DE1964659B2

DE1964659B2 - Verfahren zum Orientieren von elektrisch leitenden, vorzugsweise unmagnetischen Körpern

Info

Publication number: DE1964659B2
Application number: DE1964659A
Authority: DE
Inventors: Benyamin Alexandrowitsch Ioffe; Alexandr Schanowitsch Kasche; Michail Chaimowitsch Lapidus; Aron Judowitsch Moskau Machlin; Artur Eduardowitsch Mikelson; Jury Nikolaewitsch Gorky Salnikow; Iwan Awgustowitsch Truschelis
Original assignee: INST FIZ AN LATVSSR
Current assignee: INST FIZ AN LATVSSR
Priority date: 1968-12-25
Filing date: 1969-12-23
Publication date: 1975-05-07
Also published as: DE1964659A1; FR2027088A1; US3651439A; DE1964659C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Orientieren von elektrisch leitenden, vorzugsweise unmagnetischen Körpern mit verschieden stark elektrisch leitenden Abschnitten nach ihrer Lage, unter Mitwirkung eines inhomogenen magnetischen Wechselfeldes.

Aus dem SU-Erfinderschein 1 81 481 ist ein derartiges Verfahren zur Orientierung von elektrisch leitenden Körpern im Magnetfeld bekannt, bei dem die Körper durch die Wechselwirkung des Magnetfeldes eines Dauermagneten mit Wechselströmen orientiert werden, die in den zu orientierenden Körpern durch ein von einem Elektromagneten erzeugtes magnetisches Wechselfeld induziert werden.

Dieses bekannte Verfahren gewährleistet jedoch keine exakte Orientierung der Körper und kann insbesondere nicht zur Orientierung vor. Flachteilen angewandt werden, bei denen sich Flächenabschnitte in Dickenrichtung durch unterschiedliche Größe der elektrischen Leitfähigkeit auszeichnen. Mit dem bekannten Verfahren können nur verhältnismäßig einfache Körper wie z.B. längliche Platten, ellipsenförmige oder längliche Ringe od. dgl. orientiert werden.

Aus der deutschen Patentschrift 2 59 466 ist zwar eine Aufgabenlösung bekannt, wie elektrisch leitende Körper niit in Dickenrichtung verschiedener elektrischer Leitfähigkeit in dem Sinne orientiert werden können, daß gleiche Seiten in die gleiche Richtung weisen, jedoch ist das hier vorgeschlagene Lösungsprinzip völlig anders und beruht auf einer Abtastung der Oberfläche mittels elektrischer Kontaktstifte. Diese Lösung ist nicht nur aufwendig, sondern setzt praktisch auch voraus, daß die eine Oberfläche der Körper elektrisch isolierend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Orientierung von elektrisch leitenden Körpern im Magnetfeld und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, die es ermöglichen, die Orientierung nach einer der ebenen Oberflächen des Körpers vorzunehmen, welcher eine Unsymmetrie nach einem konstruktiven Merkmal oder nach der Struktur (Werkstoff) aufweist und durch unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit der einzelnen Körperseiten bestimmt ist. Als Beispiel sei die Orientierung von flächigen Körpern aus Zweischichtblech genannt, die in dem Sinne zu orientieren sind, daß jeweils die gleiche Schicht oben liegt.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zur Anwendung auf flache Körper mit in Dickenrichtung verschiedener elektrischer Leitfähigkeit die Körper durch einen eine Trennzone bildenden Magnetfeldbereich mit ausgeprägtem Gradienten der Feldstärke und mit einer Wechselfeldfrequenz, die entsprechend einer die Dicke der Körper nicht überschreitenden Eindringtiefe des Magnetflusses gewählt ist, mit der Möglichkeit einer Bewegung entgegen dem Gradienten bewegt und dabei in einer Lage gehalten oder in eine solche um die Längsachse ihrer Durchlaufbewegung gedreht werden, in der ihre Seitenflächen zumindest angenähert senkrecht zur vertikalen Mittelebene des magnetischen Wechselfeldes ausgerichtet sind, und durch die je nach ihrer Seitenlage entsprechend den verschieden starken Ablenkkräften unterschiedlich verlaufenden Bewegungsbahnen in die gewünschte gleiche Seitenlage überführt werden.

