DE1964622A1

DE1964622A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Orientierung von Koerpern im elektrischen Feld

Info

Publication number: DE1964622A1
Application number: DE19691964622
Authority: DE
Inventors: Ioffe Benyamin Alexandrovich; Ivanov Anatoly Andreevich; Trushelis Ivan Avgustovich; Riga Zheigur Brun Domenikovich; Kalnin Robert Karlovich; Dorofeev Vyacheslav Semenovich; Preis Vladimir Viktorovich
Original assignee: INST FIZ AN LATVIISKOI SSR
Current assignee: INST FIZ AN LATVIISKOI SSR
Priority date: 1968-12-25
Filing date: 1969-12-23
Publication date: 1970-11-05
Also published as: FR2030106A1; DE1964622C3; DE1964622B2; GB1282726A

Description

Institut Fiziki AN Latviiskoi SSR

Verfahren und Vorrichtung zur Orientierung von Körpern im elektrischen Feld

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Gebjebe der Technik, in denen Körper orientiert werden müssen, und genauer auf ein Verfahren zur Orientierung von Körpern im elektrischen Feld und Vorrichtungen zn seiner Iharchführungl

Die Erfindung kann beim Automatisieren der Produktionsprozesse zur Orientierung unterschiedlicher, hauptsächlich länglicher Teile während der Fertigung und das Zusammenbaus dieser Teile zu öeräte- und App&ratebaugruppön angewendet werden·

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Die vorliegende Erfindung kann mit besonderem Nutzeffekt bei der Orientierung von Kleinteilen in der Radio- und elektronischen Industrie sowie auch in der Uhrenindustrie und im Gerätebau verwendet werden.

Es ist bekannt, daß ein homogenes elektrisches Gleichfeld dazu benutzt wird, längliche Teile längs des Felde anzuordnen.

Es werden beispielsweise zum Verbessern der Siebbarkeit von Körnern letztere auf ein Sieb geschüttet, das gleichzeitig als Elektrode dient und über dem eine zweite Elektrode angeordnet ist. Diese Elektroden werden an eine Gleichstromquelle angeschlossen. Unter dem Einfluß des elektrischen Feldes drehen sich die Körner und ihre Längsseite legt sich in Feldrichtung (UdSSR-Urheberschein Nr. 128684, Kl. 45k, 60).

Es ist jedoch unmöglich, ein homogenes elektrisches Gleichfeld zur Orientierung von Körpern, z,B. von Geräte- und Apparateteilen zu verwenden.

Dies hängt damit zusammen, daß die einen au orientierenden Teile auf aridere einwirken, daß die Teile an den in der Nähe der Orientierungzone befindlichen Bauelementen hängen bleiben und daß die Teile sich spontan andersartig richten sowie daß eine Reihe anderer Erscheinungen bestehen, die den in vorgegebener Richtung auf die zu orientierenden Körper wirkenden Kräften entgegenwirken, ■

. Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren

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zur Orientierung von Körpern (Teilen) . im elektrischen Feld zu entwickeln, das von den erwähnten Nachteilen frei ist, die mit der Verwendung eines elektrischen Gleichfelds verbunden sind, und Vorrichtungen zum Durchführen dieser

eine

Verfahren zu schaffen, dievgenaue Orientierung von insbesondere länglichen Körpern (Teilen) wie z.B. Widerständen, Steckbüchsen, Anschlüssen und Elektroden für Elektronen- und ~*

Halbleitergeräte, Achsen, Zeigern,und Aufhängungen für Gerate usw. sicherstellen.

Dies wird durch ein Verfahren zur Orientierung von Körpern mitüels elektrischem Feld erreicht, das zwischen den die Orient ierungszone einfassenden Elektroden erzeugt v/ird, bei dem erfindungsgemäß die Körper einem _N inhomogene η elektrischen Wechselfeld Ausgesetzt werden, wobei der Inhomogenitätscharakter des Felds in der Ebene, welche zur Richtung vom Anfang zum Ende der Orientierungszone senkrecht steht, derselbe wie bei einem elektrischen Feld ist, das sich zwisehen zwei Punktladungen in der durch diese Ladungen gehenden Ebene befindet.

Zweckmäßigerweise werden in der Orientierungszone zusätzlich zwei elektrische Flüsse erzeugt, die relativ zu~

Feldlinien-

einander so verschoben sind, daß diese »flussβ unterschiedliche, vorzugsweise voneinander maximal entfernte Teile des zu orientierenden Körpers durchdringen. _

Zum Durchführen des erfindungsgemäßen V&efahrens können nachstehende Vorrichtungen .eingesetzt "werden.

BAD ORJGINAL 009845/1193 ..

