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Dokumentenidentifikation DE68902582T2 18.03.1993
EP-Veröffentlichungsnummer 0344967
Titel Blattsensor.
Anmelder De La Rue Systems Ltd., London, GB
Erfinder Skinner, John Alan, Havant Hampshire, PO9 2QQ, GB
Vertreter Knoblauch, U., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Knoblauch, A., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anwälte, 6000 Frankfurt
DE-Aktenzeichen 68902582
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, ES, FR, GB, IT, LI, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 24.05.1989
EP-Aktenzeichen 893052704
EP-Offenlegungsdatum 06.12.1989
EP date of grant 26.08.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.03.1993
IPC-Hauptklasse B65H 7/12
IPC-Nebenklasse G01B 7/06   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feststellen des Durchlaufs von Bögen durch einen Spalt zwischen zwei Führungsrollen durch Feststellen der relativen Auslenkung der Führungsrollen während des Durchlaufs eines Bogens durch den Spalt.

Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung ist in WO-A- 82/01698 dargestellt. Bei diesem Beispiel läuft ein Bogen unter einer Rolle hindurch, die mit einem linearen veränderbaren Differentialtransformator verbunden ist. Ein die Änderung eines Signals des Fühlers in Abhängigkeit von dem Durchlauf einer erwarteten Dicke eines Bogens darstellendes Signal wird voreingestellt, und zu diesem wird ein Signal addiert, das den von dem Fühler erhaltenen Istwert darstellt, wenn die Rolle auf einer Führungsfläche ruht. Wenn eine Banknote den Spalt durchläuft, wird das Ausgangssignal einem Vergleicher zugeführt, der ebenfalls das Signal mit der erwarteten Dicke und den Istwert erhält, wobei der Vergleicher angibt, ob der Bogen vorhanden ist oder nicht. Zwischen dem Durchlauf aufeinanderfolgender Bögen durch den Spalt wird der Istwert überprüft und erforderlichenfalls eine geeignete Korrektur durchgeführt.

Eine solche Anordnung arbeitet zufriedenstellend, wenn die Rollen und die Wellen, auf denen sie gelagert sind, mit hoher mechanischer Präzision hergestellt sind; eine Präzision zu erreichen, ist jedoch kostspielig. Das Problem, das auftritt, wenn das Rollen- und Wellensystem keine hohe mechanische Präzision aufweist, besteht darin, daß der "Rausch"-Pegel des Fühlerausgangssignals vergleichbar ist mit dem Signalpegel, der dem Durchlauf einer einzigen Banknote entspricht, insbesondere bei den dünneren Scheinen.

In der EP-A-186442 (Anmeldenummer 85309261.7) beschreiben wir Vorrichtungen zum Feststellen des Durchlaufs von Bögen durch einen Spalt, mit:

zwei Führungselementen, deren Oberflächen den Spalt begrenzen, wobei die Führungselemente zyklisch bewegbar sind, um die Bögen durch den Spalt zu befördern;

einem Fühlmittel zum Feststellen der Auslenkung des einen Führungselements relativ zum anderen, wobei das Fühlmittel einen Signalgenerator, der eine Folge von Signalen erzeugt, deren Frequenz sich mit dem Betrag der relativen Auslenkung der Führungselemente ändert, und einen Zähler aufweist, der so ausgebildet ist, daß er die Signale des Signalgenerators in einem Zeitintervall vorbestimmter Länger zählt;

und einem Feststellmittel, das in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Fühlmittels die An- oder Abwesenheit eines Bogens zwischen den Führungselementen darstellt.

