<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den automatischen Abgleich der Ist-Frequenz mechanischer, aus einem magnetischen Werkstoff bestehender und mit stiftförmigen Halteorganen versehener Resonatoren auf eine vorgegebene Soll-Frequenz durch Abtragung von Resonatormaterial mittels geregelter Bestrahlung durch einen Laser in Abhängigkeit von einer aus einem Soll-IstFrequenzvergleich sich ergebenden Differenzfrequenz.
Mechanische Resonatoren finden wegen ihrer hohen Schwinggüte und wegen ihres geringen Raumverbrauchs eine weitverbreitete Anwendung, beispielsweise als Frequenznormal oder in mechani- schen Filtern. In nahezu allen Anwendungsfällen kommt es darauf an, dass die Resonanzfrequenz eines derartigen mechanischen Resonators möglichst genau bei einer bestimmten vorgegebenen Frequenz auftritt. Wegen der bei der Fertigung der Resonatoren gegebenen, unvermeidlichen Herstellungstoleranzen ist diese Forderung im allgemeinen nicht ausreichend erfüllt, so dass es notwendig wird, die endgültige Resonanzfrequenz eines solchen Resonators nach seiner Herstellung einzustellen. Es ist bekannt, diesen als "Abgleichen" bezeichneten Vorgang durch Abtragung von Resonatormaterial mit Hilfe eines Schleifvorganges oder durch Beschuss des Resonators durch Sandstrahlen bzw.
Laserstrahlen vorzunehmen. In diesem Zusammenhang ist bereits ein Verfahren zum Frequenzabgleich mechanischer Resonatoren bekannt, bei dem die Einstellung der vorgegebenen Resonanzfrequenz durch geregeltes Verdampfen von Resonatormaterial mit einem Laserstrahl erfolgt (DE-PS Nr. 1929994). Hier werden die Resonatoren zu mechanischen Schwingungen angeregt, die in elektrische, der Ist-Frequenz der Resonatoren entsprechende Schwingungen umgewandelt und verstärkt werden. Die verstärkten elektrischen Schwingungen werden einem Soll-Ist-Vergleich unterzogen und mittels der sich dabei ergebenden Differenzfrequenz wird das Verdampfen des Resonatormaterials durch einen Laserstrahl geregelt.
Um mit diesem Verfahren gleichmässig gute Ergebnisse erzielen zu können, müssen jedoch gleichmässig vormagnetisierte Resonatoren verwendet werden, da diese über einen Antriebsmagneten zu Schwingungen, deren Frequenz zu messen ist, angeregt werden. Deshalb ist es erforderlich, dass die durch einen Schleifvorgang vorabgeglichenen Resonatoren vor dem eigentlichen Magnetisieren zuerst entmagnetisiert werden.
Nach dem eigentlichen Abgleichvorgang müssen die Resonatoren daraufhin untersucht werden, ob ihre Resonanzfrequenz innerhalb des vorgegebenen Toleranz-Frequenzbereichs liegt und wenn dies nicht der Fall ist bzw. wenn sie nicht schwingungsfähig sind, aussortiert werden.
Es sind also vor und nach dem eigentlichen Abgleichvorgang zusätzliche Arbeitsabläufe notwendig, durch die eigens dafür vorgesehene Geräte erforderlich sind. Dadurch ergeben sich zwangsläufig Transportzeiten zwischen den einzelnen Arbeitsabläufen und Beschickungszeiten für die einzelnen Geräte, sowie ein erhöhter Personalaufwand zur Bedienung, Beschickung und Wartung dieser Geräte. Wegen der Verschiedenartigkeit der einzelnen Arbeitsabläufe und der dazu erforderlichen Geräte ist es schwierig, einen derartigen Abgleichvorgang vollständig zu automatisieren.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Frequenzabgleich mechanischer Resonatoren anzugeben, bei dem alle oben beschriebenen Arbeitsabläufe bei relativ geringem technischem Aufwand vollautomatisch in einer Einrichtung erfolgen.
Ausgehend von einer Vorrichtung für den automatischen Abgleich der Ist-Frequenz mechani-
EMI1.1
Resonatoren auf eine vorgegebene Soll-Frequenz durch Abtragung von Resonatormaterial mittels geregelter Bestrahlung durch einen Laser in Abhängigkeit von einer aus einem Soll-Ist-Frequenzvergleich sich ergebenden Differenzfrequenz, wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine Grundplatte mit einem Rundschalttisch vorgesehen ist, dass der Rundschalttisch mit konzentrisch zu seiner Drehachse und in gleichen Abständen angeordneten Halterungen zur Aufnahme der Resonatoren versehen ist, dass auf der Grundplatte eine Beschickungsvorrichtung und verschiedene, bei Stillstand des Rundschalttisches den Halterungen jeweils gegenüberliegende Bearbeitungsstationen vorgesehen sind,
dass die Beschickungsvorrichtung eine Vibrationseinrichtung und eine mit dem Ausgang der Vibratoreinrichtung verbundene Führungsschiene enthält, dass die Führungsschiene eine Entmagnetisierungsstation, wenigstens eine Lichtschranke und eine Vereinzelungsstation aufweist, dass die Führungsschiene wenigstens zwischen ihrem der Vibratoreinrichtung
EMI1.2
<Desc/Clms Page number 2>
geneigt oder senkrecht verläuft, dass ein am Endanschlag angestossener Resonator mit seinen stiftförmigen Halteorganen zwischen die geöffneten Klemmbacken einer gegenüberliegenden Halterung zu liegen kommt, und dass die Bearbeitungsstationen eine Laserabgleichvorrichtung,
eine für innerhalb des vorgegebenen Toleranz-Frequenzbereichs abgeglichene Resonatoren vorgesehene erste und wenigstens eine für ausserhalb des Toleranz-Frequenzbereichs abgeglichene Resonatoren vorgesehene weitere Auswurfstelle sind.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist dadurch gegeben, dass die abzugleichenden Resonatoren automatisch den aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstationen zugeführt werden und während der Bearbeitung in der Führungsschiene bzw. in den Halterungen des Rundschalttisches verbleiben können. Dadurch erübrigt sich das Zutun von Arbeitskräften für die Beschickung und den Transport der Resonatoren zwischen den einzelnen Bearbeitungsgeräten.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die für die herkömmliche Sortierung der Resonatoren nach dem Abgleichen gesondert erforderliche Messung der Resonanzfrequenz durch eine, den Abgleichvorgang abschliessende Messung ersetzt ist, dass das Messergebnis abgespeichert und zur Steuerung der einzelnen Auswurfstellen verwendet wird.
