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Verfahren und Einrichtung zum Sortieren ferromagnetischer Teile nach
ihrer Härte Zahlreiche Gegenstände aus ferromagnetischem Material, wie Werkzeugstähle,
die eine bestimmte Härte aufweisen müssen, werden zweckinätlig in fertigem Zustand
einer Härteprüfung unterzogen, um sicher zu gehen, Idaß sie den gestellten Anforderungen
genügen. Gegenstand der Erfindung sind ein neuartiges Verfahren und eine Einrichtung
zu dessen Ausübung, mit dem solche Teile, welche einen vorbestimmten Härtegrad aufmeisen,
ohne mechanische Prüfung von denen abgesondert werden, die diesen Härtegrad nicht
besitzen.
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Bei einer bekannten, ebenfalls nicht mechanisch prüfenden Sortiervorrichtung
werden die zu sortierenden ferromagnetischen Teile nacheinander als Kern auf eine
vorzugsweise von Wechselstrom durchflossene Induktionsspule gebracht. Der mit der
Permeabilität der einzelnen Prüflinge schwankende Widerstand der Spule wird zur
Steuerung der Sortiervorrichtung ausgenutzt. Die Vorrichtung hat jedoch den Nachteil,
daß der Grad der Permeabilität nicht ein stets konformes Maß für die mechanische
Härte des Prüflings ist.
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Außerdem ist die bekannte Anordnung auf ein kräftig ansprechendes
Relais und mehrere bewegliche Teile angewiesen, zu deren Betätigung nicht unerhebliche
mechanische Kräfte erforderlich sind.
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Das Verfahren nach der Erfindung beruht auf dem Zusammenhang zwischen
der mechanischen Härte und der magnetischen Remanenz der vormagnetisierten Prüflinge,
deren Schwankung sehr gut konform der der mechanischen Härte ist. Dieser Zusammenhang
ist an sich bekannt. Gegenstand desPatents ist daher auch nicht allgemein die Verwendung
dieser Beziehung zum Messen oder Sortieren von Prüflingen nach ihrer mechanischen
Härte, sondern ein besonderes, mit geringem Aufwand auszuführendes Verfahren.
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Y-ach der Erfindung werden die Prüflinge sämtlich zunächst der Wirkung
desselben NIagnetfeldes ausgesetzt und dann einzeln in eine definierte Lage in der
Nähe eines konstanten Magneten gebracht, derart, daß sie durch die gegenseitige
Beeinflussung des remanenten Feldes des Prüflings unddes Feldes des konstanten Magneten,
also durch gegenseitige Abstoßung oder Anzichung verschoben werden. Die dadurch
entstehende Relativverschiebung ist ein Maß für die Härte'des Prüflings und kann
zum Sortieren der Prüflinge nach ihrer Härte ausgenutzt werden. Auf diese Weise
läßt sich die Sortierung mit einer in allen Teilen ruhenden Anordnung und geringem
technischem Aufwand in recht engen Grenzen durchführen.
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Wenn Teile von im wesentlichen zylindrischer Form, wie Bohrer, Zapfen,
Wellen unrl Rollen für Lager u. dgl., geprüft werden sollen, kann beispielsweise
die Abstoßng zwischen dem konstanten Magneten und dem ihm glei cbpolig genäherten
Prüfling verwandi werden, um diesen von jenem fortrollen zu lassen. Zu diesem Zweck
wird der Prüfling auf eine horizontale oder geneigte Ebene gebracht.
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Der Weg, um welchen Teile gleichartiger Beschaffenheit unter den
gescfhilderten Be dingungen verschoben werden, ist ein Malß ihrer relativen Härte.
Wenn entsprechend die Prüflinge stets um die gleiche Entfernung verschoben werden
sollen, kann die Steigung der Ebene ein Maß für ihre Härte sein. Zugleich lassen
sich auf die eine wie die andere Art die Teile mit größerer Härte von denen mit
geringerer trennen. In gleicher Weise läßt sich an Stelle der abstoßenden Kraft
gleicher Pole auch die Anziehung entgegengesetzter Pole ausnutzen.
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Bei der Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung zur Sortierung
zylindrischer Körper, z. B. gehärteter Bohrer, werden die Bohrer einzeln durch ein
nicht ferromagnetisches Rohr und darauf durch eine Magnetisierungsspule hindurchgeführt
und auf ene Prüfebene gebracht. Sobald ein Bohrer sich in der vorbeschriebenen Lage
auf der Prüfebene befindet, wird ein auf einem geeigenten Trüger befestigter Magnet
derart auf den Bohrer zu bewegt, daß die Magnetachsen beider parallel und gleiche
Pole einander zugekehrt sind. Die Prüfebene ist geneigt; bei geeigneter Steilheit
der Prüfebene wird nun ein Bohrer, dessen Härte unter einem vorgeschriebenen Wert
liegt, bei der Annäherung des Magneten nicht in Bewegung geraten; ein hinreichend
harter Bohrer hingegen wird genügend stark von dem Magneten abgestoßen, um die schiefe
Ebene hinaufrollen zu können. Die Prüfebene kann in ihrer Länge oder ihrer Steigung
unterteilt sein, so daß nur ein Bohrer, dessen Härte eine bestimmte Grenze übersteigt,
bis zum oberen Ende bewegt wird und über den Rand in einen Trichter oderBehäülter
fällt, Ein weicherer Bohrer kann dann, in Richtung auf das Ende der Prüfebene zu
bewegt, in einen anderen Behälter oder in einen aus einer Anzahl von Behältern fallen,
je nachdem, wie weit er durch die Nähe des Magneten abgestoßen wird. Die so sortierten
Teile können dann durch eine Entmagnetisierungsvorrichtung geführt werden, beispielsweise
mittels Röhren, welche durch wechselstromdurchflossene Spulen gelegt sind. Die hierzu
erforderliche Bewegung kann den Teilen durch mechanische Mittel, wie Stößel oder
Schieber, erteilt werden, wobei deren Betätigung von einer gemeinsamen Welle her
erfolgen kann. Auch können in einzelnen Abschnitten des Verfahrens die Teile durch
die Schwerkraft in die verschiedenen Stellungen gebracht werden.