In diesem früheren Fall beschreiben wir ein Fühlmittel, das eine Zylinderspule und einen Kern aufweist, die so angeordnet sind, daß eine relative Verschiebung der Führungselemente durch den Durchlauf eines Bogens eine Relativbewegung von Kern und Zylinderspule bewirkt. Wir haben festgestellt, daß ein Kern mit einem Innendurchmesser von etwa 10 mm generell zufriedenstellend ist, doch ist er nicht groß genug, um den schlechtesten feinmechanischer Toleranzen zu genügen. Wir haben jedoch festgestellt, daß, obwohl eine Vergrößerung des Spulendurchmessers zu einer Verbesserung der Linearität der Antwortfunktion führt, dadurch die Verstärkung so weit verringert wird, daß der Zylinderspule/Kern für die Art der zu messenden Bewegungen unempfindlich ist.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Vorrichtung zum Feststellen des Durchlaufs von Bögen durch einen Spalt zwei Führungselemente, deren Oberflächen den Spalt begrenzen, wobei die Führungselemente zyklisch bewegbar sind, um die Bögen durch den Spalt zu befördern;

ein Fühlmittel zum Feststellen der Auslenkung des einen Führungselements relativ zum anderen, wobei das Fühlmittel einen Signalgenerator, der eine Folge von Signalen erzeugt, deren Frequenz sich mit dem Betrag der relativen Auslenkung der Führungselemente ändert, und einen Zähler aufweist, der so ausgebildet ist, daß er die Signale des Signalgenerators in einem Zeitintervall vorbestimmter Länge zählt;

und ein Feststellmittel, das in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Fühlmittels die An- oder Abwesenheit eines Bogens zwischen den Führungselementen darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlmittel eine im wesentlichen flache Spule und einen Kern enthält, die so angeordnet sind, daß eine relative Verschiebung der Führungselemente durch den Durchlauf eines Bogens eine Relativbewegung von Kern und Spule bewirkt, und daß die Spule an dem Signalgenerator angeschlossen ist und die Frequenz des Signalgenerators in Abhängigkeit von der Eindringtiefe des Kerns in die Spule steuert.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Vorrichtung zum Feststellen des Durchlaufs von Bögen durch einen Spalt zwei Führungselemente, deren Oberflächen den Spalt begrenzen, wobei die Führungselemente zyklisch bewegbar sind, um die Bögen durch den Spalt zu befördern;

ein Fühlmittel zum Feststellen des Auslenkung des einen Führungselements relativ zum anderen, wobei das Fühlelement einen Signalgenerator, der eine Folge von Signalen erzeugt, deren Frequenz sich mit dem Betrag der relativen Auslenkung der Führungselemente ändert, und einen Zähler aufweist, der so ausgebildet ist, daß er die Signale des Signalgenerators in einem Zeitintervall vorbestimmter Länge zählt;

ein Überwachungsmittel zum Überwachen des Ausgangssignals des Fühlmittels und zum Speichern von Zählwerten, die relative Auslenkungen der Führungselemente in einem Bewegungszyklus der Führungselemente darstellen, wenn kein Bogen vorhanden ist;

und ein Feststellmittel, das in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Fühlmittels die An- oder Abwesenheit eines Bogens zwischen den Führungselementen darstellt, wobei das Feststellmittel in Abhängigkeit von einem nachfolgenden Zählwert aus dem Fühlmittel und von den gespeicherten Zählwerten die Differenz zwischen dem nachfolgenden Zählwert und einem gespeicherten Zählwert für eine entsprechende Position im Bewegungszyklus der Führungselemente mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht, um die An- oder Abwesenheit eines Bogens zwischen den Führungselementen darzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlmittel eine im wesentlichen flache Spule und einen Kern aufweist, die so angeordnet sind, daß eine relative Verschiebung der Führungselemente durch den Durchlauf eines Bogens eine Relativbewegung von Kern und Spule bewirkt, und daß die Spule mit dem Signalgenerator verbunden ist und die Frequenz des Signalgenerators in Abhängigkeit von der Eindringtiefe des Kerns in die Spule steuert.

Wir haben festgestellt, daß durch die Verwendung einer im wesentlichen flachen oder ebenen Spule die Verstärkung ähnlich der bei der Zylinderspulenausführung ist, überraschenderweise aber nur ein geringer und akzeptabler Linearitätsverlust auftritt, der es gestattet, die Spule auf einfache Weise auf einer gedruckten Schaltungsplatte herzustellen.

