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Dokumentenidentifikation DE69416002T2 27.05.1999
EP-Veröffentlichungsnummer 0728346
Titel BREMSE FÜR EINEN DRUCKLOSEN AUSGANGSKANAL IN EINEM MÜNZSORTIERER
Anmelder Cummins-Allison Corp., Mount Prospect, Ill., US
Erfinder JONES, John E., Winnetka, IL 60043, US;
RASMUSSEN, James M., Chicago, IL 60630, US
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, Anwaltssozietät, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69416002
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 13.09.1994
EP-Aktenzeichen 949274054
WO-Anmeldetag 13.09.1994
PCT-Aktenzeichen US9410291
WO-Veröffentlichungsnummer 9509406
WO-Veröffentlichungsdatum 06.04.1995
EP-Offenlegungsdatum 28.08.1996
EP date of grant 13.01.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.05.1999
IPC-Hauptklasse G07D 3/16
IPC-Nebenklasse G07D 3/12   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät und ein Verfahren zum Sortieren von Münzen unterschiedlicher Nennwerte.

Derzeit stößt man bei Münzsortiergeräten auf das Problem des "Überlaufs". Ein Überlauf tritt auf, wenn bei einem Münzsortiergerät eine vorbestimmte Anzahl zu sortierender Münzen eines bestimmten Nennwertes überschritten wird. Bei einigen Münzsortiergeräten ist es beispielsweise wünschenswert, daß Münzaufnahmen mit einer vorbestimmten Anzahl von Münzen eines speziellen Nennwertes gefüllt werden, um das Zählen der Münzen weniger aufwendig zu gestalten. Das Münzsortiergerät sollte den Sortiervorgang stoppen, sobald eine Münzaufnahme mit der passenden Anzahl von Münzen gefüllt ist. Unglücklicherweise werfen die Münzzählgeräte häufig zusätzliche Münzen aus, bevor der Sortiervorgang beendet ist, was zu einem Münz-"Überlauf" führt.

Aus US-A-4,570,655 ist ein Münzsortiergerät bekannt, das dazu eingerichtet ist, eine Gruppe Münzen gemischter Nennwerte zu sortieren und automatisch den Sortiervorgang in Abhängigkeit eines erfaßten Betriebsparameters zu beenden. Die Sortierung erfolgt mit einer stationären und einer Drehscheibe, die zueinander in ausreichender Nähe angeordnet sind, so daß, wenn eine Gruppe gemischter Münzen in die Mittelöffnung der stationären Scheibe geworfen wird, diese mit Hilfe der Drehscheibe gedreht und mit Hilfe der stationären Scheibe auf einem radial nach außen gerichteten, spiralförmigen Sortierweg geführt werden, den jeder Nennwert der Münzen an bestimmten Stellen entlang des Umfangs der stationären Scheibe verläßt. Während die Münzen sortiert werden, erzeugt eine Sensorvorrichtung Signale, die das Vorhandensein eines vorbestimmten Zustandes anzeigen. Eine Brückenführung und eine Ablenkführung, die Teil der stationären Scheibe sind, reagieren auf die Signale von der Sensorvorrichtung, um den radial nach außen gerichteten Sortierweg der Münzen wieder auf einen radial nach innen gerichteten Sortierweg zu richten, um auf diese Weise den Sortiervorgang zu beenden. Die Drehscheibe wird bei dem Signal von der Sensorvorrichtung nicht unmittelbar gestoppt, sondern das Sortiergerät verzögert absichtlich das Anhalten der Drehscheibe während eines Verzögerungsintervalls, das mit einem Zeitgeber gemessen wird. Während dieses Verzögerungsintervalls werden zwei Solenoide aktiviert, um die Brücke und den Ablenker so zu bewegen, daß der Münzfluß unter dem Sortierkopf geändert wird. Insbesondere wird der Münzfluß derart geändert, daß die Münzen vom Sortierweg in einen Rückführweg unter dem Sortierkopf abgelenkt werden. Nur wenn der Münzfluß auf diese Weise geändert wurde, wird die Drehscheibe durch Betätigung eines Relais angehalten.

Aus EP-A-0 314 463 ist ein Münzsortiergerät mit einer Drehscheibe bekannt, der einen Bremsmechanismus zum Anhalten der Drehung der Scheibe in Abhängigkeit einer vorbestimmten Anzahl von gezählten Münzen enthält. Der Bremsmechanismus enthält eine elektromagnetische Betätigungsanordnung und einen Anker, der an der Welle das Motors befestigt ist. Bei Aktivierung der Betätigungsanordnung, wird der Anker mit der Betätigungsanordnung in Berührung gebracht, um einen Bremsdruck zu erzeugen, der die Drehung des Motors und der Scheibe beendet. In dieser Druckschrift erfolgt jedoch keine Beschreibung von Eigenschaften des Sortiergerätes, die das Sortieren unterschiedlicher Nennwerte von Münzen betreffen.

Wie zuvor erläutert, wurde das Problem des "Überlaufs" in der Vergangenheit mit zusätzlichen Kosten bewältigt. Daher ist ein einfaches und kostengünstiges, jedoch präzises Münzsortiergerät erforderlich, das den Münz-"Überlaufs" auf ein erträgliches Ausmaß reduziert.

Ziel der Erfindung ist es, ein relativ einfaches und kostengünstiges Münzsortiergerät und ein Verfahren anzugeben, das sich dazu eignet, Münzen präzise mit hoher Geschwindigkeit ohne übermäßigen Münz-"Überlauf" zu sortieren und zu zählen, und das sicher unbeaufsichtigt bleiben kann, ohne die Gefahr eines übermäßigen Münz-"Überlaufs". Das Münzsortiergerät sollte die Abnutzung und die Ungenauigkeiten sowie die Möglichkeit für Fehlsortierungen vermindern, die bei Münzsortier geräten auftreten, bei denen unter Druck gesetzte Ausgabekanäle verwendet werden.

