DE1473782B2 - Laengenmess und sortiergeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Längenmeß- und Sortiergerät mit einem Meßrachen, dessen eine Flanke von einem gerätefesten Auflager und dessen andere Flanke von einem Meßkopf mit einem in Abhängigkeit von der Meßlänge beweglichen Taster begrenzt sind, der Teil einer elektrischen Kompensationsanordnung ist, und mit einer Einrichtung zur periodisch wiederholten Einführung eines Normals an Stelle eines Prüflings in den Meßrachen.

Längenmeß- und Sortiergeräte zur automatischen Messung von Präzisionsteilen, bei denen insbesondere »Gut«-Fabrikate von solchen, deren Abmessungen ober- bzw. unterhalb eines zulässigen Toleranzbereiches liegen, selektiert und sortiert werden, sind an sich bekannt. Zur Durchführung derartiger Verfahren bestimmte Vorrichtungen enthalten im allgemeinen ein gerätefestes Auflager in Form eines Meßtisches, dem gegenüber ein Tastgerät angeordnet ist. Meßtisch und Tastgerät sind durch einen Bügel miteinander verbunden und im Verhältnis zueinander ver- und einstellbar. Meßtisch und Tastgerät bilden mit dem Bügel gemeinsam einen Meßrachen. Das Tastgerät weist einen Tastkopf auf, innerhalb dessen parallel zur Achse des Meßkopfes ein Taststift längsverschieblich geführt ist. Die Prüfkörper werden in den Meßrachen eingeführt, und sie lenken dabei den Taststift um einen ihren Abmessungen entsprechenden Betrag aus. Der Ausschlag des Taststiftes wird dabei, je nach der Höhe der gestellten Präzisionsansprüche, mechanisch oder elektrisch, beispielsweise mittels kapazitiver oder induktiver Kopplungen, auf ein geeignetes Anzeigegerät übertragen, an welchem der jeweilige Größenwert des Prüfkörpers ablesbar ist. Für den Fall, daß nicht die absoluten Größenwerte des Prüfkörpers ermittelt werden sollen, sondern lediglich eine Sortierung in der Richtung vorzunehmen ist, daß der Prüfkörper entweder die erforderlichen Abmessungen besitzt oder von diesen innerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches abweicht, wird mit Hilfe eines sogenannten Normals ein bestimmter Ausschlag des Anzeigegerätes eingestellt, und es wird anschließend geprüft, ob die jeweils untersuchten Prüfkörper innerhalb des vorgegebenen, zulässigen Toleranzbereiches liegen, wobei die Grenzen des zulässigen Toleranzbereiches mechanisch oder elektrisch fixiert sind. Je nachdem, ob der Ausschlag des Instrumentes inner-, ober- oder unterhalb der festgelegten Grenzen liegt, kann der diesen Ausschlag bewirkende Prüfkörper mittels geeignet ausgebildeter Einrichtungen in einen entsprechenden Kanal für die »Gut«-Fabrikate oder in Kanäle für Fabrikate mit Über- bzw. Untermaßen geleitet werden.

Derartige Meßeinrichtungen müssen teilweise völlig selbsttätig betrieben werden, um die Prüfarbeit dem allgemeinen Fertigungsgang anpassen zu können. Zugehörige Tastgeräte sind, wie bereits angedeutet, so ausgebildet, daß die jeweilige Stellung des Taststiftes zu dem Meßkopf durch induktive oder kapazitive Verstimmung einer Meßbrücke einen Wert liefert, der der jeweiligen Größe des Prüfkörpers entspricht. Der ermittelte Wert wird von einem elektrisch betriebenen Meßgerät erfaßt. Parallel zu dem elektrischen Meßgerät sind elektrische Stufen in Form bistabiler Elemente, Multivibratoren, Flip-Flop genannt, Thyratrons, Schaltdioden, Relais mit Haltekontakten usw. geschaltet, die einerseits auf einen Kippvvert entsprechend dem unteren, andererseits auf einen Kippwert entsprechend dem oberen Grenzwert des Toleranzbereiches eingestellt sind.

Vor der Messung des Prüfkörpers befinden sich beide Stufen in einer Ausgangslage. Dementssprechend ist ein Sammelkanal für die untersuchten Prüfkörper mit einem Leitkanal für Prüfkörper mit Untermaß verbunden. Weist der gemessene Prüfkörper Untermaß auf, so bleibt die Verbindung bestehen. Handelt es sich bei dem Prüfkörper um ein »Gut«- Fabrikat, dann spricht die eine der Kippstufen an und schaltet dabei geeignete Leitelemente derart um, daß die Verbindung des Sammelkanals mit dem »Gut«-Kanal hergestellt wird. Liegt das Maß des Prüfkörpers oberhalb der zulässigen oberen Grenze, so spricht auch die zweite Kippstufe an und bringt ein weiteres Leitelement in eine solche Lage, daß der Sammelkanal an den Leitkanal für die Prüfkörper mit Übermaß angeschlossen wird.

Meßsysteme der geschilderten Art sind zwar grundsätzlich befriedigend, jedoch können sie nicht verhindern, daß Verfälschungen der Messung, die durch geometrische Veränderungen der einmal eingestellten Meßrachenweite bedingt sind, in die Messung eingehen; es kann daher geschehen, daß auch

25_ Prüfkörper, deren Maß an sich außerhalb des Toleranzbereiches liegt, in den »Gut«-Kanal einsortiert werden oder daß Prüfkörper, die an sich innerhalb des Bereiches »Gut« liegen, als Ausschuß aussortiert werden.