Vorzugsweise weist das Feststellmittel ein Mittel auf, das einen zweiten und höheren Schwellenwert begrenzt, wobei eine Differenz, die zwischen den beiden Schwellenwerten liegt, die Anwesenheit eines Bogens in dem Spalt und eine Differenz, die den zweiten und höheren Schwellenwert überschreitet, die Anwesenheit übereinanderliegender Bögen in dem Spalt anzeigt.

Eine solche Vorrichtung verringert die erforderliche mechanische Präzision, so daß die Bauteile weniger kostspielig und die Vorrichtung einfacher herzustellen und zuverlässiger ist. Das auf der Frequenz basierende System, bei dem jeder Zählwert praktisch dem Mittelwert von Amplitudenänderungen über eine kurze, definierte Zeitspanne entspricht, ist unempfindlicher gegenüber Störsignalen als ein ähnliches, auf der Amplitude basierendes System.

Eine elektrische und mechanische Drift kann in Mikroprozessor-Anordnungen kompensiert werden.

Zweckmäßigerweise enthält die Vorrichtung eine gedruckte Schaltungsplatte, auf der die flache Spule und andere Bauteile des Feststellmittels angeordnet sind.

Bei einer Ausführung enthält das Fühlmittel zwei axial fluchtende Spulen, die, wenn eine gedruckte Schaltungsplatte vorgesehen ist, auf sich gegenüberliegenden Seiten der Platte angeordnet sind.

In der bevorzugten Ausführungsform sind die Frequenz des Ausgangssignals des Signalgenerators und die Zählerkapazität so gewählt, daß der Zähler praktisch überläuft. Mit anderen Worten, die höherstelligen Datenbits werden ignoriert und die Änderungen der Bits in den niedrigeren Stellen bei der Signalverarbeitung verwendet. Die Anwendung eines Hochfrequenzsignals und eines Überlaufs verbessert die Linearität des Systems, so daß es nicht mehr wesentlich ist, einen "linearen Transformator" als Fühler zu verwenden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher beschrieben und mit bekannten Vorrichtungen verglichen, wobei

Fig. 1 eine schematische perspektivische und teilweise weggeschnittene Ansicht der Bogenzuführvorrichtung und des Bogenfühlers ist;

Fig. 2 eine typische Wellenform ist, die sich bei Verwendung der Vorrichtung nach Fig. 1 ergibt;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der elektronischen Vorrichtung zur Verarbeitung des Ausgangssignals des Fühlers nach Fig. 1 ist;

Fig. 4 eine Oszillatorschaltung zur Verwendung in dem Blockschaltbild nach Fig. 3 darstellt;

Fig. 5 die Änderung der Verstärkung in Abhängigkeit von der Kern-Eindringtiefe bei herkömmlichen Zylinderspulen grafisch darstellt;

Fig. 6 die Änderung der Verstärkung mit der Kern-Eindringtiefe für eine Spule mit einem Durchmesser von 10 mm und eine flache Spule grafisch darstellt und

Fig. 7 ein Flußdiagramm ist, das den Betrieb der Vorrichtung darstellt.

Die in Fig. 1 dargestellte Bogenzuführvorrichtung dient zum Zuführen von Banknoten und enthält zwei parallele Wellen 1 und 2, die zwischen (nicht dargestellten) Seitenplatten gelagert sind. Die Welle 1 ist die Fühlerwelle und trägt eine gummigefüllte Rolle 5, und die Welle 2 ist die Sollwert-Welle und trägt eine starre Rolle 6. Die Rollen 5 und 6 sind auf den Wellen frei drehbar gelagert und werden über Zahnräder 7 und 8 durch einen (nicht dargestellten) Motor angetrieben. Eine durch das System beförderte Banknote läuft zwischen den Rändern der Rollen 5 und 6 hindurch.

