Automat zum Sortieren von Drehteilen, insbesondere von Wälzkörpern für Wälzlager nach den Abmessungen oder der Form Die Erfindung bezieht sich auf einen Automaten zum Sortieren von Drehteilen, insbesondere von Wälzkörpern für Wälzlager nach den Abmessungen oder der Form.
Im Maschinenbau, insbesondere in der Wälzlager fertigung, wird oft verlangt, die hergestellten Einzel teile nach den Abweichungen von den theoretischen Abmessungen in Gruppen zu sortieren. Das Sortie ren wird entweder von Hand oder mit Hilfe von halbselbsttätigen oder selbsttätigen Einrichtungen ver schiedener Typen und Bauarten vorgenommen. Die bekannten Einrichtungen besitzen jedoch den allen gemeinsamen Nachteil, dass sie eine kleine Leistung sowie eine beschränkte Anzahl von Sortiergruppen aufweisen und dass sie zum Sortieren von grösseren Körpern ungeeignet sind.
Die Erfindung bezweckt nun, das Sortieren von Drehteilen, insbesondere von Wälzkörpern für Wälz lager mit grosser Genauigkeit und grosser Leistung zu ermöglichen.
Der Automat gemäss der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch eine mit konstanter Ge schwindigkeit ununterbrochene drehende Scheibe mit Ausschnitten an ihrem Umfang, und durch folgende in der Bewegungsbahn der Ausschnitte hintereinan der angeordnete Elemente; eine Einfüllstelle in der die Ausschnitte einzeln mit den zu sortierenden Tei len gefüllt werden, eine Messstelle, wo die Prüflinge auf ihre Abmessung und/oder Form geprüft werden, und eine Reihe von Sortierstellen, deren für gewöhn lich in Sperrstellung befindliche Verschlussklappen einzeln durch eine an der Messstelle nach dem fest gestellten Mass des Prüflings eingestellte Steuerein richtung geöffnet werden,
um die Prüflinge in eine 'beliebige Anzahl von Klassen je nach den Abmes sungen oder der geometrischen Form zu sortieren.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung rein schematisch dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Gesamtanordnung des Automaten, Fig. 2 und 3 Einzelheiten der Zubringervorrich tung, Fig. 4 das allgemeine Prinzip der Messvorrich- tung und Fig. 5 bis 20 Einzelheiten der Messvorrichtung für verschiedene Formen der Prüflinge, Fig.21 und 22 eine Einrichtung zur Verzeich nung des Messwertes des Prüflings,
Fig. 23 und 24 eine Einrichtung zum Öffnen der zugehörigen Klappe.
Die Vorrichtung besitzt eine Scheibe 1 mit am Umfang gleichmässig verteilten Ausschnitten 2 von solcher Form, dass die Scheibe die Gestalt eines Schaltzahnrades erhält. Sie dreht sich bei ununter brochener Bewegung mit einer konstanten Geschwin digkeit in der Richtung des Pfeiles. Die Prüflinge werden vom Magazin der Zubringervorrichtung 3 zu geführt, die noch eingehender beschrieben werden wird. Die Zubringervorrichtung 3 ist so ausgebildet, d!ass jeder Ausschnitt 2 der Scheibe 1 mit einem Prüfling gefüllt wird und durch die Drehung der Scheibe zu einer Messstelle 4 mitgenommen wird.
Beim Durchgang durch die Messstelle 4 wird der Prüfling gemessen und dann im Verlauf der Weiter drehung der Scheibe je nach seiner Abmessung an einer der verschiedenen Sortiergruppen 5 ausgeschie den. Alle Sortiergruppen sind im Kreis nebeneinan der längs der Bahn der Scheibe 1 angebracht und für gewöhnlich durch je eine Klappe abgesperrt. Durch eine solche Anordnung werden die Verlustzeiten den bekannten Konstruktionen gegenüber auf ein Mini mum herabgesetzt und es wird eine wesentliche Lei stungssteigerung des Automaten ermöglicht. Die be schriebene Lösung ermöglicht auch die Anwendung des Automaten zum Sortieren von beträchtlich grö sseren Körpern als es bis heute üblich war.
