DE1923918B2

DE1923918B2 - Vorrichtung zum automatischen Sortieren kleiner, im wesentlichen zylindrischer Elemente unterschiedlicher Längen

Info

Publication number: DE1923918B2
Application number: DE1923918A
Authority: DE
Inventors: Jesse Latham Aronstein; Richard John Wappingers Falls Gunthert; Conrad Redwood City Trollmann
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1968-05-16
Filing date: 1969-05-10
Publication date: 1979-10-25
Also published as: US3498452A; DE1923918A1; GB1247412A; FR2008628A1; DE1923918C3

Description

Mit dem wachsenden Bedarf von Stiften, Nadeln und ähnlichen kleinen, im wesentlichen zylindrischen Elementen in der Massenfertigung, z. B, für Nadelluger, Holzdübel u,a„ insbesondere aber auch für elektronische Schaltungseinheiten, steigt auch der Bedarf an Vorrichtungen für die rationeile Herstellung solcher Elemente, Einheiten bzw. Komponenten, Im Bereich der elektronischen Schaltungseinheiten sind zahlreiche Schaltungskomponenten mit Stifterr aus Material hoher Leitfähigkeit versehen, z. B. aus Kupfer, Silber oder aus einer Kupfer-Silber-Legierung, wobei diese Stifte als Kontaktelemente, insbesondere für sogenannte Steckeinheiten dienen. Eine einzige Datenverarbeitungseinheit enthält tausende von Moduln mit je mindestens zwölf Stiften, so daß bei der Serienhemellung solcher Einheiten außerordentlich hohe Mengen an Stiften benötigt werden und montiert werden müssen.

Infolge der Herstelltoleranzen solcher Stifte ist eine Prüfung der Stifte auf ihre wichtigsten Eigenschaften unentbehrlich. So darf die Oberfläche der Stifte nicht durch Schweißeinwirkung Korrosionen ausgesetzt sein, die ihre Leitfähigkeit verringern wurden. Auch in Anbetracht der geringen Abmessungen der Stifte, die vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 0.5 mm und einer Länge von 12 mm haben, ist eine manuelle Handhabung der Stifte bei der Montage nicht nur

unrationell, sondern grundsätzlich mit Schwierigkeiten verbunden, in der Massenfertigung elektronischer Schaltungseinheiten müssen hunterttausende solcher Stifte in kurzer Zeit? sortiert und geprüft werden, bevor sie in die Moduln eingesetzt werden. Diesen vorbereitenden Arbeitvorgängen für die Stifte kommt auch deshalb eine besondere Bedeutung zu, weil die einzelnen Moduln teuer sind und nur für einwandfrei befundene Stifte Verwendung finden dürfen.

Eine bekannte, in der US-PS 25 66 756 beschriebene

Vorrichtung zum automatischen Sortieren von Nieten nach den unterschiedlichen Schaftlängen derselben weist eine kontinuierliche umlaufende, kreisrunde Trägerscheibe auf, an deren Umfangsfläche eine Vielzahl von parallel zur Drehachse der Trägerscheibe verlaufenden Rillen vorgesehen if. An einer Eingabestation werden die zu sortierenden Nieten aufeinanderfolgend in die Rillen eingesetzt und an einer Anschlagfläche der Trägerscheibe ausgerichtet, derart, daß die Nieten bzw. mit einem Kopf oder einer

*5 Verdickung versehene Elemente, vorstehen. Mittels auf der der Anschlagfläche entgegengesetzten Seite der Trägerscheibe angeordneter Auswerfer mit stufenweise verringerten Abständen von der Trägerscheibe werden jeweils Nieten gleicher Länge sortiert.

Die Einsatzmögrichkeiten dieser bekannten Vorrichtung sind jedoch begrenzt, denn mit ihr können nur solche Elemente von im wesentlichen zylindrischer Form sortiert werden, welche einen Kopf bzw. eine sonstige Verdickung aufweisen, da die Trägerscheibe platte zylindrische Elemente nicht aufzunehmen vermag. Weiterhin sind bei der bekannten Vorrichtung sehr aufwendige und mit gesonderten Drehantrieben versehene Auswerfer erforderlich, was sich auf die Betriebssicherheit und die Kosten der Gesamtanordnung ungünstig auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, mit welcher kleine zylindrische Elemente unterschiedlicher Länge automatisch und mit großer Geschwindigkeit sortiert werden können, insbesondere also auch solche, die weder einen Kopf noch eiiie sonstige Verdickung aufweisen, sondern rein zylindrische Form haben. Diese Aufgabe ist durch

die im Patentanspruch I enthaltene Vorrichtung gelöst worden.