Ein Teil der Oberfläche der Rolle 5 liegt an einem Arm 12 an, der auf einer Schwenkwelle 13 gelagert ist, die zwischen den Seitenplatten angebracht ist. Auf dem anderen Ende des schwenkbaren Arms 12, d. h. von der Schwenkwelle 13 entfernt, ist ein Ferritkern 14 gelagert, der mit einer flachen Spule 15 zusammenwirkt. Der Arm 12 wird durch Federkraft gegen die Rolle 5 gedrückt. Die flache Spule 15 ist auf einer gedruckten Schaltungsplatte 3 angebracht, auf der die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Verarbeitungsschaltung ebenfalls angebracht ist. In dem einen Beispiel hat die flache Spule 15 einen Innendurchmesser von etwa 12 mm und sechs Windungen, drei auf jeder Seite der Platte 3. Der Ferritkern 14 hat in diesem Fall einen Durchmesser von etwa 6 mm und eine Länge von etwa 30 mm. Seine Eindringtiefe, d. h. der Betrag, um den der Kern durch die Spule hindurch vorsteht, beträgt 3 mm ± 1,5 mm.

Wenn eine Banknote zwischen den Rollen 5, 6 hindurchläuft, wird die gummigefüllte Fühlerrolle 5 ausgelenkt, so daß sie eine Schwenkbewegung des Arms 12 bewirkt. Diese bewirkt eine Relativbewegung zwischen dem Ferritstab 14 und der flachen Spule 5 aufgrund der Drehbewegung des Arms 12 um die Schwenkwelle 13. Die Bewegung des Ferritkerns 14 durch die flache Spule 15 hindurch ändert die Induktivität der Spule.

Der Durchlauf zweier übereinanderliegender Noten zwischen den Rollen 5, 6 hat eine größere Bewegung des Kerns und demzufolge eine andere Änderung der Induktivität der Spule zur Folge.

Fig. 7 zeigt eine typische Wellenform 40 bzw. einen typischen Kurvenverlauf des Ausgangssignals eines derartigen Fühlers. Die kleinen Amplitudenschwankungen stellen, in äquivalenter analoger Form, das veränderbare Frequenzmuster dar, das durch den Fühler aufgrund der Exzentrizität der Klemmrollen erzeugt wird. Das periodische Muster bzw. der periodische Verlauf entspricht daher dem zusammengesetzten Profil der Klemmrollen bei einer Umdrehung.

Anhand von Fig. 2 erkennt man, daß, wenn eine Banknote zwischen den Klemmrollen hindurchläuft, der Kurvenverlauf um einen Betrag y verschoben wird, der der Dicke der Banknote entspricht, doch ist der verschobene Verlauf 41 nur geringfügig verzerrt.

Die (schematisch in Fig. 3 dargestellte) Spule 15 ist mit einer Oszillatorschaltung 18 verbunden, deren Frequenz sich mit der Eindringung des Kerns in die Spule ändert. Einem 8-Bit-Zähler 19 wird das Ausgangssignal des Oszillators zugeführt, der die Anzahl der Impulse zählt, die in einer vorbestimmten Zeitspanne oder einem vorbestimmten Zeit-"Fenster" auftreten. Der Zählwert während einer solchen Zeitspanne stellt daher das Maß der Eindringung des Kerns 14 in die Spule 15 und die relative Auslenkung der Rollen dar. Die Dauer der vorbestimmten Zeitspanne oder des vorbestimmten Zeit-"Fensters", in der bzw. dem die Zählung erfolgt, wird durch einen Zeitgeber 20 bestimmt, dem Impulse eines quarzgesteuerten Bezugsoszillators 21 zugeführt werden.

Der Zählwert wird einer Datenhalteschaltung 22 und dann übers einen Datenbus 24 (eine Daten-Mehrfachleitung) einem Mikroprozessor 23 zugeführt, der für die Überwachung der Zählwerte und Feststellung der Anwesenheit eines Bogens oder von Bögen verantwortlich ist. Wenn der Datenbus andere Daten zu anderen Zeiten überträgt, während der Mikroprozessor Daten aus der Halteschaltung anfordert, sendet er ein Adressensignal über einen Adressenbus 26 an eine Adressendekodierschaltung 25, die die Datenhalteschaltung über eine Leitung 27 signalisiert. Ferner führt der Mikroprozessor der Datenhalteschaltung 22 ein Datenabtastsignal über eine Leitung 28 zu.