Durch die Zusammenfassung der verschiedenen zum Abgleichen der Resonatoren erforderlichen Arbeitsabläufe innerhalb einer Einrichtung ergibt sich die besonders vorteilhafte Möglichkeit der einfachen zentralen Steuerung dieser Arbeitsabläufe.
Für viele Anwendungsfälle, beispielsweise für den gleichzeitigen Abgleich von Resonatoren für unterschiedliche Filter innerhalb eines Verfahrens, kann es zweckmässig sein, den erlaubten Toleranzbereich in verschiedene Frequenzbereiche aufzuteilen, und die Resonatoren nach ihrer Eigenfrequenz in diese Frequenzbereiche zu sortieren.
EMI2.1
der nach der Messung der Resonanzfrequenz diese mit einem vorgegebenen Toleranz-Frequenzbereich verglichen und der Resonator in einer von wenigstens zwei Auswurfstationen sortiert ausgeworfen wird, kann die hiefür erforderliche Sortierinformation wenigstens für die Dauer des Tellertransportes über eine Station zentral gespeichert werden.
In den Fällen, in denen eine feinere Unterteilung der Resonatoren, beispielsweise in mehrere Frequenzgruppen, gewünscht ist, muss damit allerdings ein etwas erhöhter Aufwand bezüglich der Speicherung der Sortierinformation und der Steuerung der Aufwurfstationen in Kauf genommen werden.
Es soll deshalb als weitere Ausführungsart der Erfindung eine bei geringem technischem Aufwand sicher arbeitende Vorrichtung zum Sortieren von Resonatoren in eine grössere Anzahl von Frequenzbereichen angegeben werden, bei dem ausserdem zwischen der örtlichen Position des zu sortierenden Resonators und dem Zeitpunkt der Abfrage der Sortierinformation kein fester Zusammenhang gewährleistet sein muss.
Zur Realisierung einer solchen Vorrichtung wird in einer weiteren Ausführungsart der Erfindung dafür gesorgt, dass auf einer Grundplatte ein Rundschalttisch mit einem Drehteller vorgesehen ist, dass der Drehteller mit konzentrisch zu seiner Drehachse angeordneten Halterungen zur Aufnahme der Resonatoren versehen ist, dass auf der Grundplatte eine Beschickungseinrichtung für Resonatoren und verschiedene, bei Stillstand des Rundschalttisches den Halterungen jeweils gegenüberliegende
EMI2.2
als jeweils einem dre Frequenzbereiche zugeordnete Auswurfstellen ausgebildet sind, dass jede Halterung mit einer Speichereinrichtung versehen ist, dass die Frequenzmessvorrichtung mit einer Einspeichervorrichtung versehen ist, dass die Auswurfstationen mit jeweils einer Lesevorrichtung versehen sind,
und dass eine zwischen der letzten Auswurfstation und der Abgleichvorrichtung befindliche Station als Löschstation vorgesehen ist.
Vorteilhaft ist, dass wegen der räumlich festen Zuordnung der Speicherelemente der Zusammenhang zwischen Prüflings-Position und Abfragezeitpunkt zwangsläufig gegeben und damit unzerstörbar ist. Dadurch ist es möglich, die Zahl der Bereiche, in die sortiert werden soll, zu erhöhen, ohne dabei gleichzeitig die Störanfälligkeit der Sortierung zu erhöhen, wie dies bei einem zentralen Speicher der Fall wäre. Ferner ist es auch möglich, eine quantisierte Speicherform zu wählen, bei der das Speicherelement in verschiedenen Stufen, entsprechend den vorgewählten Toleranz-
<Desc/Clms Page number 3>
bereichen, magnetisiert wird.
Vorteilhaft ist auch die weitgehende Unabhängigkeit vom Betriebszustand und von zeitweiligen Stillegungen der Maschine dadurch, dass den die Resonatoren aufnehmenden Halterungen die Sortierinformation mitgegeben ist.