Die Zubringervorrichtung ist in den Fig. 2 und 3 eingehender dargestellt. Prüflinge 6, in diesem Falle Wälzkörper, werden durch ein in geringem Abstande vom Umfang der Scheibe 1 angeordnetes senkrech tes Zuführungsrohr 7 auf die obere Fläche eines ebenen, zum Teil unter die Scheibe 1 greifenden Zubringertellers 8 gebracht, der sich mit einer kon stanten Geschwindigkeit in der Richtung des Pfeiles gleichsinnig mit der Scheibe 1 dreht. Die zu prüfen den Körper 6 werden durch den sich drehenden Tel ler 8 einzeln aus dem Rohr 7 herausgezogen und mitgenommen, bis sie gegen einen feststehenden, un ter der Scheibe 1 in Höhe der Ausschnitte angeord neten gekrümmten Anschlag 8a stossen.
Eine sich über einen Teil des Umfanges des Tellers 8 er streckende feststehende Wand 80 verhindert das Her abfallen der Prüflinge. Da die Zubringervorrichtung mit einem Überschuss an den zu prüfenden Körpern 6 arbeitet, wird auf der Oberfläche des Tellers 8 eine Reihe der zu prüfenden Körper gebildet, die gegen den Anschlag 8a mit einer Kraft angedrückt werden, die der Reibung an der Oberfläche des Drehtellers 8 entspricht. Es kann auch eine ähnliche eine gerad" linige Bewegung der Prüflinge 6 herbeiführende Vor richtung verwendet worden.
Der jeweils am Anschlag 8a stehende Prüfling wird von einem Zahn der Scheibe 1 erfasst und auf einer von der Wand 80 ausgehenden festen Gleit bahn 11 verschoben. Die Prüflinge 6 werden dabei nacheinander zwischen zwei Messkontakten, und zwar zwischen einem feststehenden Kontakt 9 und einem beweglichen Kontakt 10 durchgeschoben. Der fest stehende Kontakt 9 ist auf der Grundplatte 11 (ge mäss Fig. 5) angebracht, während der bewegliche Kontakt 10 auf einem um einen Punkt 13 schwenk baren Arm 12 befestigt ist, der gegen den festste henden Kontakt 9 durch eine Feder 14 angedrückt wird. Wenn sich kein Prüfling zwischen den zwei Kontakten 9, 10 befindet, so liegt der Arm 12 gegen einen Anschlag 14a an, der die Bewegung des Ar mes 12 und des Kontaktes 10 begrenzt.
Der fest stehende Kontakt 9 ist an der dem Kontakt 10 zugekehrten Kante kreisförmig vom Halbmesser, wo <I>gegen</I> der bewegliche Kontakt 10 entweder kreis förmig, besser aber eben sein kann. Die jeweilige Lage des beweglichen Kontaktes 10 wird durch ein Abtastorgan 15 gemessen, das z. B. als Induktions- abtastorgan ausgeführt ist, und zusammen mit einem elektronischen Teil so angeordnet ist, dass es den grössten Ausschlag des beweglichen Kontaktes 10 beim Durchgang des Prüflings 6 abmisst. Der Arm 12 verbessert beträchtlich die Genauigkeit der Mes sung, denn er verhindert die Übertragung der un- günstigen Beanspruchung vom durchgehenden Prüf ling 6 auf das Abtastorgan 15.
Damit die Prüflinge in eine bestimmte Sortier- gruppe 5 aussortiert werden können, erhält die Stelle der Scheibe 1, an der sich ein Prüfling beim Messen befindet, unmittelbar nach dessen Messung eine Mar kierung, welche die Abmessung, respektive die Sortier- gruppe ausdrückt, in die der gemessene Prüfling aus sortiert werden soll. Die Markierung muss so vor genommen werden, dass das Öffnen der zugehörigen Klappe erst dann erfolgt, wenn der auszuscheidende gemessene Prüfling beim Drehen der Scheibe über diese Klappe gelangt.
Das beschriebene Ziel kann z. B. mit Hilfe des in Fig. 21 und 22 dargestellten Verfahrens erreicht werden, das im weiteren noch näher beschrieben wird. Auf der Welle 61, welche die zur Beförderung der Prüflinge dienende Scheibe 1 trägt, ist unten eine andere Scheibe 62 befestigt, in der sich ein Stiftsystem 63 befindet. Die Stifte sind in ihren Füh rungen frei verschiebbar, wobei sie jedoch die Lage einhalten, in die sie jeweils gebracht worden sind.