Dieses Ziel wird mit dem Gerät nach Anspruch 1 und dem Verfahren nach Anspruch 8 erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der entsprechenden Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung stoppt der Bremsmechanismus den Drehteller in Abhängigkeit eines Ausgangssignals das von einem der Sensoren erzeugt wird. Damit werden übermäßige Überfüllungen verhindert und es den Münzen innerhalb der unter Druck gesetzten Ausgabekanäle gestattet, das Münzsortiergerät aufgrund der Trägheit der Münzen zu verlassen. Die Erfindung hilft dabei, bestimmte Ungenauigkeiten und Abnutzungen zu verhindern, die in Münzsortiergeräten mit unter Druck gesetzten Ausgabekanälen auftreten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich. In diesen ist:

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Münzsortiergerätes als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Teile davon weggebrochen sind, um den inneren Aufbau zu zeigen;

Fig. 2 eine vergrößerte Unteransicht des Sortierkopfes oder der Führungsplatte im Münzsortiergerät von Fig. 1;

Fig. 3 der stationäre Sortierkopf von Fig. 2 mit einem Münzfluß gleicher Nennwerte im Sortierweg und beim Austritt durch einen Ausgabekanal;

Fig. 4 der stationäre Sortierkopf von Fig. 3 zu einem Zeitpunkt, zu dem ein vorbestimmter Zustand existiert und der Bremsmechanismus die Drehscheibe stoppt;

Fig. 5 der stationäre Sortierkopf von Fig. 4 nachdem die Münzen aus dem Ausgabekanal aufgrund ihrer Trägheit austreten; und

Fig. 6 eine Querschnittsansicht des Münzsortiergerätes entlang der Linie 6-6 von Fig. 3.

Obwohl die Erfindung für unterschiedliche Veränderungen und alternative Ausführungen geeignet ist, sind besondere Ausführungsformen mit Beispielen in den Zeichnungen dargestellt und werden hier im Detail beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die einzelnen beschriebenen Ausführungen zu beschränken. Im Gegensatz dazu besteht die Absicht darin, alle Veränderungen, Entsprechungen und Alternativen abzudecken, die in den Geltungsbereich der anhängenden Ansprüche fallen.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 nimmt ein Trichter 10 Münzen gemischter Nennwerte auf und führt diese durch eine zentrale Zuführöffnung einem ringförmigen Sortierkopf oder Führungsplatte 12 zu. Wenn die Münzen die zentrale Öffnung durchlaufen, werden sie auf der Oberseite des Drehtellers 13 angeordnet. Dieser Teller 13 ist drehbar auf einem Wellenzapfen (nicht gezeigt) befestigt und wird mit einem elektrischen Wechsel- oder Gleichstrommotor 14 angetrieben, der an einer Befestigungsplatte 15 angebracht ist. Der Teller 13 enthält eine nachgiebige Platte 16, die vorzugsweise aus einem nachgiebigen Gummi oder einem Polymer-Material hergestellt ist und auf die Oberseite eines festen Metalltellers 17 geklebt ist.

Wird der Teller 13 gedreht, neigen die auf ihrer Oberseite angeordneten Münzen dazu, nach außen über die Oberfläche der Platte 16 aufgrund von Zentrifugal- und Reibungskräften zu gleiten. Wenn sich die Münzen nach außen bewegen, treten jene Münzen, die flach auf der Platte 16 liegen, in den Zwischenraum zwischen der Plattenoberfläche und dem Sortierkopf 12 ein, da die Unterseite des Innenrandes des Sortierkopfes über der Platte 16 in einem Abstand angebracht ist, der in etwa so groß ist, wie die Dicke der dicksten Münze. Wie es im folgenden weiter beschrieben wird, werden die Münzen entsprechend ihrer Nennwerte sortiert, und die Münzen jedes Nennwertes treten aus einem entsprechenden Ausgabekanal aus, wie etwa die Kanäle 20,21, 22, 23, 24 und 25 in Fig. 2. Die spezielle Ausführungsform, die in Fig. 2 dargestellt ist, wurde insbesondere für die Handhabung sechs US-amerikanischer Münzen konstruiert, d. h. für Zehncentmünzen, Centmünzen, Fünfcentmünzen, 25-Centmünzen, Dollarmünzen bzw. Halbdollarmünzen.

Im allgemeinen werden die Münzen jeder beliebigen Währung nach ihrem Unterschied im Durchmesser für die unterschiedlichen Nennwerte sortiert, obwohl es in vielen Fällen wünschenswert oder nötig ist, sie zudem nach ihrem Dickenunterschied zu sortieren. Die Münzen zirkulieren zwischen dem Sortierkopf und dem Drehteller, bis ein einlagiger Münzfluß erreicht ist. Ein Rand der Münzen in diesem Münzfluß ist ausgerichtet und möglicherweise so eingestellt, daß der andere Rand der Münzen anschließend mit Größensortierflächen gemessen wird, um die Münzen zu den Ausgabekanälen 20-25 für ihre entsprechenden Nennwerte zu leiten.

Wie es aus Fig. 2 am besten deutlich wird, treten die sich nach außen bewegenden Münzen zu Beginn in den Eingangskanal 30 ein, der auf der Unterseite des Sortierkopfes 12 von der Zentralöffnung 40 ausgebildet ist. Es wird darauf hingewiesen, daß die Zirkulation der Münzen, die in Fig. 1 im Uhrzeigersinn erfolgt, in Fig. 2 gegen den Uhrzeigersinn erscheint, da Fig. 2 eine Unteransicht ist. Es ist eine Abstreifkerbe 34 dargestellt, die dazu bestimmt ist, "schindelartig" oder "doppelt" übereinanderliegende Münzen abzustreifen. Die Außenwand 31 des Eingangskanals 30 erstreckt sich nach unten zur untersten Oberfläche 32 des Sortierkopfes 12, der vorzugsweise von der Oberseite der Platte 16 in einem Abstand angebracht ist, der etwas geringer ist als die Dicke der dünnsten Münzen. Demzufolge wird die anfängliche, nach außen gerichtete Bewegung der Münzen beendet, wenn diese an die Wand 31 des Eingangskanals 30 gelangen, obwohl sich die Münzen weiterhin in Umfangsrichtung entlang der Wand 31 durch die Rotationsbewegung der Platte 16 bewegen.

