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Einrichtung zum automatischen Aussortieren von fehlerhaften Kleinteilen, insbesondere Knöpfen
Bei der Massenerzeugung von Kleinteilen, welche mehr oder weniger durchsichtig und bzw. oder mit Löchern versehen sind, ist es notwendig, Teile, die in ihrer Färbung oder Form nicht den
Anforderungen entsprechen, von den übrigen zu trennen. Für die weitere maschinelle Verarbeitung solcher KLeinteile wird nämlich gefordert, dass sie innerhalb bestimmter Toleranzen masshaltig sind und dass vorhandene Löcher nicht etwa durch eine dünne Haut (wie es bei Kunststoffpressteilen vorkommt) abgedeckt sind.
Die also notwendige Aussortierungsarbeit erforderte Arbeitskräfte und war trotzdem nicht befriedigend, weil der auf den Kleinteilen infolge ihrer elektrostatischen Aufladung abgesetzte und von der Zerspanung oder sonstwoher stammende Staub ein Erkennen von Fehlern sehr erschwerte, ja manchmal verhinderte.
Die Erfindung behebt die bisherigen Mängel und schafft eine Einrichtung, welche eine Loch- und
Stärkenkontrolle durchführt, verstopfte und bzw. oder versetzte oder mit Grat behaftete Löcher, ebenso verbrannte, mit Brandblasen bedeckte und daher stärkere Teile als fehlerhaft erkennt und von den einwandfreien Teilen trennt. Des weiteren kann die Einrichtung auch verschiedenfarbige Teile, soferne sie in ausreichendem Masse durchsichtig sind, voneinander trennen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zum automatischen Aussortieren von fehlerhaften Kleinteilen, insbesondere Knöpfen, welche der Einrichtung laufend hintereinander zugeführt werden, zeichnet sich dadurch aus, dass ein mittels einer elektrisch steuerbaren Stellvorrichtung aus einer Null-oder Mittelstellung hin-und herbewegbarer Sortierschieber vorgesehen ist, der jeweils einen der ihm zugeführten Kleinteile zu erfassen vermag, und dass eine Sortierstrahlenschranke, insbesondere Lichtschranke, so angebracht ist, dass sie in Nullstellung des Sortierschiebers den von ihm erfassten Kleinteil durchstrahlt und so kontrolliert, und deren Ausgang an die Stellvorrichtung angeschlossen ist und diese steuert.
Es ist dabei die einen korrekt ausgeführten Kleinteil durchdringende Lichtmenge (Normallichtmenge) immer die gleiche, gleichgültig, wie der im Lichtstrahl zentrierte Kleinteil sonst liegen mag. Um jedoch eine besonders günstige, d. h. genaue Erfassung von etwaigen Abweichungen mittels des hiedurch veränderten Lichtmengendurchtrittes zu erzielen, ist es in weiterer Ausbildung der Erfindung vorteilhaft, nur denjenigen Teil des Kleinteiles zu durchstrahlen, der kontrolliert werden soll, also z. B. den Rand eines Knopfes oder den ringförmigen Bereich, in welchem Knopflöcher angebracht sind. Im Falle von Fehlern an dem Kleinteil ist dann das Verhältnis von Normallichtmenge zur tatsächlich durchtretenden Istlichtmenge günstiger, als wenn der gesamte Kleinteil angestrahlt wird.
Dies ergibt sich daraus, dass im Fehlerfall ein relativ grosser Prozentsatz der durchtretenden Lichtmenge verändert wird.
Nach der Erfindung wird zur teilweisen Durchstrahlung oder Anstrahlung des Kleinteiles vorzugsweise eine Ringlinse verwendet. Eine solche zeigt ein im Querschnitt ringförmiges Lichtfeld. Die Art und Weise der Ausbildung dieser Linse ist nicht Gegenstand der Erfindung, verschiedenste Ausführungsformen bekannter Art können verwendet werden.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung erhält die den Sortierschieber betätigende Stellvorrichtung eines von zwei möglichen Signalen, die ein einfacher Aus -Ein-Schalter oder ein einfacher Umschalter
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geben kann. Dieses Signal wird je nach seiner Art den hin- oder herbewegenden Teil der
Stellvorrichtung betätigen, wodurch der Sortierschieber den von ihm erfassten Kleinteil nach links oder rechts befördert, wo er ausgeworfen wird. Das Auswerfen kann durch das Eigengewicht des Kleinteiles erfolgen oder unter Zuhilfenahme eines besonderen Auswerfers beliebiger Art.