Vorteilhaft ist es, für die Speicherelemente der Speichereinrichtung Plättchen aus ferromagnetischem Material hoher Remanenz vorzusehen. Dadurch ergibt sich eine geringe Störanfälligkeit gegen- über elektromagnetischen Einstreuungen auf das Speicherelement.
Durch die Verwendung von ferromagnetischem Material hoher Remanenz ergibt sich ferner
EMI3.1
und den Speicherelementen bzw. zwischen der Lesestation und den Speicherelementen einen ausreichend grossen Luftspalt vorzusehen, wodurch sich die Möglichkeit des berührungsfreien Speichers, Lesens und Löschens ergibt. Damit wird ausserdem eine erhöhte Unabhängigkeit vom betriebsbedingten Verstaubungs- bzw. Verschmutzungszustand, insbesondere bei der Verwendung mit einem Sandstrahlautomaten, sowie eine wenig aufwendige Wartung und ein vernachlässigbarer Verschleiss erreicht.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die zerstörungsfreie Nachprüfbarkeit des Speicherinhalts mit optischen und elektronischen Mitteln, wie z. B. mit einer Hall-Sonde.
Für den vorstehend beschriebenen automatischen Abgleich wird die Resonanzfrequenz des Resonators jeweils durch ein Mikrofon gemessen, das die vom Resonator erzeugten Schallschwingungen in elektrische Schwingungen umwandelt. Der Resonator wird hiezu über eine Antriebsvorrichtung, beispielsweise eine Anregespule, zu Schwingungen angeregt. Die vom Mikrofon gemessene Resonanzfrequenz des Resonators wird einem Rückkopplungsverstärker zugeführt, der zusammen mit der Antriebsvorrichtung und dem Mikrofon den Messkreis bildet. In diesem Messkreis wird demzufolge die jeweilige Resonanzfrequenz, d. h. die Ist-Frequenz, gemessen.
Da die Anregung der Resonatoren elektrisch über eine Anregespule mit Hilfe des Magnetostriktionseffektes erfolgt, ist jedoch eine vorherige Magnetisierung der Resonatoren in einer Magnetiserungsstation erforderlich. Für spezielle Filter mit besonders hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Einhaltung der Soll-Frequenz ist jedoch die oben beschriebene Messmethode unter Umständen nicht mehr geeignet, da durch die hier notwendige Vormagnetisierung der Resonatoren deren innere Dämpfung erhöht und damit die Schwinggüte verringert und ausserdem deren Eigenresonanz-
EMI3.2
fügig verschoben wird.
Diese Frequenzverwerfung ist durch die Abhängigkeit des Elastizitätsmoduls E des Resonatormaterials von der Grösse der Vormagnetisierung bedingt und erreicht bei ungünstigen Resonatormaterial und kräftiger Vormagnetisierung Werte für die relative Frequenzänderung
EMI3.3
Zur Realisierung einer von oben angegebenen Störeinflüssen unabhängigen und entsprechend genaueren Messung, mit der auch ein entsprechend genauerer Abgleich möglich ist, wird in einer Weiterbildung der Erfindung dafür gesorgt, dass der Resonator zur Messung der Resonanzfrequenz durch einen mechanischen Impuls zu Schwingungen angeregt wird und anschliessend die Frequenz der abklingenden Schwingungen bestimmt wird.
Ein wesentlicher Vorteil dieser Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass die vor dem eigentlichen Abgleichvorgang notwendige Magnetisierung und damit die hiezu erforderliche Magnetisierungsstation entfallen kann. Ausserdem wird vermieden, dass beispielsweise während des Laserabgleichs die Magnetisierung durch die Laserimpulse während des Abgleichvorgangs und dadurch auch die Sicherheit der Messung abnimmt. Da der Resonator mechanisch zu Schwingungen angeregt wird, entfällt ausserdem die Notwendigkeit einer Auswurfstation für nichtschwingende Resonatoren.
Bei einer hinsichtlich der Messgenauigkeit und damit der Abgleichgenauigkeit und besonders
EMI3.4
gen Anordnung zur Messung der Resonanzfrequenz weist die Laserabgleichstation ein als FederMasse-System ausgebildetes mechanisches Schlagwerk auf, welches einen Drehmagneten und eine
EMI3.5
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
Anordnung ausgangsseitig mit dem Eingang eines einen Frequenzvergleicher enthaltenden Steuergerätes verbunden. Das Steuergerät weist einen mit der Drehtellersteuerung verbundenen Anschluss sowie mit den Auswurfstellen und mit der Antriebssteuerung des Drehmagneten verbundene Steuerausgänge auf und enthält ferner einen Lasersteuerungs-Ausgang, durch den der Lasereinheit ein der jeweiligen Differenzfrequenz eindeutig zugeordnetes Steuersignal zugeführt ist.
Ein weiterer Vorteil dieser Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass die Phasenlage des zum Verstärker gelangenden Signales nicht durch genaue Justierung des Abstandes zwischen Resonator und Mikrofon eingestellt werden muss, um Selbsterregung zu erhalten.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In den Zeichnungen bedeuten : Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der gesamten Laserabgleichvorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Laserabgleicheinrichtung, Fig. 3 eine Vereinzelungsstation, Fig. 3a eine perspektivische Darstellung der Vereinzelungsstation, Fig. 4 ein Schnitt durch die Magnetisierungsstation, Fig. 5 eine Draufsicht auf eine
EMI4.2
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer mittels eines Hubmagneten betriebenen Auswùrfstation, Fig. 7 eine mit einer Abgleichvorrichtung zusammengefasster Sortiereinrichtung, Fig. 8 eine
EMI4.3
eines mechanischen Schlagwerkes, das aus einer Magnetspule mit einem beweglichen Spulenkern besteht und Fig.
