Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung der Bewegungsrichtung von aus unmagnetischen, jedoch elektrisch leitenden Werkstoffen angefertigten Körpern in einem Magnetfeld sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es ist ein Verfahren zur Beeinflussung der Bewegungsrichtung von elektrisch leitenden Körpern-im Magnetfeld bekannt, nach dem die Körper durch gegenseitige Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld eines Dauermagneten und den in den Körpern induzierten Wechselströmen beeinflusst werden.
Das genannte Verfahren gewährleistet keine exakte Beeinflussung der Bewegungsrichtung von flachen Körpern, ihren grösseren Flächen entsprechend, falls die diesen grösseren Flächen unterliegenden Körperpartien unterschiedlich grosse elektrische Leitfähigkeiten aufweisen.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Behebung der envähnten Nachteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Beeinflussung der Bewegungsrichtung von elektrisch leitenden unmagnetischen Körpern im Magnetfeld und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, welche die Richtungsbeeinflussung von Körpern nach einer ihrer ebenen Oberflächen ermöglichen. Dieses Verfahren und die entsprechende Vorrichtung soll auch die Richtungsbeeinflussung derartiger Körper ermöglichen, welche z.B. durch eine Unsymmetrie in ihrer konstruktiven Ausgestaltung oder in ihrer Struktur (Werkstoff) aufweisen und durch unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit ihrer einzelnen Partien gekennzeichnet sind.
Dies wird beim erfindungsgemässen Verfahren dadurch erreicht, dass die Körper der Einwirkung eines inhomogenen und durch Wechselstrom erzeugten magnetischen Feldes ausgesetzt werden, dass die Beeinflussung der Bewegungsrichtung der Körper von der elektrischen Leitfähigkeit der an verschiedenen Seiten des jeweiligen Körpers befindlichen Körperpartien abhängt, und dass die Frequenz des Wechselstromes entsprechend der für die Beeinflussung der Bewegungsrichtung erforderlichen Eindringtiefe des magnetischen Feldes in den jeweiligen Körper gewählt wird, wobei die Eindringtiefe die entsprechende lineare Abmessung des Körpers nicht überschreitet.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein mit Wechselstrom gespeister Elektromagnet vorgesehen ist, der in einem Abstand voneinander angeordnete Polschuhe aufweist, die eine Beeinflussungszone begrenzen, wobei einer der erwähnten Polschuhe keilförmig ausgebildet und mit seinem Scheitel der Beeinflussungszone zugekehrt ist und dass ferner ein Mittel vorgesehen ist, das zur Verhinderung des Verdrehens der Körper um eine zur Scheitellinie des keilförmigen Polschuhs parallele Achse bestimmt ist.
Das genannte Mittel zur Verhinderung des Verdrehens des Körpers kann ein weiterer Elektromagnet sein, der mit Wechselstrom mit einer Frequenz gespeist ist, die von der Frequenz des den Elektromagneten mit keilförmigem Polschuh speisenden Stroms verschieden ist, wobei seine Polschuhe ebene Stirnflächen haben können, die einander und der Beeinflusszone der Körper zugekehrt sind.
Das Verfahren zur Richtungsbeeinflussung elektrisch leitender Körper im Magnetfeld und die Vorrichtung zu dessen Durchführung. ausgeführt gemäss der vorliegenden Erfindung, lösen erfolgreich die gestellte Aufgabe und können zur Richtungsbeeinflussung verschiedener Körper mit verborgenen Unterscheidungsmerkmalen angewendet werden, beispielsweise von bimetallischen Flachteilen oder unmagnetischen, jedoch elektrisch leitenden Teilen, welche unsymmetrische Flächen aufweisen und von einem äusseren Kunststoffgehäuse ohne konstruktive oder technologische Erkennungszeichen umgeben sind.
Zum besseren Verständnis des Wesens der Erfindung wird nachstehend das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung zu dessen Durchführung unter Hinweis auf die beigefügten erläuternden Zeichnungen an einem Beispiel ausführlicher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 schematisch den Prozess derRichtungsbeeinflussung, von unsymmetrischen Flachkörpern nach ihren Seiten,
Fig. 2 Beispiele für Körper, der Bewegungsrichtung mit Hilfe des vorgeschlagenen Verfahrens beeinflusst werden kann,
Fig. 3 Gesamtansicht der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens,
Fig. 4 schematisch eine beispielsweise Anordnung von Rutschen zum Zuführen der Körper in die Beeinflussungszone der Vorrichtung gemäss Fig. 3 und Abführen derselben aus dieser Zone.
Das Wesen eines Beispiels des erfindungsgemässen Verfahrens besteht in folgendem:
Ein zu beeinflussender Körper, beispielsweise der Körper 1 (Fig. 1) kommt aus einer Rutsche 2 an und fällt frei in dem durch Polschuhe 3 und 4 zweier Elektromagnete 8 und 13 begrenzten Raum, wobei die Wicklungen 5 und 6 dieser Elektromagnete 3 und 4 mit Wechselströmen unterschiedlicher Frequenz gespeist sind.