Per besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß als einziges bewegtes Element die Trägerscheibe vorgesehen ist, während die Auswerferelemente als stationär angeordnete, unbewegte Teile ausgebildet sind. Dank der wesentlich vereinfachten Arbeitsweise erbringt die erfindungsgemäße Vorrichtung bei einfachem Aufbau eine hohe Sortierleistung

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen enthalten und in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert. Anstelle der in den Ausführungsbeispielen aufgeführten Maßnahmen und Anordnungen können jedoch die Stifte auch pneumatisch zugeführt bzw. entnommen werden und können anstelle pneumatischer Haltemittel auch solche mit magnetischer Wirkung eingesetzt werden. Es zeigt

F i g. \ eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum automatischen Sortieren von Stiften, wobei die Sortierung nach sechs unterschiedlichen Stiftlängen erfolgt,

F i g. 2 eine Zuführeinrichtung zum Einlege-, der Stifte in die Rillen der Trägerscheibe der Vorrichtung nach Fig. 1,

F i g. 3 die Ausbildung einer Rille in der Trägerscheibe der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig.4 die Anordnung einer Ausrichtfeder zum Anlegen der Stifte an die Anschlagfläche der Trägerscheibe der Vorrichtung nach F i g. 1,

F i g. 5 die Wirkungsweise der Einlegevorrichtung für das gleichmäßige Verteilen der zugeführten Stifte in den Rillen der Trägerscheibe,

Fig.6 die Wirkungsweise der Auslesevorrichtung zum Entnehmen der überzähligen Stifte,

Fig.7a und 7b in verschiedenen Darstellungen die Ausbildung und Wirkungsweise eines Auswerfers,

F i g. 8 eine Detaildraufsicht auf die Zuführeinrichtung für eine Ausführungsform mit zwei Trägerscheiben in der Linie 8-8 der F i g. 9 und

Fig.9 eire Seitenansicht der Zuführeinrichtung für die Stifte in der Ausführungsform gemäß Fig.8 einschließlich eines Vibrators.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum automatischen Sortieren von Stiften unterschiedlicher Länge enthält einen Fülltrichter 1, durch den die zugeführten Stifte 2 in eine Rinne 3 gelangen, rs- der sie parallel zu ihrer Transportrichtung ausgerichtet werden, vgl. auch Fig.2. Aus der Rinne 3 gelangen die Stifte 2 anschließend in Rillen 4 in der genuteten Umfangsfläche "*> 6 einer Trägerscheibe 7. Während der Fülltrichter 1 und die Rinne 3 stationär angeordnet sind, ist die Tragerschiibe 7 drehbar gelagert und wird durch einen (nicht gazeigten) Antrieb in Richtung der Pfeile gedreht. Während dieser Drehbewegung gelangen die zugeführten Stifte 2 kontinuierlich in die leeren Rillen 4.

Gemäß den Fig. 1 bis 3 befindet sich am Ende der Rillen 4 eine Anschlagfläche 5, an der die in den Rillen 4 befindlichen Stifte 2 mit ihrer vorderen Stirnseite anliegen. Zum Festhalten der Stifte 2 in dieser Lage in den Rillen 4 befindet sich gemäß Fig.3 in jeder der Rillen 4 eine Kammer 9, in die eine Bohrung 10 mündet. Die Bohrung 10 ist an eine Vakuumquelle angeschlossen und verhindert so, daß der eingelegte Stift 2 durch RUttelbewegungen oder unter der Wirkung der Zentrifugalkraft oder unter anderen äußeren Einwirkungen aus der Rille 4 herausfällt. Das durch die Bohrung 10 zugeführte Vakuum ist so bemessen, daß es nur solange wirksam ist, wie ein Stift 2 in der Rille 4 liegt; sobald ein Stift entnommen wird, reicht die Vakuumkraft nicht aus, den Stift in die Rille zurückzuziehen.

Entsprechend ihrer unterschiedlichen Länge ragen die Stifte 2 mehr oder weniger über eine Scheibenfläche 11 an der der Anschlagfläche 5 entgegengesetzten Seite der Trägerscheibe 7 hinaus (Fig. 3).