11 eine Darstellung einer Anordnung zur Messung der Resonanzfrequenz von noch nicht mit Haltebeinen versehenen mechanischen Resonatoren.
EMI4.4
ren Baugruppen, die auf einer gemeinsamen Grundplatte --lb-- montiert sind. Im Zentrum ist für den Transport der Resonatoren zur eigentlichen Abgleichstation --3b-- ein handelsüblicher pneumatischer Rundschalttisch --2b-- mit zwölf Schaltstellungen, angeordnet. Der Rundschalttisch weist zur Halterung der Resonatoren eine mit der Zahl der Schaltstellungen übereinstimmende Anzahl von konzentrisch zu seiner Drehachse und in gleichen Abständen angeordneten Halterungen --4b-auf.
Die Zuführung der Resonatoren zu dem Rundschalttisch erfolgt durch eine an der Grundplatte befestigte Beschickungsvorrichtung, die eine Vibratoreinrichtung --5b-- und eine mit dem Ausgang der Vibratoreinrichtung verbundene Führungsschiene --6b-- für die Resonatoren enthält. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vibratoreinrichtung eine für die abzugleichenden Resonatoren eingerichtete handelsübliche Förder- und Sortiereinrichtung, die im wesentlichen aus einer Vibratorbasis mit einem elektromagnetischen Vibrator, einen Sortierkessel und einem getrennt angeordneten Schaltgerät besteht, über das die Zuführungsgeschwindigkeit der Resonatoren geregelt werden kann.
Die aus der Vibratoreinrichtung --5b-- hintereinandergereiht austretenden Resonatoren werden
EMI4.5
durchlaufen in dieser zuerst eine als Spule ausgeführte Entmagnetisierungsstation --7b--, sodann zwei zur Überwachung eines kontinuierlichen Transports der Resonatoren durch Ein- bzw. Ausschalten der Vibratoreinrichtung dienende Lichtschranken --Bb-- und gelangen anschliessend in einem senkrechten Teil der Führungsschiene zu einer Vereinzelungsstation --9b--, in der sie ange-
EMI4.6
Resonatoren werden entsprechend dem in einem Steuergerät eingestellten Takt von der Vereinzelungsstation an eine am Ende der Führungsschiene angeordnete, mit einem Endanschlag --l1b-- versehene Aushebestelle --12b-- weitergegeben.
Der dort angekommene magnetisierte Resonator --13b-- liegt mit seiner unteren Stirnseite am Endanschlag --llb-- an, kommt dabei mit seinen stiftförmigen Halteorganen zwischen die geöffneten Klemmbacken einer gegenüberliegenden Halterung --4b-- des pneumatischen Rundschalttisches --2b-- zu liegen und wird anschliessend durch die Halterung --4b-an seinen stiftförmigen Halteorganen festgeklemmt.
Durch den Rundschalttisch wird der in der Halterung befindliche Resonator dann einer mit einer Messstelle sowie einer ersten Auswurfstelle kombinierten Laserabgleicheinrichtung --3b-- zugeführt. Dort wird wechselweise die Resonanzfrequenz des Resonators --14b-- gemessen und dieser
<Desc/Clms Page number 5>
durch den Laser an der Stirnfläche so lange abgeglichen, bis die Soll-Frequenz auf 2 erreicht ist. Für die Messung der Resonanzfrequenz wird der Resonator --14b-- durch eine Spule --15b-in Schwingungen versetzt und mit einem Mikrofon --16b-- dessen Eigenfrequenz bestimmt.
Das Messergebnis wird durch ein elektronisches Steuergerät mit einem vorgegebenen Toleranz-Frequenzbereich verglichen und der Resonator - falls er nicht schwingungsfähig ist-über eine Rutsche in einen Behälter -17b-- der ersten Auswurfstelle abgelegt oder entsprechend der gemessenen Frequenz nach weiteren Schritten des Rundschalttisches in einer für zu hoch abgestimmte Resonatoren vorgesehene Auswurfstelle oder in einer weiteren für richtig abgeglichene Resonatoren vorgesehene Auswurfstelle ausgeworfen.
Aus Anschaulichkeitsgründen ist in Fig. 1 der waagrecht und schräg verlaufende Teil der Führungsschiene, der, wie aus Fig. 2 ersichtlich, tangential zum Rundschalttisch verläuft, in radialer Richtung zum Rundschalttisch eingezeichnet. Wie schon oben ausgeführt ist, sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ausserdem die Laserabgleicheinrichtung und die erste Auswurfstelle für nichtschwingende Resonatoren zu einer Station zusammengefasst.
EMI5.1
der, der Aushebestelle --12b-- gegenüberliegenden Halterung --4b--, das Mikrofon --16b-- und die Spule --15b- zur Messung der Resonanzfrequenz des in der Abgleichstation befindlichen Resonators --14b--, zwei durch weitere Hubmagneten --19b-- betätigten Auswurfstellen für nichtschwingende bzw.
fehlabgeglichene Resonatoren sowie eine durch eine drehbare Rolle --20b-- betätigte Auswurfstelle für innerhalb des Resonanzfrequenzbereichs abgeglichene Resonatoren, dargestellt sind. Die an der Halterung der Führungsschiene --6b-- befestigten Hubmagneten --21b und 22b-- sind der Magnetisierungsstation --10b-- bzw. der Vereinzelungsstation --9b-- zugeordnet.