Ursächlich für die genannten Verstellungen des Meßrachens sind beispielsweise Temperaturschwankungen. Es können sich aber auch im System vorhandene, innere mechanische Spannungen ausgleichen. Es werden auf die Meßeinrichtung Erschütterungen und Vibrationen übertragen. Staub- und Schmutzanlagerungen, okkludierter Wasserdampf, zum Niederschlag gekommene Atmosphärilien usw. bilden Häute, die mitgemessen werden. Man kann zwar versuchen, diesen schädlichen Einflüssen durch geeignete Werkstoffauswahl, Klimatisierung, Staubfreihaltung des Meßraumes, vibrationsfreie Fundamente usw. zu begegnen. Derartige Maßnahmen erfordern aber einen erheblichen Kostenaufwand, andererseits lassen sich die Kompensationsversuche nicht so weit treiben, daß auch kleinste Abweichungen der anfänglichen Einstellung des Meßsystems mit Sicherheit ausschaltbar sind. Besonders in den Fällen, in denen sehr enge Toleranzen einzuhalten sind, wie sie beispielsweise in der Wälzlagerindustrie bei 1 μτη und darunter liegen, wird die Konstanthaltung des Meßrachens zu einem äußerst schwierigen Problem. Unter diesen Umständen können Temperaturänderungen von nur 1°C eine erhebliche Rolle spielen, und der Einfluß abgelagerten Staubes kann bedeutend sein. Noch höhere Anforderungen ergeben sich beispielsweise bei der Fertigung elektrischer Schaltelemente aus Halbleitern, wobei die Einhaltung bestimmter Schichtdicken der aus den Halbleitern hergestellten Körper dann von entscheidendem Einfluß ist, wenn das elektrische Verhalten der Schaltelemente von der Schichtdicke in hohem Ausmaß abhängig ist.

Es ist bekannt, den Taststift eines derartigen Meßsystems mit einem zweiten Tastkopf zu versehen, der zur Durchführung einer gelegentlich oder regelmäßig auszuführenden Eichung an festen Anschlägen zur Anlage gelangt, wobei das zugehörige Meßsignal zur Überprüfung der ursprünglichen Anzeigewerte und

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gegebenenfalls zur Korrektur der Meßeinrichtung anordnung ist, und mit einer Einrichtung zur peribenutzt wird. Bei diesem bekannten System erfolgen odisch wiederholten Einführung eines Normals an jedoch die mechanische Messung und die mecha- Stelle eines Prüflings in den Meßrachen wird diese nische Eichung bzw. Kontrolle an getrennten Orten, Aufgabe durch eine Anordnung einer bei eingeführso daß Fehler, deren Ursache an der eigentlichen 5 tem Normal mit dem Ausgang der Kompensations-Meßstelle begründet ist, nicht eliminiert werden schaltung gekoppelten, selbsttätig wirksamen Komkönnen. Weiter bedingt die Anordnung eines zweiten pensationsabgleichvorrichtung gelöst. Tastkopfes, daß Messung und Eichung bei vonein- Vorteilhaft sind der Kompensationsabgleichvor-

ander abweichenden Tastkopfstellungen vorgenom- richtung Abgleich- und Meßvorgänge einleitende somen werden müssen, so daß Nichtlinearitäten und io wie beendende und die Sortierung durchführende Verstärkungsänderungen des elektrischen Meßkrei- Elemente von Toleranzwächtern nachgeschaltet, woses zusätzliche Fehler hervorrufen. bei diese Elemente nach einer weiteren Ausbildung

Es ist auch bekannt, verschiedene abgestufte Leh- des Erfindungsgedankens als bistabile, abhängig oder ren oder Normale in regelmäßigen Zeitabständen unabhängig voneinander einstellbare Elemente ausdurch eine Meßeinrichtung zu schicken, die dann bei 15 gebildet sind.

einwandfreier Einrichtung in vorbestimmten, züge- Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es

hörigen Auffangbehältern erscheinen. Dadurch ist zur Erfassung der genannten Fälle zwar notwendig jedoch weder eine vollautomatische Überwachung wird, die an dem Normalen abgegriffenen Werte zu der Meßgenauigkeit noch eine automatische Justie- speichern, daß es aber dann ausreicht, den gespeirung der Meßeinrichtung ermöglicht. 20 cherten Wert mit einem vorher konstant eingestell-