Die Stifte sind in Reihen in radialer Richtung an geordnet, und zwar so, dass jedem Ausschnitt 2 in der Scheibe 1 (siehe vorherige Figuren) eine radiale Reihe von Stiften zugeordnet ist. Über der Scheibe 62 ist in der Höhe der Messstelle 9, 10 eine radiale Reihe von Elektromagneten 64 angeordnet, und zwar so viel wie jede radiale Stiftreihe Stifte aufweist. De ren ausschiebbare Magnetkerne sind mit Tellern 65 versehen. Nach der Messung des Prüflings erhält der der festgestellten Abmessung zugeordnete Elektro magnet 64 vom elektronischen System einen Strom stoss und drückt mit Hilfe des Tellers 65 einen Stift 63 aus der sich gerade unter der Elektromagneten reihe 64 befindlichen Reihe in eine andere Stellung.
Der eingestellte Stift stellt dann die Kennzeichnung der gemessenen Abmessung des Prüflings dar.
Die Auswertung der Kennzeichnung erfolgt durch Betätigen von Schaltern 66 (gemäss Fig. 23 und 24), die auf einer feststehenden zur Welle 61 konzentri schen Platte 67 in gleichmittigen Kreislinien so an gebracht sind, dass jeder Gruppe ein Schalter 66 ent spricht. Die Schalter 66 sind so ausgebildet, dass ihre Schaltung nur durch einen eingestellten Stift 63 erfolgt.
Bevor neue Kennzeichnungen erfolgen, werden die vorangegangenen Kennzeichnungen durch Zu rückführen der Stifte 63 in die ursprüngliche Lage aufgehoben, was mittels eines feststehenden Keiles 68 vorgenommen wird (Fig. 23).
Die Einrichtung kann so angeordnet werden, dass jeder Gruppe von Abmessungen ein Elektromagnet 64, ein Stift 63 und ein Schalter 66 zugehören, oder es können auch Zweikombinationen, Dreikombinatio- nen oder andere Anordnungen benutzt werden. Dann kann man mit einer wesentlich kleineren Anzahl der genannten Bestandteile auskommen.
Durch Auswechslung der Scheibe 1, des festen Kontaktes 9 und des beweglichen Kontaktes 10 kann man denselben Prüfautomaten als Universalprüfauto- maten zum Sortieren von Wälzkörpern verschiede ner Abmessungen und Formen verwenden.
Im nachstehenden werden in den Fig. 5 bis 20 einige typische Anwendungsbeispiele beschrieben. Zum Sortieren von Kugeln ist die Ausbildung gemäss Fig. 5 und 6 vorteilhaft. Die Flächen 16 und 17 beider Kontakte 9 und 10 sind parallel, die Flanke 18 im Ausschnitt der Scheibe 1 ist eben und senkrecht zur Grundplatte 11.
Zum Sortieren von Zylinderrollen ist die Ausbil dung gemäss Fig. 7 und 8 vorteilhaft. Beide Kontakte, hier 29 und 20 bezeichnet, haben Schneiden oder sehr enge Abflachungen 26 und 27. Die Ausschnitte der Scheibe 1 sind mit zwei Schneiden 28 ver sehen. Zum Sortieren von Kegelrollen ist die Aus bildung gemäss Fig. 9 und 10 vorteilhaft. Beide Kon takte, hier 39 und 30, haben Schneiden 36 und 37, die unter einem Winkel hinterschliffen sind, der der Hälfte des Scheitelwinkels der Kegelrolle gleich ist. Die Ausschnitte der Scheibe 1 sind mit zwei Schneiden 38 versehen, die gleichfalls unter dem er wähnten Winkel hinterschliffen sind.
Die Kegelrolle kann sich mit ihrer sphärischen Stirnfläche entweder auf der ebenen Fläche der Grundplatte 11 abstützen oder sie kann einer Schneide 36a, wie aus Fig. 11 ersichtlich ist, anliegen. Diese Schneide kann ent weder in der Mitte der Kegelrolle oder an einem der Ränder der sphärischen Stirnfläche, wie durch gestri chelte Linien dargestellt ist, angebracht sein. Ihre An wendung ist im Hinblick auf die Verhinderung der ungünstigen Wirkung von Verunreinigungen beson ders vorteilhaft.