Vorrichtung mit Elektroden, zwischen denen sich die Orientierungszone befindet, deren Querschnittsabmessungen

von kleinerer Größenordnung sind als der Abstand zwischen den Elektroden .

Torrichtung, bei der die Elektroden in Form von Drähten ausgeführt sind, die mindestens in eine Isolierstoffplatte eingebaut sind, welche als Unterlage für die zu orientierenden Körper dient.

Vorrichtung, bei der zwischen den Elektroden Fäden (Röhrchen) aus Isolierstoff vorgesehen sind, die längs den Elektroden angeordnet sind und sich mit diesen in einer oder in einer zu ihnen parallelliegenden Ebene befinden sowie in einem gewissen Abstand voneinander eingebaut sind und als Unterlage für die zu orientierenden Körper dienen.

Vorrichtung, welche mit zusätzlichen Drahtelektroden ausgerüstet ist, die über den Hauptelektroden angeordnet sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtungen zu seiner Durchführung, welche gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt sind, erfüllen erfolgreich die gestellten Aufgaben.

Zum besseren Verständnis des Wesens der Erfindung werden nachstehend das erfindungsgemäße Verfahren zur Orientierung von Körpern mittels elektrischem Feld und konkrete Vorrichtungen zu seiner Durchführung unter Hinweis auf beiliegende Zeiolinungen ausführlich beschrieben; es zeigt

- ' ■ '' BAD ORIQtNAl

0Ö9845/1 183 '■ . ■

1 die erfIndungsgemäßeVorrichtung in schematischer Darstellungj .

Fig. 2^deSß1'jedoch mit vier, in der Isolierstoffplatte

eingebaten Elektroden,

Pig. 3 ^esg in zweistöckiger Ausführung,

Pig. 4 ^eSg in fliegend angeordneter, fünfstöckiger Ausführung, .

Pig. 5 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Unterlage für die zu orientierenden Körper in Form von Isolierstoffröhr chen in schematischer Darstellung und

Pig* 6 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit über den Hauptelekfcroden angeordneten Zusatzölektroden in schematischer Darstellung.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß in der Orientierungszone 1 (Pig. 1) zwischen den Elektroden 2 ein inhomogenes elektrisches fechselfeld erzeugt wird, indem die Si»2inung aer

WechselstromcLuelle 3 " an die Elektroden

gelegt wird. Die Elektroden bestehen aus Drahten, deren Durchmesser mindestens zehnmal kleiner als der Abstgtad zwischen den Elektroden ist. Hierdurch wird . ©ine.*

Inhomogenität um elektrischen Pslds -in der Eben©, welche zur Eicht mag vom ,iUaiasig 1 * swmEnd© 1 "Ά@ν Grien-*

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Ein solches Feld orientiert die Körper 4...?, welche in der Orientierungszone 1 auf der Unterlage 8 aus Isolierstoff aufgelegt sind, und dreht sie so, daß ihre Längsseite in Richtung des Felds liegt,

Bei Körpern mit ausgesprochenen stromleitenden Eigenschaften wird dies durch Wechselwirkung des elektrischen Felds mit an den Enden des Körpers ' . induzierten Ladungen sichergestellt. Bei Körpern mit ausgesprochen dielektrischen Eigenschaften wird dies durch die bekannte Polarisationserscheinung der Dielektriken und der infolge dieser Erscheinung auftretenden Kräfte sichergestellt, wobei letztere bestrebt sind, den zu orientierenden Körper so zu drehen, daß

den

der durch ihn gehende elektrische Flußvmaximalen Wert erreicht.

Es ist ein äußerst wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der entsprechenden Vorrichtungen zu seiner Durchführung, daß aus beliebigem Werkstoff herge-> stellte Körper -beginnend mit Dielektrika und endend mit Leitern- ausgerichtet werden können.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung, bei der vier troden 9» 10, 11 und 12 in die Isolierstoffplatte IJ eingebaut sind und drei Orientierungsaonen 14, 15 und 16 für öl© Igaile IV bilden. Der Abstand zwischen 'den. Draht elektroden wird etwas größer ala die.Länge d@s su orientierenden Seils gewählt,. . ' ■

lino go gobauta Vorriohtuxig is* äioht komplIgtest la

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der Herstellung, haltbar, betriebssicher und ermöglicht mehrreihige Orientierung unterschiedlicher Teile.

Hoch größer ist der Nutzeffekt bei mehrstöckigen Vorrichtungen, die aus einzelnen Isolierstoffplatten mit in diesen eingebauten Elektroden bestehen.

Fig. 3 zeigt eine zweistöckige Vorrichtung, die zwei Isolierstoffplatten 18 mit in diesen eingebauten Elektroden 19...21 besitzt.

