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Tasteinrichtung zur Steuerung eines Führungs-und/oder Abweismitteis
in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Oberflächengestalt zuvor an einer Taststelle
vorbeigeführter Gegenstände Die Erfindung betrifft eine Tasteinrichtung zur Steuerung
eines Führungs- und/oder Abweismittels wie einer Sortierweiche in Abhängigkeit von
der unterschiedlichen Oberflächengestalt zuvor an einer Taststelle vorbeigeführter
Gegenstände, insbesondere Werkstücke in unterschiedlichem Bearbeitungszustand.
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Bei Transporteinrichtungen, z. B. Rundtischmagazinen, Transportbändern
bei Transferanlagen usw., ist es in Fällen, in denen zwar die transportierten Gegenstände
im wesentlichen gleiche Größe besitzen, sich aber in ihre Oberffächengestalt beeinflussenden
unterschiedlichen Bearbeittlngszuständen befinden, oftmaIs notwendig, die Gegenstände
an dafür vorgesehenen Stellen des Transportweges so zu sortieren, daß sie je nach
dem Bearbeitungszustand in entsprechende Bahnen weitergeleitet werden. Dies kann
beispielsweise in Verbindung mit Verpackungsmaschinen, Werkzeugmaschinen und andere
erforderlich sein.
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Hierfür ist es beispielsweise bei der Serienfertigung von Zahnrädern
bekannt, die Werkstücke mittels einer Transporteinrichtung an mehreren Arbeitsstellen
(Werkzeugmaschinen) demselben Arbeitsgang zuzuführen. Eine in den Transportweg eingeschaltete
Sortiereinrichtung muß dabei erkennen, ob ein bestimmter Arbeitsgang bereits an
einem transportierten Werkstück ausgeführt ist oder nicht, und muß entscheiden,
ob das Werkstück einer anderen Arbeitsstufe zugeführt werden kann oder ob es zur
nächsten freien Arbeitsstelle (Werkzeugmaschine) zwecks Weiterbearbeitung geleitet
werden muß.
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Bei den bisher bekannten Sortiereinrichtungen für den obigen Zweck
erfolgt das Aussortieren durch mechanisches Abtasten des Werkstückes mit Hilfe einer
Tasteinrichtung, bei welcher ein Tastfinger, Tastkämmrad od. dgl. das Werkstück
mechanisch abtastet, wobei unter bestimmten Bedingungen ein elektrischer Schalter
betätigt wird, der die entsprechenden Schaltvorgänge, z. B. das Sperren des Ladeablaufs
oder das Steuern einer Sortierweiche am Transportband auslöst.
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Derartigen mit Tastelementen arbeitenden Tasteinrichtungen haftet
der Nachteil an, daß ihre Funktion weitgehend von der Form des Werkstückes abhängig
ist, d. h. zum Abtasten von an sich artgleichen, aber verschieden großen Werkstücken
müssen die Tastelemente ausgewechselt werden, was zusätzliche Umrüstzeiten bedingt
und Zeitverluste und somit Produktionsminderung zur Folge hat. Auch besteht die
Möglichkeit einer Beschädigung der Werkstücke durch das mechanische Abtasten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tasteinrichtung der
eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher die vorgenannten Nachteile vermieden
werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine in an
sich bekannter Weise einen Luftstrom auf den jeweils an der Taststelle befindlichen
Gegenstand richtende und je nach der Höhe des sich dabei einstellenden Druckes in
der Luftzuführungsleitung Schaltmittel für das Führungs- und/oder Abweismittel beeinflussende
Abströmdüse an ihrer Öffnung von einem vorspringenden elastischen Kragen umgeben
und in Anlage dieses Kragens an den Gegenstand anstellbar ist.
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Derartige Abströmdüsen sind zwar in Verbindung mit einer pneumatischen
Längenmessung bereits bekannt. Im Unterschied zur Erfindung sind dort die Abströmdüsen
jedoch fest angeordnet, und der Druck in der Luftzuführungsleitung wird durch die
Größe des sich zwischen der Abströmdüse und dem zu messenden Gegenstand ergebenden
Ringspaltes beeinflußt. Durch die elastische Ausbildung des Kragens bei der Erfindung
wird eine Beschädigung der abzutastenden Gegenstände mit Sicherheit vermieden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein die Abströmdüse
enthaltender Düsenkörper von der an eine Druckluftquelle angeschlossenen Axialbohrung
eines gegen den Gegenstand innerhalb einer Gehäusebohrung verschieblichen Stößels
aufgenommen, der mit einem auf seiner Außenseite angeordneten Bund einen innerhalb
einer Erweiterung der Gehäusebohrung wechselseitig mit Druckmittel beaufschlagbaren
Kolben bildet, und es ist an das der Abströmdüse entgegengesetzte Ende der Axialbohrung
des Stößels ein die Schaltvorgänge der Führungs-und
/oder Abweismittel
auslösender Druckschalter angeschlossen.
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Durch diese Ausbildung kann die Anstellbewegung der Abströmdüse automatisch,
beispielsweise mit Hilfe entsprechender Ventile für das den Kolben beaufschlagende
Druckmittel gesteuert werden, die ihrerseits eine Steuerung durch die an der Taststelle
vorbeigeführten Gegenstände erfahren.
