Brevet FR2755275A1 — publié le 19980430

DISPOSITIF D'ENCAISSEMENT OU DE REJET DE PIECES DE MONNAIE OU DE JETONS CIRCULAIRES, ET SON PROCEDE DE MISE EN (EUVRE La présente invention se rapporte à un dispositif d'encaissement ou de rejet de pièces de monnaie ou, ce qui revient au même, de jetons circulaires, ce dispositif équipant un appareil distributeur de produits, par exemple de boissons, ou de services, par exemple de services téléphoniques, qui fonctionne par introduction de pièces ou de jetons dans un " monnayeur " intégré à l'appareil. Elle se rapporte aussi à un procédé de mise en oeuvre de ce dispositif. Les appareils téléphoniques à pièces de monnaie ou à jetons ne peuvent pas être raccordés sur le réseau d'alimentation en énergie électrique, car la plupart des législations l'interdisent pour d'évidents impératifs de protection du réseau téléphonique. La seule source d'énergie disponible pour faire fonctionner le monnayeur d'un appareil téléphonique de ce type reste donc celle du réseau téléphonique lui-même, qui ne peut malheureusement pas fournir une puissance aussi élevée que celle du réseau électrique 220 ou 230 volts. En fait, la puissance électrique que peut fournir le réseau téléphonique pour faire fonctionner les organes électromécaniques d'un monnayeur d'appareil téléphonique ne dépasse généralement pas quelques dizaines de milliwatts. Comme état de la technique peut être cité le document FR-A- 2.494.011 qui décrit un dispositif accumulateur-encaisseur de pièces de monnaie qui comporte un organe d'éjection, ou de déstockage, utilisant un électroaimant à noyau plongeur faisant office de butée escamotable de retenue des pièces de monnaie accumulées l'une derrière l'autre ou l'une sur l'autre dans une glissière inclinée. Cependant, un électroaimant nécessite, pour son actionnement, une puissance électrique qui ne peut pas être considérée comme très faible, de sorte que l'exploitation d'un tel dispositif est nécessairement limitée. En outre, son temps de réponse est assez élevé par rapport aux exigences de rapidité qui sont requises par le système de tri électronique. L'invention, qui vise à remédier à ces inconvénients, a pour objet de proposer un système qui exige très peu de puissance électrique pour son actionnement et qui ait un temps de réserve bien plus bref que celui des systèmes à un ou plusieurs électroaimants utilisés jusqu'alors. Elle se rapporte à cet effet à un dispositif d'encaissement ou de rejet de pièces de monnaie ou de jetons circulaires, ce dispositif comprenant: * un chemin de roulement, incliné par rapport à l'horizontale et dans lequel les pièces ou jetons arrivent l'une derrière l'autre après avoir été testées par un organe de sélection placé en amont et fournissant un signal électrique de commande d'encaissement ou de rejet de chaque pièece ou jeton, * et un volet, ou trappe, à deux positions qui est conçu pour diriger les pièces soit vers une voie de rejet lorsqu'il est en une première position, soit vers une voie d'encaissement lorsqu'il est en son autre position, l'actionnement de ce volet étant déclenché par un organe électromécanique lorsque ce dernier reçoit ledit signal électrique de commande d'encaissement ou de rejet, caractérisé en ce que ledit organe électromécanique est animé par un élément piézo-électrique se déformant en flexion, dans un premier sens ou dans le sens opposé, sous l'action d'un champ électrique, continu mais de polarité réversible, qui est engendré par ledit signal électrique de commande soit d'encaissement pour ce premier sens de déformation en flexion, soit de rejet pour le sens de déformation opposé. Typiquement, cet élément piézo-électrique est un élément piézo- électrique bimorphe ou multimorphe. Selon une forme avantageuse de réalisation, le chemin de roulement est constitué d'une goulotte ou tube, et ledit volet, ou trappe, est un volet, ou trappe, escamotable qui constitue, à cet endroit, le fond de cette goulotte ou tube et qui est normalement rappelé mécaniquement en une de ses deux positions. Ce volet