Die in Fig. 4 dargestellte Schaltung besteht aus einem Oszillator, dessen Frequenz von der Induktivität der Spule 15 abhängt, Kondensatoren 4 (typischerweise mit jeweils 1500 pF) und einem Trennverstärker und ist in herkömmlicher Weise ausgebildet.

Bei dem beschriebenen Beispiel arbeitet der Oszillator mit einer Frequenz von etwa 6 MHz, und die Dauer der Abtastzeitspanne oder des Zeit-"Fensters" ist so gewählt, daß der ermittelte Zählwert größer als 8 Bits ist. Die höherstelligen Datenbits (oberhalb der achten Binärstelle) werden ignoriert, und es werden nur die Änderungen der Bits der niedrigeren Stellen in dem Signalverarbeitungsalgorithmus verwendet. Dadurch wird das erreichbare Auflösungsvermögen gesteigert.

Die Klemmrollen 5, 6 und eine Taktscheibe 32 werden durch den Haupttransport für die Banknoten angetrieben und erzeugen 36 Taktimpulse pro Umdrehung der Klemmrollen. Diese Taktimpulse bestimmen 36 Abtastpunkte in jeder Umdrehung der Rollen. Bei jedem Taktimpuls gibt der Mikroprozessor ein Löschsignal über die Leitung 30 ab, um den 8-Bit-Zähler und den Zeitgeber 20 zu löschen bzw. zurückzustellen. Der Zeitgeber 20 zählt dann die Impulse des Oszillators 21 und der Zähler 19 die Impulse des Oszillators 18. Ein Überlauf des Zeitgebers 20 hält dann den Zähler 19 an und sendet ein "Daten-Bereit"-Signal über eine Leitung 31 zum Mikroprozessor. Der Mikroprozessor adressiert dann den Datenhalter und ruft das Auslesen der Daten auf, wie oben beschrieben.

Um das Exzentrizitätsprofil der Rollen vor dem Eintreffen einer Banknote zu erzeugen und zu speichern, tastet der Mikroprozessor das Ausgangssignal des Fühlers in jedem der 36 Abtastpunkte ab und hält jeden Abtastwert in einem Speicherplatz fest. Um den Effekt zufälliger Störsignale in den Abtastwerten auszugleichen, wird in jedem Abtastpunkt erneut ausgelesen und der Wert im Speicher durch den Mittelwert des im Speicher vorhandenen Wertes und des neuen Abtastwertes für diesen Punkt ersetzt.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung wird anhand des Flußdiagramms in Fig. 7 veranschaulicht. Jedesmal wenn ein Taktimpuls auftritt, wird eine Datenabtastung oder ein Zählwert abgelesen (Schritt 50), und wenn die Vorrichtung sich in dem erwähnten Profilerzeugungsbetrieb befindet, wird der Abtastwert gefiltert (Schritt 51) und gespeichert (Schritt 52), wie beschrieben.

Wenn sich die Vorrichtung in ihrem normalen Zuführbetrieb befindet, wird der Abtastwert gefiltert (Schritt 53) und der entsprechende Exzentrizitätsprofilwert subtrahiert (Schritt 54), um einen Differenzwert zu erhalten, der mit einem ersten "Note-Vorhanden"-Schwellenwert verglichen wird (Schritt 55), der auf die Hälfte des bei einer normalen Banknotendicke erwarteten Wertes eingestellt ist. Um den Einfluß von Rauschschwankungen zu vermeiden, werden bei diesem Vergleichsschritt 55 im allgemeinen drei aufeinanderfolgende Differenzwerte mit dem "Note-Vorhanden"-Schwellenwert verglichen.