Wenn sich der Teller 13 dreht gelangen die Münzen im Eingangskanal 30, die sich dicht genug an der Wand 31 befinden zu einer Rampe 36, die abwärts zur Oberfläche 36a führt. Eine Wand 36b definiert eine innere Grenze für die Oberfläche 36a und erstreckt sich in einem nach innen gerichteten Bogen zu einer Rampe 42, die nach unten zur untersten Oberfläche 32 führt. Die Wand 36b neigt dazu, "schindelartig" oder "doppelt" übereinanderliegende Münzen abzustreifen. Vorzugsweise trennt die Wand 36b die obere Münze von einem Paar "schindelartig" oder "doppelt" übereinanderliegender Münzen und leitet die obere Münze zur Rampe 42 um sie zurückzuführen. Falsch ausgerichtete Münzen, die die Rampe 36 verfehlt haben, müssen ebenfalls rückgeführt werden. Die falsch ausgerichteten oder abgestreiften Münzen gelangen zur Wand 36b, und die Wand 36b leitet diese Münzen zur Rampe 42. Diese Münzen bewegen sich die Rampe 42 hinunter zur untersten Oberfläche 32, und wenn sich die Münzen die Rampe 42 hinunterbewegen, werden die Münzen in die Platte 16 gepreßt. Sind diese Münzen einmal in die Platte 16 gepreßt, verbleiben sie in derselben Radialposition, bewegen sich aber in Umfangsrichtung entlang der Oberfläche 32, bis sie zur Rückführrampe 44 gelangen. Die Rückführrampe 44 führt zurück nach oben in den Eingangskanal 30 und führt die falsch ausgerichteten oder abgestreiften Münzen zurück in den Eingangskanal 30.

Die Münzen, die die Oberfläche 36a erreichen, bewegen sich in Umfangsrichtung über die Oberfläche 36a, und in ähnlicher Weise gelangen die Münzen, die sich dicht genug an der Wand 31 befinden, zu einer Rampe 38, die nach unten zu einer Oberfläche 38a führt. Eine Wand 38b definiert die Innengrenze der Oberfläche 38a und erstreckt sich in einem nach innen gerichteten Bogen zur Rampe 42. Die Wand 38b bildet einen weiteren Münz-Abstreifmechanismus, um "schindelartig" oder "doppelt" übereinanderliegende Münzen zu verringern. Wie es oben für die Wand 36b beschrieben wurde, gelangen falsch ausgerichtete oder abgestreifte Münzen zur Wand 38b und die Wand 38b leitet die Münzen zur Rampe 42, um sie rückzuführen.

Die Münzen, die die Oberfläche 38a erreichen, bewegen sich weiter in Umfangsrichtung entlang der Oberfläche 38a aufgrund der Rotation des Drehtellers 13 und erreichen eine Rampe 46, die nach oben zu einem Warteschlangenkanal 48 führt. Eine Außenwand 50 des Warteschlangenkanals 48 erstreckt nach unten zur untersten Oberfläche 32 des Sortierkopfes 12. Eine Innenwand 51 des Warteschlangenkanals 48 neigt dazu, "schindelartige" oder "doppelte" Münzen innerhalb des Warteschlangenkanals 48 zu vermindern. Die Innenwand 51 erstreckt sich um weniger als die Dicke der dünnsten Münze nach unten, um die ober Münze "schindelartiger" oder "doppelter" Münzen zu erreichen. Beispielsweise stehen im Warteschlangenkanal 48 "doppelte" oder "schindelartige" Münzen unter dem Plattendruck und neigen dazu, in ihrer Radialposition zu bleiben. Wenn sich die "doppelten" oder "schindelartigen" Münzen in Umfangsrichtung bewegen und ihre Radialposition beibehalten, berührt somit die Innenwand 51 die obere der "schindelartigen" oder "doppelten" Münzen und neigt dazu, die Münzen zu trennen. Obwohl die Innenwand 51 die Münzen trennt, berührt die untere Münze eine schräge Oberfläche 51a, und ist die untere Münze einmal getrennt, steht sie immer noch unter dem Plattendruck durch die schräge Oberfläche 51a. Demzufolge behält die untere Münze ihre Radialposition während sie sich mit der Platte 16 in Umfangsrichtung bewegt, und läuft unter der schrägen Oberfläche 51a zur untersten Oberfläche 32, um rückgeführt zu werden.

Im Warteschlangenkanal 48 können die Münzen in Eingriff mit dem Sortierkopf 12 gepreßt werden. Dieser Plattendruck auf die Münzen wird bisweilen mit Zwangsführung bezeichnet. Sind die Münzen frei von der Zwangsführung, können sich die Münzen frei nach außen bewegen, bis die Münzen die Wand 50 des Warteschlangenkanals 48 erreichen, während sich die Münzen weiterhin in Umfangsrichtung aufgrund der Rotationsbewegung der Platte 16 bewegen. Stehen die Münzen jedoch unter Zwangsführung, behalten die Münzen ihre Radialposition, während sie sich weiterhin in Umfangsrichtung entlang des Warteschlangenkanals 48 aufgrund der Rotationsbewegung der Platte 16 bewegen.

Wenn sich die Münzen in Umfangsrichtung entlang des Warteschlangenkanals 48 bewegen, erreichen die Münzen unter Zwangsführung im Warteschlangenkanal 48 eine Rampe 52, die nach oben in einen tiefen Kanal 54 führt. Der Tiefen Kanal 54 löst die Zwangsführung auf dicke Münzen, die unter Zwangsführung im Warteschlangenkanal 48 und dadurch nicht im Stande waren, sich nach außen zu bewegen, um die Wand 50 des Warteschlangenkanals 48 zu erreichen. Wenn diese Münzen in den tiefen Kanal 54 eintreten, wird es den Münzen somit gestattet, sich nach außen zu bewegen und wie gewünscht eine Außenwand 54a des Tiefenkanals 54 zu erreichen. Die Wand 50 des Warteschlangenkanals 48 geht in die Wand 54a des tiefen Kanals 54 über. Nachdem die Münzen in den tiefen Kanal 54 eingetreten sind, befinden sie sich wie gewünscht in einem einschichtigen Münzfluß, der gegen die Außenwand 54a des tiefen Kanals 54 gerichtet ist.