Während dieses freien Fallens steht der Körper 1 unter dem Einfluss eines inhomogenen magnetischen Wechselfeldes, welches durch die zwei Elektromagneten 8 und 13 erzeugt wird.
Das vom ersten Elektromagneten 8 erzeugte magnetische Wechselfeld weist eine Induktion auf, die in der Richtung gegen den zu beeinflussenden Körper 1 hin abnimmt. Der Körper wird dabei während des Fallens vom Polschuh 3 abgestossen. Die Grösse der Abstosskrast, die infolge der gegenseitigen Wechselwirkung zwischen dem äusseren magnetischen Wechselfeld und jenem Strom entsteht, welcher in der dem Polschuh 3 zugekehrten Partie des Körpers 1 induziert wird, steht bei konstant bleibenden übrigen Bedingungen (konstante Feldstärke, Frequenz, Fluggeschwindigkeit des Körpers) in proportionalem Verhältnis zur elektrischen Leitfähigkeit der dem Polschuh 3 zugewandten Partie des Körpers 1.
Falls die elektrische Leitfähigkeit der einander gegenüberliegend angeordneten Partie des Körpers unterschiedlich ist, d. h. wenn eine der Seiten des Körpers beispielsweise aus einem anderen Werkstoff ausgeführt ist oder z. B. Aussparungen aufweist, (Beispiele für solche Körper sind in Fig. 2 gezeigt), so wird der Körper in Abhängigkeit davon, mit welcher seiner Partien er dem Polschuh 3 (Fig. 1) zugekehrt ist, sich unterschiedlichen Bahnen entlang bewegen und am Ende seines Fallens gelangt er in eine bestimmte von Aufnahmerutschen 7.
Dies kann mit Erfolg für die Aussortierung und Ausmusterung von Körpern nach diesen ihren Unterscheidungsmerkmalen ausgenützt werden, was sehr wichtig ist, z.B. für die Automatisierung von Bearbeitungsprozessen sowie des Zusammenbaus von verschiedenen Erzeugnissen.
Um zu verhindern, dass sich der Körper während seines Fallens inbezug auf den ersten Elektromagneten verdreht, wird er durch das Magnetfeld eines zweiten Elektromagneten 13 geführt. Dies gewährleistet, dass der Körper bei seinem Fallen eine bestimmte Lage behält und falls er die Rutsche 2 in einer unrichtigen Lage verlässt, dass er in die erforderliche Lage eingestellt wird.
Auf diese Weise wird der Körper während seines Fallens durch den Raum zwischen den Polen gleichzeitig durch zwei Magnetfelder beeinflusst.
Die Frequenz des Speisestromes für den ersten Elektromagneten 8 wird entsprechend der zum Sortieren der jeweiligen Körper erforderlichen Eindringtiefe des magnetischen Feldes in die Körper 1 gewählt.
Diese Eindringtiefe des magnetischen Feldes ergibt sich jeweils aus der Ausgestaltung der zu lenkenden Körper. Falls es sich beispielsweise um bimetallische Körper handelt, wählt man die Eindringtiefe des magnetischen Feldes der Dicke einer der Metallschichten des Körpers entsprechend. Gelangt dann ein solcher Körper in einer derartigen Lage unter den Einfluss des ersten Elektromagneten 8, dass die andere Metallschicht desselben dem Polschuh 3 zugekehrt ist, wird sich dieser Körper einer anderen Bahn entlang bewegen, als dies bei diesem Körper der Fall wäre, wenn er mit der erstgenannten Metallschicht dem Polschuh 3 zugewandt würde.
Dies deswegen, weil die beiden Metallschichten unterschiedliche elektrische Leitfähigkeiten aufweisen, daraus ergeben sich verschieden grosse Abstosskräfte vom Polschuh 3 und infolgedessen auch verschiedene Bewegungsbahnen für die unterschiedlich orientierten Körper. Die Wellenlänge des Speisestromes darf dabei nicht jene Abmessung des Körpers 1 überschreiten, die mit der Richtung des Vektors des Magnetfeldes zusammenfällt. Dieser Vektor steht dabei senkrecht zu der zu erkennenden Fläche des zu orientierenden Körpers.