Weiter ist eine pneumatisch betriebene Meß- ten, elektrischen Wert zu vergleichen. Weicht der geeinrichtung bekannt, die ein Regelventil aufweist, mit speicherte Wert von dem eingestellten, konstanten dessen Hilfe der Pneumatikmeßdruck während der Wert ab, so ist es möglich, mittels als Nullschalter Einführung eines Normals in den Meßrachen nach- wirkender bistabiler Elemente von Toleranzwächtern geregelt wird. Da diese Nachregelung nur auf den 25 einen Servomotor ein- und auszuschalten, der den Meßdruck, nicht jedoch auf einen ebenfalls vorge- Schleifer eines in dem Kompensationsmeßkreis liesehenen Kompensationsdruck einwirkt, entstehen bei genden Potentiometers so weit verschiebt, bis beide Druckschwankungen zusätzliche Fehlerquellen, die Werte gleich sind. Dabei gibt es Abweichungsmögdie Vorteile der automatischen Justierung wieder zu- lichkeiten. Man kann beispielsweise durch die ToIenichte machen. Darüber hinaus ist die Regelzeitkon- 30 ranzwächter zwei Grenzwerte festlegen, wobei innerstante derartiger Pneumatikregeleinrichtungen sehr halb dieser Grenzwerte liegende Fehler zugelassen groß, so daß zur Eichung der Meßablauf für unver- werden. Erst wenn der durch das Normal angezeigte hältnismäßig lange Zeit unterbrochen werden muß. Wert aus dem durch die Grenzwerte angegebenen Ein früherer Vorschlag geht schließlich dahin, bei Bereich herausfällt, kippt eines der beiden vorher erLage des Normals im Tastrachen den angezeigten 35 wähnten bistabilen Elemente um und schaltet da-Meßwert analog in einem schnell arbeitenden Spei- durch einen Servomotor ein, der ein Brückenglied eher (Kondensator, Hallgenerator od. dgl.) festzuhal- der Meßschaltung so lange verstellt, bis der Meßten und den gespeicherten Wert zu dem angezeigten wert des Normalen wieder innerhalb der festgelegten Meßwert des Prüflings algebraisch zu addieren. Die Grenzwerte liegt. Das angesprochene bistabile EIegebildete algebraische Summe der Meßwerte bzw. 4° ment ist dabei als Speicher anzusehen, das angibt, die Differenz entsprechender elektrischer Spannungs- ob der vom Normalen erzeugte Meßwert außerhalb werte stellt unabhängig von ungewollten Verände- oder innerhalb der festgelegten Grenzwerte liegt, rungen des Tastrachens den genauen Meßwert des Man kann den zuletzt erwähnten Weg dahin abPrüflings gegen denjenigen des Normalen dar, so wandeln, daß dasselbe Normal mehrere Male hinterdaß der Summenwert bzw. die Spannungsdifferenz 45 einander durch den Tastrachen durchgeführt wird, benutzt werden kann, um eine Weiche der Sortier- Der Servomotor ist in diesem Falle als Schrittschalkanalanordnung selbsttätig zu verstellen. Dieses Ver- ter ausgebildet, der im Meßkreis Verschiebungen mit fahren ergibt die größte denkbare Genauigkeit, so dem Wert des zugelassenen Fehlers durchführt, daß man auf die Durchführung des Verfahrens trotz wenn das Normal durch den Tastrachen durchgeseines verhältnismäßig großen, mechanischen und 5° führt wird und die Grenzwerte überschritten werden, elektrischen Aufwandes angewiesen ist, wenn mit Das Normal wird dann so oft wiederholt durch den dieser größten Genauigkeit gearbeitet werden muß. Tastrachen geführt, bis die Grenzwerte wieder er-Es gibt jedoch eine Reihe von Fällen, in denen es reicht werden. Dabei kann es sich ergeben, daß das dieses Aufwandes nicht bedarf. Normal verhältnismäßig oft durch den Tastrachen

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, für den 55 durchgeführt werden muß, bis der richtige Zustand Fall des Auftretens derartiger geringerer, wenn auch des Meßkreises wieder erreicht ist. Um zu verhüten, noch, absolut gesehen, sehr hoher Anforderungen an daß eine zu große Zahl von Wiederholungen bei der die Genauigkeit der Messung einen Weg aufzuzei- Durchführung des Normalen durch den Tastrachen gen, der in diesem Falle zum Erfolg führt und mit erforderlich wird, können weitere Toleranzwächter Mitteln verwirklichungsfähig ist, die die erforderliche ⁶° vorgesehen werden, durch die je nach Größe der Wirtschaftlichkeit selbsttätig auszuführender Mes- Abweichung der Schrittschalter zur Durchführung sungen herstellen. kleinerer oder größerer Schritte eingeschaltet wird.

Ausgehend von einem Längenmeß- und Sortier- Dadurch ist zu erreichen, daß ein Normal allenfalls gerät mit einem Meßrachen, dessen eine Flanke von ein bis zwei Durchgänge durch den Tastrachen einem gerätefesten Auflager und dessen andere 65 machen muß, um den gewünschten Zustand des Flanke von einem Meßkopf mit einem in Abhängig- Meßkreises wieder herbeizuführen. Alle eingesetzten keit von der Meßlänge beweglichen Taster begrenzt Toleranzwächter sind hierbei als Speicher, also als sind, der Teil einer elektrischen Kompensations- bistabile Elemente zu betrachten, wobei sie anzei-

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gen, ob und wie viele Verschiebungen im Meßkreis Amplitude abhängig ist von der Stellung des Ferrox-

stattgefunden haben. Cube-Kernes 11 zu den Spulen 12 und 13 sowie von

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einrichtung der Stellung des Schleifers der Potentiometer 15

zur regelmäßigen Kalibrierung einer vollautomati- und 16. Diese Spannung wird mittels des Verstär-

schen Meßeinrichtung ermöglicht es, auch unter un- 5 kers 23 verstärkt, bei 24 phasenabhängig gleichge-

günstigen Umgebungsbedingungen hochgenaue Lan- richtet und, durch den Gleichstromverstärker 25

genmessungen an Serienprodukten, beispielsweise an weiter verstärkt, dem Anzeigeinstrument 26 zugelei-

Kugeln für Kugellager, mit geringsten Ausfallzeiten tet. Das Anzeigeinstrument 26 ist in F i g. 1 noch-

und ohne regelmäßige manuelle Überwachung durch- mais vergrößert dargestellt. Damit besteht eine di-

zuführen. io rekte Abhängigkeit zwischen der Prüflingsgröße und

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der dem am Anzeigeinstrument angezeigten Spannungs-Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be- wert. Man richtet das Gerät mit einem in den Meßschrieben. In der Zeichnung ist rächen eingeführten Normal 45 (Etalon) ein, indem

F i g. 1 die schematische Wiedergabe eines erfln- man den Meßtisch 7 so weit mechanisch verstellt, dungsgemäß ausgebildeten Gerätes mit selbsttätig 15 bis das Anzeigeinstrument angenähert den Ausgangswirksamen Meß-, Eich- und Sortiereinrichtungen, wert (beispielsweise Mitte Skala) anzeigt. Die genaue wobei in F i g. 1 lediglich die Teile wiedergegeben Einstellung auf diesen Wert erfolgt durch Verschiesind, die der Messung und Sortierung dienen; ben des Schleifers des Potentiometers 15. Das An-

F i g. 2 entspricht der F i g. 1 und enthält ergän- zeigeinstrument zeigt nun für jeden Prüfling, der in

zend Einzelheiten der Einrichtungen, die zur Durch- 20 dem Prüfrachen liegt, den Wert an, um den seine

führung selbsttätiger Eichungen und Nachregelungen Größe von dem Normal abweicht,
zur Erzeugung der erforderlichen Meßbasis dienen;