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Nach einem anderen - Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung trägt der
in der Axialbohrung des Stößels längsverschiebliche Düsenkörper an seinem rückwärtigen
Ende einen sich unter der Wirkung einer zwischen dem Düsenkörper und dem Stößel
eingespannten Druckfeder gegen einen Ventilsitz am Bohrungsende des Stößels anlegenden
Dichtungsbund, und eine an die Abströmdüse anschließende, vor dem Dichtungsbund
endende Axialbohrung im Düsenkörper öffnet sich radial in eine an den Dichtungsbund
anschließende Verjüngung des Düsenkörpers.
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Dadurch wird ein selbsttätig arbeitendes Ventil geschaffen, das die
anstehende Druckluft nur dann zur Abströmdüse gelangen läßt, wenn der Stößel gegen
den an der Taststelle befindlichen Gegenstand mit Hilfe des auf seinen Kolbenbund
wirkenden Druckmittels bewegt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Tasteinrichtung ist
in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden in Verbindung mit dem Sortieren
von noch nicht oder bereits verzahnten Werkstücken näher beschrieben. Es zeigt F
i g. 1 einen Längsschnitt der Einrichtung in Ausgangs- oder Ruhestellung und F i
g. 2 den gleichen Längsschnitt der Einrichtung in Arbeitsstellung.
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In einem Zylindergehäuse 1, das auf einem angedeuteten Gestell 2
od. dgl. angeordnet ist, ist in einer Durchgangsbohrung 3 ein als Kolben arbeitender
Stößel 4 axial verschiebbar gelagert. Der Kolbenbund 5 liegt in einer Zylinderkammer6.
zu der die Durchgangsbohrung 3 zum Teil erweitert ist. An die Zylinderkammer 6 sind
zwei Leitungen 7 und 8 angeschlossen, die von einer nicht dargestellten Druckmittelquelle
ausgehen und wechselseitig mit dem Druckmittel gespeist werden können. Vom Kopf
des Stößels 4 erstreckt sich eine abgesetzte Axialbohrung 9 bis in eine Kammer 10
im Fußteil 11 des Stößels. An diese Kammer 10 ist eine Leitung 12 angeschlossen,
die von einer nicht dargestellten Druckluftquelle ausgeht und ein Druckregelventil
13 enthält. An die Kammer 10 ist ferner eine Leitung 14 angeschlossen, die zu einem
Druckschalter 15 führt.
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In der Axialbohrung 9 des Stößels 4 liegt axial verschiebbar ein über
den Kopf des Stößels hinausragender Düsenkörper 16, der mit seinem Fuß in die Kammer
10 des Stößels 4 hineinragt. Dieser Fuß trägt eine Dichtung 17, die mit einem am
Übergang der Axialbohrung 9 zur Kammer 10 ausgebildeten Sitz 18 zusammenwirkt und
ein Einlaßventil für das Druckmittel aus der Kammer 10 in die Axialbohrung 9 bildet.
Vom Kopf des Düsenkörpers 16 erstreckt sich eine Axialbohrung 19 bis kurz vor die
Dichtung 17, wo eine radiale Eintrittsöffnung 20 vorgesehen ist.
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Die Axialbohrung 19 ist am Düsenkopf zu einer Abströmdüse 21 verjüngt,
die von einem elastischen Kragen 22 umgeben ist. Eine zwischen Düsenkörper 16 und
Stößel 4 angeordnete Feder 23 belastet stets den Düsenkörper 16 so, daß er bestrebt
ist, aus dem Stößel 4 herauszutreten. Dabei legt sich die Dichtung
17 fest gegen
den Sitz 18 und bestimmt die äußerste Stellung des Düsenkörpers. Zwischen der Kammer
10 im Fußende des Stößels 4 und der von der Druckluftquelle kommenden Leitungl2
ist ein Verbindungsstück 24 mit einer Drosselbohrung 25 angeordnet. Im Bereich des
Fußendes des Stößels 4 liegt ein elektrischer Endschalter 26, der von Steueranschlägen
27 am Fußende des Stößels betätigt wird.
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Da die mit der vorbeschriebenen Sortiereinrichtung in Verbindung
stehenden Druckmittelanlage, Druckluftanlage und elektrische Anlage nicht Gegenstand
der Erfindung sind und ihre Ausgestaltung für jeden mit dem Gebiet vertrauten Fachmann
ohne jede weitere Überlegung gegeben ist, kann aus Gründen der Vereinfachung von
einer Darstellung und Erläuterung abgesehen werden.
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Die Arbeitsweise der Tasteinrichtung sei nachfolgend am Beispiel
des Aussortierens von verzahnten und unverzahnten Radkörpern mit Bezug auf F i g.
2 beschrieben.