Weist zum Beispiel die dem Polschuh 3 des ersten Elektromagneten 8 zugekehrte Partie des Körpers 1 Einschnitte mit etwa 1,5 mm Tiefe auf, so wird die Frequenz des Wechselstromes in der Grössenordnung von 1000 Hz gewählt, während bei einer Tiefe dieser Einschnitte nur von 0,5 mm eine Stromfrequenz von etwa 3500 Hz gewählt wird. Die Tiefe des Eindringens des magnetischen Feldes wird daher entsprechend der Tiefe der Einschnitte gewählt. Die Einschnitte unterteilen dann die jeweilige Partie des Körpers in mehrere Teile, wodurch der elektrische Widerstand dieser Partie in bezug auf jene Partie desselben vergrössert wird, die sich an der gegenüberliegenden Seite dieses flachen Körpers befindet. Dies hat wiederum verschieden grosse Abstosskräfte vom Polschuh 3 und somit auch verschiedene Bewegungsbahnen für einander umgekehrt orientierte Körper zur Folge.
Das beschriebene Verfahren kann mit Hilfe einer aus der Fig. 3 ersichtlichen Vorrichtung realisiert werden.
Aus Fig. 3 geht hervor, dass die Vorrichtung den ersten Elektromagneten 8 enthält, der eine Wicklung 9 und Polschuhe 10 und 11 aufweist, wobei die Wicklung 9 mit Wechselstrom gespeist ist. Der erste Polschuh 10 ist keilförmig mit einer zur Beeinflussungszone zugewandten Spitze ausgeführt und dabei derart angeordnet, dass der Abstand zwischen der Keilspitze und der Bewegungsbahn des Körpers 12, der dieser Spitze mit seine Seite mit kleinerer elektrischer Leitfähigkeit zugekehrt ist, ungefähr konstant bleibt. Der andere Polschuh 11 besitzt eine Vertiefung in Form eines Ausschnitts, welcher sich gegenüber dem Polschuh 10 befindet.
Der Abstand zwischen den Polschuhen 10 und 11 wird durch Verschiebung des Poles 11 reguliert und wird mit Rücksicht auf die Dicke des Teils 12 und auf die Grösse seiner maximalen Verschiebung in Richtung von der Spitze des keilförmigen Polschuhes 10 weg gewählt.
Ausserdem enthält die Vorrichtung den anderen Elektromagneten 13, dessen Wicklung 14 mit Wechselstrom mit einer derartigen Frequenz gespeist wird, die von der den Elektromagneten 8 speisenden Frequenz verschieden ist. Die Polschuhe 15 und 16 des zweiten Elektromagneten 13 besitzen ebene Stirnflächen, welche in der Beeinflussungszone einander zugekehrt sind. Der Elektromagnet 13 dient zur Verhinderung des Verdrehens des Teils 12 um die zur Spitze des Polschuhes
10 parallele Achse, d.h. er sorgt für die Fixierung des Teiles 12 während seines Fallens in einer Ebene. Das Verdrehen des Teils kann auch mit anderen Mitteln, beispielsweise mit Hilfe von mechanischen Führungen verhindert werden.
Als Beispiel wird die Beeinflussung der Bewegung eines unsymmetrischen Flachkörpers, hier einer bimetallischen Platte 17 (Fig. 4) betrachtet.
In Fig. 4 ist die schematische Anordnung von Polschuhen 10 und 11 sowie von Rutschen für die Zuführung der Platte 17 in die Beeinflussungszone und die Abführung derselben aus dieser Zone dargestellt.
Der Teil der Platte 17, welcher eine niedrigere elektrische Leitfähigkeit hat, ist auf Fig. 4 als eine helle Fläche bezeichnet, während der mit der grösseren elektrischen Leitfähigkeit schraffiert ist.
Die aus der Rutsche 18 in die Zone zugeführte Platte 17 bewegt sich während ihres freien Fallens längs einer Bahn, die durch die Grösse einer elektrodynamischen Kraft F bestimmt wird, die davon abhängt, mit welcher ihrer Partien die Platte 17 zur Spitze des Polschuhes 10 zugewandt ist. Da die Grösse der elektrodynamischen Kraft F sich mit der Entfernung der Platte 17 von der Spitze des Polschuhes 10 vermindert, so wird der Polschuh 10 zur Erhöhung der Wirksamkeit der Beeinflussung zweckmässigerweise unter einem Winkel cr eingestellt, damit die Platte 17, die diesem Polschuh mit der eine kleinere elektrische Leitfähigkeit aufweisenden Seite zugekehrt ist, sich bezüglich der Spitze des Polschuhes 10 ungefähr in gleichem Abstand bewegt und von einer bestimmten Abteilung der Rutsche 19 aufgenommen wird.
Ist aber die Platte 17 während ihres Fallens dem Polschuh 10 mit ihrer anderen Seite, welche grössere elektrische Leitfähigkeit aufweist, zugekehrt, so verschiebt sich ihre Fall kurve weiter von der Spitze des Pols weg und die Platte gelangt in eine andere Abteilung der Rutsche 19.
Infolge einer solchen Beeinflussung der Bewegungsrichtung der Körper, kommen die Platten 17 in der Aufnahmerutsche 19 so zu liegen, dass ihre Seiten mit der kleineren elektrischen Leitfähigkeit nach oben gekehrt sind.