Erfindungsgemäss wird dafür gesorgt, dass ein von der Sortierschranke gegebenes Signal erst dann an der Stellvorrichtung zur Wirkung kommen kann, wenn der Sortierschieber zum Zeitpunkt der
Entstehung des Signales in seiner Nullage war. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen, indem ein elektrisches Vorsignal von der Stellung des Sortierschiebers abgeleitet wird bzw. nur bei dessen
Nullstellung nicht erzeugt wird und dieses Vorsignal die Wirkung der Sortierschranke ausser Kraft setzt oder umgekehrt. Vorzugsweise wird im Sinne der Erfindung zur Erzeugung dieses Vorsignales eine
Strahlenschranke (in erster Linie eine Lichtschranke) verwendet, die bei Nullstellung des
Sortierschiebers ein Signal gibt, das die Sortierstrahlenschranke freigibt, d. h. zur Wirkung kommen lässt.
Eine weitere vorteilhafte Variante der Erfindung besteht darin, die Ingangsetzung der ganzen
Sortiervorrichtung von einer Beschickung mit einer Mindestzahl von Kleinteilen abhängig zu machen, welche mittels einer Zuführrinne od. dgl. an den Sortierschieber herangeführt werden. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Einrichtung zeitweise leerläuft, da ja auch das Nichtvorhandensein eines
Kleinteiles ein Signal der Sortierschranke auslöst und die Stellvorrichtung im Sinne eines Auswerfens eines fehlerhaften Kleinteiles betätigt.
Vorzugsweise wird auch für diese Aufgabe eine Strahlenschranke (insbesondere Lichtschranke) verwendet. Es könnte das entsprechende Signal aber auch von ändern, an sich vorhandenen
Vorrichtungen abgeleitet werden, wie z. B. von einer Zählvorrichtung usw.
Diese Strahlenschranke wird erssndungsgemäss vorzugsweise so angebracht, dass sie kontrolliert, ob an einer gewissen Stelle der Zuführungsrinne ein Kleinteil vorhanden ist. Die Verwendung von Strahlenschranken für alle genannten Kontrollaufgaben hat den Vorteil, dass die Einrichtung schnell arbeitet und mangels beweglicher Teile wenig störungsanfällig ist.
Die Stellvorrichtung zur Betätigung des Sortierschiebers besteht im wesentlichen nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung aus zwei einander entgegengerichtet wirkenden Elektromagneten, die an gegenüberliegenden Enden des Sortierschiebers angeordnet und mit ihm lösbar verbunden sind, so dass ein Auswechseln des Sortierschiebers ohne Schwierigkeiten möglich ist.
Letzteres ist nötig, da eine bestimmte Grösse oder Form des Kleinteiles eine entsprechende Form des Sortierschiebers erfordert.
An Stelle von zwei derartigen Elektromagneten kann auch einer verwendet werden, der in beiden Richtungen arbeitet, also zwei entgegengerichtet wirkende Wicklungen aufweist, bzw. ein sonstiger an sich bekannter Antrieb, der sich für die Bewegung des Sortierschiebers nach zwei Richtungen eignet.
Die Zuführungsrinne, welche die Kleinteile aus einer herkömmlichen Schöpf- oder Vibratoreinrichtung empfängt, ist in ihrer Breite verstellbar und daher an verschiedene Grössen von Kleinteilen anpassbar.
Zum besseren Verständnis der Erfindung sei diese nun an Hand von Ausführungsbeispielen nach den Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt in schematischer vereinfachter Weise eine Ausführungsmöglichkeit der Konstruktion einer erfindungsgemässen Einrichtung in einer Ansicht von oben, wobei die rein elektrischen Teile, mit Ausnahme der Strahlenschranken, die nur angedeutet sind, nicht dargestellt sind. Fig. 2 zeigt eine beispielsweise Schaltung der wesentlichen elektrischen Elemente der Anordnung.