In Fig. 3 ist der Endbereich der Führungsschiene --6b-- mit der Vereinzelungsstation --9b--, der Magnetisierungsstation --10b--, der Aushebestelle --12b-- und dem Endanschlag --llb-- dargestellt. Die Vereinzelungsstation --9b-- besteht aus einem stabförmigen oberen --23b-- und einem dazu parallel ausgerichteten stabförmigen unteren Hebel --24b--, die beide um eine gemeinsame, parallel zur Mittelachse der Führungsschiene --6b-- verlaufende Drehachse --25b-- in einer Befesti- gungsschiene-26b-drehbar gelagerte und mit einer Verbindungsstrebe --27b-- starr miteinander verbunden sind. Das der Drehachse --26b-- entgegengesetzte Ende des unteren Hebels --24b-- ist verjüngt ausgeführt und als Anschlag --24b'-- für die zu magnetisierenden Resonatoren --30b-- vorgesehen.
Der obere Hebel --23b- ist an seinem, der Drehachse --25b-- entgegengesetzten Ende mit einer Blattfeder --23b'-- verbunden und durch sie verlängert. Die Führungsschiene --6b-- weist in Höhe des als Anschlag --24b'-- ausgebildeten Endes des unteren Hebels --24b-- und in Höhe der Blattfeder --23b, -- je eine schlitzartige Ausnehmung auf, die das Eingreifen des Anschla- ges-24b'-und der Blattfeder --23b, -- in den Förderraum der Führungsschiene ermöglichen. Beide Hebel sind gemeinsam durch die Auslenkung eines in der Mitte der Verbindungsstrecke --27b-angreifenden Ankers --28b-- eines Hubmagneten --22b-- gegen die Kraft einer zusätzlich an der Verbindungsstrebe --27b- als Zugfeder angreifenden Schraubenfeder --29b-- bewegbar.
In Ruhestellung des Ankers --28b- ist der Anschlag --24b'-- innerhalb des von den Resonatoren beanspruchten Förderraums der Führungsschiene geschwenkt, wobei sich die Blattfeder gleichzeitig ausserhalb des Förderraums befindet. In dieser Position erfolgt die Magnesitierung des am Anschlag --14b'-- anliegenden Resonators --30b-- durch die Magnetisierungsstelle-lOb--. In einer kontinuierlichen Bewegung des Ankers --28b-- gegen den Zug der Schraubenfeder --29b-- wird anschliessend eine Position durchlaufen, bei der der Anschlag --24b'-- gerade noch innerhalb des Förderraums geschwenkt ist, jedoch der auf den magnetisierten Resonator --30b-- folgende Resonator von der Blattfeder --23b'-- an seiner, seinen Halteorganen gegenüberliegenden Rückseite von der Blattfeder --23b'-- erfasst und gegen die Führungsschiene gedrückt wird.
Bei der Weiterbewegung
EMI5.2
Förderraum herausgeschwenkt, während der festgeklemmte Resonator noch von der Blattfeder --23b'-- festgehalten ist. Gleichzeitig fällt der magnetisierte Resonator --30b-- gegen den Endanschlag -lib- llb-der Aushebestelle-12b-. Bei der anschliessenden entgegengesetzten Bewegung des Ankers
<Desc/Clms Page number 6>
--28b-- in seine Ruhestellung wird zuerst der Anschlag --24b'-- wieder in den Förderraum der Führungsschiene geschwenkt und die Klemmung des festgehaltenen Resonators beendet, so dass dieser an den Anschlag --24b'-- gelangt und der ihm nachfolgende Resonator in Höhe der Blattfeder zu liegen kommt.
Fig. 3a enthält eine perspektivische Darstellung der beweglichen Elemente der Vereinzelungs-
EMI6.1
haltenen Resonatoren eingezeichnet.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Magnetisierungsstation --10b--, die einen festen, an der Einrichtungsmasse liegenden Kontakt --31b-- und einem beweglichen, durch die Isolatoren - isolierten und über den Anker eines Hubmagneten --21b-- betätigten, beweglichen Kontakt - aufweist. Die Magnetisierung des dabei am Anschlag-24b'-der Vereinzelungsstation - 9b-- anliegenden Resonators --30b-- erfolgt durch einen Stromstoss zwischen dem festen --31b-und dem beweglichen Kontakt --33b--. Nach der Magnetisierung wird der bewegliche Kontakt --33b-
EMI6.2
wird nun entsprechend dem in einem Steuergerät eingestellten Takt durch die Vereinzelungsstation --9b--derAushebestelle--12b--zugeführt.
In den Fig. 5 und 5a ist eine der an der Peripherie des Rundschalttisches --2b-- montierten Halterungen --4b-- in einer Draufsicht und in einer Seitenansicht dargestellt. Da bei jeder dieser
EMI6.3
5a nachfolgend gemeinsam beschrieben.