Fig. 3 gibt in schematischer Darstellung die Aus- Sortierungen

führung der Weichenanordnung der Sortiereinrich- Damit die Selektion automatisch erfolgen kann,

tung mit Anordnung eines Zwischenbehälters für die 25 liegt die von dem Verstärker 25 verstärkte Gleich-Aufnähme der Prüflinge, die zwischen zwei Eich- 'spannung außer an dem Anzeigeinstrument auch

vorgängen bereits den Meßrachen passiert hatten und über den Schalter 33 an den bistabilen Elementen

noch nicht in den Ablagebehälter übergeführt sind, 27, 28, 29, 30, 31, 32 (Relais mit Haltekontakt, Flip-

wieder. Flop-Stufen, Thyratron, Schaltdioden usw.). Diese

Die zu messenden und zu sortierenden Prüflinge 30 Elemente sind so eingestellt, daß das Element 27 anliegen in einem Trichter 1 (Fig. 1). Aus ihm fallen spricht, wenn am Anzeigegerät beispielsweise der die Prüflinge in die Schlitze 2 eines Transporttellers 3. Skalenteil 227, das Element 28 spricht an, wenn der Der Transportteller wird über die Welle 4 und das Skalenteil 228 usw. erreicht ist. Jedem dieser EIe-Getriebe 5 vom Motor 6 aus kontinuierlich in Pfeil- mente ist einer der Schalter 127, 128, 129, 130, 131 richtung A in Umlauf versetzt. Dabei werden die in 35 und 132 zugeordnet, die ihrerseits die ihnen zugeden Schlitzen 2 liegenden Prüflinge einzeln durch ordneten Magnete 34, 35, 36, 37, 38 und 39 an die einen aus dem Meßtisch 7 und dem Taststift 8 gebil- Gleichstromquelle 43 schalten. Jedem dieser Madeten Tastrachen der Meßstation 9 geführt. Der gnete ist einer der Leitflügel 134 bis 139 zugeordnet, Prüfling wird also zwischen Meßtisch 7 und Tast- den er ausschwenkt, wenn er erregt wird. Der jeweils stift 8 geschoben, so daß er den unter der Kraft der 40 ausgeschwenkte Leitflügel leitet den Prüfling in den Feder 10 stehenden Taststift um eine dem Prüflings- seiner Toleranzlage entsprechenden Behälter,
maß entsprechende Strecke in das Gehäuse der Meß- Die bistabilen Elemente sind selbsthaltend, d. h., station 9 hineingedrückt. es bedarf eines kurzen Impulses, um sie zum An-

Am oberen Ende des Taststiftes 8 ist der Ferrox- sprechen zu bringen, und eines zweiten Impulses, Cube-Kern 11 angebracht, der die Größe der Selbst- 45 um sie wieder zurückzustellen. Sie sind so miteinaninduktion der beiden Induktionsspulen 12 und 13 der verkoppelt, daß das jeweils ansprechende EIebestimmt. Je weiter der Taststift und damit der Fer- ment das vorhergehende zurückstellt. Als Folge darox-Cube-Kern in das Gehäuse hineingeschoben von bleibt nur das zuletzt angesprochene Element in werden, um so größer wird die Selbstinduktion der seiner Stellung stehen, auch wenn der Impuls erSpule 12 und um so kleiner diejenige der Spule 13. 50 lischt. Alle vor ihm liegenden Elemente dagegen stel-Die durch Schleifer gebildeten Teilwiderstände der len zurück. Um das zuletzt angesprochene Element Potentiometer 14, 15 und 16 bilden mit den Spulen zurückzustellen, bedarf es eines »Lösch-Impulses«, 12 und 13 eine Kompensationsschaltung. Der da- der durch den von dem Nocken 41 betätigten Nokdurch gebildete Kreis wird durch den Generator 17 kenschalter 40 ausgelöst wird. Der Nocken 41 ist auf über den Spannungsteiler 18 mit etwa 15 kHz ge- 55 der Antriebswelle 42 angeordnet. Da das Getriebe speist. Durch den Schalter 19 kann entweder eine im Verhältnis der Anzahl der Schlitze 2 in dem Teilspannung oder die volle Spannung des Genera- Transportteller (beispielsweise 12) untersetzt ist (im tors 17 an den Kreis gelegt werden. Mit dem Schal- Beispiel also 1:12), wird der Nockenschalter 40 jeter 20 kann der Schleifer des Potentiometers 14 ent- weils bei der Bewegung des Transporttellers von weder mit denjenigen der Potentiometer 15 und 16 60 einem Schlitz zum anderen einmal kurz betätigt. Der zusammengeschaltet oder von diesen getrennt wer- Nocken 41 ist so eingestellt, daß er den Nockenden. Bei normaler Sortierung nehmen die Schalter schalter 40, bevor ein Prüfling den Meßrachen er-19 und 20 die in F i g. 1 dargestellte Stellung ein. Es reicht, kurz betätigt. Dadurch nehmen die Elemente ist also der Schleifer des Potentiometers 14 abge- 27 bis 32, die Magnete 34 bis 39 sowie die Weichenschaltet, und an dem Kreis liegt nur eine Teilspan- 65 flügel 134 bis 139 ihre Ausgangsstellung (wie in nung des Generators 17. F i g. 1 dargestellt) ein.

