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PATENTANSPRÜCHE
1. Einrichtung zum orientierten Vorschub ferromagnetischer Teile von gegebener Form und Abmessung, die ein Leitblech und ein darüber angeordnetes Magnetsystem enthält, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine über dem Leitblech (1) angeordnete unmagnetische Schablone (6) nach der Form des zu orientierenden Teiles (7) aufweist und das Magnetsystem (2) aus mindestens einem Paar von zu verschiedenen Seiten der Schablone (6) bezüglich der Bewegungsrichtung der Teile (7) auf dem Leitblech (1) liegenden Magneten (3, 4) besteht, deren jeder mit seinen beiden Polen der Schablone (6) derart zugekehrt ist, dass die gleichnamigen Pole gegeneinander liegen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schablone (6") der Form zweier nach der Länge teilweise zusammenfallender, spiegelbildlich angeordneter Teile (7") entspricht und das Magnetsystem (2) mindestens ein zusätzliches Paar von Magneten (3', 4') enthält, deren jeder an einem der ihnen ähnlichen von den erstgenannten anliegt und die zu verschiedenen Seiten eines Elementes (12) der Schablone (6") angeordnet sind, wobei die Berührungslinien 1) der Magnete (3, 3' und 4,4') gegenüber dem Element (12) der Schablone (6") liegen, das dem zusammenfallenden Abschnitt der Teile (7") entspricht.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Magnetsystems (2) etwas grösser als die der Schablone (6) ist.
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Automatisierung technologischer Prozesse und betrifft insbesondere Einrichtungen zum orientierten Vorschub ferromagnetischer Teile.
Stand der Technik
Es ist eine Einrichtung zum orientierten Vorschub ferromagnetischer Teile bekannt, die ein Leitblech und ein Magnetsystem in Form eines über dem Leitblech angeordneten Dauermagnets (B.A. Joffe, R. K. Kalnyn Orientierung von Teilen durch elektromagnetisches Feld , veröffentlicht 1972, Verlag Zinatne [Riga], s. S. 32, Fig. 2.2.3, 2.2.4) enthält.
Die bekannte Einrichtung gestattet es nicht, orientierte Teile aus einem Fluss zu einem Stoss zu stapeln.
Es ist auch eine Einrichtung zum orientierten Vorschub ferromagnetischer Teile - Platinen - (s. DE-PS 1266687, ver öffentlicht 18.04.68), bekannt, die ein Leitblech und ein dar über angeordnetes Magnetsystem mit einer Vielzahl übereinander angeordneter Magnete enthält. In der bekannten Einrichtung wird ein vorher gestapelter Stoss flacher ferromagnetischer Teile über das Leitblech in den Raum zwischen den Polen des unteren Magnets des Systems geleitet, dann wird durch eine aufeinanderfolgende Zuführung der Spannung der Wicklung der höher angeordneten Elektromagnete eine reihenweise Verschiebung eines Teiles in den Raum zwischen den Polen des entsprechenden Magnets gewährleistet, bis dieses das höchste Niveau des Magnetsystems erreicht hat.
Die nachfolgenden Teile nehmen ihren Platz in den Räumen zwischen den Polen der niedriger liegenden Elektromagnete ein und machen bei der Mitnahme eines neuen Teiles vom Leitblech einen Schritt weiter, wodurch aus dem Stoss das höchste Teil hinausgeschoben wird.
Diese Einrichtung erfordert eine vorherige Stapelung der Teile zu einem Stoss und deren Orientierung mit Hilfe von Zusatzeinrichtungen vor dem Vorschub der Teile zum Leitblech, gestattet es nicht, einen orientierten Vorschub der sich auf dem Leitblech in einem nichtabreissenden Fluss bewegenden Teile zu verwirklichen. Die Einrichtung wird durch eine konstruktive Kompliziertheit des Magnetsystems gekennzeichnet und erfordert das Vorhandensein einer speziellen Schalteinheit zur Steuerung dieses Magnetsystems. Ein kontinuierlicher Vorschub der Teile mit Hilfe dieser Einrichtung ist nur in Grenzen der Anzahl der Teile in einem Stoss möglich.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum orientierten Vorschub ferromagnetischer Teile zu entwickeln, die eine Orientierung und eine Stapelung der Teile zu einem Stoss bei deren kontinuierlicher Verschiebung auf dem Leitblech in einem nichtabreissenden Fluss gewährleistet und hierbei durch eine einfache Konstruktion und eine hohe Zuverlässigkeit gekennzeichnet wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Einrichtung zum orientierten Vorschub ferromagnetischer Teile, die ein Leitblech und ein darüber angeordnetes Magnetsystem enthält, gemäss der Erfindung eine über dem Leitblech angeordnete unmagnetische Schablone nach der Form des zu orientierenden Teiles aufweist und das Magnetsystem aus mindestens einem Paar von zu verschiedenen Seiten der Schablone bezüglich der Bewegungsrichtung der Teile auf dem Leitblech liegenden Magneten besteht, deren jeder mit seinen beiden Polen der Schablone derart zugekehrt ist, dass die gleichnamigen Pole gegeneinander liegen.