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, kann es bei der Zuführung der Stifte 2 durch die Rinne 3 vorkommen, daß ein Stift zwischen zwei Rillen oder auf einem anderen, bereits in einer Rille befindlichen Stift zu liegen kommt Für diese Fälle ist eine Einlegevorrichtung 20 und eine Auslesevorrichtung 21 vorgesehen. Die Einlegevorrichtung 20 besteht, wie F i g. 5 zeigt, aus einem Schleifbügel 26, der um ein Gelenk 27 schwenkbar ist und unter der Wirkung einer Feder 28 gegen die genutete Fläche 6 gedrückt wird. Während der Drehbewegung der Trägerscheibe 7 wird somit ein auf einem Stift 25 bzw. auf der genuteten Fläche 6 aufliegender Stift 24 in die nächste leere Rille 4 geschoben. Zur Erleichterung diese"· Vorganges weist der Bereich 29 zwischen zwei Rider 4 vorzugsweise etwa ein Drittel des Durchmessers der zu sortierenden Stifte auf. Steht für einen solchen, auf einem anderen bzw. auf der genuteten Fläche aufliegenden Stift keine leere Rille zur Verfügung, so wird die Kraft der Feder 28 überwunden und der Schleifbügel 26 gleitet über den betreffenden Stift hinweg, so daß er auf einem anderen Stift liegen bleibt. Dies ist in F i g. 5 dargestellt, wo der Stift 30 auf dem Stift 31 aufliegt nachdem der Schleifbügel 6 über ihn hinweg geglitten ist

Zur Entnahme derartiger überzähliger Stifte dient die Auslesevorrichtung 21, die in Fig.6 dargestellt ist und aus einem stationär gelagerten Auslesemesser 35 besteht Die Schneide des Auslesemessers 35 liegt knapp oberhalb der genutzten Fläche 6, so daß, wie in F i g. 6 dargestellte, die überzähligen Stifte während der Drehbewegung der Trägerscheibe 7 im Sinne des Pfeiles abgehoben werden. Über einen Rückführungskanal 36 gelangen diese Stifte sodann, wie F i g. 1 zeigt wiederum in den Fülltrichter 1.

Sobald die Stifte die Einlegevorrichtung 20 und die Auslesevorrichtung 21 passiert haben und nunmehr in jeder Rille 4 ein Stift 2 liegt, wird eineAusrichtfeder 22 (Fig. J und 4) wirksam und drückt die einzelnen Stifte 2 mit ihrer einen Stirnseite gegsn die Ar.schlagf'äche 5. Daher sind die Stifte 2 nunmehr einseitig ausgerichtet und können entsprechend der überstehenden Länge am anderen Ende sortiert werden.

Zur Sortierung der Stifte befinden sich im folgenden Abschnitt am Umfang der Trägerscheibe 7 eine Anzahl Sammelbehälter 4C, an deren Einfüllöffnung jeweils ein Auswerfer 41 bis 46 angeordnet ist. Die Auswerfer 41 bis 46 sind in unterschiedlichen Abständen von der Scheibenfläche 11 der Trägerscheibe 7 angeordnet und wirken mit ihren Auswerfkanten 51 bis 56 aui die überstehenden Enden der einzelnen Stifte so ein, daß diese aus der Rille ausgeworfen werden. Dieser Vorgang ist in den F i g. 7a und 7b verdeutlicht. Die Auswerfer 41 bis -¹S werden also jeweils nur auf solche Stifte 2 wirksam, die über die Scheibenfläche 11 hinausragen. Sind, wie in F i g. I gezeigt, mehrere Auswerfer und Behälter vorgesehen, so i.«t der Abstand der Auswerfer 41 bis 46 von der Scheibenfläche 11 abgestuft, und zwar so, daß der erste Auswerfer, in F i g. 1 der Auswerfer 41, dan größten Abstand von der Scheibenfläche 11 hat, während die darauffolgenden Auswerfer 42, 43 usw. einen jeweils verringerten

Abstand von der Seheibenfläche 11 aufweisen. Dementsprechend werden zuerst die eine bestimmte Länge überschreitenden Stifte 2 ausgeworfen, dann die nächstkürzeren und schließlich, durch den letzten Auswerfer 46. die kürzesten Stifte, welche noch über die Scheibenfläche 11 hinausragen.

Bei dem in den Fig. 7a und 7b dargestellten Entnahmevorgang wird der Stift 60 durch die Auswerfkante 51 des Auswerfers 41 zunächst einseitig angehoben, wodurch die Wirkung des Vakuums in der Kammer 9 sofort unterbrochen wird. Die Bohrung 10 zur Zufuhr des Vakuums zur Kammer 9 ist so eng. daß sich das Vakuum nicht sofort wieder aufbauen kann. Der über die Scheibenfläche 11 hinausstehende, abgehobene Stift 60 wird daher ungehindert ausgeworfen (F ig. 7b) und fällt unter der Wirkung der Schwerkraft in den zugeordneten Behälter 40 (Fig. I). Entsprechend dem abgestuften Abstand der Auswerfer 41 und 46 von der Stheibenfläche 11 gelangen in die aufeinanderfolgenden Behälter 40 Stifte unterschiedlicher Lange, wobei die längsten Sfifte 60 in den ersten Behälter und die kürzesten Stifte in den letzten Behälter gelangen. In jedem Behälter finden sich somit Stifte eines bestimmten Längenbereiches. der definiert ist durch die Abstandsdifferen/ der Auswerfer 41, 42 usw. von der Scheibenfläche 11 der Stiftträgerscheibe 7.