peut être alors un volet basculant par rotation autour d'une charnière, et l'élément piézo-électrique est alors conçu pour venir, lorsqu'il reçoit un signal indiquant que la pièce incidente doit être sélectionnée, se glisser sous ce volet pour lui servir alors de pied de support l'empêchant de basculer sous le poids de la pièce et a contrario revenir à sa position initiale de rejet de pièce incidente lorsqu'il reçoit le signal de rejet. Ce volet peut être aussi une trappe rétractable et normalement rétractée en position de repos, et l'élément piézo-électrique est alors conçu pour venir, lorsqu'il reçoit ledit signal de sélection, le pousser alors dans sa seconde position pour laquelle il forme, à cet endroit, le fond de la goulotte afin de laisser passer cette pièce incidente, et a contrario pour revenir à sa position initiale de rejet de pièce incidente lorsqu'il reçoit le signal de rejet. L'invention se rapporte aussi à un procédé de mise en oeuvre de ce dispositif, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement: * à envoyer sur l'élément piézo-électrique une impulsion électrique de commande d'un premier signe, par exemple une impulsion positive, lorsque l'utilisateur met l'appareil en route, par exemple en décrochant le combiné téléphonique en cas de dispositif pour téléphone à pièces ou jetons, ce premier signe correspondant à l'actionnement du volet ou trappe pour une pièce bonne pour l'encaissement, * puis, à chaque introduction d'une pièce ou jeton, à envoyer une même impulsion, positive dans cet exemple, si ledit organe de sélection donne un résultat de test positif, et donc à autoriser le passage de la pièce ou jeton vers l'encaissement, et a contrario, en cas de test négatif, à envoyer alors sur cet élément piézo-électrique une impulsion de signe inverse, négative dans cet exemple, afin de dégager immédiatement le volet ou trappe vers son autre position relative à une pièce à rejeter, * et à envoyer enfin, si ledit test de la dernière pièce était positif, une impulsion du second signe sur le volet ou trappe, négative dans l'exemple considéré, lorsque l'on stoppe le fonctionnement de l'appareil, dans cet exemple téléphonique en raccrochant le combiné, afin de revenir immédiatement au point de départ. De toute façon, l'invention sera bien comprise et ses divers avantages et caractéristiques ressortiront mieux, lors de la description suivante de deux exemples non limitatifs de réalisation, en référence au dessin schématique annexé dans lequel: * Figure 1 est un bref rappel de la constitution et du fonctionnement de la plaquette piézo- électrique bimorphe qui est utilisée pour ces deux exemples de réalisation. * Figure 2 est une vue perspective, partielle et écorchée, d'un premier exemple de réalisation de l'invention. * Figure 3 est une vue perspective partielle d'un second exemple de réalisation de cette invention. En se référant à la figure 1, la référence 1 désigne une classique plaquette piézo-électrique bimorphe qui est obtenue par assemblage de deux plaquettes en céramique piézo-électrique 2, 3 qui sont collées l'une sur l'autre, avec interposition d'une mince plaquette métallique médiane 4 qui forme l'électrode intérieure du bimorphe 1, et qui sont susceptibles de recevoir des polarisations opposées. Deux minces électrodes métalliques extérieures 5, 6, de mêmes longueur et largeur que les plaquettes céramiques 2, 3 ainsi que l'électrode centrale 4, sont par suite collées sur chacune des faces respectives du bimorphe 1. L'électrode médiane 4 est connectée, par un fil électrique de liaison 9, à une première borne 8 d'une source 10 de tension continue, mais de polarité réversible sous commande extérieure, tandis que les deux électrodes externes 5 et 6 sont respectivement connectées, par des fils de liaison respectifs 11 et 12, à l'autre borne 7 de cette source de tension continue 10. En appliquant, entre les bornes 7 et 8, une tension continue d'une première polarité, la plaquette bimorphe 1 se déforme en flexion dans un premier sens pour venir prendre, si