Zur Leistungssteigerung wird zweckmässig die Schablone vergrössert und entsprechend der Form zweier nach der Länge teilweise zusammenfallender, spiegelbildlich angeordneter Teile ausgeführt und das Magnetsystem mit mindestens einem zusätzlichen Paar von Magneten versehen, deren jeder an einem der ihnen ähnlichen von den erstgenannten anliegt und die zu verschiedenen Seiten vom zusätzlichen Element der Schablone angeordnet sind, wobei die Berührungslinien der Magnete gegenüber dem Element der Schablone liegen müssen, das dem zusammenfallenden Abschnitt der Teile entspricht.
Zur Verhinderung einer magnetischen Haftung der Teile aneinander ist es erwünscht, die Länge des Magnetsystems etwas grösser als die der Schablone auszuführen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zum orientierten Vorschub ferromagnetischer Teile erlaubt es, bei einer einfachen Konstruktion eine Orientierung und Stapelung der ferromagnetischen Teile zu einem Stoss im Laufe deren kontinuierlicher Verschiebung auf dem Leitblech vorzunehmen, wobei eine hohe Leistung und die Füllung des Magnetsystems in einem automatischen Betrieb in dem Masse der Entnahme der Teile aus diesem zwecks Bearbeitung oder Montage gewährleistet werden. Ausserdem zeichnet sich die Einrichtung durch eine hohe Arbeitszuverlässigkeit und die Vielfachbereitschaft aus, weil nur durch Austausch der Schablone ein orientierter Vorschub von Teilen verschiedener Form und Grösse verwirklicht werden kann, deren Abmessungen die Grösse des Raumes zwischen den Polen des vorliegenden Magnetsystems untersteigen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird durch die nachstehende Beschreibung ihrer Ausführungsformen anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt erfindungsgemäss:
Fig. 1 eine Einrichtung zum orientierten Vorschub ferromagnetischer Teile mit symmetrischen Enden in der Isome trie;
Fig. 2 eine Einrichtung zum orientierten Vorschub verlängerter ferromagnetischer Teile mit asymmetrischen Enden aus
einer Stellung auf einem Leitblech in Draufsicht;
Fig. 3 einen III-III-Schnitt nach Fig. 2;
Fig. 4 eine Einrichtung zum orientierten Vorschub ferromagnetischer Teile mit asymmetrischen Enden aus den beiden Stellungen auf dem Leitblech in Draufsicht;
Fig. 5 eine automatische Beschickungsstation mit der Einrichtung zum orientierten Vorschub ferromagnetischer Teile gemäss Fig. 4 in der Isometrie;
Fig. 6 eine Einrichtung zum orientierten Vorschub der Teile in Verbindung mit einem Mitnehmer der in Fig. 5 gezeigten Beschickungsstation in der Isometrie, im Schnitt, in einer Vergrösserung.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Die Einrichtung zum orientierten Vorschub ferromagnetischer Teile mit symmetrischen Enden enthält ein Leitblech I (Fig. 1) und ein darüber angeordnetes Magnetsystem 2, das aus einem Paar von Eiektromagneten 3, 4 mit V-Kernen besteht, deren Wicklungen 5 durch einen Gleichstrom gespeist werden. Darüber hinaus enthält die Einrichtung eine Schablone 6 nach der Form von Teilen 7, die in Gestalt von seitlichen Begrenzungsplatten aus unmagnetischem Werkstoff ausgeführt ist.
Die Elektromagnete 3, 4 liegen zu verschiedenen Seiten der Schablone 6 bezüglich der (durch einen Pfeil A angedeuteten) Bewegungsrichtung der Teile 7 auf dem Leitblech 1 und sind mit seinen beiden Polen N, S der Schablone 6 in der Weise zugekehrt, dass die gleichnamigen Pole N-N und S-S einander gegenüber und deren Mitten gegen die
Ecken der Schablone 6 (oder des Teiles 7) liegen.