Unter diesen Bedingungen entsteht zwischen den Solange der Prüfling noch nicht im Meßrachen

Punkten 21 und 22 eine Wechselspannung, deren liegt, wird der Taststift 8 durch die Wirkung der

Feder 10 bis zum Anschlag des Stiftes 44 am Gehäuse aus letzterem herausgedrückt. Dadurch wird die Ausgangsspannung des Gleichstromverstärkers 25 negativ. Keines der Elemente 27 bis 32 erhält dadurch einen Erreger-Impuls, und das Anzeigeinstrument 26 zeigt unter Null an (strichpunktiert gezeichnete Zeigerstellung). Wird aber der Prüfling durch den Transportteller 3 in den Meßrachen geschoben, so drückt er den Taststift in das Gehäuse hinein. Als Folge davon steigt die Gleichspannung des Verstärkers 25 an. Ist sie so weit gestiegen, daß beispielsweise der Zeiger des Anzeigeinstrumentes den Teilstrich 227 erreicht hat, so reicht diese Spannung gerade aus, das erste der bistabilen Elemente 27 bis 32 (nämlich 27) zum Ansprechen zu bringen. Steigt die Spannung noch weiter an, bis beispielsweise der Teilstrich 228 am Anzeigeinstrument erreicht ist, so reicht diese Spannung aus, das bistabile Element 28 zum Ansprechen zu bringen. Dieses Element stellt nach erfolgtem Ansprechen das vorhergehende Element 27 sofort zurück. Ist schließlich der Prüfling ganz in den Meßrachen hineingeschoben, so folgt kein weiterer Spannungsanstieg mehr.

Es sei angenommen, daß bis dahin die Spannung bis zu der ausgezogenen Zeigerstellung angestiegen, der Teilstrich 229 also überschritten sei. Das bistabile Element 29 hat demgemäß angesprochen. Es hat dadurch das Element 28 zurückgestellt und den Schalter 129 geschlossen. Dadurch ist der Magnet 36 erregt worden, der den Leitflügel 136 in die strichpunktierte Lage schwenkt. Zusammen mit dem Leitflügel 135 bildet er jetzt einen Kanal zu dem Behälter hin (nicht gezeichnet), der die Prüflinge, deren Maß dem elektrischen Wert zwischen dem Teilstrich 229 bis 230 entspricht, sammelt. Im weiteren Verlauf verläßt der Prüfling den Meßrachen. Dadurch sinkt die Spannung wieder unter Null. Das bistabile Element 29 bleibt jedoch in der angesprochenen Stellung, so daß der von den Leitflügeln 135 und 136 gebildete Kanal erhalten bleibt. In diesen Kanal fällt der Prüfling und wird durch ihn in den seiner Toleranzlage entsprechenden Behälter (nicht gezeichnet) geleitet. Bevor der nächste Prüfling den Meßrachen erreicht, schließt der von dem Nocken 41 gesteuerte Schalter 40 kurzzeitig, wodurch das bistabile Element 29 zurückstellt und den Kontakt 129 öffnet. Der Leitflügel 136 geht dadurch in seine Anfangsstellung (ausgezogen gezeichnet) zurück.

Eichvorgang

Um die Einstellung des Meßrachens automatisch unter Kontrolle zu halten, liegt das Normal (Etalon) 45 während des Betriebes in dem im Transportteller 3 in Pfeilrichtung D verschiebbaren Halter 46. Periodisch, in vorgegebenen Zeitabschnitten (etwa alle 10' bis 15'), wird automatisch die Prüflingszufuhr durch den Magnet 48 (F i g. 1) gesperrt und gleichzeitig der Halter 46 durch den Magnet 47 vorgeschoben, so daß das Normal 45 genau dort im Transportteller 3 liegt, wo sonst die Prüflinge liegen. In dieser Lage wird das Normal 45 von dem Transportteller 3 durch den Meßrachen durchgeschoben. Dabei wird festgestellt, ob die ursprüngliche Einstellung der Einrichtung nach dem Normal in vorgegebenen Grenzen (229 und 230) noch stimmt. Sind diese Grenzen überschritten, so wird das motorisch betriebene Potentiometer 16 um einen bestimmten Wert, beispielsweise ²A, der Grenzbreite nachgestellt. Das Verfahren wird so lange wiederholt, bis der beim Durchgang des Normals erreichte Meßwert wieder innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt. Erst dann schalten die Magnete 47 und 48 wieder ab, wodurch die Prüflingszufuhr wieder freigegeben und der Halter 46 wieder zurückgezogen wird, so daß der normale Betrieb weiterläuft.

Der Zeitschalter 49 (F i g. 2) gibt nach einer vorgegebenen, einstellbaren Zeit (beispielsweise 15')

ίο einen Impuls auf das Relais 50. Dieses schließt dadurch seine Schalter 150 und 250. Durch den Schalter 150 bleibt das Relais erregt, auch wenn der Impuls des Zeitschalters ausgelaufen ist.

Etwa in der Stellung des Transporttellers, die in Fig. 1 veranschaulicht ist, schließt der auf der Welle 4 befestigte Nocken 51 (F i g. 2) die Nockenschalter 151 und 251. Dadurch wird das Relais 52 über den Schalter 250 des Relais 50 erregt und schließt seine Schalter 152 und 252. Der Schalter 152 hält das Relais 52 auch dann unter Strom, wenn der Nockenschalter 251 wieder öffnet. Infolge des geschlossenen Schalters 252 des Relais 52 werdendie Magnete 47 und 48 erregt. Der Magnet 47 schiebt den Halter 46 vor, so daß das Normal 45 an Stelle eines Prüflings in dem Transportteller liegt. Die weiteren in dem Transportteller liegenden Prüflinge werden noch durch den Meßrachen durchgeführt und normal selektiert. Weitere Prüflinge können jedoch infolge der Sperrung mittels des Magnets 48 nicht mehr in den Transportteller fallen.

