Gerät zur optischen Prüfung von Serien kleiner Objekte
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur optischen Prüfung von Serien kleiner Objekte, und sie bezweckt, die Prüfung solch kleiner Objekte zu erleichtern. Das Gerät nach der Erfindung zeichnet sich hierzu aus durch eine Transportvorrichtung, welche die in einen Eingangsbehälter eingefüllten, zu prüfenden Objekte automatisch einzeln in eine Beobachtungslage bringt; einen optischen Apparat, mit dem das in der Beobachtungslage befindliche Objekt auf Fehler geprüft werden kann, und durch Mittel, durch deren Betätigung ein fehlerhaftes Objekt aus dem zu einem Ausgangsbehälter führenden Transportweg eliminiert wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es ist:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Prüfgerätes,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Fördervorrichtung, die zum Gerät nach Fig. 1 gehört,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Einzel-Freigabevorrichtung für die zu prüfenden Objekte, und
Fig. 46 zeigen die Form von elektrischen Impulsen, die der Vorrichtung nach Fig. 3 zugeführt werden können.
Das dargestellte Prüfgerät besteht hauptsächlich aus einer Fördervorrichtung 1, einem Binokularmikroskop 2 und einer elektrischen Steuervorrichtung 3. Die Fördervorrichtung 1 weist ein Gehäuse 4 auf, in dem unter anderem ein nicht dargestellter Asynchronmotor enthalten ist, der eine horizontale, durchsichtige Transportscheibe 5 im Uhrzeigersinne von Fig. 2 langsam antreibt. Ein den Eingangsbehälter darstellender Zuführungsvibrator 6 führt auf weiter unten noch näher beschriebene Weise die zu prüfenden Objekte 7, z. B. Lagersteine, der Scheibe 5 zu. Wenn das Objekt 7 in die mit 7' bezeichnete Lage kommt, befindet es sich im Blickfeld des Bin okularmikroskopes 2 und zugleich im Wirkungsbereich einer Düse 8, der durch Drücken auf eine Taste 9 Druckluft zugeführt werden kann.
Wenn das Objekt einen Fehler hat, wird der Prüfende die Taste 9 drücken, so dass das fehlerhafte Objekt durch den aus der Düse 8 austretenden Luftstrom von der Scheibe 5 weggeblasen wird. Die fehlerfreien Objekte 7 gelangen dagegen schliesslich in einen Ausgangsbehälter 10.
Nachdem oben der Aufbau und die Benützungsweise des Prüfgerätes in grossen Zügen beschrieben worden sind, sollen nun dessen Einzelheiten näher erläutert werden.
Der Zuführungsvibrator 6, der an sich bekannter Art ist, weist einen auf dem Gehäuse 4 befestigten, zylindrischen Mantel 11 auf, der mit einem in Richtung des Doppelpfeils von Fig. 2 hin und her schwingenden Boden 12 einen Becher bildet, in den eine grosse Anzahl der zu prüfenden Objekte 7 ausgeleert wird, von denen nur einige dargestellt sind.
An der Innenseite des Mantels ist eine im Gegenuhrzeigersinne von Fig. 2 ansteigende, schraubenflächenförmige Rampe 13 vorgesehen, auf welcher die Objekte 7 unter dem Einfluss der Vibrationen des Bodens 12 nach oben gleiten, wobei zu bemerken ist, dass diese Vibrationen in dem gewünschten Fortbewegungssinne der Objekte rascher erfolgen als im entgegengesetzten Sinne und von einem im Innern des Gehäuses 4 angeordneten, mit elektrischen Drehschwingen bekannter Art erzeugt werden.
Am Mantel 11 ist eine Freigabevorrichtung 14 befestigt, die gemäss Fig. 3 einen Elektromagneten 15 aufweist, der auf einen federnden Anker 16 einwirkt, der an seinem freien Ende mit einem aus einem Plättchen 17 bestehenden Sperrorgan versehen ist. Der Anker 16 und das Plättchen 17 sind oben durch eine Abdeckung 18 geschützt. Wenn der Elektromagnet 15 erregt wird, zieht er den Anker 16 an, so dass das Plättchen 17 in die strichpunktiert gezeichnete Lage 17' kommt, in der es hochkant auf der Rampe 13 liegt, und zwar am obern Ende derselben, wo sie in einen nach aussen gerichteten und leicht abwärts geneigten, offenen Auslaufkanal 19 übergeht.
Es ist klar, dass, wenn sich das Plättchen 17 in der Sperrlage 17'befindet, kein Objekt 7 in den Auslaufkanal 19 gelangen kann. Dem Elektromagneten 15 werden elektrische Impulsreihen zugeführt, wie sie beispielsweise in den Fig. F6 dargestellt sind. In diesen Figuren ist der Strom i in Funktion der Zeit t dargestellt, wobei der Einfach heit halber rechteckige Impulse angenommen sind, deren Zeitdauer mit t1 bezeichnet ist; die Zeitdauer des stromlosen Intervalls zwischen zwei Impulsen ist mit t2 bezeichnet und die Zeitdauer der ganzen Im pulsperiode mit T, so dass also T = t1 + t2 ist.