Die Einrichtung zum orientierten Vorschub verlängerter ferromagnetischer Teile mit asymmetrischen Enden enthält ein Leitblech 1 (Fig. 2, 3), beispielsweise eine Vibrorinne, und ein Magnetsystem 2, das sich aus zwei Paaren von Magneten
3, 4 zusammensetzt.
Über dem Leitblech list eine Schablone 6' angeordnet, die eine Platte aus unmagnetischem Werkstoff mit einem Fen ster 8 nach der Form eines zu orientierenden Teiles 7' dar stellt.
Der Abstand zwischen dem Leitblech 1 und der unteren
Fläche der Platte (Schablone 6') wird unter der Bedingung
H < h < 2H errechnet, worin h - einen Abstand zwischen dem Leitblech 1 und der unteren Fläche der Platte,
H - die Höhe des Teiles 7' bezeichnet.
Die Paare der Magnete 3 und 4 liegen symmetrisch um die
Symmetrieachse des Fensters 8 zu dessen verschiedenen Seiten. Hierbei sind die Magnete 4 oder 3 in jedem Paar einan der mit ungleichnamigen Polen zugekehrt, während die zu verschiedenen Seiten des Fensters 8 einander gegenüber lie genden Magnete 3, 4 einander mit gleichnamigen Polen zugewandt sind.
Die Magnete 3 sind ebenso wie die Magnete 4 untereinan der durch Bügel 9 verbunden, und hinter dem Fenster 8 ist in
Bewegungsrichtung der Teile 7' ein Begrenzungsanschlag 10 angeordnet, der eine weitere Längsbewegung der im Magnet system 2 orientierten Teile 7' verhindert.
Die Einrichtung zum orientierten Vorschub ferromagneti scher Teile mit asymmetrischen Enden aus deren beliebiger
Stellung auf dem Leitblech (Fig. 4) ist ähnlich der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung, nur dass die Schablone 6" vergrös sert ausgeführt ist und der Form zweier nach der Länge teil weise zusammenfallender, spiegelbildlich angeordneter Teile
7" entspricht. Die Schablone 6" stellt in der genannten Aus führung ebenso wie in Fig. 1 seitliche Begrenzungsplatten dar, deren Höhe gleich der Höhe eines Stosses der durch das Magnetsystem 2 zu stapelnden Teile 7" ist. Das Magnetsystem 2 enthält ein Paar der Magnete 3, 4 und ein zusätzliches Paar von Magneten 3', 4', die an einem der ihnen ähnlichen Magnete 3, 4 anliegen und zu verschiedenen Seiten des zusätzlichen Elementes der Schablone 6" angeordnet sind.
Die Berührungslinien II der Magnete 3, 3' und 4, 4' liegen gegenüber einem dem zusammenfallenden Abschnitt der Teile entsprechenden Element 12 der Schablone 6".
Zur Verhinderung der Anhaftung der benachbarten Teile 7" auf dem Leitblech 1 bei deren Zuführung dem Magnetsystem 2 übertrifft das letztere die Länge der Schablone 6" um einiges. Die Höhe des Magnetsystems 2 entspricht der Höhe des Stosses der zu orientierenden Teile unter Berücksichtigung von Abständen zwischen ihnen, die dank einer Abstossung durch das Feld magnetisierten benachbarten Teile im Stoss entstehen. Die in Fig. 4 dargestellte Einrichtung gestattet es, die Leistungsfähigkeit des orientierten Vorschubes zu steigern, weil die Teile auf dem Leitblech durch das Magnetsystem aus den beiden Stellungen mitgenommen werden.
Die automatische Beschickungsstation mit der Einrichtung zum orientierten Vorschub asymmetrischer ferromagnetischer Teile enthält gemäss Fig. 5 einen Schwingbunker 13 mit einem Leitblech 1 (Fig. 5, 6), über dem ein Magnetsystem 2 angeordnet ist, das in Form zweier Paare von Magneten 3, 3' ausgeführt ist (das zweite Paar der Magnete in Fig. 5, 6 nicht gezeigt), die auf dem Leitblech 1 symmetrisch gegeneinander angeordnet sind, wobei in jedem Paar die Magnete, beispielsweise 3 und 3', einander mit ungleichnamigen Polen und die gegenüberliegenden einander mit gleichnamigen Polen zugewandt sind. Der Mitnehmer 14 ist auf einem Manipulator 15 montiert und ist in Form eines Zylindermagnets ausgeführt, der mit Hilfe eines Lagers 16 um die eigene Symmetrieachse drehbar angeordnet ist.