Die Halterung --4b-- enthält einen stabförmig ausgebildeten, mit dem Rundschalttisch starr verbundenen ersten Klemmbacken --34b--, der mit zwei an seinen Seitenflächen befestigten Befestigungsblechen zu einer, einen U-förmigen Querschnitt aufweisenden Einheit --34b'-- zusammengefasst
EMI6.4
backen --35b--, der um eine in den Befestigungsblechen gelagerte senkrechte Drehachse --36b-drehbar ist. Beide Klemmbacken --34b und 35b-- sind radial zum Rundschalttisch ausgerichtet und an ihrem, den Bearbeitungsstationen zugewandten Ende mit einander gegenüberliegenden vertikalen Klemmflächen --37b-- versehen und an ihrem dazu entgegengesetzten Ende über eine als Druckfeder angeordnete Schraubfeder --46b-- miteinander verbunden.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der zweite Klemmbacken --35b-- durch eine
EMI6.5
sind, durch den die Klemmung jeweils eines der stiftförmigen Halteorgane des Resonators --39b-durch jeweils eine Hälfte des zweiten Klemmbackens gewährleistet ist. Dadurch wird jedes Halteorgan einzeln von jeweils einer Hälfte geklemmt und so die Klemmsicherheit wesentlich verbessert.
EMI6.6
nen Klemmbacken. Weiterhin enthält die Halterung ein, an seinem einen Ende drehbar zwischen den Befestigungsblechen gelagertes prismatisches Winkelstück --41b--, das durch eine Spiralfeder --42b-- zu den den Bearbeitungsstationen abgewandten Stirnseiten der zweiten Klemmbackenhälften --35b'- hin mechanisch vorgespannt ist und zur Arretierung der geöffneten Klemmbacken dient.
Diese Arretierung ist dadurch gewährleistet, dass die Stirnseiten der zweiten Klemmbackenhälften - 35b'-bei geöffneter Halterung in einer an sie angepasste Aussparung --47b-- des Riegelstückes - aufgenommen werden. Das prismatische Riegelstück --41b-- ist an dem seiner Drehachse entgegengesetzten Ende in vertikaler Richtung durch einen rechtwinkelig abzweigenden Steg --43b-- nach oben verlängert. Durch Auslenken dieses Steges --43b-- in Richtung des Pfeiles --44b-- wird die Arretierung der geöffneten Klemmbacken aufgehoben und die Klemmbacken schliessen sich durch den Druck, der zwischen den Klemmbacken liegenden Schraubfeder --46b--.
Die Auslenkung wird in der Aushebestellung --12b-- durch den Anker des an der Führungsschienenhalterung befestigten Hubmagneten --18b- vorgenommen.
In Fig. 5b ist ein horizontal gelegter Teil-Längsschnitt durch die geöffnete Halterung dargestellt, bei dem die in einer Bohrung --45b-- des ersten Klemmbackens --34b-- eingesetzte und
<Desc/Clms Page number 7>
gegen den zweiten Klemmbacken auf Druck beanspruchte Schraubenfeder --46b-- erkennbar ist. Die den Klemmflächen-37b-- abgewandten Stirnseiten der geöffneten zweiten Klemmbackenhälften
EMI7.1
--47b-- des- zu diesen Stirnseiten hin vorgespannten Riegelstücke --41b-- aufgenommen.
In Fig. 6 ist eine für ausserhalb des vorgegebenen Toleranz-Frequenzbereichs abgeglichene bzw. für nichtschwingende Resonatoren vorgesehene Auswurfstelle schematisch dargestellt. Sie enthält einen auf der Grundplatte befestigten Hubmagneten --19b--, dessen Anker --19b'-- mit seiner Längsachse radial zum Rundschalttisch --2b- ausgerichtet ist in ausreichender Höhe über dem Rundschalttisch befestigt, so dass sich die Halterungen bei der Drehung des Rundschalttisches unterhalb seines Ankers --19b'-- vorbeibewegen. Das Öffnen der Halterung wird durch Auslenken des rechtwinkelig nach oben verlängerten Teils des freien Schenkels des 900-Winkelstücks--38b--in Richtung des Pfeiles --40b-- durch den Anker --19b'-- des Hubmagneten vorgenommen.
EMI7.2
Achse drehbare Rolle --20b-- ausgelenkt und dadurch die Halterung geöffnet.
Beim Weiterdrehen des Rundschalttisches bleibt die Halterung anschliessend geöffnet, bis sie wieder zu der der Aus- hebestelle-12b-- gegenüberliegenden Station gedreht ist.
Die in der Fig. 7 in einer Draufsicht schematisch dargestellte Sortiereinrichtung ist mit einer Abgleichvorrichtung zu einer konstruktiven Einheit zusammengefasst, die aus mehreren, auf einer gemeinsamen Grundplatte --lc-- montierten Baugruppen besteht. Für den Transport der Resonatoren von und zu den einzelnen Bearbeitungsstationen wird ein handelsüblicher pneumatischer Rundschalttisch mit zwölf Schaltstellungen verwendet. Der Drehteller des Rundschalttisches ist zur Aufnahme der Resonatoren mit einer, mit der Zahl der Schaltstellungen übereinstimmenden Anzahl von konzentrisch zu seiner Drehachse und in gleichen Abständen angeordneten Halterungen --3c-- versehen.