Wenn die Differenzwerte diesen Test nicht bestehen, könnte dies ein Anzeichen dafür sein, daß die hintere Kante einer Banknote gerade durchgelaufen ist oder sich die Vorrichtung in einem Leerlaufzustand befindet, in dem keine Banknote durchläuft. Dies wird in einem Schritt 56 festgestellt. Wenn gerade keine Banknote durchgelaufen ist, dann wird der Differenzwert mit einem Test-Schwellenwert (Schritt 57) verglichen. Wenn die Differenz größer als der Test-Schwellenwert ist, ist dies ein Anzeichen dafür, daß der Exzentrizitätsprofilwert zu hoch eingestellt ist, und die Vorrichtung setzt eine Fehleranzeige (Schritt 58) und bewirkt, daß das Exzentrizitätsprofil erneut gelernt wird. In jedem Fall wird eine laufende Gesamtdicke gelöscht (Schritt 59) und zum Schritt 50 zurückgekehrt.

Während des Durchlaufs einer Banknote werden im Schritt 54 aufeinanderfolgende Differenzwerte erzeugt und zu einer laufenden Gesamtdicke (Schritt 60) addiert. Der endgültige Wert dieser Gesamtdicke ändert sich in Abhängigkeit von der Dicke der Banknote, die durchgelaufen ist, und mit ihrer Länge. Mit anderen Worten, der Gesamtwert ändert sich mit dem Produkt aus der Banknotendicke und der Banknotenlänge. Die Vorrichtung bringt die bei diesem Entscheidungsprozeß verwendeten Schwellenwerte kontinuierlich auf den neuesten Stand, und anfänglich ändern sich diese Schwellenwerte von falschen Anfangswerten bis zu stabilisierten Endwerten. Während mithin eine Banknote vorhanden ist, wird im Schritt 61 eine Entscheidung dahingehend getroffen, ob die Schwellenwerte stabil sind, und wenn sie nicht stabil sind, dann vergleicht der Mikroprozessor, statt von der laufenden Gesamtdicke Gebrauch zu machen, einen augenblicklichen Dickenwert, d. h. einen einzigen Differenzwert aus dem Schritt 54, mit einem Doppeldicke- Schwellenwert (Schritt 62). Wenn der Differenzwert diesen Schwellenwert überschreitet, dann wird die Banknote zurückgewiesen (Schritt 63). Wenn die Schwellenwerte jedoch stabil sind oder die Banknote den Schwellenwert nicht überschreitet, dann wird zum Schritt 50 zurückgekehrt.

Sobald im Schritt 55 festgestellt wird, daß keine Banknote vorhanden ist und daß im Schritt 56 gerade eine hintere Kante durchgelaufen ist, wird erneut eine Entscheidung getroffen, ob die Schwellenwerte stabil sind (Schritt 64). Anfänglich sind die Schwellenwerte nicht stabil, so daß die im Schritt 60 ermittelte laufende Gesamtdicke durch die Länge der Banknote dividiert wird, um einen mittleren Dickenwert zu erzeugen, der dann im Schritt 65 mit einem Mindestdickenwert verglichen wird. Wenn die mittlere Dicke kleiner als der Mindestschwellenwert ist, kann dies eine Änderung der Art der zugeführten Banknote oder die Verwendung eines falschen Schwellenwertes bedeuten, und in beiden Fällen wird die Banknote zurückgewiesen (Schritt 66) und zum Schritt 50 zurückgekehrt. Wenn die mittlere Dicke den Mindestschwellenwert überschreitet, dann werden alle in dem System verwendeten Schwellenwerte auf den neuesten Stand gebracht (Schritt 67), und zwar unter Verwendung der zuletzt abgerufenen Daten, und der Betrieb kehrt zurück zum Schritt 50. In diesem Fall wird ein Zählwert der Anzahl der durchlaufenden Banknoten um 1 erhöht.

