DE2504034B2 - Vorrichtung zum Sortieren von mechanischen Resonatoren nach ihrer Eigenfrequenz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sortieren von stabförmigen, aus einem magnetischen Werkstoff bestehenden, mechanischen Resonatoren nach ihrer Eigenfrequenz in vorgegebene Frequenzbereiche, enthaltend eine Magnetisierungsstation und eine Beschickungseinrichtung, die aus einer Vibratoreinrichtung und einer eingangsseitig mit dem Ausgang der Vibratoreinrichtung verbundenen Führungsschiene besteht.

Aus der US-PS 34 78 876 ist bereits eine eine Vibratoreinrichtung und eine Führungsschiene enthaltende Sortiereinrichtung für magnetisierbares Sortiergut bekannt, bei der den zu sortierenden Teilen das Sortierkriterium als Magnetisierungsgrad selbst mitgegeben wird. Damit ist diese Sortiereinrichtung lediglich für eine Sortierung hinsichtlich der magnetischen Materialeigenschaften der zu sortierenden Teile geeignet. Infolge der speziellen Aufbaus dieser Sortiereinrichtung kann das Sortiergut weiterhin nur in zwei Gruppen unterteilt werden.
Aus der US-PS 35 43 925 ist weiterhin eine rotationssymmetrisch ausgebildete Sortiereinrichtung für nicht näher spezifiziertes Sortiergut bekannt, bei der entsprechend den vor der Sortierung als Sotierkriterium gemessenen Eigenschaften das Sortiergut in mehrere

kreisförmig angeordnete Behälter ausgeworfen wird. Eine Sortierung von mechanischen Resonatoren nach ihrer Eigenfreqzenz ist bei dieser Sortiereinrichtung jedoch nicht ohne wesentliche konstruktive Änderungen, insbesondere der Meßeinrichtung möglich.

Weiterhin ist aus der US-PS 37 50 878 eine rotationssymmetrisch ausgebildete Sortiereinrichtung bekannt, die jedoch hinsichtlich des Sortiergutes auf zwei Anschlußelektroden enthaltende elektronische Bauteile, insbesondere Kondensatoren, begrenzt ist.

Mechanische Resonatoren finden wegen ihrer hohen Schwinggüte und wegen ihres geringen Raumverbrauchs eine weitverbreitete Anwendung, beispielsweise als Frequenznormal oder in mechanischen Filtern. In nahezu allen Anwendungsfällen kommt es darauf an, daß die Resonanzfrequenz eines derartigen mechanischen Resonators möglichst genau bei einer bestimmten vorgegebenen Frequenz auftritt. Wegen der bei der Fertigung der Resonatoren gegebenen, unvermeidlichen Herstellungstoleranzen ist diese Forderung im allgemeinen nicht ausreichend erfüllt, so daß es notwendig ist, die endgültige Resonanzfrequenz eines solchen Resonators nach seiner Herstellung einzustellen. Es ist bekannt, diesen als »Abgleichen« bezeichneten Vorgang durch Abtragen von Resonatormaterial in zwei Stufen vorzunehmen. Die erste Stufe beinhaltet das »Vorabgleichen« mit Hilfe eines Schleifvorganges, die zweite Stufe das »Feinabgleichen« durch Beschüß des Resonators durch Sandstrahlen bzw. Laserstrahlen (deutsche Patentschrift 19 29 994).

Da bei dem zuletzt erfolgenden Feinabgleich die Resonanzfrequenz der Resonatoren nur noch geringfügig, im allgemeinen um maximal 300 Hz geändert werden kann, ist es erforderlich, daß die Resonanzfrequenz der Resonatoren nach dem Vorabgleich durch den Schleifvorgang bereits innerhalb eines Toleranzbereichs dieser Größe um die Sollfrequenz gelegen ist.

In der Praxis zeigt sich jedoch, daß diese Forderung wegen unvermeidlicher Fertigungsstreuungen bei der Herstellung der Resonatoren nicht mit Sicherheit erfüllt werden kann. Dies hat zur Folge, daß häufig noch nicht ausreichend vorabgeglichene, d. h. in ihrer Resonanzfrequenz außerhalb des Toleranzbereiches liegende Resonatoren dem Feinabgleich zugeführt und nach dem Durchlaufen der Feinabgleichvorrichtung als Ausschuß ausgestoßen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den erwähnten Schwierigkeiten in verhältnismäßig einfacher Weise zu begegnen. Insbesondere soll eine weitgehend automatisierte Vorrichtung zum Aussortieren der für den Feinabgleich nicht ausreichend vorabgeglichenen Resonatoren angegeben werden, die hinsichtlich ihrer Arbeitsgeschwindigkeit an imoderne vollautomatische Feinabgleichvorrichtungen angepaßt ist.

Ausgehend von einer Vorrichtung zum Sortieren von stabförmigen, aus einem magnetischen Werkstoff bestehenden, mechanischen Bresonatoren nach ihrer Eigenfrequenz in vorgegebene Frequenzbereiche, enthaltend eine Magnetsierungsstation und eine Beschikkungseinrichtung, die aus einer Vibrationseinrichtung und einer eingangsseitigen mit dem Ausgang der Vibratoreinrichtung verbundenen Führungsschiene besteht, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine zentrale Steuereinrichtung vorgesehen ist, daß die Führungsschiene als Förderstrecke eine Vereinzelungsstation und die Magnetisierungsstation aufweist, an der die Resonatoren taktweise einzeln vorbeigeführt und bei Stillstand durch einen gesteuerten Gleichstromstoß magnetisiert sind, daß die Führungsschiene in ihrem Endbereich durch einen gesteuert einschiabbaren Sperrstift abgeschlossen und durch eine Rückprallsperre und eine gesteuerte Schiebevorrichtung zu einer Vorbereitungsstation für die taktweise Zuführung der Resonatoren zu einer Meßstation ausgebildet ist, daß die Meßstation eine für die zu messenden Resonatoren dämpfungsarme Auflagevorrichtung, eine Anregungsspule zur mechanischen Schwingungsanregung der Resonatoren, ein Mikrophon zur Messung der Eigenfrequenz der Resonatoren sowie einen mit einem Drehhebel versehenen Auswerfer enthält und mit der zentralen Steuereinrichtung verbunden ist, durch die der Meßwert der Eigenfrequenz mit den Bereichsgrenzen der vorgegebenen Frequenzbereiche verglichen und aus dem Vergleichsergebnis ein entsprechendes Steuersignal für eine Verteilereinrichtung erzeugt ist, und daß die Verteilereinrichtung für die gemessenen Resonatoren eine mit gesteuerten Verteilerklappen versehene Verteilerschiene und einzelne den Verteilerklappen zugeordnete Ablagebehälter enthält.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist dadurch gegeben, daß durch Einteilung der vorabgeglichenen Resonatoren in verschiedene Frequenzgruppen noch nicht ausreichend vorabgeglichene Resonatoren sogleich erkannt und erneut vorabgeglichen werden können, und daß außerdem zu weit vorabgeglichene und damit in ihrer Resonanzfrequenz bereits zu hoch liegende Resonatoren ebenfalls gleich ausgeschieden werden können, und daß damit die Belastung der Feinabgleichvorrichtung durch nicht mehr oder nicht feinabgleichbare Resonatoren vermieden wird. Dadurch wird gleichzeitig der Ausschuß verringert und die Feinabgleichkapazität erhöht.

Insbesondere bei der nebeneinanderlaufenden Fertigung von Resonatoren unterschiedlicher, jedoch benachbarter Resonanzfrequenzen, ergibt sich, da die Resonatoren nach dem gemeinsamen Vorabgleich für den anschließenden Feinabgleich bereits in verschiedene Frequenzgruppen vorsortiert vorliegen, der weitere Vorteil, da3 der Feinabgleichvorrichtung genauer vorabgeglichene Resonatoren zugeführt werden können. Dadurch wird der Zeitaufwand für den einzelnen Feinabgleichvorgang verringert und die Feinabgleichkapazität weiter erhöht.

Insbesondere bei der nebeneinanderlaufenden Fertigung von Resonatoren unterschiedlicher, jedoch benachbarter Resonanzfrequenz, ergibt sich, da die Resonatoren nach dem gemeinsamen Vorabgleich für den anschließenden Feinabgleich bereits in verschiedene Frequenzgruppen vorsortiert vorliegen, der weitere Vorteil, daß der Feinabgleichvorrichtung genauer vorabgeglichene Resonatoren zugeführt werden können. Dadurch wird der Zeitaufwand für den einzelnen Feinabgleichvorgang verringert und die Feinabgleichkapazität weiter erhöht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.

Die in der Figur in einer Seitenansicht dargestellte Sortiereinrichtung besteht im wesentlichen aus einer zentralen Steuereinrichtung 1, einer Grundplatte 2, auf der eine für die Zuführung der zu sortierenden Resonatoren eingerichtete Vibratoreinrichtung 3 verbundenen Führungsschiene 4 für die Zuführung der Resonatoren zu den einzelner. Stationen, aus einer

Vereinzelungsstation 5, einer Magnetisierungsstation 6, einer Meßstation 8 und einer Verteilereinrichtung 9.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vibratoreinrichtung 3 eine handelsübliche Förder- und Sortiereinrichtung, die im wesentlichen aus einer Vibratorbasis mit einem elektromagnetischen Vibrator, einem Sortierkessel und einem getrennt angeordneten Schaltgerät besteht, über das die Zuführungsgeschwindigkeit der Resonatoren geregelt werden kann.

Die aus dem Sortierkessel der Vibratoreinrichtung 3 gerichtet mit einer angeschliffenen Fläche nach unten austretenden Resonatoren 100, 101 gelangen in der Gleitbahn der geneigten Führungsschiene 4 hintereinandergereiht zuerst zur Vereinzelungsstation 5, wo sie angehalten und entsprechend dem in der zentralen Steuereinrichtung 1 eingestellten Takt einzeln freigegeben werden. Die Vereinzelungsstation 5 besteht aus einem Drehmagneten 12, einen radial zu dessen Drehachse ausgerichteten, durch den Drehmagneten drehbaren stabförmigen Hebel 7 und aus zwei den Hebelenden gegenüberliegend in einer Führung angeordneten, stabförmigen Haltestiften 11 und 13. Die Haltestifte sind an ihren den Hebelenden zugewandten Seiten mit Aussparungen versehen, in die die Stirnseiten des Hebels eingreifen, so daß die Haltestifte entsprechend der Drehung des Hebels 7 in Richtung ihrer Längsachse bewegbar sind.

In seiner Ausgangsstellung sperrt der erste stabförmige Haltestift 11, der mit seinem einen Ende durch eine Aussparung der Führungsschiene 4 in den Transportraum für die Resonatoren eingreift, die Gleitbahn. Durch einen Stromimpuls wird anschließend der Drehmagnet 12 betätigt, wodurch über den Hebel 7 der Haltestift 11 angehoben und der an ihm anliegende Resonator 29 einzeln freigegeben wird. Kurz vor der Freigabe des anliegenden Resonators wird der zweite stabförmige Haltestift 13 durch den Hebel 7 durch eine zweite Aussparung der Führungsschiene geführt und mit seiner Stirnseite gegen den nachfolgenden Resonator 30 geklemmt. Sobald der erste Haltestift 11 in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt ist, wird der zweite Haltestift 13 angehoben, worauf der nachfolgende Resonator 30 bis an den ersten Haltestift 11 gleiten kann.

In der darauffolgenden, ebenfalls von der zentralen Steuerungseinrichtung 1 gesteuerten Magnetisierungsstation 6 werden die einzeln eintreffenden Resonatoren wiederum durch einen beweglichen Haltestift 14, der hier durch einen Hubmagneten 141 in die Gleitbahn der Führungsschiene ein- und ausfahrbar ist, angehalten. Die Magnetisierungsstation 6 enthält zwei isoliert angeordnete Kontaktstifte 15 für die Zuführung und Abnahme des Magnetisierungsstroms, die durch jeweils einen Drehmagneten gegen den am Haltestift 14 anliegenden Resonator gedrückt werden. Nach dem Magnetisieren durch elektronisch gesteuerten Stromdurchgang in einer vorher festgelegten Richtung wird der Haltestift 14 durch den Hubmagneten 41 zurückgezogen und der Resonator kann zur Vorbereitungsstation 16, die der eigentlichen Meßstation 8 vorgeschaltet ist, gleiten.

Die im waagerechten Endbereich der Führungsschiene 4 vorgesehene Vorbereitungsstation 16 dient zur einwandfreien Zuführung der Resonatoren zu der eigentlichen Meßstation 8 und besteht aus einem Endanschlag, der als gesteuert einschiebbarer Sperrstift 17 ausgebildet ist, einer mit einer Klinke versehenen Rücksprallsperre 18 und aus einer Schiebevorrichtung 181, die von einem Drehmagneten 19 und einem mii dem Drehmagneten 19 verbundenen Einschiebehebe 191 gebildet ist. Beim Einlaufen des Resonators wird die Klinke der Rückprallsperre 18 vom Resonator angeho ben und fällt dann wieder durch eine Blattfeder unterstützt zurück, so daß der Resonator nicht weitei zurückprallen kann.

Die Meßstation 8 besteht aus einer mit einem Anschlag 23 versehenen, vertikal bewegbaren Gleitbahn 21, den beiden Kunststoffäden 22, einem mit einem Schiebehebel versehenen Auswerfer 24 sowie einei Anregungsspule 25 und einem Mikrofon 26. Die in einei vertikalen Führung geführte Gleitbahn 21 ist auf eine von einem Drehmagneten angetriebene Exzenterschei be 32 gesetzt.

Entsprechend dem in der Steuereinrichtung 1 eingestellten Takt wird vor dem Einschieben des Resonators in die Meßstation 8 der Sperrstift 17 durch einen Hubmagneten zurückgezogen und die Gleitbahn 21 bis auf die Höhe der Vorbereitungsstation gebracht Die gesteuerte Schiebevorrichtung 181 schiebt nun den Resonator in die Gleitbahn 21 der Meßstation 8 unc drückt den Resonator 20 an den Anschlag 23, wobei dei Einschiebehebel 191 einige Millisekunden verharrt, se daß der Resonator ruhig zu liegen kommt. Nach denn Zurückgehen des Einschiebehebels 181 schließt dei Sperrstift 17 die Führungsschiene wieder ab.

Die bewegliche Gleitbahn 21 ist mit zwei vertikalen nach oben geöffneten und senkrecht zur Zuführungs richtung der Resonatoren verlaufenden Schlitzen 28 versehen, die unterhalb der Schwingungsknoten des am Anschlag 23 anliegenden Resonators 20 angeordnet sind. Innerhalb der Schlitze verlaufen bei angehobener Gleitbahn 21 zwei Kunststoffäden 22, die zwischen zwe festliegenden Punkten der Meßstation 8 waagrechl gespannt sind. Bei angehobener Gleitbahn verlaufen die Kunststoffäden 22 in geringem Abstand unterhalb de; am Endanschlag 23 anliegenden Resonators 20. Beim Absenken der Gleitbahn kommt der Resonator 20 mi dem Bereich seiner Schwingungsknoten auf den Kunststoffäden 22 zu liegen, wodurch Meßfehler durch Nebenschwingungen vermieden werden und außerdem eine geringe Schwingungsdämpfung gewährleistet ist.

Beim eigentlichen Meßvorgang wird der Resonatoi 20 durch die Spule 25 zu Schwingungen seinei Eigenfrequenz angeregt, die durch das Mikrofon 26 gemessen werden. Dieser Meßvorgang dauert im vorliegenden Fall zirka 40 Millisekunden. Der Meßwer wird dann der Steuereinrichtung 1 zugeführt und dor mit den Bereichsgrenzen der vorgegebenen und an dei Steuereinrichtung 1 eingestellten Frequenzbereiche verglichen. Aus dem Vergleichsergebnis wird von dei Steuereinrichtung 1 ein entsprechendes Steuersignal i für eine Verteilereinrichtung 9 erzeugt

Nach Beendigung des Meßvorganges wird dei Resonator 20 durch den mit einem Drehhebe versehenen Auswerfer 24 der von der zentralei Steuereinrichtung 1 gesteuerten Verteilereinrichtung 9 zugeführt. Die Verteilereinrichtung enthält eine mi gesteuerten Verteilerklappen 27 versehene Verteiler schiene 91 und einzelne, den Verteilerklappen zugeord nete Ablagebehälter 10. Gleichzeitig mit dem gemesse nen Resonator wird der Verteilereinrichtung das durch die zentrale Steuereinrichtung erzeugte zugehörig< Steuersignal S zugeführt. Entsprechend diesem Steuer signal werden die Verteilerklappen gestellt und dei gemessene Resonator einem dem ermittelten Frequenz bereich zugeordneten Ablagebehälter 10 zugeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Sortieren von stabförmigen, aus einem magnetischen Werkstoff bestehenden, mechanischen Resonatoren nach ihrer Eigenfrequenz in vorgegebene Frequenzbereiche, enthaltend eine Magnetisierungsstation und eine Beschickungseinrichtung, die aus einer Vibratoreinrichtung und einer eingangsseitig mit dem Ausgang der Vibratoreinrichtung verbundenen Führungsschiene besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Steuereinrichtung (1) vorgesehen ist, daß die Führungsschiene (4) als Förderstrecke eine Vereinzelungsstation (5) und die Magnetisierungsstation (6) aufweist, an der die Resonatoren taktweise einzeln vorbeigeführt und bei Stillstand durch einen gesteuerten Gleichstromstoß magnetisiert sind, daß die Führungsschiene in ihrem Endbereich durch einen gesteuert einschiebbaren Sperrstift (17) abgeschlossen und durch eine Rückprallsperre (18) und eine gesteuerte Schiebevorrichtung (181) zu einer Vorbereitungsstation (16) für die taktweise Zuführung der Resonatoren zu einer Meßstation (8) ausgebildet ist, daß die Meßstation eine für die zu messenden Resonatoren dämpfungsarme Auflagevorrichtung, eine Anregungsspule (25) zur mechanischen Schwingungsanregung der Resonatoren, ein Mikrophon (26) zur Messung der Eigenfrequenz der Resonatoren sowie einen mit einem Drehhebel versehenen Auswerfer (24) enthält und mit der zentralen Steuereinrichtung (1) verbunden ist, durch die der Meßwert der Eigenfrequenz mit den Bereichsgrenzen der vorgegebenen Frequenzbereiche verglichen und aus dem Vergleichsergebnis ein entsprechendes Steuersignal (S) für eine Verteilereinrichtung (9) erzeugt ist, und daß die Verteilereinrichtung (9) für die gemessenen Resonatoren eine mit gesteuerten Verteilerklappen (27) versehene Verteilerschiene (91) und einzelne von den Verteilerklappen zugeordnete Ablagebehälter (10) enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinzelungsstation (5) einen Drehmagneten (12), einen radial zu dessen Drehachse ausgerichteten, durch den Drehmagneten drehbaren stabförmigen Hebel (7) und zwei den Hebelenden gegenüberliegend in einer Führung angeordnete, stabförmige Haltestifte (11, 13) aufweist, daß die stabförmigen Haltestifte an ihren den Hebelenden zugewandten Seiten mit Aussparungen versehen sind, in die die Stirnseiten des Hebels (7) eingreifen, daß die Haltestifte (11, 13) entsprechend der Drehung des Hebels (7) in Richtung ihrer Längsachse bewegbar sind, daß in einer ersten Hebelstellung der erste Haltestift (11) mit seinem einen Ende durch eine erste Aussparung der Führungsschiene (4) in deren Transportraum eingreift und sich der zweite Haltestift außerhalb des Transportraumes befindet, daß sich in einer zweiten Hebelstellung der erste Haltestift (11) noch innerhalb des Transportraumes befindet und der zweite Haltestift (13) durch eine zweite Aussparung der Führungsschiene (4) mit seiner Stirnseite gegen einen unmittelbar auf einen am ersten Haltestift (11) anliegenden ersten Resonator (29) folgenden zweiten Resonator (30 gedrückt ist, und diesen in der Führungsschiene festklemmt, daß in einer dritten Hebelstellung der erste Haltestift (11) sich außerhalb des Transportraumes befindet und der zweite Haltestift (13)

weiterhin auf den zweiten Resonator (30) gedrückt ist, und daß auf die erste Hebelstellung die zweite, auf die zweite Hebelstellung die dritte und auf die dritte Hebelstellung wieder die erste Hebelstellung folgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungsstation (6) für die Zuführung und Abnahme des Magnetisierungsstromes zwei durch jeweils einen Drehmagneten (31) an die Resonatoren bewegbare Kontaktstifte (15) und als Anschlag für die Resonatoren einen durch einen Hugmagneten (141) in die Führungsschiene bewegbaren Haltestift (14) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (4) zwischen der Vibratoreinrichtung (3) und der Rückprallsperre (18) für ein selbständiges Gleiten der Resonatoren ausreichend geneigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagevorrichtung eine mit einem Anschlag (23) versehene, vertikal bewegliche Gleitbahn (21) aufweist, daß die Gleitbahn (21) zwei vertikale, nach oben geöffnete und senkrecht zur Zuführungsrichtung der Resonatoren verlaufende Schlitze (28) aufweist, die unterhalb der Schwingungsknoten eines am Anschlag (23) anliegenden Resonators (20) angeordnet sind, daß zwei an der Auflagevorrichtung waagrecht befestigte Fäden (22) berührungsfrei innerhalb der Schlitze in einer so gewählten Höhe verlaufen, daß sie bei nicht abgesenkter Gleitbahn in geringem Abstand unterhalb des Resonators angeordnet sind, und daß bei abgesenkter Gleitbahn der Resonator (20) auf ihnen aufliegt

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbahn (21) durch eine mit einem Drehmagneten verbundene drehbare Exzenterscheibe (32) abgesenkt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Fäden (22) ein Kunststoff vorgesehen ist.