Anschließend an die Auswerfer 41 bis 46 mil den Behältern 40 ist eine Fntnahmcvorrichlung 70 vorgesehen (I" ig. 1) in der alle restlichen, nicht über die '' Scheibenfläche 11 hinausragenden Stifte entnommen werden. Dies kann auf übliche Weise erfolgen, vorzugsweise mittels eines Luftstrahles. Die Rillen 4 der Trägerscheibe 7 sind nun wieder leer und zur Aufnahme neuer Stifte 2 aus dem Fülltrichter 1 bereit.

Bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 8 und 9 werden eine erste Trägerscheihe 80 und eine zweite 'Iriigerscheibe 81 mit entsprechenden genuteten Flächen 82 b/w. 81 am Umfang gleich/eilig mit Siifien beladen. Hierfür werden die Stifte in gleicher Weise. \s ie

'"■> in den r i μ. I und 2 diiigostelll. über einen Fülltrichter und eine Kinne zugeführt und gelangen zwischen ein Keilstiick 84 und die genuteten I lachen 82 und 81 (Fig. 8). wodurch sie einzeln in die dargestellten Rillen gelangen.

In F i g. 9 ist dargestellt, wie die Stifte 87 durch eine Rinne 86 zwischen Keilslück 84 und Trägerscheiben 80, 81 zugeführt weiden. Fin Vibrator 88 versetzt das Keilstiick 84 und die Rinne 86 sowie den (nicht gezeigten) Fülltrichter in Vibration zur Frleichteriing

2> der Zuführung tier Stifte 87.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum automatischen Sortieren kleiner, im wesentlichen zylindrischer Elemente unterschiedlicher Längen, mit einer kontinuierlich umlaufenden, kreisrunden Traget scheibe, an deren Umfangsfläche eine Vielzahl von parallel zur Drehachse der Trägerscheibe verlaufenden Rillen vorgesehen ist, in welche Rillen die Elemente an einer stationären Stelle einzeln eingelegt und an einer Anschlagfläche der Trägerscheibe anliegend ausgerichtet werden, derart, daß sie Ober die der Anschlagfläche entgegengesetzt liegende Scheibenflache der Trägerscheibe entsprechend ihren unterschiedlichen Längen verschieden weit vorstehen, und mit mehreren stationären, auf der Anschlagfläche entgegengesetzten Seite der Trägerscheibe angeordneten Auswerfern, welche in Umlaufrichtung der Trägerscheibe gesehen stufenweise sich verringernde Abstände von der Trägerscheibe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Sortieren von Stiften (2) u.a. Elementen die Drehachse der Trägerscheibe (7) horizontal ausgerichtet ist, daß die Anschlagfläche (5) ais Radialflansch ausgebildet ist, daß die Rillen (4) mit auf die Stifte wirksamen Haltemitteln (9) ausgestattet sind, und daß die Auswerfer (41 bis 46) als zur Trägerscheibe (7) parallele Leitbleche mit nach auswärts laufenden Auswerfkanten (51 bis 56) ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Haltemittel in den Rillen (4) unter Unterdruck stehende Kammern (9) angeordnet sind.

3. Vorrichtung naciv Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (9) über je eine relativ enge Bohrung (10) an Unterdruck angeschlossen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine benachbart zur Trägerscheibe (7) stationär angeordnete, in axialer Richtung auf die Stifte (2) gegen die Anschlagfläche (5) wirksame Ausrichtfeder (22).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine benachbart zur Trägerscheibe (7) stationär angeordnete Einlegevorrichtung (20), bestehend aus einem unter der Kraft einer Feder (28) stehenden, auf die zwischen die Rillen (4) oder auf eingelegte Stifte (2) geratene Stifte (24,30) wirksamen Schleifbügel (26).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine benachbart zur Trägerscheibe (7) stationär angeordnete Auslesevorrichtung (21), bestehend aus einem mit geringem Abstand außerhalb der Rillen (4) angeordneten, die zwischen den Rillen (4) oder auf eingelegten Stiften (2) aufliegenden Stifte (30) abhebenden und einem Rückführkanal (36) zuführenden Auslesemesser (35).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine in Umlaufrichtung der Trägerscheibe (7) hinter den Auswerfern (41 bis 46) stationär angeordneten Entnahmevorrichtung (70) zum Auswerfen aller restlichen, nicht aussortierten, aus der Scheibenfläche (11) nicht herausragenden Stifte.