Die Außenwand 54a führt den Münzstrom zu einer schmalen Rampe 56. Wenn sich die Münzen in Umfangsrichtung entlang der Außenwand 54a bewegen, erreichen sie die schmale Rampe 56, die nach unten zur untersten Oberfläche 32 des Sortierkopfes 12 führt. Am Anschlußende der Rampe 56 werden die Münzen fest in die Platte 16 gepreßt. Somit befinden sich die Münzen unter Zwangsführung. Daher wird die Radialposition der Münzen beibehalten wenn sie sich in Umfangsrichtung zum Größensortierkanal 58 bewegen.

Befindet sich eine der Münzen im Münzfluß, der nach oben zur schmalen Rampe 56 führt, nicht ausreichend dicht an der Wand 54a, um die schmale Rampe 56 zu erreichen, treffen die falsch ausgerichteten Münzen auf eine Außenwand 60 eines Rückführungskanals 61. Der Rückführungskanal 61 enthält eine schräge Oberfläche 62 die im Bezug auf die Plattenoberfläche leicht geneigt ist (z. B. 5 1/4 Grad). Eine geneigte Oberfläche 62 dieser Art gestattet es den falsch ausgerichteten Münzen, aus dem gepreßten Eingriff mit der Platte 16 wegzuschieben. Wenn die vorderen Ränder der falsch ausgerichteten Münzen gegen die Wand 60 stoßen, leitet die Wand 60 die falsch ausgerichteten Münzen zurück zum Eingangskanal 30, um sie rückzuführen.

Es kann passieren, das die korrekt ausgerichteten Münzen, die unter dem Rückführungskanal 61 entlanglaufen, leicht in ihrer Radialposition verschoben werden, wenn sich die Münzen in Umfangsrichtung zum Größensortierkanal 58 bewegen. Um dies zu korrigieren, treffen Münzen, die unter dem Rückführungskanal 61 entlanglaufen, auf eine Rampe 66, die in den Größensortierkanal 58 führt. Die Münzen verbleiben im Größensortierkanal 58 unter Druck, aber der Größensortierkanal 58 neigt dazu, die Münzen gegen eine äußere Größensortierwand 64 des Größensortierkanals 58 zu drücken, um sie erneut auszurichten. Der Größensortierkanal 58 und die Größensortierwand 64 geben den Münzen im Sortierweg Gelegenheit, ihre Außenränder an der Radialposition erneut auszurichten, die für ein korrektes Sortieren erforderlich ist. Um sicherzustellen, das jede Münze auf die Wand 64 trifft, nimmt der Radius der Größensortierwand 64 von der Mitte der Scheibe allmählich entlang der Länge des Größensortierkanals 58 ab.

Der Größensortierkanal 58 enthält vorzugsweise eine schräge Oberfläche 68, die im Bezug auf die Plattenoberfläche und zur Größensortierwand 64 geneigt ist, und eine tiefe Oberfläche 70. Die Münzen, die sich in den Größensortierkanal 58 bewegen, bleiben unter dem Druck vom Sortierkopf 12, aber die schräge Oberfläche übt einen unterschiedlich großen Druck auf die Münzen aus, wobei der Druck auf die Innenränder der Münzen größer ist. Auf diese Weise trägt die schräge Oberfläche 68 dazu bei, daß die Münzen nicht von der Wand 64 zurückschlagen, wenn die Radialposition der Münzen allmählich entlang der Länge des Größensortierkanals 58 verringert wird.

Wenn sich die Münzen entlang der Größensortierwand 64 des Größensortierkanals 58 bewegen, treffen die Münzen auf eine Größensortierrampe 72, die nach unten zur untersten Oberfläche 32 führt. Die Größensortierrampe 72 bewirkt, daß die Münzen fest in die Platte 16 gepreßt werden, wobei ihre äußeren Ränder mit dem Größensortierradius ausgerichtet ist, der durch die Größensortierwand 64 gegeben ist. Am Anschlußende der Größensortierrampe 72 befinden sich die Münzen unter Zwangsführung des Sortierkopfes 12. Dadurch wird sichergestellt, daß die Münzen sicher in der passenden Radialposition gehalten werden, die durch die Größensortierwand 64 bestimmt ist, wenn die Münzen die Abfolge von Ausgabekanälen 20,21, 22, 23, 24 und 25 erreichen.

Hinter dem Größensortierkanal 58 bildet der Sortierkopf 12 die Abfolge von Ausgabekanälen 20,21, 22, 23, 24 und 25, die als Wähleinrichtung dienen, um die Münzen unterschiedlicher Nennwerte an unterschiedlichen Umfangspositionen um den Rand des Sortierkopfes 12 auszugeben. Somit sind die Ausgabekanäle 20-25 in Umfangsrichtung um den Außenrand des Sortierkopfes beabstandet, wobei die innersten Ränder der nachfolgenden Kanäle zunehmend weiter von der gemeinsamen Radialposition der Außenränder aller Münzen zum Aufnehmen und Auswerfen der Münzen in der Reihenfolge zunehmender Durchmesser angeordnet sind. Bei der speziellen dargestellten Ausführungsform sind die sechs Kanäle 20- 25 so angeordnet, daß nacheinander Zehncentmünzen Kanal 20), Pennies (Kanal 21), Fünfcentmünzen (Kanal 22), 25-Centmünzen (Kanal 23), Susan-B.-Anthony- Dollarmünzen (Kanal 24) und Halbdollarmünzen (Kanal 25) ausgeworfen werden. Die innersten Ränder der Ausgabekanäle 20-25 sind so angeordnet, daß der Innenrand einer Münze nur eines bestimmten Nennwertes in den Kanal eintreten kann; die Münzen aller übrigen Nennwerte, die einen gegebenen Ausgabekanal erreichen, erstrecken sich nach innen hinter dem innersten Rand diese bestimmten Kanals, so daß diese Münzen nicht in den Kanal eintreten können und somit zum nächsten Ausgabekanal weiterlaufen.