Kurz bevor das Normal den Meßrachen erreicht, schließt der auf der Welle 4 befestigte Nocken 53 die Nockenschalter 153 und 253. Durch den Strompfad über den Nockenschalter 153 und über die Relaisschalter 250 und 152 wird das Relais 54 erregt. Dadurch schließen die Relaisschalter 154 und 20, während die Relaisschalter 254 und 19 umschalten. Durch Schließen von Relaisschalter 20 ist jetzt das Potentiometer 14 in den Brückenkreis eingeschaltet. Durch Umschalten von Relaisschalter 19 liegt jetzt die volle Spannung des Generators 17 am Brückenkreis. Dadurch ist das Übersetzungsverhältnis der Taststiftverschiebung zur elektrischen Wertänderung um ein Vielfaches größer als bei der Schalterstellung von Relaisschalter 19 nach Fi g. 1 bei Normalbetrieb. Wenn bei Normalbetrieb beispielsweise eine Zeigeränderung von dem Teilstrich 229 bis zum Teilstrich 230 am Anzeigeinstrument einer Taststiftverschie-

bung von 1 μηι entspricht, so entspricht diese Zeigeränderung bei der Schalterstellung nach F i g. 2 jetzt einer Taststiftverschiebung von beispielsweise 0,1 μΐη. Das Potentiometer 14, welches jetzt in dem Brükkenkreis liegt, ist bei dieser Stellung bei der Einrichtung der Meßstation auf das Normal so eingestellt worden, daß der Zeiger des Anzeigeinstrumentes 26 genau auf Skalenmitte (strichpunktierter Zeiger in F i g. 2) steht.

Durch Umschalten des Schalters 254 ist der Ausgang des Verstärkers 25 von den bistabilen Elementen 27 bis 32 abgeschaltet und liegt nun an den bistabilen Elementen 327 bis 331. Der Relaisschalter 154 hält das Relais 54 erregt, auch wenn der Nokkenschalter 153 wieder öffnet.

Der Nockenschalter 153 erregt außer Relais 54 auch das Relais 55. Das Relais 54 bleibt über den Relaisschalter 154 erregt, auch wenn der Nockenschalter 153 wieder öffnet. Der Relaisschalter 155

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trennt die Rückstelleitung der bistabilen Elemente punkte (228—229 = 229 — 230 = 230—231) von-

27 bis 32 vom Nockenschalter 40 und legt sie an den einander entspricht. Im vorliegenden Beispiel würde

Nockenschalter 253, der von dem Nocken 53 betä- daher der von dem Schrittschaltmotor 57 ausgeführte

tigt wird. Als Folge davon wird die Rückstellung nun Schritt bewirken, daß der Zeiger des Anzeigeinstru-

jeweils nach einer vollen Umdrehung des Transport- 5 mentes wieder innerhalb der beiden Schaltpunkte

tellers 3 ausgelöst. 229 und 230 steht, und zwar würde er ziemlich ge-

Die bistabilen Elemente 327 bis 331 sind so ein- nau in der Mitte (strichpunktierte Zeigerstellung in

gestellt, daß das Element 327 anspricht, wenn die F i g. 2) zwischen 229 und 230 stehen. Die Anzeige

dem Anzeigeinstrument zugeführte Spannung einen am Meßinstrument 26 und die Nachstellung des

hohen negativen Wert hat, also der Zeiger des An- io Brückenkreises sind aber so korrigiert, als ob der

Zeigeinstrumentes 26 irgendwo links vom Teilstrich Meßrachen wieder auf die ursprüngliche Einstellung

228 steht. Steigt die Spannung als Folge des Durch- gebracht worden wäre.

ganges des Prüflings (in diesem Falle des Etalons) Das bistabile System 330 bleibt zunächst erregt,

durch den Tastrachen, so spricht das bistabile EIe- bis der Transportteller 3 eine Umdrehung gemacht

ment 328 an und löscht gleichzeitig das Element 327, 15 hat und die Rückstellung durch den Nockenschalter

sobald der Zeiger des Anzeigeinstrumentes den Teil- 253 ausgelöst worden ist. Durch die Auslösung der

strich 228 überschreitet. Ebenso sprechen die EIe- Rückstellung schaltet das bistabile Element 330 zu-

mente 329, 330 und 331 bei gleichzeitigem Löschen rück, das Relais 58 wird dadurch stromlos, so daß

des jeweils vorherigen Elementes an, wenn der Zei- die Relaisschalter 158, 258, 358 und 458 wieder die

ger des Anzeigeinstrumentes 26 die Teilstriche 229, 20 strichpunktierte Stellung einnehmen. Kurz nach Aus-

230 und 231 überschreitet. lösung der Rückstellung geht aber das Normal erneut

Die nach Sperrung der Zuführung durch den Ma- durch den Tastrachen. Der Zeiger des Anzeige-

gneten 48 noch in dem Transportteller 3 befindlichen Instrumentes wird jetzt die durch die Verstellung des

Prüflinge sind bis zum Schließen der Nockenschalter Potentiometers 16 korrigierte Stellung einnehmen.

153 und 253 durch den Tastrachen gebracht und 25. Als Folge davon spricht jetzt das bistabile Element

ihrer Toleranzlage entsprechend durch die Leitflügel 329 an (Schaltpunkt 229 ist überschritten, Schalt-

134 bis 139 in ihre Behälter geleitet worden. Im punkt 230 ist nicht erreicht).

