DE1964683C3 - Verfahren zum berührungslosen Orientieren von nichtmagnetischen elektrisch leitenden Körpern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum bcrührungslosen Orientieren von nichtmagnetischen elektrisch leitenden Körpern mit verschieden stark elektrisch leitenden Abschnitten in einem Magnetfeld nach ihrer Lage.

F.in Verfahren dieser Art ist aus dem UdSSR-Er- s.s finderschein I 81 481 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren geschieht die Orientierung der nichtmagnetischen Körper unter der Wirkung des Feldes eines Wechselstrommagnetcn. dem das Feld eines Gleichstrommagneten überlagert wird, um den Körpern eine vibrierende Bewegung zu erteilen. Durch diese Vibration wird die Reibung des Körpers auf seiner Unterlage praktisch beseitigt, so daß nur noch relativ geringe ausrichtende Kräfte nötig sind, um den Körper zu orientieren.

Ein Nachteil dieses Verfahrens kann darin gefunden werden, daß zu seiner Verwirklichung ein gewisser apparativer Aufwand erforderlich ist. Es müssen zwei Elektromagnete angeordnet werden, deren Feld sich in der Orientierungszone kreuzt Außerdem kann dadurch die gute Zugänglichkeit der Orientierungs/.one in Frage gestellt werden.

Ein Verfahren zur Orientierung von Körpern mittels des Magnetfeldes eines Gleichstrommagneten, durch das die Körper hindurchfallen, ist aus der USA.-Patentschrift 28 23 781 bekannt. Dieses bekannte Verfuhren kann jedoch nur bei ferromagneuschen. also magnetisierbarcn Körpern Anwendung finden, da es darauf beruht, daG die Körper beim Herabfallen durch den Gleichstrommagneten festgehalten werden, in dieser bewegungslosen Lage in die Lage geringsten magnetischen Widerstandes gedreht werden und sodann nach Abschalten des Magneten weiter zur nächsten Bearbeitungsstation fallen.

Der Hauptnachteil dieses bekannten Verfahrens ist, daß es sich nicht zum Orientieren von Teilen wie Kollektorlamellen. Teile von Uhrwerken, verschiedene elektrische Kontakte u.dgl., die keine ferromagnetischen Eigenschaften haben, eignet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Orientieren von elektrisch leitenden nichtmagnetischen Körpern aufzuzeigen, dus mit geringem apparativen Aufwand zuverlässig verwirklicht werden kann.

Ausgehend von einem Verfahren der ingangs beschriebenen Art wird hierzu erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Körper durch ein inhomogenes konstantes Magnetfeld derart bewegt werden, daß elektrische Ströme in ihnen induziert werden, die bei nichtorientierter Lage in den verschieden stark elektrisch leitenden Abschnitten der Körper verschieden stark sind, so daß auf die Körper ein elektrodynamisches Drehmoment ausgeübt wird, bis in den Körpern während ihrer weiteren Bewegung durch die vom Magnetfeld gebildete Orientierungszone bei Erreichen der gewünschten bzw. orientierten, Lage eine symmetrische Verteilung der induzierten Ströme erreicht ist.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kann in einfacher und zweckmäßiger Weise im wesentlichen aus nur einem Dauermagneten bestehen, dessen Polschuhe so geformt und angeordnet sind, daß in der Orientierungszone ein in der Weise inhomogenes Magnetfeld aufgebaut wird, daß die im Körper bei dessen freiem Fall induzierten Ströme durch ihr Zusammenwirken mit dem äußeren Magnetfeld ein Drehmoment erzeugen, das den Körper in die erforderliche stabile Lage dreht.

Es kann dabei zweckmäßig sein, daß die Polschuhe Öffnungen aufweisen, durch deren eine die Körper in die Orientierungszone zwischen den Polschuhen im Raum zwischen den Öffnungen eingeführt werden.