Während der Zeit t, wird die Fortbewegung der Objekte 7 durch das Plättchen 17 verhindert, wobei überzählige Objekte, die sich vor dem Plättchen 17 stauen, von der Pumpe 13 auf den vibrierenden Boden 12 zurückfallen. Am Ende eines Impulses schnellt der Anker 16 infolge der Spannung der ihn bildenden Feder vom Elektromagneten 15 weg, und das Plättchen 17 gibt während der Zeit t2 den Durchgang für ein Objekt 7 frei. Die Zeit t2 ist der Grösse der Objekte 7 entsprechend so zu bemessen, dass das Plättchen 17 unter der Einwirkung des nächsten Impulses gerade nach Durchgang eines einzelnen Objektes 7 wieder in die Sperrlage kommt, also verhindert, dass zwei Objekte 7 unmittelbar nacheinander in den Auslaufkanal 19 gelangen. Infolge dessen werden die einzelnen Objekte 7 auf der Scheibe 5 einen gewissen Abstand voneinander haben.
Die Frequenz f = T der Impulse ist gleich der Prüfgeschwindigkeit T oder Kadenz der Freigabevorrichtung 14, das heisst gleich der Anzahl der pro Zeiteinheit zu prüfenden Objekte, z. B. 20 bis 120 Objekte pro Minute.
Angenommen, dass man grössere Objekte prüfen will, wie in dem in Fig. 4 entsprechenden Falle, ohne die Prüfgeschwindigkeit zu verändern, so wird man t2 auf Kosten von t1 vergrössern bei unverändertem T, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Will man dagegen bei gleich grossen Objekten die Prüfgeschwindigkeit erhöhen, so wird man gemäss Fig. 6 t2 unver ändert lassen und T kleiner machen.
Über der Scheibe 5 befindet sich ein feststehender Deckel 20, der einen unmittelbar auf die Oberfläche der Scheibe 5 herabreichenden Rand 21 aufweist, und von letzterer nur eine ringförmige Zone frei lässt. Vom Deckelrand 21 ragen zwei in der Bewegungsrichtung der Scheibe 5 sanft ansteigende Nasen 22 und 23 in deren freie Zone vor.
Die Nase 22 befindet sich kurz vor der Stelle, an der die optische Achse des Mikroskops 2 die freie Zone der Scheibe 5 schneidet, und dient dazu, die Objekte 7 in radialer Richtung so auszurichten, dass sie bei der Drehung der Scheibe in die entsprechende Beobachtungsl'age 7' kommen. Wenn die Objekte 7 aus dem Auslaufkanal 19 auf die Scheibe 5 fallen, hängt ihr Abstand vom Zentrum dieser Scheibe 5 nämlich in einem gewissen Streubereich vom Zufall ab, und durch die Ausrichtenase 22 werden sie alle auf den gleichen Radius nach aussen geschoben. Die Nase 23 dient dagegen dazu, die geprüften Objekte 7 von der Scheibe 5 in den Ausgangsbecher 10 abzustreifen und wird daher als Abstreifnase bezeichnet.
Der Deckel 20 ist beispielsweise in nicht dargestellter Weise am obern Ende einer hohlen Achse befestigt, durch welche die zur Düse 8 führende Druckluftleitung hindurchgeführt ist, wobei die Düse am Deckel 20 selbst befestigt ist und die Scheibe 5 mit Reibung auf einer Hohlwelle sitzt, die auf der hohlen Achse drehbar ist.
Der Düse 8 gegenüber befindet sich in einem kleinen Aufbau 24 des Gehäuses 4 eine Öffnung 25 (siehe Fig. 1), durch welche die weggeblasenen Ausschussobjekte in einen kleinen Behälter 26 (siehe Fig. 2) fallen. Der Ausschussbehälter 26 ist mit einem Griff 27 versehen, an dem man ihn aus dem Aufbau 24 hinausziehen kann.
Das Mikroskop 2 ist gemäss Fig. 1 auf einer Säule 28 befestigt, die in der Nähe der hintern Ecke des in der Draufsicht im wesentlichen dreieckigen Gehäuses 4 angebracht ist. Eine Lampe 29 dient zur Beleuchtung der auf der Scheibe in die Beobachtungslage 7' kommenden Objekte. Es ist jedoch auch noch eine weitere, in Fig. 2 angedeutete Lichtquelle 30 vorgesehen, die sich im Innern des Gehäuses 4 befindet und gestattet, die Objekte von unten zu beleuchten, z. B. um durchsichtige Objekte in Durchlicht zu betrachten. Ein vorn am Gehäuse 4 vorgesehener Handgriff 31 dient zum Einschalten der Lichtquelle 30 und zum Regulieren von deren Leuchtkraft.