Die Platten sind an Stützen 22 so befestigt, daß ihr Abstand voneinander etwas größer als die Höhe

der zu orientierenden Teile 22 ist,

Fig. 4 zeigt eine fünfstöckige Vorrichtung, die fünf Isolierstoffplatten 24 mit in ihnen eingebauten Drahtelektroden 25 enthält. Die Platten sind fliegend an der Stütze 26 befestigt.

Die in Fig. 3 und 4 dargestellten Vorrichtungen gewährleisten bei relativ kleinen Außenmaßen gleichzeitige Orientierung einer großen Anzahl allerverschiedenster Teile, z.B. der Teile 27···34 (Fig. 4). Außerdem wird bei mehrstöckiger Ausführung der Vorrichtungen der Effekt bei der Orientierung von Teilen durch die zusätzliche Einwirkung auf die zu orientierenden Teile von elektrischen Feldern, die zwischen den entsprechenden Elektroden von Nachbarplatten erzeugt werden, verstärkt.

Beispieleweise wirkt auf die Teile 21 und 22 nicht nur,

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das elektrische Feld, das zwischen den Elektroden

,die in der Platte 24- dieses Stocks (des zweiten von unten) eingebaut sind, erzeugt wird, wobei die Teile auf der erwähnten Platte 24 aufliegen, sondern wirken auch die elektrischen Felder zwischen den entsprechenden Elektroden der darunterliegenden (der ersten von unten) und der darüberliegenr den (der dritten von unten) Platte.

Während bei der Orientierung von Körpern mit ausgesprochen stromleitenden Eigenschaften die Verwendung von Isolierstoffplatten als Unterlage für die zu orientierenden Körper nicht die Effektivität beeinflußt, mit der letztere orientiert werden, so wird aber bei der Orientierung von Körpern mit ausgesprochen dielektrischen Eigenschaften die Effektivität, mit der diese orientiert werden, bedeutend vermindert.

Der Grund hierfür ist, daß der elektrische Fluß zwischen

den Elektroden hauptsächlich durch die Isolierstoffplatte,

eine
die gewöhnlichvgroße dielektrische Konstante besitzt, und nur

teilweise durch den zu orientierenden Teil geht.

Zweckmäßigerweise wird, um die Größe des elektrischen Flusses zu vermindern, der in die Unterlage abgeleitet wird, letztere aus dünnen Isolierstoffäden oder -röhrchen 35 (Fig>5) hergestellt.

Die Röhrchen können beispielsweise an den Stützen 36 befestigt werden. Die zu orientierenden Teile 37 werden auf

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diese aus Röhrchen bestehende Unterlage gelegt und durch das elektrische Wechselfeld orientiert, welches zwischen den

. die

Draht elektroden 38 erzeugt wird, an die^vder Wechselstromquelle 3 entnommene Spannung gelegt wird. Die Elektroden sind an den Stützen 39 befestigt.

Die beschriebene Vorrichtung kann auch mehrstöckig, ähnlich wie die Vorrichtungen (fig. '3 und 4), mit plattenförmigen Unterlagen ausgeführt werden. Hierbei wird ebenfalls der Orientierungseffekt; verstärkt und es wird möglich, bei relativ kleinen Außenmaßen der Vorrichtung die Orientierung einer großen Anzahl unterschiedlicher Isolierstoffteile sicherzustellen.

FIg. 6 zeigt eine Vorrichtung zur Orientierung der Körper 40 und 41, bei der über den Hauptdraht elektroden noch zusätzliche Drahtelektroden 44 und 45 vorgesehen sind, die ebenso wie die Hauptdrahtelektroden an die Wechselstromquelle 3 angeschlossen sind* Unterlage 46 besteht aus einer Rüttelrutsche, deren Sohwingungsbewegungen durch den Elektromagnetantrieb 4? erzeugt werden. Der Teil der Rüttelrutsche 46, der

sich unter den zusätzlichen Elektroden befindet, besitzt eine Oberfläche, auf der die Teile verschoben werden, wobei die Oberfläche derartig konvex geformt ist, daß die Enden der iPeile in der Luft hSägen.

Nunmehr wird die Arbeitsweise der Vorrichtung betrachtet,

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- ίο -

!Teile 40 und 41, die sich durch elektrisch unsymmetrische Enden (im vorliegenden Fall durch die Löcher an einem der Enden) unterscheiden, werden zunächst durch Drehen ihrer Enden in Richtung der Drahtelektroden 42 und 43 ausgerichtet. Hierbei reagiert die Vorrichtung, solange die Teile 40. und 41 nicht unter die Zusatzelektroden zu liegen kommen, nicht auf das Unterscheidungsmerkmal eines der Enden dieser Teile (im vorliegenden Fall auf das Loch). Daher ergibt es sich, daß bei den einen Teilen 40 das Ende mit dem Loch der Drahtelektrode 42 und bei den andern Teilen 41 das Ende mit dem Loch der Drahtelektrode 4J zugewandt ist.