Um das Andrücken der Kegelrolle gegen die Schneide 36a zu vergrössern und dadurch eine weitere Verminderung der Wirkung von Verun reinigungen zu erreichen, kann die Grundplatte 11 gemäss Fig. 12, zu der Ebene der Schneiden 36 und 37 und damit auch zu der Ebene, in der die Scheibe 1 rotiert, unter dem Winkel<B> U </B> geneigt liegen. Die Kegelrolle führt dann beim Durchgang durch die Messstelle eine geringfügige Bewegung in der Rich tung ihrer Achse nach oben aus und sie wird durch die in den Kontakten 39 und 30 entstehende Kraft an die Schneide 36a angedrückt.
Zum Sortieren von tonnenförmigen Rollen ist die Ausbildung gemäss Fig. 13 und 14 vorteilhaft. Beide Kontakte 9 und 10 haben gemäss Fig. 14 die Flächen 16 und 17 eben und parallel ausgebildet. Sonach ist es gleichgültig, ob die Tonnenrolle zwi schen den Kontakten in der dargestellten Lage oder in der verkehrten Lage - mit der breiteren Stirn fläche nach oben oder nach unten - durchgeht. Die Flanken 18 in den Ausschnitten der Scheibe 1 sind wiederum eben und senkrecht zur Grundplatte 11. Die auswechselbaren Teile für tonnenförmige Rollen sind durchaus identisch mit den auswechselbaren Tei len für Kugeln.
Schliesslich, für Ringe der Kugellager oder für andere zylindrische Teile ist die Ausbildung gemäss Fig. 15 bis 18 vorteilhaft. Beide Kontakte 49 und 40 haben Schneiden 46 und 47, wogegen die Aus schnitte der Scheibe 1 mit einer ebenen Flanke 48, die senkrecht zur Grundplatte 11 gemäss Fig. 15 ist oder mit einer Schneide 48c gemäss Fig. 17 ver sehen sein können.
Ausser den beschriebenen Beispielen sind auch andere zahlreiche Ausbildungen der Messkontakte für andere zu prüfende Körper und für andere Zwecke möglich. Gemäss Fig. 19 und 20 kann man z. B. ausser dem Durchmesser der Kegelrolle auch ihren Scheitelwinkel prüfen. Zur Prüfung des Durchmes sers dient ein vom Arm 12 getragener Kontakt 50 und das Abtastorgan 15, wogegen ein von einem an deren Arm 12a getragener Messkontakt 50a und das Abtastorgan 15a zur Messung des Scheitelwinkels dienen.
Durch eine analoge Anordnung kann man auch Winkelabweichungen zylindrischer Körper prüfen.
Automatic machine for sorting turned parts, in particular rolling elements for rolling bearings according to dimensions or shape. The invention relates to an automatic machine for sorting turned parts, especially rolling elements for rolling bearings according to dimensions or shape.
In mechanical engineering, especially in rolling bearing production, it is often required to sort the individual parts produced into groups according to the deviations from the theoretical dimensions. Sorting is done either by hand or with the help of semi-automatic or automatic devices of various types and types. However, the known devices have the common disadvantage that they have a low output and a limited number of sorting groups and that they are unsuitable for sorting larger bodies.
The invention now aims to enable the sorting of turned parts, in particular of rolling elements for rolling bearings with great accuracy and great performance.
The machine according to the present invention is characterized by a constant speed Ge uninterrupted rotating disc with cutouts on its periphery, and by the following in the path of movement of the cutouts behind one another of the arranged elements; a filling point in which the cutouts are individually filled with the parts to be sorted, a measuring point where the specimens are tested for their dimensions and / or shape, and a number of sorting points, whose closure flaps, which are usually in the locked position, are individually connected to the control device set at the measuring point according to the determined dimension of the test object,
to sort the test items into any number of classes depending on the dimensions or the geometric shape.