An sich ist aus der DT-Auslegeschrift 12 75 460 bekannt, wie zu orientierende kleine Körper zunächst einem Trennvorgang je nach der Lage der Körper unterzogen werden und dabei in verschiedene Bahnen abgelenkt werden, mittels der sie dann in die gewünschte gleiche Lage überführt werden. Dieses bekannte Verfahren ist jedoch ein pneumatisches Orientierungsverfahren, das bezüglich der Trennung der Körper keine Gemeinsamkeit mit dem vorliegenden Vorschlag aufweist.

Zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens dient zweckmäßigerweise eine Vorrichtung, die einen wechselstromgespeisten Elektromagneten enthält, dessen Pole die Trennzone bilden, wobei einer dieser Pole

keilförmig ausgebildet und mit seiner Spitze der Trennyone zugekehrt ist, und die weiterhin ein Mittel zur Verhinderung des Verdrehens des Körpers um die zur Spitze des keilförmigen Pots parallele Achse aufweist

Das Mittel zur Verhinderung des Verdrehens des Körpers um die zur Spitze des keilförmigen Pols paralleie Achse ist zweckmäßigerweise ein Elektromagnet, der durch Wechselstrom mit einer Frequenz gespeist wird, die von der Frequenz des den die Körper nach ihrer Lage tränenden Elektromagneten mit keilförmigem Pol speisenden Stroms verschieden ist, wobei die Polschuhe des Elektromagneten ebene Stirnflächen aufweisen, welche einander und der Trennzone zugekehrt sind.

Schließlich ist es zweckmäßig, daß die Schneide des einen Polschuhs des trennenden Elektromagneten und eine die Körper dem Magnetfeldbereich zuführende Rutsche unter einem kleinen Winkel gep-εη die Lotrechte zurückgeneigt sind.

Mit den vorstehenden erfindungsgemäßen Vorschlägen gelingt die Orientierung verschiedenartiger Teile auch mit verborgenen Unterscheidungsmerkmalen, beispielsweise von Bimetall-Räch teilen oder unmagnetischen elektrisch leitenden Teilen, welche unsymmetrische Flächen aufweisen und von einem äußeren Kunststoffgehäuse ohne konstruktive oder technologische Erkennungszeichen umgeben sind.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden nachstehend das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung zu seiner Durchführung an Hand der Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 schematisch den Prozeß der Trennung und Orientierung von unsymmetrischen Flachteilen nach ihren Seiten gemäß dem beschriebenen Verfahren,

F i g. 2 Beispiele für flache Körper, welche mit Hilfe des vorgeschlagenen Verfahrens orientiert werden,

F i g. 3 Gesamtansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

F i g. 4 schematisch eine beispielsweise Anordnung der Vorrichtung gemäß F i g. 3 mit Rutschen zum Zuführen der Körper in die Ablenk- und Trennzone und Abführen derselben aus dieser Zone.

Ein zu orientierender Körper, beispielsweise das Teil 1 (F i g. 1), kommt aus einer Rutsche 2 an und fällt frei in den Raum zwischen den Polen der Elektrornagnete 3 und 4, deren Wicklungen 5 und 6 mit Wechselstrom unterschiedlicher Frequenz gespeist werden. Während des freien Falls gelangt das Teil 1 unter den Einfluß des inhomogenen magnetischen Wechselfeldes, welches durch die Elektromagnete 3 und 4 erzeugt wird.

Der Elektromagnet 3 erzeugt ein Magnetfeld mit einer Induktion, die in Richtung des zu orientierenden Teils abnimmt, so daß dieses bei seinem Fallen von diesem Elektromagneten abgestoßen wird. Die Größe der elektromagnetischen Kraft, die infolge der Wechselwirkung des induzierten Stroms auf der dem Elektromagneten zugekehrten Seite des Teils mit dem äußeren magnetischen Wechselfeld erzeugt wird, steht bei sonst gleichen Bedingungen (Feldstärke, Frequenz, Fallgeschwindigkeit des Teils) in geradem Verhältnis zur elektrischen Leitfähigkeit der dem Elektromagneten 3 zugewandten Seite des Teils 1.