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Ein mit der schematisch angedeuteten Transporteinrichtung 28 vor
die Tasteinrichtung gebrachter Radkörper 29 löst über einen nicht dargestellten
elektrischen Kontakt und nachfolgende Schalteinrichtungen die Druckmittelzufuhr
durch die Leitung 8 in die Zylinderkammer 6 und damit die Bewegung des Stößels 4
mit dem Düsenkörper 16 in Richtung auf den Radkörper 29 aus. Der am Kopf des Düsenkörpers
16 angeordnete Kragen 22 legt sich dicht gegen den Radkörper. Beim Auftreffen des
Düsenkörpers 16 auf den Radkörper 29 öffnet sich das Einlaßventil 17, 18, da der
Stößel 4 noch so lange vorwärtsbewegt wird, bis der durch einen der Steueranschläge
27 betätigte und die Bewegung des Stößels 4 überwachende elektrische Endschalter
26 die Druckmittelzufuhr durch die Leitung8 zur Zylinderbohrung 6 sperrt sowie den
Stromkreis zum Druckschalter 15 schließt.
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Von der nicht dargestellten Druckluftquelle strömt nun Druckluft
durch das Druckregelventil 13, Leitung 12, Drosselbohrung 25, Kammer 10, Einlaßventil
17, 18, Eintrittsöffnung 20, Axialbohrung 19 zur Abströmdüse 21. Der die Abströmdüse
21 umgebende Kragen 22 liegt am Radkörper 29 federnd an und verhindert bei unverzahntem
Radkörper 29 das Entweichen der Druckluft. Hierdurch erfolgt ein Druckaufbau im
Stößel 4 sowie in der Leitung 14 zum Druckschalter 15 bis zu dem am Druckregelventil
13 eingestellten Wert.
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Die zwischen der Kammer 10 und der Leitung 12 angeordnete Drosselbohrung
25 verhindert eine Fehlschaltung des Druckschalters 15 infolge Staudrucks zwischen
Abströmdüse 21 und Kammer 10.
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Der sich bei einem unverzahnten Radkörper 29 aufbauende Druck zwischen
Abströmdüse 21 und Druckschalter 15 betätigt diesen Druckschalter, der den Stromkreis
zu einem nicht dargestellten Führungs-und/oder Abweismittel, z. B. einer Sortierweiche
od. dgl., schließt, wodurch dessen Stellung so beeinflußt wird, daß der unverzahnte
Radkörper zu einer Bearbeitungsstelle weiterbefördert wird.
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Tst jedoch der der Tasteinrichtung zugeführte Radkörper bereits verzahnt,
so strömt infolge der durch die Verzahnung unterbrochenen Werkstückoberfläche die
Druckluft zwischen Kragen22 und Radkörper drucklos durch die Zahnlücken 30 aus,
so daß der Druckschalter 15 und somit das Führungs- und/oder Abweismittel nicht
betätigt werden und diese eine
solche Stellung einnehmen, daß der
verzahnte Radkörper zu einer anderen Bearbeitungsstelle oder zu einer Prüfstelle
für fertige Werkstücke wandert.
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Nach beendetem Tastvorgang fährt der Stößel 4 durch eine gesteuerte
Zufuhr von Druckmittel durch die Leitung 7 in die Zylinderkammer 6 wieder in seine
Ausgangsstellung entsprechend F i g. 1 zurück, wobei sich das Einlaßventil 17, 18
durch die Wirkung der Feder 23 wieder schließt, um unnötiges Ausströmen von Druckluft
zu verhindern.
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Wenn auch vorstehend die Anwendung der Tasteinrichtung in Verbindung
mit dem Sortieren von unverzahnten und verzahnten Radkörpern beschrieben wurde,
so ist sie jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann überall dort erfolgen, wo
die Möglichkeit besteht, auf Grund sich ergebender unterschiedlicher Oberflächengestalt
ein Abströmen der Druckluft aus der Tasteinrichtung zu sperren oder freizugeben.
So können z. B. bei Füll-oder Verpackungsvorgängen, die an mehreren Maschinen gleichzeitig
durchgeführt werden, jeweils aus den durch eine Transporteinrichtung zugeführten
Behältnissen die noch leeren von den bereits gefüllten und verschlossenen aussortiert
werden und die gefüllten Behältnisse einer Sammel- oder Versandstelle und die leeren
Behältnisse der jeweils nächsten freien Füll-oder Verpackungsmaschine zugeführt
werden.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile gegenüber bekannten mechanischen
Tasteinrichtungen bestehen insbesondere darin, daß beim Abtastvorgang infolge des
zur Anlage gegen den Gegenstand kommenden elastischen Kragens des Düsenkörpers eine
Beschädigung des abzutastenden Gegenstandes ausgeschlossen ist, daß weiter die Schaltfunktion
unabhängig vom Auslaß der Oberflächenveränderung des abzutastenden Gegenstandes
ist, d. h., z. B. bei Zahnrädern von der Zahntiefe einer jeweiligen Serie unabhängig
ist im Gegensatz zu mechanischen Schaltungen, die ein Auswechseln der mechanischen
Tastorgane erfordern, und daß ferner die Anlage unabhängig von Verunreinigungen,
z. B. Spänen, in den Zahnlücken bleibt, die bei den bekannten mechanischen Abtastverfahren
die Abtastfunktion beeinflussen.