Tastrachen befindet sich deshalb im Zeitpunkt des Dadurch ist das zugeordnete Relais 59 an den

Schließens von Nockenschalter 153 kein Prüfling. einen Pol der Gleichstromquelle 43 gelegt (nicht

Es spricht deshalb das bistabile Element 327 an, 30 durchgezeichnet, sondern nur symbolisiert durch die

ohne zunächst irgendeinen weiteren Vorgang auszu- Verbindung zwischen 59 und 329). Wird nun im

lösen. weiteren Verlauf der Nockenschalter 151 durch den

Es sei nun angenommen, daß der Tastrachen Nocken 51 geschlossen, so liegt auch der andere Pol durch unkontrollierbare Einflüsse etwas kleiner ge- der Stromquelle 43 an dem Relais 59. Es öffnet den genüber seiner ursprünglichen Einstellung geworden 35 Schalter 159 und unterbricht dadurch die Halteist, und zwar um so viel, daß der Zeiger des Anzeige- kontakt-Leitung der Relais 50, 52, 54 und 55, so daß gerätes zwischen den Teilstrichen 230 und 231 (aus- diese in ihre ursprüngliche Stellung zurückgehen gezogene Stellung des Zeigers in Fig. 2) steht, wenn (Fi g. 1). Die Magnete 47 und 48 werden stromlos, sich das Normal 45 ganz im Tastrachen befindet. Als so daß der Normal-Halter 46 wieder seine Ursprungs-Folge davon spricht das bistabile Element 330 an. 40 stellung (F i g. 1) einnimmt und die Zufuhr der Prüf Dadurch ist das ihm zugeordnete Relais 58 an den linge zu dem Transportteller wieder freigegeben ist. einen Pol der Gleichstromquelle 43 gelegt (nicht Die normale Sortierung geht jetzt weiter. Durch den durchgezeichnet, sondern nur symbolisiert durch die Nockenschalter 40, der jetzt wieder wirksam ist, wird Verbindung zwischen 58 und 330). Wird nun im das bistabile Element 329 gelöscht, so daß der Relaisweiteren Verlauf der Nockenschalter 151 durch den 45 kontakt 159 wieder schließt. Der Zeitschalter 49 läuft Nocken 51 geschlossen, so liegt auch der andere Pol nun wieder ab und löst nach Ablauf der eingestellten der Gleichstromquelle an dem Relais 58 (Leitung a). Zeit den gleichen Eichvorgang von neuem aus.
Das Relais 58 spricht an und schließt den Relais- Wäre die ungewollte Verstellung des Meßrachens schalter 158, während es den Relaisschalter 258 größer gewesen als in dem beschriebenen Beispiel, öffnet und die Relaisschalter 358 und 458 umschaltet. 5° wäre der Zeiger des Anzeigegerätes beim Durchgang

Durch den Relaisschalter 158 ist das Relais selbst- des Normals beispielsweise bis hart an den Schalthaltend, es bleibt also erregt, auch wenn der Nok- punkt 231 herausgerückt, ohne diesen auszulösen, so kenschalter 151 wieder öffnet.. Es wird erst dann wäre durch den Schritt des Schrittschaltmotors 57 die stromlos, wenn das bistabile Element 330 zurück- ursprüngliche Einstellung des Meßrachens noch nicht schaltet. Durch das Öffnen des Relaisschalters 258 55 wiederhergestellt worden. Der Zeiger des Anzeige- und die Umschaltung der Relaisschalter 358 und 458 gerätes würde vielmehr rechts von dem Schaltpunkt erhält der Schrittschaltmotor57 einen Impuls, der 230 stehen (ausgezogene Zeigerstellung Fig. 2). zu einem Schritt in Pfeilrichtung B führt. Die Motor- Nach erfolgter Rückstellung würde daher beim zweiwelle ist mit dem Schleifer des Potentiometers 16 ge- ten Durchgang des Normals durch den Meßrachen koppelt, so daß das Potentiometer um einen be- 60 das bistabile Element 330 ein zweites Mal anstimmten Betrag verstellt und dadurch der Zustand sprechen und dadurch über die Relaisschalter 258, der aus den Induktionsspulen 12, 13 und den Poten- 358, 458 einen zweiten Impuls auf den Schrittschalttiometern 14, 15 und 16 gebildeten Brücke entspre- motor 57 geben. Dieser würde einen zweiten Schritt chend geändert wird. Die Größe des Schrittes, den in Richtung B machen, so daß erst jetzt (nach zweider Schrittschaltmotor 57 bei einem Impuls ausführt. 65 maligem Durchgang des Normals) die Verhältnisse ist so bemessen, daß die Brücke um so viel verstellt so korrigiert worden sind, als ob die ursprüngliche wird, als es einer Zeigeränderung am Anzeigeinstru- Einstellung des Meßrachens wieder erreicht wäre, ment von etwa ²/₃ des Abstandes zweier Schalt- Beim dritten Durchgang des Normals wurde das bi-

stabile Element 329 ausgelöst und dadurch die einwandfreie Sortierung wiederhergestellt.

Hätte sich der Meßrachen ungewollt in entgegengesetzter Richtung geändert, wäre er also größer geworden, so hätte beim ersten Durchgang des Normals der Zeiger des Anzeigeinstrumentes eine Stellung in dem Raum zwischen den Schaltpunkten 228 und 229, ohne letzten auszulösen, eingenommen. Es wäre also nur das bistabile Element 328 ausgelöst worden, welches nach Auslösung der Nocken-Kontakte 151 den Relaisschalter 260 über das Relais 60 eingeschaltet hätte, während die Relaisschalter 258, 358 und 458 ihre ursprüngliche Schalterstellung (strichpunktierte Stelle Fig. 2) beibehalten hätten. Dadurch wäre beim jeweiligen Schließen des Schalters 260 der Strom in umgekehrter Richtung durch den Schrittschaltmotor 57 geflossen. Er hätte dadurch seine Schritte in Richtung C ausgeführt, so daß die Brücke in umgekehrter Richtung verstellt worden wäre. Der Zeiger wäre also bei jedem Schritt von 57 nach rechts gewandert, bis er das Feld zwischen den Schaltpunkten 229 und 230 erreicht hätte. Bei dieser Zeigerstellung wäre dann wieder das Relais 59 durch das bistabile Element 329 erregt worden, so daß dessen Schalter geöffnet hätte, wodurch die einwandfreie Sortierung wiederhergestellt worden wäre.

