt einen Münzkanal 2, entlang welchem in der

Bewegungsrichtung der Münzen 1 mehrere Spulen hintereinander angeordnet sind. In den Figuren 1 bis 3 gilt die Annahme, dass zwei Spulen 3 und 4 vorhanden sind. Die Spule 4 dient der Ermittlung der Dicke der zu prüfenden Münzen 1 und besteht vorzugsweise aus einer ersten Spulenhälfte 4a

und einer zweiten Spulenhälfte 4b, die in der erfindungsgemässen Anordnung beide in Gegenphase elektrisch in Reihe geschaltet sind (siehe Fig. 4) und je einen ferromagnetischen Kern 4c bzw. 4d aufweisen. Die Spule 4 ist ein Teil eines nichtdargestellten Resonanz-Schwingkreises, der von einer Stromquelle mit einem Wechselstrom gespeist ist, der ein Wechselmagnetfeld in die ferromagnetischen Kernen 4c und 4d der Spulenhälften 4a und 4b erzeugt. Die Spule 3 dient dagegen der Ermittlung der Legierungs-Zusammensetzung der zu prüfenden Münzen 1 und ist auf der gleichen Seite des Münzkanals 2 angeordnet wie die Spulenhälfte 4b. Die Spule 3 ist ein Teil eines nichtdargestellten eigenen Resonanz-Schwingkreises, der von einer Stromquelle mit einem Wechselstrom gespeist ist, der ein Wechselmagnetfeld in einen ferromagnetischen Kern 3a der Spule 3 erzeugt. Der Münzkanal 2 weist eine als schräge Ebene dienende Bodenfläche 5 und mindestens eine Seitenwand 6 auf. In den Figuren 1 bis 3 gilt die Annahme, dass zwei parallele Seitenwände 6 und 7 vorhanden sind. Anlässlich einer Münzprüfung rollen oder gleiten die Münzen 1 unter Einfluss der Schwerkraft auf der durch die Bodenfläche 5 gebildete schräge Ebene schräg von oben nach unten und liegen dabei auf der Seitenwand 6 auf, entlang der sie sich somit fortbewegen. Zu diesem Zweck ist die Seitenwand 6 leicht gegenüber der Senkrechten geneigt, so dass unter Einfluss der Schwerkraft die Münzen 1 bei ihrer Fortbewegung auf ihr aufliegen. Zur Verminderung der Reibung ist die Seitenwand 6 in Richtung der Fortbewegung der Münzen 1 vorzugsweise mit vorstehenden Längsrippen versehen, was in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt ist. Die Münzen 1 liegen dann anlässlich ihrer Roll- oder Gleitbewegung entlang der schrägen Ebene auf die Längsrippen der Seitenwand 6, so dass ihr Abstand zur Seitenwand 6 immer konstant klein und unabhängig von der Münzdicke bleibt. Die beiden Spulenhälften 4a und 4b sind einander gegenüberliegend auf beiden Seiten des Münzkanals 2 angeordnet, wobei ihre Achsen senkrecht zur Seitenwand 6 verlaufen. Die Münzen 1 bewegen sich beim Prüfen in der Anordnung entlang der Seitenwand 6 des Münzkanals 2 fort und dabei an den beiden Spulenhälften 4a und 4b der Spule 4 vorbei, zwischen denen sie sich somit vorbeibewegen. Die Spulenhälfte 4b befindet sich in der Seitenwand 6, d. h. in derjenigen Seitenwand, entlang welcher sich die Münzen 1 fortbewegen, während die Spulenhälfte 4a sich in der gegenüberliegenden anderen Seitenwand 7 befindet. Die Spulenhälfte 4b genau wie die Seitenwand 6 besitzt unabhängig von der Münzdicke ständig einen gleichen, senkrecht zur Seitenwand 6 gemessenen Abstand zur Münze 1 und leistet daher keinen Beitrag zur Messung dieser Münzdicke. Die letztere wird ausschliesslich durch die Spulenhälfte 4a ermittelt, deren senkrecht zur Seitenwand 6 gemessene Abstand zur Münze 1 von der Münzdicke abhängig ist. D. h. die durch die Vorbeibewegung der metallischen Münze in derselben erzeugten Wirbelströme verursachen durch induktive Rückwirkung auf die Spule 4 eine Änderung ΔR des Widerstandes R der Spulenhälfte 4a, welche Änderung ein Mass für die Münzdicke ist. Bei Abwesenheit der Spulenhälfte 4b ist die Messempfindlichkeit gleich der relativen Widerstandsänderung S = ΔR/R, die erzielbare Auflösung gleich 0,05 mm und das von der Spulenhälfte 4a der Spule 4 erzeugte Wechselmagnetfeld im Münzkanal 2 senkrecht zur Münze 1 ausgerichtet. Die Feldlinien des Wechselmagnetfeldes schliessen sich bei Anwesenheit einer sich

vorbeibewegenden nickelhaltigen Münze durch die letztere und es erfolgt kein tiefes Eindringen des Wechselmagnetfeldes in das Innern der Münze 1. Dies ist somit zwar eine gute Anordnung zur Messung des Abstandes der Münze 1 von der Seitenwand 7 und damit zur Messung der Münzdicke, jedoch keine gute Anordnung zur Ermittlung der Legierungs-Zusammensetzung im Innern der Münze 1. Bei Abwesenheit der Spulenhälfte 4b ist nur ein grobes Erkennen des Vorhandenseins von Sandwichschichten innerhalb der Münzen 1 möglich, die z. B. aussen aus CuNi und innen aus Ni bestehen. Eine Ermittlung der Dicke und des Nickelgehaltes der Sandwichschichten sind jedoch mit diesem Aufbau praktisch nicht möglich. Beim Prüfen solcher Münzen ist es jedoch erforderlich, dass innere Münzschichten mit 4%, 6% und 8% Nickel in einer Umgebung von CuNi erkennbar sind, was durch das zusätzliche Vorhandensein der zweiten Spulenhälfte 4b ermöglicht wird.