In Verbindung damit wird die Wechselstromfrequenz des Elektromagneten 3 nach der Bedingung der vorgegebenen Eindringtiefe des Magnetflusses in das zu orientierende Teil gewählt, die jedoch die entsprechende lineare Abmessung der der Magnetflußquelle zugekehrten Seite des Teils nicht überschreitet. Hat z. B.

eine dem Pol des Elektromagneten zugekehrte Seite des Teils irgendwelche Einschnitte mit etwa 1,5 mm Tiefe, so wird die Frequenz des Wechselstroms in der Größenordnung von 1000 Hz gewählt, während bei einer Tiefe dieser Einschnitte von 03 mm eine Stromfrequenz von etwa 3 500 Hz vorgegeben wird.

Wenn sich die gegenüberliegenden Seiten des Teils ihrer Gestalt nach voneinander unterscheiden, d.h. wenn eine der Seiten des Teils beispielsweise Ausdehnungen, eine Verstemmung oder einen Einschnitt aufweist oder aus einem anderen Werkstoff ausgeführt ist (Beispiele für solche Teile sind in F i g. 2 gezeigt), so wird das Teil in Abhängigkeit davon, mit welcher Seite es dem Elektromagneten 3 zugekehrt ist, längs unter-

is schädlicher Bewegungsbahnen fallen und am Ende des Fallens in eine bestimmte der Aufnahmerutschen 7 gelangen. Diesen Effekt kann man mit Erfolg auch zur Aussortierung und Ausmusterung von Teilen nach solchen Unterscheidungsmerkmalen ausnützen, was bei der Automatisierung von technologischen Prozessen der Bearbeitung und des Zusammenbaus der Teile sehr zweckmäßig sein kann.

Um zu verhindern, daß sich das Teil während seines Falls in der Ebene bezüglich des Elektromagneten verdreht, wird es durch das Magnetfeld eines anderen Elektromagneten 4 fixiert, dessen Spannungsvektor längs der Fallebene des zu orientierenden Teils 1 gerichtet ist. Dies gewährleistet ein fixiertes Fallen des Teils oder dessen Verdrehen, wenn es in unrichtiger Lage zugeführt wird. Auf diese Weise wird das Teil während seines Fallens durch den Raum zwischen den Polen gleichzeitig durch zwei Magnetfelder orientiert.

Das beschriebene Verfahren kann mit Hilfe einer aus der F i g. 3 ersichtlichen Vorrichtung durchgeführt werden. Diese Vorrichtung weist einen Elektromagneten 8 mit wechselstromgespeister Wicklung 9 und mit Polschuhen 10 und 11 auf, wobei der Polschuh 10 keilförmig mit einer zur Ablenk- und Trennzone gewandten Spitze ausgeführt und derart angeordnet ist, daß der Abstand zwischen der Keilspitze und der Bewegungsbahn des zu orientierenden Teils 12, das dieser Spitze mit seiner Seite kleinerer elektrischer Leitfähigkeit zugekehrt ist, ungefähr konstant bleibt. Der andere Polschuh 11 besitzt eine Vertiefung in Form eines Aus-Schnitts, welche sich gegenüber dem Polschuh 10 befindet. Der Abstand zwischen den Polschuhen 10 und ti wird durch Verschiebung des Schuhes 11 mit Rücksicht auf die Dicke des Teils 12 und auf die Größe seiner maximalen Verschiebung in Richtung von der Spitze des keilförmigen Polschuhes 10 weg eingestellt. Außerdem enthält die Vorrichtung einen anderen Elektromagneten 13, dessen Wicklung durch Wechselstrom mit einer Frequenz gespeist wird, die von der den trennenden Elektromagneten 8 speisenden Frequenz verschieden ist, wobei die Polschuhe 15 und 16 ebene Stirnflächen besitzen, welche der Ablenk- und Trennzone und einander zugekehr» sind.

Der Elektromagnet 13 dient zur Verhinderung des Verdrehens des Teils 12 um die zur Spitze des Polschuhes 10 parallele Achse, d. h. er sorgt während seines Fdliens für die Fixierung des Teils 12 in eine Ebene. Das Verdrehen des Teils kann auch mit anderen Mitteln, beispielsweise mit Hilfe von mechanischen Führungen, sichergestellt werden.

Als Beispiel wird die Orientierung eines unsymmetrischen Flachteils, und zwar einer Bimetall-Platte 17, betrachtet. Dabei zeigt F i g. 4 die schematische Anordnung von Polschuhen 10 und 11 sowie von Rutschen für

die Zuführung der Platte 17 in die Ablenk- und Trennzone und die Abführung derselben aus dieser Zone.