Das Magnetsystem 2 und die Schablone 6 sind in einem Gehäuse 17 aus unmagnetischem Werkstoff (beispielsweise aus Textolit) eingeschlossen. Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zum orientierten Vorschub ferromagnetischer Teile arbeitet wie folgt.
Die ferromagnetischen Teile 7 werden in einem Fluss über das Leitblech 1 zum Magnetsystem 2 vorgeschoben. Wenn sich ein Teil 7 zwischen dem Paar der Magnete 3, 4 erweist und das nachfolgende dorthin nur mit seinem Ende (teilweise) hineinkommt, stossen sich diese Teile 7 voneinander ab, d.h. es erfolgt eine Abtrennung des einen Teiles 7 vom Fluss, denn die ferromagnetischen Teile werden, nachdem sie zwischen die Paare der Magnete 3 und 4 ganz zu liegen gekommen sind, in der Weise magnetisiert, dass das Ende des ersten von ihnen und der Anfang des zweiten gleichnamige Pole aufweisen und also einander abstossen.
Das vom Fluss abgetrennte Teil 7 kommt unter die Schablone 6 zu stehen und, indem es von den Magneten 3 und 4 angezogen wird, strebt es nach oben, wobei es in den durch die Schablone 6 begrenzten Raum gelangt.
Das nächste Teil 7 wird gleichfalls vom Fluss abgetrennt und hochgehoben, wobei es das vorhergehende Teil 7 nach oben verschiebt. Die Anordnung der Magnete 3 und 4 mit ungleichnamigen Polen gegeneinander erzeugt ein quasihomogenes Magnetfeld, d.h. ein Feld, in dem die magnetischen
Kraftlinien parallel und in einem gleichen Abstand voneinander verlaufen. Infolgedessen liegen die Teile 7 zwischen den
Magneten 3 und 4 mit einem Abstand, sie weisen also einigen Abstand zueinander nach der ganzen Höhe des Magnetsystems auf. Dies gibt die Möglichkeit, die Teile 7 dem Magnetsystem 2 stückweise zu entnehmen.
Ist das Magnetsystem 2 bereits gefüllt, gehen die sich auf dem Leitblech 1 bewegenden Teile 7 weiter, ohne Stockungen auf dem Leitblech 1 zu bilden, und können beispielsweise durch ein nächstfolgendes (in Fig. 1 nicht angedeutetes) Magnetsystem aufgenommen werden oder in den Behälter zurückkommen, aus dem sie erneut auf das Leitblech 1 geliefert werden. Dadurch wird ein automatischer Betrieb der Füllung des Magnetsystems 2 mit den Teilen 7 in dem Masse der Übertragung des oberen von ihnen in die Arbeitsstellung zwecks Bearbeitung oder Montage aufrechterhalten.
Die Einrichtung nach Fig. 2, 3 arbeitet ähnlich der in Fig.
1 gezeigten Einrichtung mit dem Unterschied, dass in dieser der orientierte Vorschub nur derjenigen verlängerten ferromagnetischen Teile 7' mit asymmetrischen Enden erfolgt, die über das Leitblech 1 in den Wirkungsbereich des Magnetsystems 2 in der erforderlichen (einer der zwei möglichen) Stellung gelangen, die der Form des Fensters 8 in der Schablone 6 entspricht.
Fällt die Form des Fensters 8 mit der des Teiles 7' zusammen, ist also das Teil 7' richtig (beispielsweise mit dem breiteren Ende nach vorne in Bewegungsrichtung) orientiert, passiert es das Fenster 8 und nimmt die Stellung zwischen den Paaren der Magnete 3 und 4 ein.