Normalerweise arbeiten Münzsortiergeräte durch Ausüben eines Plattendruckes auf die Münzen, während sich diese Münzen innerhalb des Ausgabekanals des Münzsortiergerätes befinden. Den Plattendruck erhält man, weil der Ausgabekanal enger ist als die Dicke des Nennwertes, die dem Ausgabekanal entspricht. Während sie sich im Ausgabekanal befindet, ist eine Münze unter Plattendruck Kräften ausgesetzt, die dazu neigen, die Radialposition der Münze beizubehalten und die Münze in Umfangsrichtung zusammen mit der nachgiebigen Platte zu bewegen. Somit können Münzsortiergeräte, die Plattendruck auf die Münzen innerhalb des Ausgabekanals ausüben, die Münzen aus dem geeigneten Kanal drücken, was zu einer Fehlsortierung führt. Drückt der Plattendruck auf die Münze diese in die Platte, übt darüber hinaus die Platte eine starke Kraft in Drehrichtung auf die Münze aus, wodurch nicht nur die Möglichkeit vergrößert wird, daß die Münze unter die Wand des Ausgabekanals gedrückt wird, sondern auch die "Überlappung" zwischen dem Rand der Münze und der Ausgabekanalwand verringert wird, wodurch zusätzlich die Fehlsortierrate vergrößert wird, da die Platte eine Münze unter Plattendruck unter die Ausgabekanalwand drückt. Somit ergeben sich beim Sortiervorgang zwei potentielle Ungenauigkeiten, dadurch daß die Münzen einem Plattendruck ausgesetzt sind, während sie sich innerhalb des Ausgabekanals befinden. Zusätzlich erhöht die Ausübung des Plattendrucks auf jene Münzen innerhalb der Ausgabekanäle die Abnutzung an der Platte wie auch am Sortierkopf.

Dementsprechend fungiert bei der vorliegenden Erfindung jeder der Ausgabekanäle 20-25 als Ausgaberinne für einen bestimmten Münznennwert durch Lösen dieser bestimmten Münze aus der Druckverbindung mit der Platte 16 und Wegnahme des Druckes auf die Münze durch den Kontakt mit dem Sortierkopf 12. Deshalb ist jeder Ausgabekanal 20-25 von der untersten Seite 32 um einen Abstand ausgenommen, der größer ist als die Dicke des Münznennwertes, der dem bestimmten Ausgabekanal entspricht. Nachdem die Münzen vom Plattendruck gegen den Sortierkopf 12 gelöst sind, bewegen sich die Münzen frei entlang des Ausgabekanals und treten aufgrund der Zentrifugal- und Reibungskräfte, die auf die Münzen wirken, in eine Münzaufnahme aus. Für den Fall eines sofortigen Stops von einer vorbestimmten Anzahl von Münzen eines bestimmten Nennwertes, der sortiert wird, bewegen sich darüber hinaus die Münzen innerhalb des Ausgabekanals 20-25 weiterhin nach außen entlang des Ausgabekanals, und einige der Münzen verlassen den Ausgabekanal infolge der Trägheit der Münzen. Ein unmittelbares Stoppen minimiert den Münz-"Überlauf', und die Münzen innerhalb des Ausgabekanals zum Stopzeitpunkt stellen ein akzeptables Maß des Münz-"Überlaufs" dar.

Um die Münzen zu erfassen, die die Ausgabekanäle 20-25 verlassen, befinden sich herkömmliche Sensoren 80-85, wie etwa ein Pendel-Oszillator, am Rand des Sortierkopfes 12 und in Nähe der Ausgabeöffnungen 20a-25a der Ausgabekanäle 20- 25. Jeder Sensor 80-85 erzeugt beim Auswerfen einer Münze aus dem entsprechenden Ausgabekanal des Sensors ein Ausgabesignal. Eine Reihe von Zählern 90-95 reagieren auf diese Ausgabesignale und halten damit eine präzise Zählung der sortierten Münzen aufrecht, die aus dem Ausgabekanal ausgegeben werden. Jeder Zähler 90-95 kann aus einer hinreichend bekannten Zählvorrichtung bestehen. Wenn einer der Zähler 90-95 eine vorbestimmte Anzahl von Münzen erfaßt hat, die durch die Ausgabeöffnung des Ausgabekanals austreten, der diesem bestimmten Zähler entspricht, existiert ein vorbestimmter Zustand und der vorbe stimmte Zustand (d. h. eine vorbestimmte Anzahl von Münzen eines bestimmten Nennwertes hat eine Münzaufnahme gefüllt) löst ein sofortiges Anhalten der Drehscheibe 16 aus. Beim sofortigen Anhalten werden wenigstens einige der Münzen, die sich vollständig innerhalb eines Ausgabekanals 20-25 befinden, durch die Trägheit der Münzen aus dem Ausgabekanal herausgetrieben. Zusätzlich behalten Münzen, die sich innerhalb des Größensortierkanals 58 oder nicht vollständig innerhalb eines Ausgabekanals 20-25 nach Verlassen des Größensortierkanals 58 befinden, ihre Position, da diese Münzen unter Zwangsführung stehen.

Fig. 3-6 zeigen den Betrieb des Münzsortiergerätes von Fig. 1, bei dem drucklose Ausgabekanäle 20-25 und ein unmittelbares Anhalten in Abhängigkeit eines vorbestimmten Zustandes, wie etwa daß eine vorbestimmte Anzahl von Münzen eines bestimmten Nennwertes sortiert ist, zur Anwendung kommt. In Fig. 3 verläuft ein Strom von Münzen 88a-88m desselben Nennwertes durch das Münzsortiergerät. Die Münze ist soeben in den Größensortierkanal 58 eingetreten und folgt den Münzen 88b-88d im Größensortierkanal 58. Wie es zuvor erläutert wurde, gestattet es der Größensortierkanal 58 den Münzen, sich gegen die Größensortierwand 64 des Größensortierkanals 58 zu bewegen. Aus diese Weise richten der Größensortierkanal 58 und die Größensortierwand 64 die Münzen auf dem Sortierweg erneut aus und ordnen die Außenränder der Münzen an der geeigneten Radialposition an, die für eine korrekte Sortierung erforderlich ist.