Sobald sich die Schwellenwerte stabilisiert haben, führt der Mikroprozessor nach dem Schritt 64 einen Schritt 68 aus, in dem die laufende Gesamtdicke mit Einzel- und Doppel-Schwellenwerten verglichen wird. Normalerweise entspricht der Einzel-Schwellenwert dem - 2/3fachen der erwarteten auf integrierten Gesamtdicke für eine einzelne Banknote und der Doppel-Banknoten- Schwellenwert dem 1,4fach der aufintegrierten Gesamtdicke, die für eine einzelne Banknote erwartet wird. Wenn die tatsächliche Gesamtdicke zwischen diesen beiden Schwellenwerten liegt, dann geht der Betrieb mit dem Schritt 65 in der beschriebenen Weise weiter. Andernfalls wird die Banknote zurückgewiesen (Schritt 66).

Fig. 5 veranschaulicht Untersuchungen, bei denen die flache Spule 15 durch eine Zylinderspule gemäß unserer früheren europäischen Patentanmeldung 85309261.7 ersetzt wurde. In Fig. 5 entspricht die Kurve 43 einer Spule mit einem Durchmesser von 10 mm, die Kurve 44 einer Spule mit einem Durchmesser von 12 mm, die Kurve 45 einer Spule mit einem Durchmesser von 14 mm und die Kurve 46 einer Spule mit einem Durchmesser von 16 mm. Wie Fig. 5 zeigt, verbessert sich die Linearität mit zunehmendem Spulendurchmesser, während sich die Verstärkung des Systems erheblich verringert. Die Linearität oder der "Betriebsbereich" ist als die Eindringtiefe definiert, bei der die Verstärkung sich nicht mehr als um 10% des Normalwerts ändert. Wenn eine Spule mit einem Durchmesser von 14 mm gewählt wird, der ausreichend ist, um das erforderliche mechanische Spiel zu erhalten, wird die Kapazität der Kondensatoren 4 auf 150 pF verringert, um den Verstärkungsverlust auszugleichen, doch hat sich das resultierende System als zu unempfindlich erwiesen. Eine noch weitere Verringerung der Kapazität der Kondensatoren 4 hat einen großen Einfluß externer Streukapazitäten zur Folge.

Wir haben festgestellt, daß der Ersatz der bekannten Zylinderspule durch eine flache Spule die Verstärkung erheblich steigert, ohne die Linearität wesentlich zu beeinträchtigen. Dies ergibt sich aus Fig. 6, die einen Vergleich der Änderung der Verstärkung mit der Ferritkern-Eindringtiefe bei einer Zylinderspule mit einem Innendurchmesser von 10 mm (Kurve 47) und einer flachen Spule mit einem Innendurchmesser von 12 mm (Kurve 48) darstellt. Die gestrichelte Linie 49 in Fig. 6 stellt einen Verstärkungsabfall von 10% dar. Wie man sieht, ändert sich die Verstärkung bei Eindringtiefen in der Größenordnung von 1,5 bis 4,0 mm praktisch nicht, wenn eine flache Spule verwendet wird, während eine erhebliche Verstärkungsänderung bei einer Zylinderspule auftritt.

Die flache Spule läßt sich leichter herstellen und ist zuverlässiger als die herkömmliche Zylinderspule.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zum Feststellen des Durchlaufs von Bögen durch einen Spalt, mit:

zwei Führungselementen (5, 6), deren Oberflächen den Spalt begrenzen, wobei die Führungselemente (5, 6) zyklisch bewegbar sind, um die Bögen durch den Spalt zu befördern;

einem Fühlmittel zum Feststellen der Auslenkung des einen Führungselements relativ zum anderen, wobei das Fühlmittel einen Signalgenerator (18), der eine Folge von Signalen erzeugt, deren Frequenz sich mit dem Betrag der relativen Auslenkung der Führungselemente ändert, und einen Zähler (19) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er die Signale des Signalgenerators (18) in einem Zeitintervall vorbestimmter Länge zählt;