Eine andere zweckmäßige Ausbildung kann es sein, daß die Polschuhe in Form von Keilen ausgeführt sind, deren Spitzen den der Orientierungszone zugeführten Körpern zugewandt sind, und daß im Polschuhzwischenraum eine sich entsprechend der Keilform der Polschuhe in zwei Zweige aufteilende Rinne für die zu orientierenden Körper vorgesehen ist.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren und die zugehörigen Vorrichtungen sind auch noch durch eine große Universalitäi gekennzeichnet Es können Teile verschiedener Abmessungen und Formen, die aus verschiedenen elektrisch leitenden Materialien hergestellt sind, orientiert, getrennt oder aussortiert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschrei-

¹I '

η h/und der ι

9 64

bung von Ausführungsbeispielen an t/and der Zeichnungen weiter erläutert. Ks zeigt

F i g. I eine Vorrichtung zur Orientierung von Körpern im Magnetfeld eines Dauermagneten mit Öffnungen in den Polschuhen gemäß der Erfindung.

F i g. 2 eine Vorrichtung mit Polschuhen, die in Form von Keilen ausgeführt sind.

F i g. 3 den Schnitt HI-IJI nach F i g. 2.

Die Vorrichtung besteht aus einem Hufeisenmagneten 1, dessen Pole 2 und 3 Öffnungen 4 und 5 aufweisen. die koaxial zueinander liegen, wobei zwischen den Polen unterhalb der oberen Öffnung 4 die Orientierungs-/one liegt, in dieser Zone wird dank der gewühlten Form der Polschuhe und deren gegenseitiger Anordnung ein magnetisches Feld mit einer stark ausgepräglen Inhomogenität ausgebildet.

Oberhalb der oberen öffnung 4 liegt eine Rinne 6, die für die Zufuhr der Körper ? und 8 in die Orientierungszone vorgesehen ist.

Im unteren Teil der Orientierungszone ist eine Rinne 9 zur Übernahme und Abführung der orientierten Körper 7 und 8 angeordnet.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die zu orientierenden Körper 7, 8 werden mit Hilfe der Rinne 6 der Orientierungszone zugeführt, wo durch die Zusammen- 2< wirkung des Magnetfeldes mit den durch dessen Wirkung in den frei fallenden Körpern 7, 8 induzierten Strömen die genannten Körper eine genaue bestimmte (orientierte) Stellung einnehmen. Hierbei werden die einen Körper, beispielsweise die vom Typ 7, die einen yo geschlossenen Stromkreis aufweisen, in bezug auf die Körper vom Typ 8 mit einem offenen Stromkreis senkrecht zueinander orientiert.

Diese verschiedene Ausrichtung der beiden verschiedenen Körpertypen erklärt sich daraus, daß jeder Körper im Magnetfeld eine solche Lage einzunehmen bestrebt ist, bei der die Dichte der in ihm induzierten Stromkreise minimal ist. Ein Ring wird, wenn seine Bewegungsrichtung mit dem Vektor des Magnetfeldes übereinstimmt, bestrebt sein, seine Ebene parallel zum Vektor der Feldinduktion auszurichten.

Die nicht geschlitzten Büchsen 7 können als eine Summe von dicht aufeinandergepackten Ringen aufgefaßt werden und werden dementsprechend so orientiert, daß ihr achsrechter Querschnitt parallel zur Rich- ^s tung des Magnetfeldes liegt bzw. ihre Achse senkrecht ,rur Richtung des Feldes.

Bei den geschlitzten Büchsen 8 hingegen werden sich Stromkreise nur in den Seitenflächen ausbilden, so daß sich hier eine minimale Zusammenwirkung der Stromkreise mit dem äußeren Magnetfeld dann ergibt, wenn die Ebene der Stromkreise und damit die Achse der Büchse parallel zur Richtung des Feldes liegi. Diese Körper 8 werden also, wie in F i g. 1 bei den beiden in der Rinne angelangten Körpern gezeigt, senkrecht zu den Körpern 7 orientiert.

Es ist zu bemerken, daß ein stark ausgeprägtes inhonogenes Magnetfeld in der Orientierungszone nicht nur dazu erforderlich ist. um eine Induktion mn Strömen in den zu orientierenden Körpern zu gewährleisten, deren Bewegungsrichtung mit der Feldrichtung zusammenfällt, wie dies in der beschriebenen Vorrichtung der Fall ist, sondern auch dazu, um die Stromstärken, die in verschiedenen Teilen des Körpers induziert werden, der nicht orientiert ist, verschieden groß zu halten, was eine unbedingte Voraussetzung zur Ausbildung von elektrodynamischen Momenten darstellt, die den Körper orientieren.

Die Vorrichtung gemäß F i g. 2 und J zur Orientierung von Körpern, die bezüglich ihrer elektrischen Leitfähigkeit asymmetrisch sind, ist ein Hufeisenmagnet 10 mit keilförmigen Polen, zwischen denen eine Orientierungszone ausgebildet wird, wobei die Spitze der keilförmigen Pole den mittels einer Rinne 15 der Orientierungszone zugeführten Körpern zugewandt ist.

Die Rinne 15 teilt sich in der Orientierungszone in zwei Rinnen 16, 17 (Fig. 3). die unter einem Winkel zueinanderliegen, der dem Winkel der keilförmigen Pole entspricht.

Diese Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die zu orientierenden Körper 13, 14 werden mittels dei Rinne 15 der Orientierungszone zugeführt. Bei ihrer Bewegung im inhomogeren Magnetfeld werden in ihnen Ströme induziert, die mit jenem Feld zusammenwirken. Infolgedessen entsteht ein Kraftmoment, das sie in die bestimmte Lage orientiert, in der sie mittels Rinnen 16, 17 abgeleitet werden. Hierbei wird die Richtung des die Körper orientierenden Kraftmomentes durch deren Ausgangsstellung bestimmt, in der diese der Orientierungszone zugeführt werden, wobei die Körper jeweils nach der Seite abgelenkt werden, auf der diejenigen ihrer Abschnitte oder Querschnitte liegen, die die größere elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Auf solche Weise gelangen die Körper 13 nach der Orientierung in die Rinne 16 und die Körper 14 in die Rinne 17, da die Körper 13, 14 Kappen darstellen, bei denen die elektrische Leitfähigkeit des auf der Seite des Bodens liegenden Teils größer als die Leitfähigkeit auf der Seite des offenen Teils ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Palentansprüche:

1. Verfahren zum berührungslosen Orientieren von nichtmagnetischen elektrisch leitenden Kör· pern mit verschieden stark elektrisch leitenden Abschnitten in einem Magnetfeld nach ihrer Lage, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper durch ein inhomogenes konstantes Magnetfeld derart bewegt werden, daß elektrische Ströme in ihnen induziert werden, die bei nichtorientierter Lage in den verschieden stark elektrisch leitenden Abschnitten der Körper verschieden stark sind, so daß auf die Körper ein elektrodynamisches Drehmoment ausgeübt wird, bis in den Körpern während ihrer weiteren Bewegung durch die vom Magnetfeld gebildete Orientierungszone bei Erreichen der gewünschten bzw. orientierten Lage eine symmetrische Verteilung der induzierten Ströme erreicht ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Dauermagneten mit Polschuhen, wobei die Körper im freien Fall durch die Orientierungszone bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch Form und Anordnung der Polschuhe (2, 3) in der Orientierungszone ein in der Weise inhomogenes Magnetfeld aufgebaut wird, daß die im Körper bei dessen freiem Fall induzierten Ströme durch ihr Zusammenwirken mit dem äußeren Magnetfeld ein Drehmoment erzeugen, das den Körper in die erforderliche stabile Lage dreht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 mit übereinander angeordneten Polschuhen, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (2, 3) Öffnungen (4. 5) aufweisen, durch deren eine die Körper (7, 8) in die Orientierungszone zwischen den Polschuhen im Raum zwisehen den Öffnungen eingeführt werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 mit übereinander angeordneten Polschuhen, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (11, 12) in Form von Keilen ausgeführt sind, deren Spitzen den der Orientierungszone zugeführten Körpern (13, 14) zugewandt sind, und daß im Polschuhzwischenraum eine sich entsprechend der Keilform der Polschuhe in zwei Zweige au^fteilende Rinne für die zu orientierenden Körper vorgesehen ist. ₄s