Die korrekt radial ausgerichtete Münze 88e folgt den bereits ausgerichteten Münzen 88f 88m vom Größensortierkanal 58 zum Randbereich der stationären Scheibe 12, die die Ausgabekanäle 20-25 aufweist. Die Münze 88e erreicht die Rampe 72, die die Münze 88e in eine Preßverbindung mit der Platte 16 drückt, um die korrekte Radialposition der Münze beizubehalten, selbst wenn das Münzsortiergerät angehalten oder neu gestartet wird. Die Münzen 88f-88h passieren den Ausgabekanal 20, da der Durchmesser der Münzen 88f-88h größer ist als die Breite des Ausgabekanals 20. Somit verbleibt ein Teil der Münzen 88f-88h unter Zwangsführung, da die Münzen 88f-88h in einer gepreßten Verbindung zwischen der Platte 16 und der untersten Oberfläche 32 bleiben. Daher wird die Radialposition der Münzen 88f- 88h beibehalten, bis diese Münzen den Ausgabekanal 21 erreichen. Der Ausgabekanal 21 fungiert als Ausgaberinne für den Münznennwert der Münzen 88a-88m. Die Münzen 88i-88m sind vollständig in den Ausgabekanal 21 eingetreten und sind aus der Druckverbindung mit der Platte 16 gelöst, wodurch jeder Druck auf die Münzen 88i-88m des Sortierkopfes 12 aufgehoben ist. Nachdem die Münzen von der Platte 16 gelöst wurden, stehen sie nicht länger unter Zwangsführung. Demzufolge bewegen sich die Münzen frei entlang des Ausgabekanals 21 und treten durch die Ausgabeöffnung 21a in eine Münzaufnahme infolge der Zentrifugal- und Reibungskräfte aus, die auf die Münzen wirken.

Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht des Sortierweges entlang der Linie 6-6 von Fig. 3. Wie gezeigt, befindet sich die Münze 88g in Druckverbindung zwischen der Platte 16 und der untersten Oberfläche 32. Aufgrund dieser Druckverbindung mit der Platte 16 bleibt die Münze 88g in derselben Radialposition, bis sie auf den Ausgabekanal 21 trifft. Die Münze 88h hat eine Ausgaberampe 21b erreicht. Jede Aussparung 20-25 ist mit einer entsprechenden Ausgaberampe 20b-25b dargestellt. Die Ausgaberampe 21b überbrückt die unterste Oberfläche 32 und den Ausgabekanal 21, um allmählich den Plattendruck von der Münze 88h zu nehmen, wenn sie beginnt, in den Ausgabekanal 21 einzutreten. Dieser allmähliche Druckabbau verhindert ein Schlagen der Münze im Ausgabekanal 21. Wie dargestellt verbleibt ein Teil der Münze 88h in einer Druckverbindung mit der nachgiebigen Platte 16 und der untersten Oberfläche 32. Die Münzen 88i-88k gehen der Münze 88h im Sortierweg voraus. Die Münzen 88i-88k befinden sich vollständig im Ausgabekanal 21 und sind aus der Druckverbindung mit dem Sortierkopf 12 gelöst. Die Münzen 88i-88k bewegen sich frei nach außen und verlassen den Ausgabekanal 21 aufgrund der Zentrifugal- und Reibungskräfte, die auf die Münzen 881-88k wirken. Nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Münzen mit dem Zähler 91 gezählt ist, der dem Ausgabekanal 21 zugeordnet ist, existiert ein vorbestimmter Zustand, der ein sofortiges Anhalten der Drehscheibe 13 verlangt, um den Sortiervorgang zu stoppen. Wie in Fig. 1 gezeigt, reagieren die Zähler 90-95 auf Ausgabesignale von den Sensoren 80-85 und sind an einen Bremsmechanismus 98a gekoppelt. Der Bremsmechanismus 98a enthält eine Steuerschaltung 100a, die in Abhängigkeit eines Signals von den Zählern 90-95 den Bremsmechanismus 98a auslöst, um unverzüglich den Drehteller 13 anzuhalten. Das sofortige Anhalten des Drehtellers 13 kann auf vielfältige Art und Weise erfolgen, wie es dem Fachmann bekannt ist. Der Bremsmechanismus 98a kann beispielsweise eine Bremsanordnung 102 enthalten, die an den Elektromotor 14 gekoppelt ist. Bei Empfang des Signals für unverzügliches Anhalten von einem der Zähler 90-95, kann die Steuerschaltung 100a des Bremsmechanismus den Drehteller 13 unverzüglich durch augenblickliches Einwirken der Bremsanordnung 102 auf den Elektromotor 14 anhalten. Vorzugsweise signalisiert die Steuerschaltung 100a zudem einer Motor-Steuerschaltung 101, gleichzeitig ein Anhalten des Elektromotors 14 oder eine Stromunterbrechung zu diesem auszuführen.

Alternativ kann das sofortige Anhalten des Drehtellers 13 einen Bremsmechanismus (nicht gezeigt) mit einbeziehen, der eine Bremsanordnung (nicht gezeigt) und eine Kupplungsanordnung (nicht gezeigt) enthält. Das Münzsortiergerät der vorliegenden Erfindung hat einen Antriebsmechanismus (nicht gezeigt), der einen Wellenzapfen enthält, der mechanisch sowohl mit dem Elektromotor 14 als auch mit dem Drehteller 13 gekoppelt ist, um es dem Elektromotor 14 zu ermöglichen, den Drehteller 13 zu drehen. Bei Empfang des Signals von einem der Zähler 90-95, das eine vorbestimmte Zahl von Münzen eines bestimmten Nennwertes sortiert wurden, stoppt die Steuerschaltung 100c für den alternativen Bremsmechanismus (nicht gezeigt) unverzüglich den Drehteller 13 durch augenblicklichen Einsatz der alternativen Bremsanordnung (nicht gezeigt), wie etwa einer herkömmlichen Scheibenbremsenanordnung, auf den Antriebsmechanismus. Gleichzeitig mit der Auslösung der Bremsanordnung, kann die Steuerschaltung 100c zudem den Kupplungsmechanismus (nicht gezeigt) auslösen, der mit dem Antriebsmechanis mus in Eingriff steht. Einmal ausgelöst, löst die Kupplungsanordnung den Antriebsmechanismus vom Elektromotor 14, um ein sofortiges Anhalten des Drehtellers 13 mit Hilfe der Bremsanordnung zu erleichtern.