In the drawing, an embodiment of the invention is shown purely schematically, namely: FIG. 1 shows an overall arrangement of the machine, FIGS. 2 and 3 details of the feeder device, FIG. 4 shows the general principle of the measuring device and FIGS. 5 to 20 Details of the measuring device for different shapes of the test object, Fig. 21 and 22 a device for the directory of the measured value of the test object,
23 and 24 show a device for opening the associated flap.
The device has a disk 1 with cutouts 2 evenly distributed around the circumference and of such a shape that the disk is given the shape of a gearwheel. It rotates with uninterrupted movement at a constant speed in the direction of the arrow. The test objects are fed from the magazine to the feeder device 3, which will be described in more detail below. The feeder device 3 is designed in such a way that each cutout 2 of the disk 1 is filled with a test object and is carried along to a measuring point 4 by the rotation of the disk.
When passing through the measuring point 4, the test item is measured and then, as the disc continues to rotate, depending on its dimensions, it is ejected from one of the various sorting groups 5. All sorting groups are arranged in a circle next to one another along the path of the disc 1 and are usually blocked off by a flap each. By such an arrangement, the downtimes compared to the known constructions are reduced to a minimum and it enables a substantial increase in performance of the machine. The solution described also enables the machine to be used to sort considerably larger bodies than has been customary up to now.
The feeder device is shown in more detail in FIGS. Test specimens 6, in this case rolling elements, are brought through a small distance from the circumference of the disc 1 arranged vertical supply pipe 7 on the upper surface of a flat, partly under the disc 1 cross feeder plate 8, which is at a constant speed in the direction of the arrow rotates in the same direction as disk 1. The body to be tested 6 are individually pulled out of the tube 7 by the rotating Tel ler 8 and taken until they bump against a fixed, un ter the disc 1 at the level of the cutouts angeord designated curved stop 8a.
A fixed wall 80 stretching over part of the circumference of the plate 8 prevents the test objects from falling off. Since the feeder device works with an excess of the bodies to be tested 6, a row of the bodies to be tested is formed on the surface of the plate 8, which bodies are pressed against the stop 8a with a force which corresponds to the friction on the surface of the turntable 8 . A similar device which brings about a straight line movement of the test objects 6 can also be used.
The test specimen standing at the stop 8a is detected by a tooth of the disk 1 and moved on a fixed sliding path 11 extending from the wall 80. The test objects 6 are pushed through one after the other between two measuring contacts, namely between a stationary contact 9 and a movable contact 10. The fixed contact 9 is mounted on the base plate 11 (ge according to FIG. 5), while the movable contact 10 is mounted on a pivotable arm 12 about a point 13, which is pressed against the fixed contact 9 by a spring 14 . If there is no test object between the two contacts 9, 10, the arm 12 rests against a stop 14a which limits the movement of the arm 12 and the contact 10.
The fixed contact 9 is circular at the edge facing the contact 10 with a radius, where <I> against </I> the movable contact 10 can either be circular, but better flat. The respective position of the movable contact 10 is measured by a scanning element 15 which, for. B. is designed as an induction scanning element, and is arranged together with an electronic part in such a way that it measures the greatest deflection of the movable contact 10 as the test object 6 passes through. The arm 12 considerably improves the accuracy of the measurement because it prevents the transmission of the unfavorable stress from the continuous test specimen 6 to the scanning element 15.
So that the test items can be sorted out into a certain sorting group 5, the point on the pane 1 at which a test item is located during the measurement is given a marking immediately after its measurement, which expresses the dimension or the sorting group in which the measured test object should be sorted out. The marking must be made in such a way that the associated flap is only opened when the measured test specimen to be eliminated passes over this flap when the disc is turned.
The goal described can e.g. B. can be achieved with the aid of the method shown in FIGS. 21 and 22, which will be described in more detail below. On the shaft 61, which carries the disk 1 used to convey the test specimens, another disk 62 is attached below, in which a pin system 63 is located. The pins can be moved freely in their guides, but they maintain the position in which they have been brought.