Die Zuführung der Resonatoren zu dem Rundschalttisch erfolgt durch eine auf der Grundplatte befestigte Beschickungsvorrichtung, die eine Vibratoreinrichtung --4c-- und eine mit dem Ausgang der Vibratoreinrichtung verbundene Führungsschiene --5c-- enthält.
Die aus der Vibratoreinrichtung --4c-- austretenden Resonatoren werden der schräg nach unten geneigten Führungsschiene --5c-- zugeführt und durchlaufen in der Führungsschiene zuerst mehrere Lichtschranken --7c--, die zur Überwachung eines kontinuierlichen Transports der Resonatoren dienen, sodann eine als Spule ausgeführte Entmagnetisierungsstation --8c-- und stossen anschliessend an einen Endanschlag --9c--, wodurch die Zuführung der angestossenen Resonatoren zu der gegenüberliegenden Halterung --3c- des Drehtellers --2c-- freigegeben wird.
Die auf der Grundplatte --lc-- den einzelnen Halterung --3c-- gegenüberliegend angeordneten Stationen sind in einer der Drehrichtung des Drehtellers entsprechenden Reihenfolge zuerst eine Magnetisierungsstelle-lOc--, eine mit einer Frequenzmessvorrichtung --llc-- kombinierte Abgleichvorrichtung, eine erste Auswurfstation --12c-- mit einer Rutsche --13c-- und einem Vorratsbehälter - 14c--, zwei weitere gleich aufgebaute Auswurfstationen und eine Löschstation --15c--. Zwischen der Magnetisierungsstelle und der Abgleichvorrichtung ist eine, zwischen der letzten Auswurfstation und der Löschstation sind drei und zwischen der Löschstation --15c-- und der Beschickungseinrich- tung-4c-ist eine Leerstation vorgesehen.
Ferner ist eine zentrale Steuereinrichtung --6c-- zur Steuerung des Abgleich- und Sortiervorganges erforderlich.
Die Halterung --3c-- des Drehtellers --2c-- sind mit Speicherelementen versehen, die im Ausführungsbeispiel als Plättchen aus ferromagnetischem Material, vorzugsweise grosser Remanenz, ausgeführt sind. Im vorliegenden Fall, bei dem nach drei Frequenzbereichen sortiert werden soll, sind entsprechend den drei Auswurfstellen --12c-- jedem Resonator als Speicherelemente drei Plättchen -3c'-- aus ferromagnetischem Material zugeordnet. Das Einschreiben der Sortierinformation erfolgt unmittelbar nach einer den Abgleichvorgang beendenden Frequenzmessung durch die drei in der Abgleichstation angeordneten und jeweils einem der Plättchen zugeordneten Aufsprechspulen, die durch die von der zentralen Steuereinrichtung -6c-- gebildete Sortierinformation entsprechend dem Messwert gespeist werden.
Nach diesem Einschreiben der Sortierinformation erfolgt nach den weiteren Transportschritten des Drehtellers in den Auswurfstationen durch jeweils eine Lesevorrichtung die Abfrage jeweils eines der Speicherelemente, worauf bei Übereinstimmung
<Desc/Clms Page number 8>
zwischen abgefragten und dem Resonator zugeordneten Speicherwert der Resonator ausgeworfen wird. Nach dem Auswerfen des Resonators wird die Halterung mit den Speicherelementen zur Löschstation gedreht und dort die Sortierinformation gelöscht.
An Stelle der drei einzelnen Speicherelemente kann auch ein einzelnes, entsprechend grösseres Speicherelement verwendet werden, das an verschiedenen Stellen magnetisiert wird. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel stimmt die Anzahl der Speicherelemente einer Halterung --3c-- überein mit der Zahl der vorgegebenen Frequenzbereiche, in die die Resonatoren zu sortieren sind. Dabei ist jedem der drei Frequenzbereiche ein Speicherelement zugeordnet, wodurch in der Abgleichstation drei Aufsprechspulen erforderlich sind. In den Auswurfstationen ist dagegen lediglich jeweils nur eine Lesevorrichtung notwendig, deren sensitives Element im Ausführungsbeispiel eine Hallsonde ist, der ein störungsempfindlicher Operationsverstärker nachgeschaltet ist.
Die Lesevorrichtung muss hiebei lediglich den magnetisierten Zustand von dem unmagnetisierten Zustand eines Speicherelementes unterscheiden können.
Es besteht auch die Möglichkeit, die aus ferromagnetischem Material bestehenden Speicherelemente definiert in eine von zwei möglichen Richtungen zu magnetisieren bzw. sie unmagnetisiert zu lassen. Dadurch kann der Informationsinhalt eines Speicherelementes vergrössert und die Zahl der Speicherelemente pro Halterung sowie die Zahl der notwendigen Aufsprechspulen reduziert werden. Die Lesevorrichtung muss dann jedoch geeignet sein, unterschiedliche Polarisationen der Magnetisierung zu erkennen.
Entgegen den Verhältnissen bei einer zentralen Speicherung der Sortierinformation ist die hier verwendete Speicherungsform von einer Vielzahl möglicher Störeinflüsse unabhängig, da die Speichereinrichtung und damit die Sortierinformation der Prüflingsposition räumlich fest zugeordnet ist. Die hier verwendete Speicherungsform ist den konventionellen zentralen Speicherungsformen besonders dann überlegen, wenn nach mehreren Kriterien sortiert werden soll. Das Sortieren nach mehreren Kriterien unter Benützung gebräuchlicher moderner Drehtellerstationen setzt voraus, dass für das Aussortieren derjenigen Prüflinge, die an der n-ten Sortierstelle aussortiert werden sollen, die Sortierinformation über wenigstens n Schritte gespeichert werden muss.