Durch die gegenphasige Inreiheschaltung der beiden Spulenhälften 4a und 4b werden im Münzkanal 2 die Feldlinien des Wechselmagnetfeldes der Spule 4 um 90° gedreht, so dass sie selbst bei Abwesenheit der Münze 1 nicht mehr senkrecht, sondern parallel zu den Seitenwänden 6 und 7 verlaufen. Bei Vorhandensein der Münze 1 schliessen sich dann die meisten Feldlinien durch die eine niedrigere Reluktanz aufweisende innere Nickelschicht der sandwichförmig aufgebauten Münze 1, was eine gute Detektion dieses Aufbaus und seiner Legierungs-Zusammensetzung ergibt. Die durch das Wechselmagnetfeld verursachten Wirbelströme fliessen in der Münze 1 um deren Feldlinien herum, d. h. sie fliessen in einer Richtung entlang einer Oberfläche der Münze 1 und kehren in der anderen Richtung entlang der anderen Oberfläche der Münze 1 zurück. Wenn die beiden Spulenhälften 4a und 4b identisch sind, d. h. unter anderem gleiche Windungszahlen aufweisen, die mittels eines gleichen Kupferdrahtes gewickelt sind, dann besitzen die beiden Spulenhälften 4a und 4b den gleichen Widerstand R. Da die beiden Spulenhälften elektrisch in Reihe geschaltet sind, ist bei Anwesenheit der beiden Spulenhälften 4a und 4b der Gesamtwiderstand der Spule 4 gleich 2R und die Messempfindlichkeit gleich S = ΔR/2R, da nur die Spulenhälfte 4a einen nennenswerten Beitrag an die Widerstandsänderung der Spule 4 leistet. Der Gesamtwiderstand der Spule 4 wird somit durch die Anwesenheit der Spulenhälfte 4b, die wegen ihres konstanten Abstandes zur Münze 1 keinen Beitrag an ΔR leistet, verdoppelt sowie die Messempfindlichkeit S halbiert und damit verschlechtert. Dies entspricht einer Verschlechterung- der Resolution von 0,05 mm auf 0, 1 mm.

Die Messempfindlichkeit verschlechtert sich dagegen weniger stark, wenn die Spulenhälfte 4b mit dem Widerstand R', die sich auf der gleichen Seite der Münzkanals 2 befindet wie die Seitenwand 6, unter Beibehaltung der Windungszahl und des Wechselmagnetfeld- Wertes, niederohmiger ist als die andere Spulenhälfte 4a mit dem Widerstand R. In diesem Fall ist die Messempfindlichkeit S = ΔR/[R + R'] mit R' kleiner als R, wobei zwecks Erzielung einer minimalen Verschlechterung R' möglichst klein gegenüber R sein sollte. Die Messempfindlichkeit S ist somit merklich besser, wenn die niederohmigere Spulenhäfte 4b mittels Litzedraht gwickelt ist, während die Spulenhälfte 4a

weiterhin herkömmlich, z. B. mittels Kupferdraht gewickelt ist. Der totale Widerstand R' der Spulenhälfte 4b besteht nämlich aus einem Gleichstromanteil Rrx und einem durch Skineffekt erzeugten Wechselstromanteil R _AC , mit R' = Rrx + R _A c- In konventionellen Spulen aus einfachem Kupferdraht ist bei Frequenzen im Kilohertzbereich R _AC bedeutend grösser als Rrx;. Bei Verwendung jedoch von Litzedraht für die Spulenhälfte 4b, tritt in deren Stromleitern praktisch keine Stromverdrängung auf, so dass R _AC s 0 und der Widerstand R' praktisch auf den Gleichstromanteil Rrx reduziert wird. Es gilt dann R' ≡ R^ = R/5. Die Messempfindlichkeit der Spule 4 wird dadurch nur auf S = ΔR/[R + R'] = ΔR/[R + R/5] = [5/6] ΔR/R reduziert. Da die beiden Sulenhälfte 4a und 4b weiterhin gleiche Windungszahlen aufweisen und wegen ihrer Reihenschaltung von einem gleichen Wechselstrom durchflössen werden, hat der Unterschied ihrer Widerstände R und R' keinen Einfluss auf die Symmetrie des durch die Spule 4 erzeugten Magnetfeldes und auf den Verlauf von deren Feldlinien.

Der gemessene Wert von ΔR ist eine kombinatorischen Funktion der Münzdicke und der sandwichförmigen Legierungs-Zusammensetzung der Münze 1. Er ergibt somit eine Gleichung an zwei Unbekannten, nämlich der Münzdicke und der Legierungs-Zusammensetzumg. In vielen Fällen genügt zur Erkennung der Echtheit und des Wertes der Münze 1 die Kenntnis der kombinatorischen Wirkung der Münze 1, d. h. die Ermittlung von ΔR. Wenn dies jedoch ungenügend ist, muss mittels der Spule 3 noch zusätzlich die Legierungs-Zusammensetzung der Münze 1 ermittelt werden. Dies ergibt eine zweite Gleichung, so dass total zwei Gleichungen an zwei Unbekannten vorhanden sind, deren Lösung getrennte Werte der beiden Unbekannten ergibt, nämlich der Dicke und der Legierungs-Zusammentsetzung der Münze 1, welche beide Werte für die Echtheit und den Wert der Münze 1 charakteristisch sind.