Sobald die Teile 40 und 41 den Abschnitt der Rüttelrutsche 46 erreichen, über dem sich die Zusatzelektroden 44 und 45 befinden, werden diese Teile endgültig entsprechend dem Unterscheidungsmerkmal an einem ihrer Enden durch die Einwirkung der _ zusätzlichen elektrischen Flüsse, ™ die zwischen Zusatz- und entsprechenden Hauptelektroden erzeugt werden, orientiert.

Offensichtlich unterscheiden sieh die auftretenden Kräfte, die auf das nicht gelocht θ Ende der Teile 40 und 41 wirken, von den Kräften, die auf das gelocht« äaäe der Teile AO und 41 wirken· .

Daher drehen sioh die Teile 40 in Eieatung der Rille 48, wob«! si« die Lage 40* einnehmen, und gelangen weiterhin in dit HilliJ 43, in der sie ei oil la der Lag« 40"

Die Teile 41 drehen sich in Richtung der Rille 49, wobei sie die Lage 41 ' einnehmen, und gelangen weiterhin in die Rille 49, in der sie sich in der Lage 41" verschieben.

In einer Reihe von Fällen ist es zweckmäßig, eine der Hauptlektroden, beispielsweise 43, elektrisch in zwei Teile zu zerlegen; hierbei wird der unter der Zusatzelektrode 45 befindliche Teil dieser Hauptelektrode mit der Hauptelektrode 42 verbunden, während beide Zusatzelektroden 44 und 45 an der Klemme der Wechselstromquelle 3 angeschlossen werden, an der auch der andere Teil der Elektrode 43, der sich nicht unter der Zusatzelektrode befindet, angeschlossen ist.

Die derartig umgerüstete Vorrichtung arbeitet ähnlich wie die in Fig. -6 dargestellte Ausführungsform, jedoch wird bei einzelnen Arten von Teilen mit ausgesprochenen metallischen Eigenschaften hierbei genauere Orientierung und zwar vorläufige - und endgültige Orientierung sichergestellt.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1.)Verfahren zur Orientierung von Körpern im elektrischen Feld, das zwischen den die Orientierungszone einfassenden Elektroden erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper einem.., inhomogenen elektrischen Wechselfeld ausgesetzt werden.» wobei der Inhomogenitätscharakter des Felds in der Ebene, welche zur Richtung vom Anfang zum Ende der Orientierungszone senkrecht steht, derselbe wie bei einem elektrischen Feld ist, das sich zwischen zwei Punktladungen in der durch diese Ladungen gehenden Ebene befindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d ad ure h gekennzeichnet, daß in der Ausrichtzone zusätzlich zwei elektrische Flüsse erzeugt werden, die relativ zueinander so verschoben sind, daß diese Stromflüsse unterschiedliche, vorzugsweise voneinander maximal entfernte Teile des zu orientierenden Körpers durchdringen.

5. Vorrichtung zum Durchführen des Orientierungsverfahrens nach Anspruch 1 und 2 mit Elektroden, zwischen denen sich die Ausrichtzone befindet, dadurch g e k e η nz e i chi η e t, daß die Abmessungen der Querschnittsfläche der Elektroden (2) von kleinerer Größenordnung sind . als der Abstand zwischen den Elektroden·

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d ^a d u r c h g e-

k e η η ζ e i c h η e t, daß die Elektroden (9, 10 und 11)

h. in

in-Form von Dritten ausgeführt sind, die mindestens eine Isolierstoffplatte· (13) eingebaut sind, welche als Unterlage für die zu orientierenden Körper dient.

5* Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e- gjj kennzeichnet,, daß zwischen den Elektroden (38) Fäden oder Röhrchen (j55) aus Isolierstoff vorgesehen sind, die längs der Elektroden angeordnet sind und sich mit diesen in einer Ebene befinden sowie in einem gewissen Abstand voneinander eingebaut sind und als Unterlage für die zu orientierenden Körper dienen.

6. Vorrichtung nach Anspruch $·»·5» d a. d u r c h g ekennze i ahnet, daß sie mit zusätzlichen Draht elektroden (44 und 45) ausgerüstet ist, die über den Haupt elektroden a (42 und 43) angeordnet- und potentialfremd zu den Potentialen der entsprechenden Hauptelektroden (42 und 43) sind.

7r Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d \i r c h ge- ; kennzeichnet , daß die Unterlage im Bereich der Zueatzelektroden konvex auegebildet ist.

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