Eine weitere Alternative zum sofortigen Anhalten des Drehtellers 13 hat einen Bremsmechanismus 98b, der eine Steuer- und Antriebsschaltung 100b enthält, die an den Elektromotor 14 gekoppelt ist. Bei Empfang des Signals von einem der Zähler 90-95, daß eine vorbestimmte Anzahl von Münzen eines bestimmten Nennwertes sortiert wurde, kann die Steuer- und Antriebsschaltung 100b für den Bremsmechanismus 98b den Elektromotor 14 umgekehrt vorspannen, um den Drehteller unverzüglich anzuhalten.

Fig. 4 zeigt die Münzen 88a-88i von Fig. 3 weiter entlang des Sortierweges zu dem Augenblick, wenn der Zähler 91 erfaßt, daß eine vorbestimmte Anzahl von Münzen durch die Ausgangsöffnung 21a des Ausgabekanals 21 ausgetreten ist. Die Münzen 88h-88i haben den Ausgabekanal 21 durch die Ausgabeöffnung 21a bereits verlassen. Die Münzen 88j-88m von Fig. 3 erscheinen nicht in Fig. 4, da diese Münzen in die Münzaufnahme ausgetreten sind.

In Abhängigkeit des Signals vom Zähler 91, daß eine vorbestimmte Anzahl von Münzen eines Nennwertes entsprechend dem Ausgabekanal 21 sortiert wurde, stoppt der Bremsmechanismus unverzüglich die Drehung des Drehtellers 13. Zu dieser Zeit befinden sich die Münzen 88f 88g innerhalb des Ausgabekanals 21 und sind aus der Druckverbindung mit dem Sortierkopf 12 gelöst. Diese Münzen 88f- 88g bewegen sich daher frei nach außen entlang des Ausgabekanals 21 und haben, wie in Fig. 5 gezeigt, die Ausgabeaussparung 21 infolge der Trägheit jeder der Münzen 88f 88i verlassen. In der Zwischenzeit bleiben die Münzen 88b-88e in einer Druckverbindung mit dem Sortierkopf 12 und behalten somit ihre Position im Sortierweg bei. Zum Zeitpunkt des Anhaltens befindet sich die Münze 88a innerhalb des Größensortierkanals 58 und steht unter Zwangsführung. Somit neigt die Münze 88a ebenfalls dazu, in ihrer Position innerhalb des Größensortierkanals 58 zu bleiben.

Das Münzsortiergerät der vorliegenden Erfindung wurde insbesondere mit dem Sortierkopf 12 beschrieben. Der stationäre Sortierkopf der vorliegenden Erfindung kann jedoch eine Reihe unterschiedlicher Formen annehmen. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise einen Sortierkopf beinhalten, der die Münzen zu den Ausgabekanälen am Rand des Sortierkopfes leitet, wobei Kanäle mit konvergierenden Wänden verwendet werden, um die Münzen zu den Ausgabekanälen zu leiten. Zudem sind viele Geräte und Verfahren zum unverzüglichen Anhalten des Drehtellers auf diesem Gebiet bekannt, und es stehen zusätzliche Verfahren und Geräte zum unverzüglichen Anhalten des Drehtellers 13 anstelle der drei insbesondere beschriebenen, alternativen Bremsmechanismen zur Verfügung. Ein erfinderischer Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung besteht in der Verwendung von Ausgabekanälen, die keinen Druck auf die Münzen ausüben, und darin, daß bei Auftreten eines vorbestimmten Zustandes der Drehteller unverzüglich angehalten wird, so daß die Münzen innerhalb der Ausgabekanäle aus dem Münzsortiergerät aufgrund der Trägheit der Münzen ausgegeben werden.

Somit ermöglicht das Münzsortiergerät mit der Verwendung druckloser Ausgabeaussparungen 20-25 zusammen mit dem unverzüglichen Anhalten ein einfacheres Münzsortiergerät, das einfacher herzustellen und billiger ist als andere Verfahren zur Ausführung des Sortiervorganges. Die vorliegende Erfindung erreicht dies mit einem akzeptablen Ausmaß eines Überlaufs sortierter Münzen und vermindert Ungenauigkeiten und Fehlsortierungen, die bei Münzsortiergeräten auftreten, die unter Druck gesetzte Ausgabekanäle verwenden.


Anspruch[de]

1. Münzsortiervorrichtung zum Sortieren einer Gruppe Münzen unterschiedlicher Nennwerte und zum unmittelbaren Abbrechen des Sortiervorgangs, enthaltend:

einen Drehteller (13) mit einer ersten Oberfläche zur Aufnahme der gemischten Münzen (88a bis 88i);

eine Einrichtung (14) zum Drehen des Tellers (13);

einen stationären Sortierkopf (14) mit einer Unterseite parallel zu der ersten Oberfläche des Drehtellers (13) und in geringem Abstand davon zum Führen der gemischten Münzen längs eines Sortierweges;

eine zentrale Öffnung (40) im stationären Sortierkopf (12), um Münzen auf die erste Oberfläche des Drehtellers (13) aufgeben zu können;

einen Warteschlangenbereich an der Unterseite des Sortierkopfes (12) mit einem Warteschlangenkanal (48) zum selektiven Leiten der rotierenden, gemischten Münzen in einen Sortierweg, wobei der Warteschlangenbereich die fortgesetzte Drehung der gemischten Münzen auf der ersten Oberfläche des Drehtellers (13) ermöglicht;