Die Seite der Platte 17, welche eine niedrigere elektrische Leitfähigkeit hat, ist auf F i g. 4 mit einem hellen Streifen bezeichnet, während die mit der größeren elektrischen Leitfähigkeit schraffiert ist.

Die aus der Rutsche 18 in die Ablenk- und Trennzone zugeführte Platte 17 bewegt sich während ihres freien Falls längs einer Bahn, die durch die Größe der elektrodynamischen Kraft F bestimmt wird, die davon abhängt, mit welcher Seite die Platte 17 zur Spitze des Polschuhes 10 gewandt ist. Da die Größe der elektrodynamischen Kraft Fsich mit der Entfernung der Platte 17 von der Spitze des Polschuhes 10 vermindert, sind zur Erhöhung der Wirksamkeit des Ablenk- bzw. Trennvorganges der Polschuh 10 und auch die Rutsche unter einem kleinen Winkel α gegen die Lotrechte zurückgeneigt, damit die Platte 17, die diesem Polschuh mit der Seite kleinerer elektrischer Leitfähigkeit zugekehrt ist, sich bezüglich der Spitze des Polschuhes 10 ungefähr in gleichem Abstand bewegt und von einer bestimmten Abteilung der Rutsche 19 aufgenommen wird.

1st aber die Platte 17 während ihres Fallens dem Pol schuh 10 mit ihrer anderen Seite, welche größere elek trische Leitfähigkeit aufweist, zugekehrt, so verschieb¹ sich ihre Fallkurve weiter von der Spitze des Pols weg und die Platte gelangt in eine andere Abteilung dei Rutsche 19.

Infolge einer solchen Ablenkung der Körper korn men alle Platten 17 am Auslauf der Aufnahmerutsch« 19 so zu liegen, daß ihre Seiten mit niedrigerer elektri scher Leitfähigkeit nach oben gekehrt sind, so daß dii gewünschte Orientierung erreicht ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Orientieren von elektrisch leitenden, vorzugsweise unmagnetischen Körpern mit verschieden stark elektrisch leitenden Abschnitten nach ihrer Lage, unter Mitwirkung eines inhomogenen magnetischen Wechselfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anwendung auf Hache Körper mit in Dickenrichtung verschiedener elek- to trischer Leitfähigkeit die Körper durch einen eine Trennzone bildenden Magnetfeldbereich mit ausgeprägtem Gradienten der Feldstärke und mit einer Wechselfeldfrequenz, die entsprechend einer die Dicke der Körper nicht überschreitenden Eindringtiefe des Magnetflußes gewählt is«, mit der Möglichkeit einer Bewegung entgegen dem Gradienten bewegt und dabei in einer Lage gehalten oder in eine solche um die Längsachse ihrer Durchiaufbewegung gedreht werden, in der ihre Seitenflächen zumindest angenähert senkrecht zur vertikalen Mittelebene des magnetischen Wechselfeldes ausgerichtet sind, und durch die je nach ihrer Seitenlage entsprechend den verschieden starken Ablenkkräften unterschiedlich verlaufenden Bewegungsbahnen in die gewünschte gleiche Seitenlage überführt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen wechselstromgespeisten Elektromagneten (8) enthält, dessen Pole (10 und 11) die Trennzone bilden, und daß einer (10) dieser Pole keilförmig ausgebildet und mit seiner Spitze der Trennzone zugekehrt ist, sowie ein Mittel zur Verhinderung des Verdrehens des Körpers (12) um die zur Spitze des keilförmigen Pols (10) parallele Achse aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Verhinderung des Verdrehens des Körpers um die zur Spitze des keilförmigen Pols parallele Achse ein Elektromagnet (13) ist, der durch Wechselstrom mit einer Frequenz gespeist wird, die von der Frequenz des den die Körper nach ihrer Lage trennenden Elektromagneten (8) mit keilförmigem Pol speisenden Stroms verschieden ist, und daß die Polschuhe (15 und 16) des Elektromagneten (13) ebene Stirnflächen aufweisen, welche einander und der Trennzone zugekehrt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide des einen Polschuhes (10) des trennenden Elektromagneten (8) und eine die Körper dem Magnetfeldbereich zuführende Rutsche (18) unter einem kleinen Winkel (*) gegen die Lotrechte zurück geneigt sind.