Die Wahrscheinlichkeit, dass dann bei einer zentralen Speicherung die genannten Störungen auftreten können und zu Informationsverlust führen, erhöht sich damit um den Faktor n gegenüber der hier angegebenen Speicherungsform.
Bei der Verwendung der Sortiereinrichtung zusammen mit einem Abgleichautomaten addieren sich zu den Zeiten für die Drehtellerbewegung und für das Messen auch noch die Bearbeitungszeiten
EMI8.1
gilt also folgende Beziehung :
EMI8.2
Für den Abgleichtakt kann also eine Zeit benötigt werden, die das 30fache eines Sortiertaktes beträgt, so dass sich die Störanfälligkeit eines Abgleichautomaten in Verbindung mit einer Sortierung, bei der die Sortierinfomation zentral gespeichert wird, bis um den Faktor 30 erhöhen kann gegenüber einem Einsatz als Sortierautomat mit zentraler Speicherung der Sortierinformation.
Bei der Verwendung von n Sortierkriterien vergrössert sich die Störanfälligkeit weiter um den Faktor n gegenüber einer Anordnung mit erfindungsgemässer Abspeicherung der Sortierinformation, so dass sich bei vier Sortierkriterien beispielsweise eine um den Faktor 4.30=120 vergrösserte Stör- anfälligkeit ergibt.
Die in Fig. 8 schematisch dargestellte Messanordnung zur Messung der Eigenfrequenz, insbesondere innerhalb einer Laserabgleichanordnung nach Fig. 1 und 2, enthält einen mit stiftförmigen Halteorganen versehenen abzugleichenden Resonator --ld--, ein mechanisches Schlagwerk --2d--,
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
<Desc/Clms Page number 10>
In Fig. 11 ist eine auch als Einzelmessplatz geeignete Messanordnung für mechanische Resonatoren ohne Halteorgane dargestellt, bei der die Resonatoren im Bereich ihrer Schwingungsknoten lose auf gespannten Fäden --20d-- einer Auflage --21d-- gelagert sind. Die zur Auflage des Resonators dienenden Fäden --20d-- sind über eine wannenförmige Vertiefung --22d-- der Auflage - gespannt. Die Auflage --21d-- ist ferner mit zwei Schneiden --23d-- versehen, die ebenfalls im Bereich des Schwingungsknoten im rechten Winkel zu den Fäden --20d-- verlaufen. Durch diese Schneiden --23d-- ist gewährleistet, dass die Schwingungen des durch das mechanische Schlagwerk - angeregten Resonators nach dem mechanischen Impuls nicht unzulässig gedämpft werden.
Das Mikrofon --8d-- ist zwischen den beiden Schneiden --23d-- auf der dem mechanischen Schlag- werk --2d-- gegenüberliegenden Seite des Resonators angebracht. Die durch Fig. 11 dargestellte Anordnung eignet sich besonders für die Messung der Resonanzfrequenz von Resonatoren, die durch Feinschleifen vorabgeglichen sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung für den automatischen Abgleich der Ist-Frequenz mechanischer, aus einem magnetischen Werkstoff bestehender und mit stiftförmigen Halteorganen versehener Resonatoren auf eine vorgegebene Soll-Frequenz durch Abtragung von Resonatormaterial mittels geregelter Bestrahlung durch einen Laser in Abhängigkeit von einer aus einem Soll-Ist-Frequenzvergleich sich ergebenden Differenzfrequenz, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundplatte (Ib) mit einem Rundschalttisch (2b) vorgesehen ist, dass der Rundschalttisch mit konzentrisch zu seiner Drehachse und in gleichen Abständen angeordneten Halterungen (4b) zur Aufnahme der Resonatoren versehen ist, dass auf der Grundplatte eine Beschickungsvorrichtung und verschiedene,
bei Stillstand des Rundschalttisches den Halterungen jeweils gegenüberliegende Bearbeitungsstationen vorgesehen sind, dass die Beschickungsvorrichtung eine Vibratoreinrichtung (5b) und eine mit dem Ausgang der Vibratoreinrichtung verbundene Führungsschiene (6b) enthält, dass die Führungsschiene eine Entmagnetisierungsstation (7b), wenigstens eine Lichtschranke (8b) und eine Vereinzelungsstation (9b) aufweist, dass die Führungsschiene wenigstens zwischen ihrem der Vibratoreinrichtung entgegengesetzten, mit einem Endanschlag (llb) versehenen Ende und der Vereinzelungsstation stark geneigt oder senkrecht verläuft, dass ein am Endanschlag angestossener Resonator mit seinen stiftförmien Halteorganen zwischen die geöffneten Klemmbacken einer gegenüberliegenden Halterung (4b) zu liegen kommt, und dass die Bearbeitungsstationen eine Laserabgleichvorrichtung (3b),
eine für innerhalb des vorgegebenen Toleranz-Frequenzbereichs abgeglichene Resonatoren vorgesehene erste und wenigstens eine für ausserhalb des Toleranz-Frequenzbereichs abgeglichene Resonatoren vorgesehene weitere Auswurfstelle sind.