Das sich mit dem schmaleren Ende nach vorne bewegende Teil 7' geht über das Leitblech 1 am Fenster 8 vorbei, weil es mit diesem Ende in das Fenster 8 aus dem Grunde nicht hineingelangen kann, dass der eine zweifache Dicke des Teiles unterschreitende Abstand zwischen dem Boden des Leitbleches 1 und der Platte (Schablone 6') dieses mit dem schmaleren Ende nach oben nicht wenden lässt. Das breitere Ende des Teiles schlägt gegen den Boden des Leitbleches 1 und die Mitte des Teiles 7' zuerst gegen die Vorderfläche des Fensters 8 an, während sich bei der Fortbewegung des Teiles 7' längs des Fensters 8 die divergierenden Seitenflächen des Teiles 7' gegen die eingeengten Seitenflächen des Fensters 8 abstützen.
Ist ferner die magnetische Masse des breiteren Endes des Teiles 7' viel grösser als die des schmaleren, so wirkt auf das breitere Ende des Teiles 7' bei einer Länge des Magnetsystems 2, die grösser als die Länge des Teiles 7 ist, eine grössere Kraft als auf das schmalere Ende ein, was eine Verschwenkung des Teiles 7' mit dem schmaleren Ende nach oben verhindert. Ist also das Teil 7' mit dem schmaleren Ende nach vorn ausgerichtet, kommt es auf dem Leitblech 1 weiter.
Die automatische Beschickungsstation mit der Einrichtung zum orientierten Vorschub ferromagnetischer Teile 7" mit asymmetrischen Enden aus den beiden Stellungen auf dem Leitblech 1 (Fig. 4, 5, 6) arbeitet wie folgt.
Die ferromagnetischen Teile 7" bewegen sich auf dem Leitblech 1, nachdem sie in diesem vorher längs ihrer Achse orientiert und mit ihren asymmetrischen Enden nach verschiedenen Seiten ausgerichtet worden sind. Bei der Bewegung des Teiles 7" auf dem Leitblech 1 geht es unter dem Magnetsystem 2 durch. In dem Augenblick, wo die Umrisse des Teiles 7" mit dem Profil der Schablone 6" zusammenfallen, wird es durch das Magnetfeld des Systems 2 in den Raum zwischen den Polen einbezogen und schwimmt auf .
Das Profil der Schablone 6" lässt die Teile aufschwemmen , deren Enden in verschiedene Richtungen zeigen. Die Anordnung der Magnete 3-3' und 44' in jedem Paar mit ungleichnahmigen Polen zueinander gestattet es, das Teil 7" vom Fluss abzutrennen.
Die Anordnung der einander gegenüber liegenden Magnete 34 und 3'-4' mit gleichnahmigen Polen zueinander gestattet es, die Teile 7" zu einem Stoss nach der Höhe der Magnete mit einem Abstand zwischen ihnen zu stapeln, was die Möglichkeit gibt, die Teile 7" stückweise mitzunehmen.
Die Schablone 6" stapelt also zwei Gruppen von Teilen, die gegeneinander um 1800 versetzt sind.
Der in Form eines sich frei drehenden Elektromagnets ausgeführte Mitnehmer 14 wird durch den Manipulator 15 in das zentrale Element 12 der Schablone 6" auf dem Abschnitt eingeführt, wo die Teile nach der Länge teilweise zusammenfallen. Der Elektromagnet des Mitnehmers 14 zieht an sich das Teil 7" aus der Schablone 6" an, und im weiteren beginnt der Arm des Manipulators 15, dieses vertikal nach oben zu verschieben und führt das mitgenommene Teil 7" aus dem Wirkungsbereich des Feldes heraus. Da der Mitnehmer 14 im Lager 16 gelagert ist, kann das Teil 7" bei der Bewegung des Armes des Manipulators 15 durch einen beliebigen Anschlag um einen Winkel von 90" bezüglich der Anfangsstellung in der Schablone 6" verschwenkt werden.
Im Ergebnis erweist sich das durch den Elektromagnet 14 aus der Schablone 6 in beliebiger Stellung mitgenommene Teil als eindeutig orientiert.
Ist das nicht nötig, können die Teile 7" zur Bearbeitung in eine entsprechende Arbeitsstellung in Abhängigkeit von deren Lage im Magnetsystem 2 gebracht werden. Die Information über die Lage des Teiles kann von einem beliebigen, am Mitnehmer 14 oder in der Schablone 6", angeordneten Geber erhalten werden.
Gewerbliche Verwertbarkeit
Die Einrichtung zum orientierten Vorschub ferromagnetischer Teile kann bei den Vorgängen zur Montage, Komplettierung, Beförderung von Teilen in verschiedenen Bereichen der Technik, speziell beim Vorschub der Teile unter den Arm eines Industrieroboters, Anwendung finden.