Die Darstellung ist in Fig. 1 der Einfachheit halber als lotrechte Draufsicht ausgeführt, obwohl die dort gezeigte Grundplatte-l-und die Rinne-6-in Wirklichkeit nicht horizontal liegen, sondern parallel zu einer Längskante der Grundplatte-l-gekippt sind, so dass die in der Rinne - befindlichen Kleinteile-7-- (hier Knöpfe) unter der Wirkung ihres Eigengewichtes zur Grundplatte und dem an ihr angebrachten Sortierschieber-2-hinrutschen können.
Diese Kleinteile --7-- werden nacheinander einer Ausnehmung des Sortierschiebers --2-- zugeführt, wo sie im Strahlengang einer Strahlenschranke--14, 15- liegen. Das die Strahlung abgebende Gerät ist dabei mit-14-und das die Strahlung aufnehmende und messende Gerät mit --15-- bezeichnet. Eine Strahlenschranke --9, 10- kontrolliert, ob in der Zuführungsrinne--6--an der betreffenden Stelle ein Kleinteil vorhanden ist. Die Rinne-6-ist daher an dieser Stelle strahlungsdurchlässig.
In der Grundplatte-l-sind zwei zum Auswerfen der aussortierten Kleinteile dienende Öffnungen - -8, 8'-- sowie eine entsprechend grosse, nicht eingezeichnete Öffnung unter dem zu prüfenden Kleinteil vorhanden ; letztere ist zweckmässig mit einem strahlendurchlässigen Material abgedeckt, z. B. mit einer Kunststoffplatte oder Glasplatte bzw. kann auch so in ihrer Grösse bemessen sein, dass sich
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13-Sortierschieber-2--, d. h. befindet sich bei Mittelstellung des Schiebers --2-- unter dem Schlitz - -11--.
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15--,Schiebers --2-- aus. Die Stellungskontrolle-12, 13--, stellt die Mittelstellung des Schiebers - fest.
Die Lichtschranke-9, 10- übernimmt die Kontrolle über das Vorhandensein von
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10erfindungsgemäss erreicht, dass eine Betätigung des Schiebers-2-nur stattfinden kann, wenn dieser sich in der Mittellage befindet und mit einem Kleinteil beschickt ist.
Der Sortierschieber-2-wird von Flachfedem-5, 5'- in der Mittellage gehalten bzw. in sie zurückgestellt. Die Flachfedern sind an der Grundplatte-l-mit ihren unteren Enden eingespannt und liegen mit ihrem Oberteil an Anschlägen-16, 16'- an. Jede Feder kann daher eine
Rückstellkraft nur ausüben, bis sie an den Anschlag zu liegen kommt. Auf diese Art wird erfindungsgemäss vermieden, dass der Schieber --2-- nach jeder Auslenkung in Schwingungen um seine Mittellage gerät. Der in seine Mittellage zurückkehrende Schieber wird nämlich auch noch von der andern, nicht betätigten Feder nach Erreichen der Mittellage aufgehalten.
Zusammen mit einer entsprechenden Dimensionierung der Federn-5, 5'- und der vorhandenen Reibung ergibt sich eine aperiodische, rasch wirkende Dämpfung der Schieberbewegung.
Eine Dämpfung der Schieberbewegung könnte natürlich auch auf andere Art erreicht werden, z. B. mittels einer Luftdämpfung, indem die Kerne der Elektromagneten sozusagen als Kolben in einem geschlossenen oder mindestens fast ganz geschlossenen Zylinder verwendet werden, der durch den
Magneten selbst gebildet wird, oder es kann diese Wirkung zusätzlich zu der oben erwähnten Wirkung vorgesehen sein.
Fig. 2 stellt ein Prinzipschaltbild des elektrischen Teiles der erfindungsgemässen Einrichtung in einer beispielsweisen Variante dar. Mit-R und 0--sind die Klemmen eines Wechselstromnetzes bezeichnet, die mit einem Hauptschalter-H-verbunden sind. Mit-Mj und M -bezeichnen die Magnetspulen zweier Elektromagnete-4, 4'- (Fig. l). Diese Magnetspulen liegen über je eine Schaltstelle eines Zeitrelais --Z 1 bzw. Z-an der Netzspannung. Die Eingänge der beiden Zeitrelais sind mit einer Klemme direkt an eine Netzleitung und mit der andern über die Schaltstellen der Füllschranke-FS-, der Gabelschranke (Stellungskontrollschranke) --GS-- und der Prüfschranke --PS-- an die andere Netzleitung angeschlossen.