elle est fixée à son extrémité inférieure et laissée libre à son extrémité supérieure, la position latérale désignée sur la figure 1 par la référence lA. Pour une plaquette bimorphe d'une longueur de 35 mm et d'une épaisseur de 0,60 mm, la face supérieure libre de cette plaquette va alors se déplacer (vers la gauche sur le dessin) sur une distance de l'ordre de 0,25 à 0,5 mm selon la qualité du matériau électrique et l'amplitude de la tension continue appliquée. Les matériaux piézo-électriques utilisés ici sont des éléments rémanents, qui se déplacent quasi instantanément (en environ une milliseconde pour fixer les idées) de la position 1 à la position lA lorsqu'une brève impulsion de commande (de 1 à 3 millisecondes de largeur par exemple) leur est appliquée par la source 10, mais qui ensuite restent, par effet de mémoire mécanique, en cette position de déviation latérale 1A pendant un temps relativement très important, couramment de l'ordre de plusieurs minutes, si plus aucune tension ne leur est ensuite appliquée. En revanche, si, à partir de cette position de déviation latérale IA, on applique, à cet élément bimorphe et via la source 10, une aussi brève impulsion de commande dont la polarité est opposée à la première et de sensiblement même amplitude, ce bimorphe revient quasi instantanément (là encore en une milliseconde environ) à sa position initiale 1A. Cet élément se comportant comme une capacité, le simple fait de court- circuiter, en l'absence d'alimentation 10, les points 7 et 8 provoque la décharge de ladite capacité et le résultat obtenu est identique. Le bimorphe revient quasi instantanément à sa position initiale. C'est ce mode de fonctionnement qui est utilisé dans la présente invention. En se référant à maintenant à la figure 2, il s'agit donc d'un dispositif qui est destiné à encaisser ou à rejeter des pièces de monnaie 13 qui arrivent l'une derrière l'autre dans une goulotte inclinée 14 qui se compose ici de deux joues latérales et sensiblement verticales 15, 16 et d'une plaque de fond 17 qui est inclinée de quelques dizaines de degrés par rapport à l'horizontale. La goulotte 14 a une largeur légèrement supérieure à la largeur des pièces 13, de manière à leur permettre d'y rouler sans difficulté. Bien entendu, les pièces de monnaie 13 peuvent aussi être des jetons circulaires, ce qui revient au meme. La sélection, ou tri, des pièces 13 - soit bonnes et donc à encaisser, soit mauvaises et donc à rejeter - s'effectue basiquement à l'aide d'un volet basculant 17A qui constitue le fond 17 de la goulotte 14 dans la zone de tri de ces pièces. Le volet 17A est normalement ramené en position d'alignement avec tout le fond 17, selon la position de la figure 2, par un ressort de rappel élastique 18. Il tourne autour d'un axe 19 qui est extérieur à la goulotte 14 et parallèle à cette dernière, de sorte que, comme représenté, le volet 17A vient en butée haute contre les deux arêtes inférieures des deux joues 15, 16 de cette goulotte. L'axe 19 est porté par des paliers d'extrémité 20, 21. La force de rappel du ressort 18 est assez faible pour que le volet 17A bascule vers le bas, en tournant autour de l'axe 19, sous le poids d'une pièce incidente 13. Dans ce cas, la pièce 13 tombe dans une goulotte d'évacuation 22 et est évacuée ainsi vers l'extérieur. Pour la clarté du dessin, la joue avant de cette goulotte d'évacuation 22 n'est pas représentée sur la figure 2. Comme représenté, une plaquette piézo-électrique bimorphe 1 selon la figure 1 est positionnée debout, parallèlement à la goulotte 14, et tout près du bord libre 23 du volet basculant 17A, à une distance de celui-ci qui, étant par exemple de l'ordre de 0,1 mm, est suffisante pour laisser le volet 17A basculer librement lorsque ce bimorphe 1 ne reçoit pas de tension continue de polarisation. La plaquette bimorphe 1 est fixée à sa partie inférieure dans des mâchoires de maintien 24, 25. Une prise à trois broches 26 permet de réaliser la connexion, selon Figure 1, des trois électrodes 4, 5, 6 de la plaquette bimorphe 