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Einrichtung zum Prüfen der Maßgerechtheit von Massengegenständen Die
serienmäßige Prüfung von Massengegenständen auf genaue Einhaltung vorbebestimmter
Maße bildet beim handwerksmäßigen Vergleich mit der Schablone eine mühevolle Arbeit,
welche höchste Anforderungen an die Sorgfalt und das gute Auge des Prüfenden stellt.
Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, diese Arbeit mit Hilfe von lichtempfindlichen
Zellen vorzunehmen und zu diesem Zweck den Schatten des einzelnen Werkstückes auf
eine solche Zelle zu projizieren. Ist das Werkstück an irgendeiner Stelle zu klein,
so wird auch sein Schatten zu klein, und es steigt die Beleuchtung der Zelle; hierdurch
kann eine Signal- oder Steueranlage betätigt werden.
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Nach der Erfindung wird umgekehrt der Schatten einer Schablone auf
das Werkstück projiziert und zu diesem eine Lichtquelle, ein Kondensor, eine Schablone,
welche in lichtundurchlässiger Umrahmung ein durchsichtiges maßähnliches Umrißbild
des Normalwerkstückes enthält, ein Objektiv, das zu prüfende Einzelstück des Massengegenstandes
und eine lichtempfindliche Zelle verwendet, welche in der genannten Reihenfolge
derart angeordnet sind, daß die Lichtquelle ein Bild der Schablone auf dem betreffenden
Werkstück entwirft. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß man von der -räumlichen
Ausdehnung des Werkstückes unabhängig wird und zu einer schärferen Proj ektion gelangen
kann. Darüber hinaus kann man auf diesem Wege nicht nur eine Ausscheidung von zu
kleinen, sondern auch eine Ausscheidung von zu großen Werkstücken erzielen.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung sei zunächst an Hand von Abb. i grundlegend
beschrieben. Die Strahlen der Lichtquelle i fallen auf den in üblicher Weise aus
zwei Linsen bestehenden Kondensor 2, hinter dem sich die Schablone 3 befindet. Das
durch den Schablonenkörper hindurchgelangende Licht= wird durch das Objektiv q.
auf das Werkstück 5 projiziert, hinter dem, zweckmäßig unter Zwischenschaltung einer
weiteren Sammellinse 6, die Photozelle 7 angeordnet ist. Die Photozelle 7 liegt
in Reihe mit dem Widerstand 8 und wirkt auf das Gitter der Elektronenröhre 9. In
Reihe mit der Elektronenröhre g liegt- das Relais io, welches anspricht, wenn Licht
auf die Photozelle 7 fällt und wenn infolgedessen das Gitterpotential der Röhre
9 nach positiven Werten hin verschoben wird. Da man der Schablone 3 unabhängig von
der Dicke des Werkstückes 5 flächenförmige Gestalt zu geben vermag, gelingt es,
zu einer scharfen Projektion zu gelangen.
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Das Schema einer für Fließbetrieb geeigneten erfindungsgemäßen Anordnung
zeigt Abb. 2. Der Projektor ii enthält die Schablone 12, welche mit Hilfe des Objektivs
q. auf dem Werkstück 5 abgebildet wird. Das Werkstück 5 liegt auf einem durchsichtigen
Förderband, welches beispielsweise aus Cellon o. dgl. bestehen kann. Die Fortbewegung
des Werkstückes erfolgt schrittweise, wobei der
Zellenkreis bzw.
das in ihm liegende Relais zweckmäßig jeweils während der Schrittbewegung außer
Betrieb gesetzt wird.
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Statt ein volles Schattennegativ des Normalstückes auf das Werkstück
zu projizieren, ist es in vielen Fällen zweckmäßig, lediglich seine Randlinien auf
dem Werkstück abzubilden. Auf diese Weise werden die Fehler, welche durch Reflexion
am Werkstück hervorgerufen werden können, das reflektierte Licht kann von den Linsen
des Proj ektors 2, q. durch diffuse Reflexion um das Werkstück herum auf die Photozelle
gelangen, auf ein Minimum reduziert. Ein Ausführungsbeispiel für eine derartige,
zweckmäßig photographisch hergestellte Schablone zeigt Abb. 3. Sowohl die Randlinie
als auch die Bohrung und Aussparung des als Beispiel angeführten Werkstückes sind
auf der Schablone etwa in der Breite des Toleranzgebietes hell ausgespart. Bei Benutzung
solcher Schablonen führt die Photozelle 7 normalerweise einen mittleren Strom, den
man zur Überwachung des ordnungsgemäßen Betriebszustandes benutzen kann und aus
dessen Änderungen auf Abweichungen von der vorgeschriebenen Form des Werkstückes
geschlossen zu werden vermag.