und einem Feststellmittel (23), das in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Fühlmittels die An- oder Abwesenheit eines Bogens zwischen den Führungselementen (5, 6) darstellt, wobei das Feststellmittel (23) in Abhängigkeit von einem Zählwert aus dem Fühlmittel die An- oder Abwesenheit eines Bogens zwischen den Führungselementen (5, 6) darstellt,

wobei das Fühlmittel eine Spule (15) und einen Kern (14) aufweist, die so angeordnet sind, daß eine relative Verschiebung der Führungselemente (5, 6) durch den Durchlauf eines Bogens eine Relativbewegung von Kern (14) und Spule (15) bewirkt, und wobei die Spule (15) mit dem Signalgenerator (18) verbunden ist und die Frequenz des Signalgenerators (18) in Abhängigkeit von der Eindringtiefe des Kerns (14) in die Spule (15) steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (15) im wesentlichen Flach ist.

2. Vorrichtung zum Feststellen des Durchlaufs von Bögen durch einen Spalt, mit:

zwei Führungselementen (5, 6), deren Oberflächen den Spalt begrenzen, wobei die Führungselemente (5, 6) zyklisch bewegbar sind, um die Bögen durch den Spalt zu befördern;

einem Fühlmittel zum Feststellen der Auslenkung des einen Führungselements (5) relativ zum anderen (6), wobei das Fühlmittel einen Signalgenerator (18), der eine Folge von Signalen erzeugt, deren Frequenz sich mit dem Betrag der relativen Auslenkung der Führungselemente (5, 6) ändert, und einen Zähler (19) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er die Signale des Signalgenerators (18) in einem Zeitintervall vorbestimmter Länge zählt;

einem Überwachungsmittel (23) zum Überwachen des Ausgangssignals des Fühlmittels und zum Speichern von Zählwerten, die relative Auslenkungen der Führungselemente (5, 6) in einem Bewegungszyklus der Führungselemente (5, 6) darstellen, wenn kein Bogen vorhanden ist;

und einem Feststellmittel (23), das in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Fühlmittels die An- oder Abwesenheit eines Bogens zwischen den Führungselementen darstellt, wobei das Feststellmittel (23) in Abhängigkeit von einem nachfolgenden Zählwert aus dem Fühlmittel und von den gespeicherten Zählwerten die Differenz zwischen dem nachfolgenden Zählwert und einem gespeicherten Zählwert für eine entsprechende Position im Bewegungszyklus der Führungselemente mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht, um die An- oder Abwesenheit eines Bogens zwischen den Führungselementen darzustellen,

wobei das Fühlmittel eine Spule (15) und einen Kern (14) aufweist, die so angeordnet sind, daß eine relative Verschiebung der Führungselemente (5, 6) durch den Durchlauf eines Bogens eine Relativbewegung von Kern (14) und Spule (15) bewirkt, und daß die Spule (15) mit dem Signalgenerator (18) verbunden ist und die Frequenz des Signalgenerators (18) in Abhängigkeit von der Eindringtiefe des Kerns (14) in die Spule (15) steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (15) im wesentlichen flach ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Feststellmittel (23) ein Mittel aufweist, das einen zweiten und höheren Schwellenwert begrenzt, wobei eine Differenz, die zwischen den beiden Schwellenwerten liegt, die Anwesenheit eines Bogens anzeigt, und eine Differenz, die den zweiten und höheren Schwellenwert überschreitet, die Anwesenheit zweier oder mehrerer Bögen zwischen den Führungselementen (5, 6) anzeigt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (5, 6) Rollen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die eine Rolle (6) auf einer feststehenden Welle (2) gelagert und die andere (5) so gelagert ist, daß sie relativ zur Welle (2) der ersten Rolle verschiebbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer gedruckten Schaltungsplatte (3), die eine flache Spule (15) und andere Bauteile des Feststellmittels trägt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Fühlmittel zwei axial fluchtender Spulen aufweist, die, wenn eine gedruckte Schaltungsplatte (3) vorgesehen ist, auf sich gegenüberliegenden Seiten der Platte angeordnet sind.







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