Die Steuervorrichtung 3 enthält in einem Gehäuse 32 die elektrischen Apparaturen, die notwendig sind, um den Antriebsmotor der Scheibe 5 und den Zuführungsvibrator 6 zu steuern und um die zur Betätigung der Freigabevorrichtung 14 erforderlichen elektrischen Impulse zu erzeugen.
Für die Bedienung des Prüfgerätes an der Steuervorrichtung 3 sind folgende Organe vorgesehen:
Eine Taste 33, mit der ein Impulserzeuger einund ausgeschaltet werden kann; eine Taste 34, mit welcher der Drehschwinger des Zuführungsvibrators 6 ein- und ausgeschaltet werden kann; ein Drehgriff 35, mit dem die Impulsfrequenz f = T 9 das heisst die Prüfgeschwindigkeit, verändert werden kann; ein Drehgriff 36, mit dem das Zeitintervall t2 zwischen zwei Impulsen entsprechend den Dimensionen der Prüfobjekte verändert werden kann;
ein Drehgriff 37, mit dem die Amplitude der Schwingungen des Drehschwingers des Zuführungsvibrators 6 verändert werden kann, um diese Amplitude den Dimensionen und dem Gewicht der zu prüfenden Objekte anzupassen, und ein Drehgriff 38, mit dem der die Transportscheibe 5 antreibende Motor ein- und ausgeschaltet und seine Geschwindigkeit reguliert werden kann, um bei der eingestellten Prüfgeschwindigkeit oder Kadenz der Freigabevorrichtung 14 einen genügenden Abstand der aufeinanderfolgenden Objekte auf der Scheibe zu haben, ohne dass die Objekte das Beobachtungsfeld des Mikroskops 2 zu rasch durchlaufen.
Die elektrischen Apparaturen selbst werden nicht näher erläutert, da die Angabe ihrer Funktionen für einen Elektrofachmann genügt, um dieselben in an sich bekannter Weise ausführen zu können.
Die früher erwähnte Taste 9 zur Steuerung der Druckluft gehört zu einem besonderen, mit dem Gehäuse 4 nur durch ein Kabel 39 verbindenden elektrischen Hand- oder Fussschalter 40. Ebenso ist noch ein mit einer Taste 41 versehener Hand- oder Fussschalter 42 vorgesehen, der über ein Kabel 43 mit dem Gehäuse 4 verbunden ist und gestattet, den Antriebsmotor und die Freigabevorrichtung 14 so lange stillzusetzen, als man auf die Taste 41 drückt (oder auch, in Variante, ihn ein- und auszuschalten).
Man kann also - wenn nötig - ein bekanntes Objekt länger beobachten, und es erst dann mittels der Taste 9 wegblasen, wenn man sich von seiner Unbrauchbarkeit überzeugt hat. Gegebenenfalls könnte man nach Betätigen der Taste 41 die Scheibe 5 auch von Hand etwas zurückdrehen, um ein Objekt in das Beobachtungsfeld des Mikroskops 2 zurückzubringen, doch wird dies praktisch kaum je vorkommen, wenigstens nicht bei geübten Prüfern. Selbstverständlich sind die Gehäuse 4 und 32 durch ein Kabel 44 miteinander verbunden und ist ein nicht dargestelltes zum Anschliessen des Gerätes an das elektrische Netz vorgesehen. Ferner ist im Gehäuse 4 auch eine kleine Druckluftpumpe vorhanden, um die zum Beschicken der Düse 8 nötige Druckluft zu erzeugen.
Anstelle eines Mikroskops kann man auch einen Projektor vorsehen, der ein vergrössertes Bild des in der Prüflage befindlichen Objektes auf eine Metallscheibe projiziert. Auf der Mattscheibe kann dann gegebenenfalls eine Zeichnung vorgesehen sein, welche die Sollform des Objektes zeigt, oder man kann auch ein Bild eines Vergleichsobjektes auf die Mattscheibe projizieren.
Man kann ferner in bekannter Weise Hell- oder Dunkelfeldbeleuchtung anwenden bzw. senkrechtes oder schräges Auflicht.
Obwohl es für die Konstruktion und den Betrieb vorteilhaft ist, unabhängige Gehäuse 4 und 32 für die Fördervorrichtung 1 und die Steuervorrichtung 3 vorzusehen, ist dies keineswegs unbedingt nötig.
Ebenso könnte man auch die Tasten 9 und 41, z. B. am Gehäuse 4 anbringen oder auch andere, speziellen Bedürfnissen - z. B. von Invaliden - entsprechende Anderungen des beschriebenen Gerätes vorsehen.