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In der bisher beschriebenen Form gestattet die erfindungsgemäße Einrichtung
lediglich die Aussonderung von Werkstücken, bei denen an irgendeiner Stelle Material
fehlt, d. h. die entweder zu klein ausgefallen, an irgendeiner Stelle abgebrochen
oder mit zu großen Bohrungen bzw. Aussparungen versehen sind. Bekanntlich bildet
aber überstehendes Material, d. h. Stellen, an denen das Werkstück noch nicht genügend
bearbeitet ist, in der Praxis eine mindestens ebenso große Fehlerquelle. Die Ausscheidung
auch solcher Werkstücke kann nach der Erfindung dadurch erzielt werden, daß man
gemäß den letzten Ausführungen nur die Randlinien einer Schablone auf das Werkstück
projiziert und in Richtung des Strahlenganges, gesehen. vor dem Werkstück 5, eine
zweite lichtempfindliche Zelle anordnet, welche das vom Werkstück reflektierte Licht
aufnimmt. Ist das Werkstück richtig bemessen, so gelangt in diesem Fall die Hälfte
der Strahlen am Rand des Werkstückes vorbei und fällt auf die hinter dem Werkstück
stehende Zelle, während die andere Hälfte der Strahlen vom Werkstück auf die vor
ihm im Strahlengang angeordnete Zelle reflektiert wird. Dieses Gleichgewicht wird
jedoch nach der einen Seite hin verschoben, sobald das Werkstück zu groß ist, während
es nach der anderen Seite hin verschoben wird, wenn das Werkstück zu klein ist.
Durch geeignete Zusammenwirkung der beiden Zellen läßt sich in beiden Fällen eine
Aussortierung der fehlerhaften Werkstücke erzielen, und zwar gegebenenfalls sogar
derart, daß sie in verschiedene Behälter sortiert werden.
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Ein Ausführungsbeispiel dieser Art zeigt Abb. .4. Vor dem Werkstück
5 ist eine in bekannter Weise ringförmig ausgebildete Photozelle 13 angeordnet,
während hinter dem Werkstück, wie in den vorangehenden Beispielen, die Photozelle
7 liegt. Die Schablone 3 ist gemäß Abb. 3 ausgebildet, so daß nur Randlinien projiziert
werden. Ragt das Werkstück zu weit in die Randlinien hinein, so, reflektiert es
zu viel Licht auf die Ringzelle 13. Fehlt dagegen an irgendeiner Stelle Material,
so fällt zuviel Licht auf die Photozelle 7. Die beiden Zellen 7 und 13 befinden
sich in einer Schaltung gemäß Abb. 5. Sie liegen in Reihe an der Spannungsquelle
i.1. (Potentiometer), welche gleichzeitig die Elektronenröhre 9 speist, mit der
das polarisierte Relais io in Reihe liegt. Zwischen den Photozellen ? und 13
ist der Anschluß 15 für das Gitter der Elektronenröhre 9 abgezweigt. Die
Elektronenröhre 9 liegt in einer Schaltung, welche Abb. i entspricht und führt bei
gleicher Beleuchtung der beiden Zellen 7 und 13
einen mittleren Anodenstrom,
der das Relais io in seiner gezeichneten Mittellage hält. Wird durch bevorzugte
Beleuchtung der Zelle 7 das Potential des Punktes 15 nach positiven Werten
hin verschoben, so steigt der die Röhre 9 durchfließende Strom und das Relais io
schließt den Kontakt 16. Wird hingegen durch bevorzugte Beleuchtung der Photozelle
13 das Potential des Punktes i5 nach negativen Werten hin verschoben, so sinkt der
die Röhre 9 durchfließende Anodenstrom und das Relais io schließt den Kontakt 17.
Es wird also jeweils entweder der Kontakt 16 oder der Kontakt 17 geschlossen, wenn
die Photoströme nicht im Gleichgewicht sind, und es kann mit Hilfe dieser Kontakte
das geprüfte Werkstück, je nachdem, ob bei ihm Material übersteht oder Material
fehlt, selbsttätig in verschiedene Ausschußkästen abgelegt werden.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es in einem
einzigen Arbeitsgang gleichzeitig sämtliche Maße zu prüfen gestattet. Ein weiterer
Vorteil besteht in der Möglichkeit, die Schablone bei der Projektion zu verkleinern,
so daß auch sehr kleine Werkstücke sich noch mit größter Genauigkeit prüfen lassen.
Schließlich gestattet es die Trägheitslosigkeit gewisser lichtempfindlicher Zellen,
insbesondere-der- Photozellen, die Prüfung mit überraschender Geschwindigkeit durchzuführen:-
An Stelle von sichtbarem kann in allen Fällen auch ultraviolettes bzw. ultrarotes
Licht. Verwendung finden.