einen Größensortierbereich an der Unterseite des stationären Sortierkopfes (12) mit einem Größensortierkanal (58) zur Aufnahme von Münzen aus dem Warteschlangenbereich in einer Einzelablagekonfiguration und zum Manipulieren der radialen Position eines jeden Nennwerts der Münzen;

einen Ausgabebereich an der Unterseite des stationären Sortierkopfes (12) mit mehreren Ausgabekanälen (20 bis 25) zur Entgegennahme der Münzen aus dem Größensortierbereich und zum Ermöglichen, daß rotierende Münzen an radialen Positionen, die durch den Größensortierkanal (58) bestimmt sind, die Münzsortiervorrichtung durch eine Ausgabeöffnung (20a bis 25a) für jeden der Ausgabekanäle (20 bis 25) längs des Umfangs des stationären Sortierkopfes (12) verlassen, wobei jeder der Ausgabekanäle (20 bis 25) jede Münze, die in den Ausgabekanal unter dem Druck der Unterseite des Sortierkopfes (12) eintritt, freigibt und dadurch eine Auswärtsbewegung von Münzen innerhalb der Ausgabekanäle (20 bis 25) zuläßt,

mehrere Ausgabesensoren (80 bis 85), die an den Ausgabeöffnungen (20a bis 25a) der Ausgabekanäle (20 bis 25) angeordnet sind, wobei die Ausgabesensoren (80 bis 85) auf das Austreten von Münzen durch die Ausgabeöffnungen (20a bis 25a) ansprechen und Ausgabesignale in Abhängigkeit vom Austreten der Münzen abgeben, wobei die Ausgabesensoren (80 bis 85) mit Zählern (90 bis 95) gekoppelt sind, die auf die Ausgabesignale ansprechen, um eine exakte Zählung der die Ausgabeskanäle (20 bis 25) an jeder der Ausgabeöffnungen (20a bis 25a) verlassenden Münzen auszuführen, wobei jeder der Zähler (90 bis 95) beim Erreichen einer vorbestimmten Zahl ein Zählsignal abgibt; und

einen Bremsmechanismus (98a; 98b), der auf das Zählsignal anspricht, um den Drehteller (13) sofort anzuhalten, was zur Folge hat, daß Münzen (88a bis 88i), die sich in den Ausgabekanälen (20 bis 25) befinden, die Ausgabekanäle aufgrund ihres Trägheitsmoments verlassen.

2. Münzsortiervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung zum Drehen des Tellers einen mit dem Drehteller (13) gekoppelten Motor (14) umfaßt.

3. Münzsortiervorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Motor ein Elektromotor (14) ist und der Bremsmechanismus (98b) mit dem Elektromotor gekoppelt ist, wobei der Bremsmechanismus (98b) den Elektromotor (14) im Ansprechen auf ein Zählsignal im sofortigen Anhalten des Drehtellers (13) umgekehrt vorspannt.

4. Münzsortiervorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Motor (14) mit dem Drehteller (13) durch einen Antriebsmechanismus verbunden ist, wobei der Bremsmechanismus eine Bremse enthält, die mit dem Antriebsmechanismus gekoppelt ist und in den Antriebsmechanismus im Ansprechen auf ein Zählsignal eingreift, um den Drehteller sofort anzuhalten.

5. Münzsortiervorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Bremsmechanismus einen Kupplungsmechanismus enthält, der zusammen mit der Bremse arbeitet.

6. Münzsortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Münzen innerhalb des Größensortierkanals (58) unter dem Druck der Unterseite des Sortierkopfes (12) stehen, so daß die Position der Münzen innerhalb des Größensortierbereiches beim sofortigen Anhalten des Drehtellers (13) aufrechterhalten wird.

7. Münzsortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der Münzen, die innerhalb des Größensortierkanals unter dem Druck der Unterseite des Sortierkopfes stehen, von einer nachgiebigen Platte (16) unterstützt sind, die auf die Oberseite eines massiven Metalltellers (17) geklebt ist.

8. Verfahren zum Beendigen des Sortierens von Münzen durch einen stationären Sortierkopf, der eine Unterseite hat, und einen Drehteller, der eine erste Oberfläche hat, wobei der Sortierkopf und der Drehteller mit ihren Oberflächen in engem Abstand zueinander parallel angeordnet sind, umfassend die folgenden Schritte;

Drehen der Münzen auf dem Drehteller;

Auswärtsleiten der Münzen längs eines Einzelreihen-Umfangssortierweges im Bereich zwischen dem Sortierkopf und dem Drehteller, um den inneren Rand eines jeden Münznennwerts an eine zugewiesene radiale Position in dem Bereich zu bringen;

Ergreifen jedes Nennwerts an seiner zugewiesenen radialen Position und Freigeben jedes Nennwerts von der Druchbeaufschlagung innerhalb eines Ausgabekanals für jeden Nennwert, um es der Münze zu erlauben, sich innerhalb des Ausgabekanals nach außen zu bewegen und den Münzwert aus diesem Bereich durch den Ausgabekanal abzugeben, der längs des Umfangs der stationären Scheibe für jeden Nennwert angeordnet ist;

Abfühlen eines vorbestimmten Zustandes;

sofortiges Anhalten der Drehung des Drehtellers im Ansprechen auf den vorbestimmten Zustand und Zulassen, daß Münzen innerhalb der Ausgabekanäle diesen Bereich aufgrund ihrer Massenträgheit verlassen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Abfühlschritt das Zählen der Münzen jedes Nennwerts, die jeden der Ausgabekanäle verlassen, umfaßt, um den vorbestimmten Zustand einer vorbestimmten Zahl sortierter Münzen zu bestimmen, die an irgendeinem der Ausgabekanäle, die längs des Umfangs des Sortierkopfes angeordnet sind, austreten.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Schritt des Anhaltens weiterhin den Schritt des Aufrechterhaltens der Position der Münzen innerhalb eines Größensortierbereiches des Sortierkopfes umfaßt.







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