Die Schaltstelle der Prüfschranke ist hiebei als Umschalter ausgebildet, die beiden andern Schaltstellen als gewöhnliche Ein-Ausschalter. Sämtliche Schaltstellen können mechanische Kontakte aufweisen oder auch elektronisch ausgebildet sein (z. B. mittels Schalttransistoren oder steuerbaren Gleichrichtern usw. ). Die Hintereinanderschaltung der beiden Schaltstellen-FS und GS-stellt ein sogenanntes Und-Gatter dar, welches hier lichtelektrisch ausgebildet ist.
Erst wenn die Schaltstellen-FS und GS-geschlossen sind, erhält der Eingang eines der beiden Zeitrelais-ZZ--Spannung über den Umschalter-PS-. Um zu verhindern, dass die Prüfschranke die Stellung ihrer Schaltstelle dem neuen Kleinteil (nach Rückkehr des Sortierschiebers in die Mittelstellung) nicht schnell genug anpassen kann, ist es vorteilhaft, z. B. eine der beiden vorgeschalteten Schaltstellen etwas verzögert schliessen zu lassen oder die Zeitrelais so auszubilden, dass sie nur auf Steuerimpulse einer bestimmten Mindestdauer ansprechen, so dass also die im ersten Moment eventuell falsche Stellung des Umschalters-PS-keine Betätigung des betreffenden Zeitrelais bewirken kann.
Die Zeitrelais sind ausserdem so ausgebildet, dass sie einen Impuls einstellbarer Dauer abgeben, wenn sie betätigt wurden. Dies ist nötig, da die Betätigungsspannung nur kurzzeitig anliegt, nämlich nur so lange, als sie nicht durch die Stellungskontrollschranke unterbrochen wird. Diese Impulsdauer ist so bemessen bzw. eingestellt, dass der Sortierschieber durch den betreffenden Elektromagnet in seine Endstellung gezogen werden kann.
Die Schaltung des elektrischen Teiles lässt natürlich eine Reihe von Varianten zu, die im Rahmen der Erfindung liegen. So kann auf die Schranken-FS und GS-ganz verzichtet werden und deren Wirkung z. B. durch Endschalter erzeugt werden, oder die Verriegelung der Prüfschranke, denn um nichts anderes handelt es sich ja, kann auch so durchgeführt werden, dass die Schaltstellen der
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Vorkontrollen-FS und GS-mindestens teilweise im Stromkreis der Lampe (bzw. des strahlenerzeugenden Gerätes) der Prüfschranke liegen und also diese verriegeln. Die Lampen der Vorkontrollen müssen in diesem Falle unabhängig von der Lampe der Prüfschranke (direkt) an das Netz angeschlossen sein.
Ferner kann es zweckmässig sein, die Magnetspulen über Schütze zu speisen oder elektronische Schalter, die von den Zeitrelais angesteuert werden ; dies ist lediglich eine Frage des erforderlichen Stromes für die Magnete und der erforderlichen Schaltgeschwindigkeit. Die Ausführung solcher Schaltungen in an sich bekannter Weise bietet dem Fachmann keine Schwierigkeit.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum automatischen Aussortieren von fehlerhaften Kleinteilen, insbesondere Knöpfen, welche der Einrichtung laufend hintereinander zugeführt werden, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass ein mittels einer elektrisch gesteuerten Stellvorrichtung aus einer Null- oder Mittelstellung hin-und herbewegbarer Sortierschieber vorgesehen ist, der jeweils einen der ihm zugeführten Kleinteile erfasst, und dass eine Sortierstrahlenschranke so angebracht ist, dass sie in Nullstellung des Sortierschiebers den von ihm gehaltenen Kleinteil durchstrahlt und so kontrolliert, und deren Ausgang an die Stellvorrichtung angeschlossen ist und diese steuert.
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