Hätte sich der Meßrachen ungewollt nach der einen oder anderen Richtung so weit verstellt, daß beim Durchgang des Normals durch den Meßrachen entweder der Schaltpunkt 228 noch nicht erreicht oder der Schaltpunkt 231 bereits überschritten wäre, so würden das bistabile Element 327 oder entsprechend das bistabile Element 331 nach erfolgtem Durchgang des Normals angesprochen haben. Beide Elemente wirken auf das Relais 61, so daß dieses beim Schließen des Nockenschalters 151 erregt würde. Das Relais würde den Relaisschalter 261 öffnen und dadurch den Antriebsmotor 6 des Automaten stillsetzen.

Die Prüflinge, die von dem vorausgehenden bis zu diesem Eichvorgang durch den Automaten gegangen sind, sind zum mindesten zum Teil falsch sortiert. Denn mit Hilfe des Normals wurde festgestellt, daß der Meßrachen sich um einen unzulässigen Wert verändert hatte (228 noch nicht erreicht bzw. 231 bereits überschritten). Damit in solchen Fällen keine falsch sortierten Prüflinge in die Ablegekästen gelangen, werden die Prüflinge zwischen den Eichvorgängen in Zwischenbehältern gesammelt.

In F i g. 3 ist die Sortierweiche nochmals dargestellt, und zwar mit den durch die Weichenflügel 134 bis 140 gebildeten Zwischenbehältern und den Ablegebehältern I— (+).

Ist aber bei Beginn des Eichvorganges der Meßrachen so weit ungewollt verstellt, daß das Relais 61 anspricht, so stellt, wie bereits oben beschrieben wurde, der Automat ab. Die Zwischenbehälter 134 bis 140 müssen jetzt von Hand entleert werden und die entsprechenden Prüflinge zur erneuten Selektion in den Automaten eingeführt werden.

Um den Automaten wieder zum Anlaufen zu bringen, wird die Taste 66 (F i g. 2) betätigt. Dadurch öffnen die Kontakte 67-67 und 69-69, so daß das Relais 61 von den bistabilen Elementen 327 und 331 abgeschaltet ist und stromlos wird. Der Relaisschalter 161 öffnet und der Relaisschalter 261 schließt wieder, so daß der Motor 6 wieder anläuft. Durch die Betätigung der Taste 66 werden aber gleichzeitig die Kontakte 68-68 und 70-70 geschlossen. Dadurch ist das bistabile Element 331 zusammen mit dem bistabilen Element 330 an das Relais 58 und das bistabile Element 327 zusammen mit dem bistabilen Element 328 an das Relais 60 angeschlossen. Wenn der Schaltpunkt 228 noch nicht erreicht wird oder der Schaltpunkt 231 überschritten ist, schaltet nach jeweiligem Durchgang des Normals durch den Meßrachen das Relais 60 bzw. 58, so daß der Schrittschaltmotor 57 jeweils einen Schritt macht. Das Gleiche geschieht, wenn der Schaltpunkt 228 zwar überschritten, der Schaltpunkt 229 jedoch noch nicht erreicht wird, oder der Schaltpunkt 231 zwar noch nicht erreicht, der Schaltpunkt 230 jedoch überschritten ist. Erst wenn der Schaltpunkt 229 überschritten und der Schaltpunkt 230 noch nicht erreicht ist, schaltet das Relais 59 und stellt dadurch den Normalzustand des Automaten wieder her. Die Taste 66 braucht jetzt nicht mehr betätigt zu werden.

Auch wenn der Meßrachen sich erheblich verstellt hat, gelangen keine falsch gemessenen Prüflinge in die Ablegebehälter I — (+). Außerdem braucht in solchem Falle der Meßrachen nicht von Hand nachgestellt zu werden. Vielmehr geschieht auch die Neueinregulierung des Meßrachens in diesem Fall vollautomatisch.

Sämtliche in dieser Beschreibung angeführten elektromechanischen Relais können selbstverständlich durch entsprechende elektronische Elemente (Flip-Flop-Stufen,Thyratrons, Schaltdioden usw.) ersetzt sein.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Längenmeß- und Sortiergerät mit einem Meßrachen, dessen eine Flanke von einem gerätefesten Auflager und dessen andere Flanke von einem Meßkopf mit einem in Abhängigkeit von der Meßlänge beweglichen Taster begrenzt sind, der Teil einer elektrischen Kompensationsanordnung ist, und mit einer Einrichtung zur periodisch wiederholten Einführung eines Normals an Stelle eines Prüflings in den Meßrachen, gekennzeichnet durch Anordnung einer bei eingeführtem Normal (45) mit dem Ausgang der Kompensationsschaltung gekoppelten, selbsttätig wirksamen Kompensationsabgleichvorrichtung.

2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anordnung mit der Kompensationsabgleichvorrichtung gekoppelter, einen Abgleichvorgang einleitender Elemente (328, 330) eines ersten Toleranzwächters.

3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch mit der Kompensationsabgleichvorrichtung gekoppelter, Abgleich- und Meßvorgänge beendender Elemente (327, 331) eines zweiten Toleranzwächters.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch Anordnung einer einen Abgleichvorgang schrittweise steuernden Einrichtung (51, 151).

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Anordnung einer mit Elementen (27 bis 32) von Toleranzwächtern versehenen Sortiereinrichtung (134 bis 139).

6. Gerät nach einem der Ansprüche 2, 3

oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Elemente von Toleranzwächtern als bistabile Elemente (27 bis 32, 327 bis 331) ausgebildet sind.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere bistabile Elemente unabhängig voneinander einstellbar ausgebildet sind.

8. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekenn-

zeichnet, daß zwei oder mehrere bistabile Elemente abhängig voneinander einstellbar ausgebildet sind.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsabgleichvorrichtung einen die Meßempfindlichkeit während des Kalibriervorganges erhöhenden Empfindlichkeitsumschalter (19) aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen