DE3140163C2

DE3140163C2 - Meßautomat für piezokeramische Wandler

Info

Publication number: DE3140163C2
Application number: DE19813140163
Authority: DE
Inventors: Alfred 8034 Germering Hillenbrand; Kurt 8000 München Pohl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-10-09
Filing date: 1981-10-09
Publication date: 1986-08-21
Also published as: DE3140163A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Meßautomaten für piezokeramische Wandler, bei dem die Wandler von einem Schwingförderer in eine um ca. 45 ° geneigte Schiene gleiten. Am Ende der Schiene werden sie vereinzelt und einer Doppelmeßstation (13) zugeführt. Die Doppelmeßstation verfügt über zwei Kontaktiereinrichtungen, die abwechselnd die piezokeramischen Wandler kontaktieren.

Description

Die Erfindung betrifft einen Meßautomaten für piezokeramische Wandler mit einem Schwingförderer, der mit Schikanen zum Ausrichten der piezokeramischen Wandler ausgerüstet ist, mit einem Schwingfördererauslauf, der in eine geneigte Schiene mit einem Schlitz übergeht, mit einer am unteren Ende der Schiene angebrachten Vereinzelung und einer daran anschließenden mehrere Kontaktiereinrichtungen aufweisenden Meßstation und nachfolgender Sortiereinrichtung.

Piezokeramische Wandler werden beispielsweise bei der Ansteuerung von mechanischen Filtern eingesetzt. Durch ihren Hersteiiungsprozeß und durch ihre Abmessungen sind sie für eine bestimmte Frequenz besonders geeignet. Bei hochwertigen Produkten müssen die Frequenzeigenschaften der piezokeramischen Wandler vor dem Einbau getestet werden. Es ist bekannt, gegenüberliegende Flächen eines piezokeramischen Wandlers elektrisch leitend zu beschichten, diese Fläche zu kontaktieren und die elektrischen Eigenschaften des Wandlers mit einer geeigneten Meßvorrichtung zu kontrollieren. Das Kontaktieren erfolgte bisher in zeitraubender Handarbeit.

Aus der DE-AS 21 26 389 ist eine Meß-, Prüf- und Sortiereinrichtung für elektronische Bauelemente bekannt, die einen Schwingförderer mit Schikanen zum Ausrichten der Bauelemente enthält. Über eine zunächst schräg verlaufende Schiene und eine Vereinzelung gelangen die Bauelemente zu vier gleichmäßig am Rande einer waagerecht angeordneten Scheibe verteilten Einschnitten, denen jeweils ein Block mit radial verschiebbaren Kontaktfedern zugeordnet ist.
Ein Bauelement wird kontaktiert während sich die Scheibe ununterbrochen weiterdreht gemessen. Die Sortierung der Bauelemente erfolgt über Leitelemente. Diese Vorrichtung ist für die Messung piezoelektrischer Wandler nicht geeignet, da sie sich weder zum genauen Justieren rechteckförmiger Bauelemente eignet noch Anregungen für ein zweckmäßiges Kontaktieren und Messen liefert.

Eine Vorrichtung zum Sortieren von Bauelementen ist aus der DE-OS 28 55 913 bekannt. Diese Vorrichtung enthält einen Verteilerblock mit alternierend angeordneten feststehenden und verschiebbaren Elementen, die jeweils mehrere Kanäle aufweisen, die durch das Verschieben in Deckung gebracht werden können.

Diese Vorrichtung liefert keine Anregung für einen geeigneten Meßautomaten zur Prüfung piezokcramischer Wandler.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Meßautomaten für piezokeramische Wandler anzugeben, der ein automatisches und schnelles Messen der elektrischen Eigenschaften ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die geneigte Schiene, die Vereinzelung, die als Doppelmcßstation ausgeführte Meßstation und die Sorticrcinrichtung mit einer Neigung von ca. 45° aufgebaut sind, daß die Doppelmeßstation eine horizontal verschiebbare Weiche mit zwei Führungsschlitzen aufweist, daß unterhalb der Weiche eine geringfügig horizontal verschiebbare Führung angeordnet ist, die an ihren seitlichen Außenkanten Aussparungen aufweist, die zusammen mit einer in

gleicher Höhe ungeordneten und mit der Führung entsprechenden Aussparungen versehenen Führungsplatte jeweils eine Rille mit unterem Anschlag bilden, und daß zum Kontaktieren der piezokeramischei; Wandler zu beiden Seiten der Rillen paarweise Nadelhalter mit Meßnadeln angeordnet sind, zwischen denen abwechselnd die piezokeramischen Wandler nach jeweiligem Verschieben der Führung freischwebend geprüft werden.

Das Messen der piezokeramischen Wandler geht vollautomatisch vorsieh. Die Wandler werden ungeordnet in den Schwingförderer geschüttet, automatisch gemessen und nach elektrischen Eigenschaften sortiert ausgegeben.

ten.

In Fig.3 sind wichtige Details des Meßautomaten in der Draufsicht auf die schräge Anordnung von Schiene 4 und Doppelmeßstation 13 dargestellt. Im Schwingfördererauslauf 2 sind verschiedene Schikanen 3 eingebaut, die dafür sorgen, daß die piezokeramischen Wandler der Länge nach geordnet und aufgerichtet werden. Die Wandler gelangen aus dem Schwingfördererauslauf in einen Schlitz einer um ca. 45 Grad geneigten Schiene 4. Durch einen Stufenschieber 6 wird die Schlitzbreite über zwei Schaftschrauben 41, 42 reguliert Die Wandler gleiten an einer Lichtschranke 7 vorbei, die den Füllstand im Schlitz 47 der Schiene 4 überprüft und gegebenenfalls den Schwingförderer ausschaltet. Am Ende der

Durch den Aufbau der Meßanordnung mit ca. 15 Schiene 4 ist ein Anschlag 5 angeordnet der auf einer 45 Grad Neigung wird dafür gesorgt, die piezokerami- Weife 20 eines ersten Drehmagneten 19 befestigt ist. sehen Wandler allein durch ihre Schwerkraft transpor- Auf der Welle 20 ist ebenfalls eine Feder 8 montiert tiert werden und daß sie durch Anschläge genau positio- Unterhalb des Schlitzes der Schiene 4 ist eine Weiche 9 nierl werden. auf einer Montageplatte 50 der Doppelmeßstation 13

Es ist vorteilhaft, daß die Vereinzelung aus einem 20 angeordnet. Die Weiche enthält zwei Führungsschlitze ■Anschlag und einer flachen Feder besteht, die beide auf 43, 44 und ist horizontal verschiebbar. Unterhalb der

Weiche 9 ist eine Führung 10 mit zwei Aussparungen 45, 46 an deren seitlichen Außenkanten angeordnet, die zusammen mit einer an die Führung angepaßten Führamischen Wandler muß eine Beruhigungsphase abge- 25 rungsplatte 18 zwei Schlitze bilden. Die Führung 10 ist wartet werden, bevor der Wandler exakt gemessen wer- ebenfalls waagerecht in geringem Maße verschiebbar den kann. Durch die Doppelmeßstation werden die bei

der Achse eines ersten Drehmagneten befestigt sind. Diese Vereinzelung ist besonders einfach aufzubauen. Nach jeder mechanischen Erschütterung der piezoke-

den Nadelhalter abwechselnd bestückt, so daß sich automatisch eine Beruhigungsphase ergibt Hierdurch wird die Meßgeschwindigkeit nahezu verdoppelt.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der F i g. 1 bis 5 erläutert Es zeigt

Fi g. 1 einen erfindungsgemäßen Meßautomaten, F i g. 2 den piezokeramischen Wandler,

F i g. 3 die Draufsicht auf einen wesentlichen Teil des Meßaulomaten,

Fig.4 die Koiitaktiereinrichlung für den piezokeramischen Wandler und

Fig. 5 die um 90 Grad gedrehte Kontaktiereinrichtung.

Der in Fig. 1 dargestellte Meßautomat enthält einen Schwingförderer 1. An dessen Schwingfördererauslauf ist eine um ca. 45 Grad geneigte Schiene 4 angeschlossen. An diese Schiene schließt sich eine im gleichen Winkel geneigte Doppelmeßstation 13 sowie eine Sortiereinrichtung 39 an. Die gemessenen piezoke-amischen Wandler werden in den verschiedenen Sortierkästen 19 abgelegt. Der Schwingförderer, die Meßstation und die Sortiereinrichtung werden von einer Steuerung 40 gesteuert. Dies gilt ebenso für den elektronischen Meßvorgang, der jedoch bei der hier beschriebenen Erfindung nicht weiter interessiert.

Die piezokeramischen Wandler 11 (Fig.2) werden ungeordnet in den Schwingförderer 1 geschüttet und hier in einer Reihe geordnet und, wie in Fig. 2 dargestellt, aufgerichtet. In einem Schlitz der Schiene 4 gleiten sie zur Doppelmeßstation 13. Durch eine Vereinzelung wird jeweils nur ein einziger piezokeramischer Wandler in die Doppelmeßstation übernommen. Lichtschranken steuern die Zuführung von Wandlern. Der Schwingförderer wird, je nach Bedarf, ein- oder ausgeschaltet. In der Doppelmeßstation werden die piezokeramischen Wandler gemessen und anschließend von der Sortiereinrichtung 39 in verschiedenen Sortierkästen 19 abgelegt. Die Steuerung 40 enthalt verschiedene Anzeigemöglichkeiten für den Betriebszustand des Meßautoma- und dazu senkrecht um wenige zehntel Millimeter schwenkbar. Um die Führung 10 leicht auswechseln zu können, ist sie auf einer Führungsplatte befestigt, über deren Nase 14 die Schwenkbewegung über einen nicht dargestellten Drehmagneten mit Exzenter gesteuert wird.

Die Kontaktierung der Wandler 11 erfolgt über Meßnadeln 12, die in Nadelhaltern 21 befestigt sind. Die Meßnadeln 12 sind über Anschlußkabel mit den Steckbuchsen 25 eines Anschlußteils 24 verbunden. Die Nadelhalter 21 mit den Meßnadeln 12 werden ebenfalls über Drehmagneten geschwenkt Dies ist der Übersicht halber jedoch nicht in F i g. 3 dargestellt.

Zunächst soll die Arbeitsweise der Meßautomaten näher erläutert werden.

Die aufgerichteten piezokeramischen Wandler gleiten durch ihr Eigengewicht den Schlitz 47 der Schiene 4 bis zum Anschlag 5 hinab. Durch eine Bewegung des

4.5 ersten Drehmagneten 19 fällt ein Wandler in den Schlitz 43 der Weiche 9. Die anderen Wandler werden durch die Feder 8 am Nachrutschen gehindert. Erst wenn der Anschlag 5 in die ursprüngliche Lage zurückschwenkt, kann ein weiterer Wandler nachrutschen. Ein piezokeramischer Wandler 11 wird gerade in der rechten Hälfte der Doppelmeßstation gemessen. Nach dem Meßvorgang gleitet er über eine Gabelrutsche 17 in die Sortiereinrichtung. Die Führung und die Weiche werden anschließend nach rechts verschoben und der nächste Wandler rutscht über den Schlitz 43 der Weiche und die Aussparung 45 zwischen die Meßnadeln. Nach dem Kontaktieren wird die Führung 10 nach vorne geschwenkt, um die Spitzen der Meßnadeln zu reinigen und eine bessere Ankontaktierung zu gewährleisten. In der Zwischenzeit wurde der Schlitz 44 der Weiche mit dem nächsten Wandler bestückt. Jetzt schwenken Weiche und Führung nach links, so daß der rechte Wandler 11 freischwebend zwischen den Meßspitzen geprüft werden kann. In gleicher Weise erfolgt die Prüfung des

linken Wandlers 48, wenn die Führung 10 nach rechts geschwenkt wird.

In F i g. 4 ist die Kontaktiereinrichtung im Detail dargestellt. Jede Meßnadel ist in einem Nadelhalter 21*

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zwischen einer Keramikstütze 23 und einem Keramikdruckstück 22 mit Hilfe einer Hohlmutter 33 und einer die Keramikteile umgebenden Gewindehülse 16 eingespannt. Die Keramikstütze 23 ist zur Führung der Meßnadel mit einer Prismenführung versehen. Beide Nadelhalter 21*, 21 einer Kontaktiereinrichtung sind um einen linken Drehpunkt 31 bzw. einen rechten Drehpunkt 32 schwenkbar. Der Antrieb erfolgt über einen Hebel 29 am linken Nadelhalter 21*, der eine rechteckförmige Aussparung in der Mitte zwischen den Drehpunkten 31 und 32 der Nadelhalter aufweist. In diesen greift eine Nase 30, die einen Dreiviertelkreis bildet, des Hebels 51 des rechten Nadelhalters 21 ein. Hierdurch wird ein gleichmäßiges Ausschwenken beider Nadelhalter 21*, 21 erreicht. Der Schwenkvorgang wird durch einen Exzenter 15 ausgelöst, der auf einer Welle 36 eines Drehmagneten 28 befestigt ist und den Hebel 29 bewegt. Beide Nadelhalter 21*, 21 werden durch eine Zugfeder

26 zwischen den Nadelhaltern zusammengezogen. Diese bestimmt den Anpreßdruck der Meßnadeln. Die Meßnadeln sind — wie bereits erwähnt — mit den Anschlußkabeln 34,35 versehen. Die Führungsplatte 38 ist unterhalb der Führung 10 erkennbar.

In F i g. 5 ist die Doppelmeßstation mit Führung 10 in der Seitenansicht dargestellt. Die Führungsplatte 38 ist mit der Führung 10 über einen Führungsschwenkpunkt

27 schwenkbar. Dies erfolgt über einen Stift 37, der wiederum von einem nicht dargestellten Drehmagneten mit Exzenter betätigt wird. Eine Zylinderfeder 49 bringt die Führung in die Ruhelage zurück.

Eine Plexiglasabdeckung 52 (in F i g. 3 nicht dargestellt) verhindert ein Herausfallen von Wandlern aus der Doppelmeßstation (den Kanälen der Führung und der Weiche) bei Fehlfunktionen. Die Plexiglasabdeckung 52 ist mit einer Rändelschraube 53 zusammen mit der Führung 10 auf der Führungsplatte 38 befestigt.

Die beweglichen Teile der Doppelmeßstation werden zweckmäßigerweise aus einer leichten Metallführung, beispielsweise einer Aluminiumlegierung, hergestellt um die bewegten Massen gering zu halten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Meßautomat für piezokeramische Wandler (11) mit einem Schwingförderer (1), der mit Schikanen (3) zum Ausrichten der piezokeramischen Wandler ausgerüstet ist, mit einem Schwingfördererauslauf (2), der in eine geneigte Schiene (4) mit einem Schlitz (47) übergeht, mit einer am unteren Ende der Schiene (4) angebrachten Vereinzelung und einer daran anschließenden mehrere Kontaktiereinrichtungen aufweisenden Meßstation und nachfolgender Sortiereinrichtung (39), dadurch gekennzeichnet,

daß die geneigte Schiene (4), die Vereinzelung (5,8), die als Doppelmeßstation (13) ausgeführte Meßstation und die Sortiereinrichtung (39) mit einer Neigung von ca. 45° aufgebaut sind,
daß die Doppelmeßstation (13) eine horizontal verschiebbare Weiche (9) mit zwei Führungsschlitzen ;(43,44) aufweist, daß unterhalb der Weiche (9) eine geringfügig horizontal verschiebbare Führung (10) angeordnet ist, die an ihren seitlichen Außenkanten Aussparungen (45, 46) aufweist, die zusammen mit einer in gleicher Höhe angeordneten und mit der Führung (10) entsprechenden Aussparungen versehenen Führungsplatte (18) jeweils eine Rille mit unterem Anschlag bilden, und daß zum Kontaktieren der piezokeramischen Wandler (11) zu beiden Seiten der Rillen paarweise Nadelhalter (21*, 21) mit Meßnadeln (12) angeordnet sind, zwischen denen abwechselnd die piezokeramischen Wandler (11) nach jeweiligem Verschieben der Führung (10) freischwebend geprüft werden.

2. Meßautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinzelung aus einem Anschlag (5) und einer flachen Feder (8) besteht, die beide auf der Achse (20) eines ersten Dreiimagnelen (19) befestigt sind.

3. Meßautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (10) um einen waagerechten Führungsschwenkpunkt (27) schwenkbar ist.

4. Meßautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadelhalter (21) um zwei Drehpunkte (31,32) über jeweils einen Hebel (29 bzw. 31) schwenkbar sind, daß ein Hebel (29) in der Mitte Zwischen den Drehpunkten (31, 32) eine rechteckförmige Aussparung aufweist, in die eine kreisförmige Nase (30) des zweiten Hebels (51) eingreift und daß der erste Hebel (29) zum Schwenken betätigt wird.

5. Meßautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Teile vor Drehmagneten über Exzenter angetrieben werden.

6. Meßautomat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelhalter (21) eine untere Keramikstütze (23) mit Prisrrenführung für die Meßnadel (12) in einer Gewindehülse (16) enthält und daß ein Keramikdruckstück (22) und eine Hohlmutter (33) die Meßnadel (12) in der Prismenführung der Keramikstütze (23) festklemmt.

7. Meßautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Schlitzes (47) der Schiene (4) durch einen Stufenschieber (6), der mit Ansatzschrauben (41, 42) befestigt ist, für die Messung unterschiedlicher Wandler variierbar ist.

8. Meßautomat nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Teile aus einer Leichtmetallegierung gefertigt sind.