1. A noter que, lorsque la polarisation est appliquée dans le sens qui fait dévier la plaquette bimorphe en direction du volet 17A, c'est-à-dire vers sa position lA, cette plaquette vient se glisser, par son bord libre supérieur, sous l'arête libre 23 de ce volet basculant 1A, et elle sert alors de pied de support qui empêche le volet 17A de basculer vers le bas sous le poids d'une pièce incidente 13. Cette pièce incidente roule alors sur le volet 17A, qui est maintenu en alignement avec le fond 17 grâce à ce pied de support 1A, et elle continue son chemin dans la goulotte 14 pour arriver enfin dans le dispositif d'encaissement qui est prévu en aval. Le fonctionnement du sélectionneur selon la figure 2 sera maintenant expliqué en supposant que ce sélectionneur équipe un appareil téléphonique à pièces ou à jetons. Si un utilisateur distrait vient à introduire des pièces 13 sans avoir préalablement décroché le combiné, l'organe électronique central (non représenté) est alors inactif et aucune tension de polarisation n'est appliquée sur l'élément bimorphe 1 via sa prise de connexion 26, de sorte que ces pièces 13 font donc basculer le volet 17A pour tomber dans la goulotte d'évacuation 22 et être donc éjectées vers l'extérieur pour être restituées à cet utilisateur maladroit. A contrario, si l'utilisateur vient à décrocher le combiné avant d'introduire ses pièces 13 dans l'appareil téléphonique, ledit organe électronique central (non représenté) de cet appareil téléphonique envoie, sur la prise 26, une impulsion brève (de l'ordre de 2 à 3 millisecondes de durée) qui entraîne le déplacement quasi instantané (en une milliseconde environ) du bimorphe 1 vers sa position de déviation vers la gauche lA. Cet élément bimorphe 1 vient donc alors servir de pied de support anti-basculement pour le volet 17A. A noter qu'une plaquette piézo-électrique bimorphe est un élément physiquement rémanent, qui conserve de ce fait sa déformation lA pendant le temps nécessaire à l'introduction de la pièce suivante, mais sous contrôle de l'unité électronique de tri qui confirmera la validité de la pièce ou du jeton par l'émission d'une impulsion validant la position du bimorphe. Par contre, dans le cas contraire, une impulsion de polarité opposée ou un court-circuit de l'élément bimorphe le ramènera sur la position d'origine et la pièce sera évacuée. il est à noter que le temps de réaction de l'élément doit être très rapide, puisque la décision du rejet est prise par la détection qui est située à quelques centimètres en amont et que la pièce ou le jeton roule sur la glissière 17. Lorsque donc l'utilisateur introduit alors une pièce 13 dans l'appareil cette pièce passe d'abord à travers un classique dispositif de reconnaissance qui vérifie que cette pièce et bien une pièce que l'appareil peut accepter. Ce dispositif de reconnaissance, non représenté au dessin, est placé, sur le chemin de roulement 14, en amont du dispositif de la figure 2. Si ce test est positif, c'est-à-dire si la pièce incidente 13 est acceptable pour l'appareil, l'organe électronique central commande la plaquette bimorphe 1 de façon qu'elle reste alors en sa position de déviation lA. ceci peut se faire soit en n'envoyant aucune impulsion électrique sur la prise 26, et l'on considère alors que le bimorphe reste en sa position déviée 1A par pur effet de rémanence mécanique, soit, pour plus de sécurité au cas o l'on aurait affaire à un utilisateur très lent, en envoyant sur ce bimorphe une impulsion de polarisation identique à celle qui avait été envoyée lors du décrochement du combiné. La pièce 13 roule alors normalement sur le volet 17A pour continuer ensuite son chemin dans la goulotte 14, vers le dispositif d'encaissement placé en aval. Si a contrario cette pièce incidente 13 n'est pas reconnue comme acceptable, l'organe électronique central envoie sur la prise 26 une impulsion brève, identique à la précédente mais de signe inverse, ou court-circuit de l'élément comme décrit ci-après. L'élément bimorphe revient alors quasi instantanément (en une milliseconde environ) à sa position de départ 1 o il est dégagé du volet basculant 17A. Ce dernier bascule alors lorsque la pièce 13 l'atteint, et cette dernière est rejetée vers l'extérieur via la goulotte d'évacuation 22. Ces phénomènes se répètent de même façon pour les pièces suivantes. Lorsque l'utilisateur raccroche finalement le combiné, deux cas peuvent se produire: * ou bien la dernière pièce était une pièce acceptée par l'appareil, et donc le bimorphe était en position de déviation lA, et dans ce cas l'organe électronique central envoie sur la prise 26 une impulsion de polarisation qui ramène ce bimorphe dans sa position de repos 1: l'appareil téléphonique est donc alors immédiatement réutilisable; * ou bien cette dernière pièce était une pièce rejetée par l'appareil, de sorte que le bimorphe était dans sa position de repos 1, et dans ce cas, rien ne se passe puisqu'alors cet appareil est ipso facto immédiatement réutilisable. En se reportant maintenant à la figure 3, il s'agit d'une variante de réalisation qui ne diffère pas, dans son principe général, de celle selon la figure 2, si ce n'est que par des différences d'ordre purement mécanique. Le fond escamotable du chemin de roulement 14, ici constitué par un tube fermé, n'est pas ici constitué par un volet basculant, mais par la face supérieure 17B d'une palette rétractable 27 en forme de L renversé. Cette palette 27 est montée sur une lame-ressort 28 verticale, qui est elle-même fixée sur la partie inférieure 29A d'un châssis rigide 29 dont la partie supérieure forme un étrier 29B sur lequel est fixée, par une plaquette d'attache 30, l'extrémité supérieure de l'élément piézoélectrique bimorphe 1, qui est sensiblement identique, éventuellement aux dimensions externes près, à celui de la figure 2. Dans ce cas de figure, c'est donc l'extrémité inférieure de la plaquette bimorphe 1 qui est libre. Lorsque cette plaquette bimorphe est au repos (position 1 des figures 1 et 2), elle ne pousse pas sur la partie basse de la palette 27, et la face supérieure 17B de cette palette est en sa position de repos, écartée latéralement du fond 17 du chemin de roulement 14, de sorte qu'alors le fond 17 est interrompu à cet endroit et que les pièces incidentes peuvent alors y tomber pour être, comme précédemment, évacuées vers l'extérieur selon le cas. Comme on le voit sur le dessin, une ouverture latérale 31 est prévue dans le tube incliné 14 pour laisser le libre passage pour le fond escamotable 17B qui forme la partie supérieure de la palette basculante 27. A noter que la prise électrique à trois broches 26 est ici portée par l'étrier 29B et que, pour faciliter le fonctionnement du dispositif, la palette 27 porte, à sa partie inférieure, une butée en excroissance 32 sur laquelle porte l'extrémité libre inférieure de la plaquette bimorphe 1. De la sorte, lorsque la plaquette bimorphe 1 est polarisée pour venir en sa position de déviation lA, c'est-à-dire vers la gauche comme précédemment, elle vient pousser sur l'excroissance 32 et donc faire basculer, autour de sa charnière- ressort 28, la palette 27 vers la gauche ce qui vient placer la partie 17B en alignement avec le fond 17, dont elle vient donc alors assurer la continuité positive. A contrario, lorsque la plaquette bimorphe est ramenée en sa position de repos 1, la lame-ressort 28 ramène la palette 27 dans sa position initiale, ce qui ouvre donc, au niveau de l'ouverture latérale 31 de la figure 3, le fond 17 du tube 14. Pour le reste, le fonctionnement électrique de ce dispositif ne diffère pas de celui précédemment décrit en référence à la figure 2. Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée aux deux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits. C'est ainsi par exemple que l'élément piézo- électrique utilisé pourrait être un élément autre qu'une plaquette bimorphe, par exemple une barrette multimorphe. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'encaissement ou de rejet de pièces de monnaie ou de jetons circulaires (13), ce dispositif comprenant: * un chemin de roulement (14), incliné par rapport à l'horizontale et dans lequel les pièces ou jetons (13) arrivent l'un derrière l'autre après avoir été testés par un organe de sélection placé en amont et fournissant un signal électrique de commande d'encaissement ou de rejet de chaque pièece ou jeton, * et un volet (17A), ou trappe (17B), à deux positions qui est conçu pour diriger les pièces soit vers une voie de rejet lorsqu'il est en une première position, soit vers une voie d'encaissement lorsqu'il est en son autre position, l'actionnement de ce volet étant déclenché par un organe électromécanique lorsque ce dernier reçoit ledit signal électrique de commande d'encaissement ou de rejet, caractérisé en ce que ledit organe électromécanique est animé par un élément piézo-électrique (1) se déformant en flexion, dans un premier sens ou dans le sens opposé, sous l'action d'un champ électrique, continu mais de polarité réversible, qui est engendré par ledit signal électrique de commande soit d'encaissement pour ce premier sens de déformation en flexion, soit de rejet pour le sens de déformation opposé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que cet élément piézo-électrique est une plaquette piézo-électrique bimorphe (1). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le chemin de roulement est constitué d'une goulotte, ou tube (14) et ledit volet (17A), ou trappe (17B), est un volet, ou trappe, escamotable qui constitue, à cet endroit, le fond (17) de cette goulotte ou tube (14), et qui est normalement rappelé mécaniquement en une de ses deux positions. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit volet (17A) est un volet basculant par rotation autour d'une charnière (19), et en ce que l'élément piézo-électrique (1) est alors conçu pour venir, lorsqu'il reçoit un signal indiquant que la pièce incidente (13) doit être sélectionnée, se glisser sous ce volet (17A) pour lui servir alors de pied de support (1A) l'empêchant de basculer sous le poids de la pièce et a contrario revenir à sa position initiale (1) de rejet de pièce incidente lorsqu'il reçoit le signal de rejet. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit volet est une trappe (17B) rétractable et normalement rétractée en position de repos, et en ce que l'élément piézo-électrique (1) est alors conçu pour venir, lorsqu'il reçoit ledit signal de sélection, le pousser alors dans sa seconde position pour laquelle il forme, à cet endroit, le fond (17) de la goulotte ou tube (14) afin de laisser passer cette pièce incidente (13), et a contrario pour revenir à sa position initiale de rejet de pièce incidente lorsqu'il reçoit le signal de rejet. 6. Procédé de mise en oeuvre du dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement: * à envoyer sur l'élément piézo-électrique (1) une impulsion électrique de commande d'un premier signe, par exemple une impulsion positive, lorsque l'utilisateur met l'appareil en route, par exemple en décrochant le combiné téléphonique en cas de dispositif pour téléphone à pièces ou jetons, ce premier signe correspondant à l'actionnement du volet (17A) ou trappe (17B) pour une pièce bonne pour l'encaissement, * puis à chaque introduction d'une pièce ou jeton (13), à envoyer une même impulsion, positive dans cet exemple, si ledit organe de sélection donne un résultat de test positif, et donc à autoriser le passage de la pièce (13) ou jeton vers l'encaissement, et a contrario, en cas de test négatif, à envoyer alors sur cet élément piézo-électrique une impulsion de signe inverse, négative dans cet exemple, afin de dégager immédiatement le volet (17A) ou trappe (17B) vers son autre position relative à une pièce à rejeter, * et à envoyer enfin, si ledit test de la dernière pièce était positif, une impulsion du second signe sur le volet (17A) ou trappe (17B), négative dans l'exemple considéré, lorsque l'on stoppe le fonctionnement de l'appareil, dans cet exemple téléphonique en raccrochant le combiné, afin de revenir immédiatement au point de départ.