The pins are arranged in rows in the radial direction, in such a way that each cutout 2 in the disc 1 (see previous figures) is assigned a radial row of pins. A radial row of electromagnets 64 is arranged above the disk 62 at the level of the measuring point 9, 10, namely as many as each radial row of pins has pins. De ren slide-out magnetic cores are provided with plates 65. After the measurement of the test specimen, the electric magnet 64 assigned to the determined dimension receives a current from the electronic system and, with the help of the plate 65, pushes a pin 63 from the row located just below the electromagnet row 64 into a different position.
The set pen then represents the identification of the measured dimensions of the test object.
The evaluation of the marking is carried out by pressing switches 66 (according to FIGS. 23 and 24), which are placed on a fixed plate 67 concentric to the shaft 61 in equidistant circular lines so that a switch 66 corresponds to each group. The switches 66 are designed in such a way that they are switched only by a set pin 63.
Before new identifications are made, the previous identifications are canceled by returning the pins 63 to their original position, which is done by means of a fixed wedge 68 (FIG. 23).
The device can be arranged so that an electromagnet 64, a pin 63 and a switch 66 are associated with each set of dimensions, or two combinations, three combinations or other arrangements can also be used. Then you can get by with a much smaller number of the components mentioned.
By exchanging the disk 1, the fixed contact 9 and the movable contact 10, the same test machine can be used as a universal test machine for sorting rolling elements of different dimensions and shapes.
In the following some typical application examples are described in FIGS. 5 to 20. The design according to FIGS. 5 and 6 is advantageous for sorting balls. The surfaces 16 and 17 of both contacts 9 and 10 are parallel, the flank 18 in the cutout of the disk 1 is flat and perpendicular to the base plate 11.
For sorting cylindrical rollers, the training according to FIGS. 7 and 8 is advantageous. Both contacts, here 29 and 20, have cutting edges or very narrow flats 26 and 27. The cutouts of the disc 1 are seen with two cutting edges 28 ver. For sorting tapered rollers, the training shown in FIGS. 9 and 10 is advantageous. Both con tacts, here 39 and 30, have cutting edges 36 and 37, which are relief-ground at an angle that is equal to half of the apex angle of the tapered roller. The cutouts of the disc 1 are provided with two cutting edges 38, which are also undercut at the angle he mentioned.
The tapered roller can be supported with its spherical end face either on the flat surface of the base plate 11 or it can rest against a cutting edge 36a, as can be seen from FIG. 11. This cutting edge can either be in the middle of the tapered roller or on one of the edges of the spherical end face, as shown by dashed lines. Their use is particularly advantageous in terms of preventing the adverse effects of contaminants.
In order to increase the pressing of the tapered roller against the cutting edge 36a and thereby achieve a further reduction in the effect of impurities, the base plate 11 according to FIG. 12, to the plane of the cutting edges 36 and 37 and thus also to the plane in which the disk 1 rotates, are inclined at the angle <B> U </B>. The tapered roller then performs a slight upward movement in the direction of its axis as it passes through the measuring point and is pressed against the cutting edge 36a by the force generated in the contacts 39 and 30.
The design according to FIGS. 13 and 14 is advantageous for sorting barrel-shaped rolls. According to FIG. 14, both contacts 9 and 10 have the surfaces 16 and 17 designed to be flat and parallel. It does not matter whether the barrel roller between tween the contacts in the position shown or in the wrong position - with the wider face up or down - passes. The flanks 18 in the cutouts of the disk 1 are again flat and perpendicular to the base plate 11. The interchangeable parts for barrel-shaped rollers are absolutely identical to the interchangeable parts for balls.
Finally, for rings of the ball bearings or for other cylindrical parts, the design according to FIGS. 15 to 18 is advantageous. Both contacts 49 and 40 have cutting edges 46 and 47, whereas the sections of the disk 1 with a flat flank 48 which is perpendicular to the base plate 11 according to FIG. 15 or with a cutting edge 48c according to FIG. 17 can be seen ver.
In addition to the examples described, other numerous configurations of the measuring contacts for other bodies to be tested and for other purposes are also possible. According to FIGS. 19 and 20, one can, for. B. in addition to the diameter of the tapered roller also check its apex angle. A contact 50 carried by the arm 12 and the scanning element 15 are used to test the diameter, whereas a measuring contact 50a carried by one of the arm 12a thereof and the scanning element 15a are used to measure the vertex angle.
An analogous arrangement can also be used to check angular deviations of cylindrical bodies.