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Nach einer Abart des Sortierverfahrens können die Gegenstände einzeln
auf einer horizontalen Prüfebene in eine vorgeschrieszene Lage relativ zu dem Magnet
gebracht und die Prüfebene darauf etwas gekippt wer -den, so daß die weicheren Prüflinge
vom Magneten fortgerollt werden, während die härteren auf Grund ihrer größeren Remanenz
hinreichend durch den Magneten angezogen bleiben.
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Um die Wirkung von Reibung und Staub auf der Prüfebene auszuschalten,
kann sie zweckmäßig mit Längsriefen versehen werdeii.
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Prüflinge, welche auf Grund ihrer geometrischen Form nicht selbst
rollen, können auf eine nicht magnetische Rollen- oder Kipplatte gebracht werden,
welche sich über oder an die Prüfebene bewegt, oder sie können in eine leichte,
nicht magnetische Röhre eingeführt werden, welche leicht rollen kann und so den
Prüfling mit sich nimmt. Schließlich kann auch die Prüfebene selbst mit einer Anzahl
von Rollen versehen sein, über welche die Priiflinge nach dem Rande zu rollen können.
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Nach einer weiteren Abart des Sortierverfahrens für Teile, welche
nicht leicht rollen können, werden dieselben auf eine kippbare Prüfebene geführt,
welche unter der Wechselwirkung des Magneten und des magnetisierten Prüflings um
ein Gelenk kippt. Die Prüfebene ist mit einem Gegengewicht oder einer Feder ausgestattet,
um zu verhindern, daß sie die Kippbewegung ausführt, ohne daß ein Prüfling um einen
bestimmten Abstand von dem Magneten in der einen oder anderen Richtung bewegt wird.
Die Feder oder das Gegengewicht sind zweckmäßig verstellbar ausgebildet, so daß
die Einrichtung bequem
geeicht werden kann. Nach dem Kippen fallen
die Prüflinge in einen Behälter.
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Die Anordnung und das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden
an hand der Abbildungen näher beschreben. Die Abbildungen stellen jedoch nur Ausführungsbeispieleldar,
welche in mannigfacher Weise abgewandelt werden können.
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In Abb. 1 and 2 ist mit 1 eine Röhre aus Nlaterial oder anderem nicht
magnetischem Material bezeichnet, welche Idurch eine Magnetisierungsspule 4 mit
einem Eisenkern 5 hindurchgeführt ist und an der geneigten Prüfehene 2 endet. Diese
ist zur Verminderung der Reibung mit Längs riefen 3 versehen.
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Gegenüber der Prüfebene 2 befindet sich ein Magnet 6, beispielsweise
ein Permanentmagnet, der auf einem verstellbaren Tråger7 angeordnet ist, so daß
er in Richtung auf die Prüfebene zu bewegt werden kann. Die Jarüfebene ist, wie
aus der Abb. 2 ersichtlich, vom Magneten aus gesehen nach oben geneigt. Durch den
Stößel 8 wird der Bohrer g zur Magnetisierung zunächst in das Innere der Spule 4
und darauf in die Lage 9a am unteren Ende der Prüfebene 2 gestoßen. Darauf wird
der Magneten auf die Prüfebene 2 zu bewegt, so daß bei einem hinreichenden Betrag
von remanentem Magnetismus der Bohrer die Prüfebene hin, aufgeschoben und uber den
Rand hinweggetrieben wird, so daß er in einen Trichter 10 fällt. Aus diesem gleitet
er durch ein RohrII 1 in die wechselstromdurchflossene Spule I2, in welcher er in
der Lage g b (Abb. 2) entmagnetisiert wird.
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Mit gc ist die Lage eines Bohrers dargestellt, dessen remanenter
Magnetismus nicht ausreicht, um ihn über den Rand der Prüfeliene 2 herüber zu bringen.
In einem solchen Falle wird der Magnet6 zurückgezogen, so daß der Bohrer 9o zum
unteren Ende der Prüfebene 2 zurückrollt, von wo er von Hand oder mit Hilfe eines
Stößels 8 in einen anderen nicht dargestellten Trichter gebracht wird.
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In Abb. 3 ist bei gd ein Prüfling mit rechteckigem Querschnitt dargestellt,
welcher also nicht leicht über eine horizontale oder auch geneigte Ebene rollen
kann. Er wird daher nach seiner Magnetisierung auf die kippbare Prüfebene I3 gebracht,
welche ein Schneidengelenk 14 aufweist. Die Einrichtung ist nun so getroffen, daß,
wenn der Magnet in Richtung auf die Prüfebene 13 zu bewegt und der Prüfling 9d ein
hinreichendes Maß von remanentem Magnetismus besitzt, derselbe abgestoßen wird und
die Prüfebene I3 zum Kippen bringt. Infolgedessen wird der Prüflinggd in einen geeigneten
(nicht dargestellten) Trichter geworfen, welcher ähnlich dem der Abb. 2 sein mag.
Die Prüfeinrichtung 13 ist mit einem Schraubengewindehebel 15 versehen, auf welchem
ein Gegengewicht I6 ver stellbar angeordnet ist, um das Kippmoment der Vorrichtung
verändern zu können.