DE1812536A1

DE1812536A1 - Zufuehreinrichtung fuer stabfoermige Einzelteile

Info

Publication number: DE1812536A1
Application number: DE19681812536
Authority: DE
Inventors: Wadleigh James Roland
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1967-12-05
Filing date: 1968-12-04
Publication date: 1969-10-16
Also published as: DE1812536B2; JPS501949B1; US3528160A; FR1593324A; GB1213370A

Description

Zuführeinrichtung für stabförmige Einzelteile

Die Erfindung betrifft eine Zuführeinrichtung zum automatischen Einbringen von kontinuierlich zugeführten, im wesentlichen stabförmigen Einzelteilen in die Bohrungen einer Platte, Matrix o. ä. mit Hilfe von auf die Einzelteile oder/und auf die Platte übertragener Vibration.

Die wirtschaftliche Verarbeitung und Montage kleiner Einzelteile in der Serienfertigung und insbesondere in der Massenfertigung erfordert besondere Maßnahmen und Einrichtungen. Denn das manuelle Zuführen und Einsetzen solcher Teile wäre im Hinblick auf die häufig sehr hohen Stückzahlen unrationell; außerdem bereitet auch die Handhabung solcher Teile wegen der vielfach sehr geringen Abmessungen Schwierigkeiten,

Es sind daher zahlreiche Verfahren und Einrichtungen zur automatischen Zuführung von Einzelteilen bestimmter Form bekanntgeworden, ζ. B. für stab- bzw, nadeiförmige Teile, die in bestimmte Werkstücke eingesetzt werden sollen. So beschreibt die USA-Patentschrift 3 241 222 eine Einrichtung zum Einsetzen von leitenden Stiften in elektrische Schaltungselemente, bei der das Auffinden der vorbereiteten Löcher durch die senkrecht auf das

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gelochte Teil aufgesetzten Stifte durch Vibration erleichtert und ermöglicht wird. In einer anderen bekannten Anordnung, wie sie die USA-Patentschrift 3 061 919 zeigt, erfolgt das Aufrichten der Stifte in ihre vertikale Lage durch einen Elektromagneten, und durch anschließendes Bewegen der die einzelnen Stifte in Bohrungen aufnehmenden Platte gelangen die Stifte von der Unterseite in die vorgesehene Lochmatrix.

Eine andere Möglichkeit der kontinuierlichen Zuführung von stabförmigen Teilen, z. B. Dioden für elektrische Schaltungen, besteht darin, über eine schräg angeordnete Zickzackbahn eine umlaufende Zuführtrommel mit den Teilen zu beschicken, die sodann die Dosierung der Zufuhr übernimmt, z.B. zum Zwecke der Sortierung oder Ausrichtung der einzelnen Teile. Diese Anordnung ist in der USA-Patentschrift 3 115 235 im einzelnen beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuführeinrichtung zu schaffen, bei der die Einzelteile ohne das Erfordernis eines gesonderten Antriebs mit konstanter Dichte zugeführt und in die Bohrungen einer Platte, Matrix o.a. eingesetzt werden, wobei der Vorgang des Einsetzens durch Vibration erleichtert wird. Die erfindungsgemäße Einrichtung soll insbesondere die Nachteile der bekannten Anordnungen vermeiden, die sich entweder nur für schubweisen Betrieb eignen oder bei denen die Gefahr einer Beschädigung der stabförmigen Einzelteile besteht. Die gestellte Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebene Einrichtung gelöst worden. Die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erzielbare relativ konstante Dichte bei der Zuführung der einzelnen Teile macht es möglich^ eine mit entsprechenden Bohrungen versehene Platte, Matrix o.a. in kürzester Zeit mit einer großen Anzahl von einzelnen Stiften, Stäben, Hebeln o, ä. zu beschicken. In Platten mit je 99 matrixförmig verteilten Bohrungen konnten mit einer nach der Lehre der Erfindung gebauten Einrichtung stündlich nahezu 25 000 stiftförmige Einzelteile, nämlich Reed-Relais-Hebel, eingeschoben werden,

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Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen offenbart. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer Zuführeinrichtung für stabförmige Einzelteile, die in großer Stückzahl in die matrixförmig angeordneten Bohrungen von Platten einzustecken sind,

Fig. E als Beispiel eines in der Einrichtung gemäß Fig. 1 zu verarbei« tenden Einzelteiles ein Reed-Relais-Hebel in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung,

Fig. 4 eine ausschnittweise und vergrößerte Seitenansicht der Einrichtung gemäß Fig. 1 ähnlich Fig. 3, in der zur Darstellung der Lage der Einzelteile während des Zuführvorganges die abdeckenden Gehäuseteile abgenommen sind,

Fig. 4A eine Schnittansicht des horizontalen Zuführkanals in der Linie 4A-4A der Fig. 4 und

Fig. 4B eine Schnittansicht zur Darstellung der Umlenkrippen im Zuführkanal in der Linie 4B-4B der Fig. 4

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Gemäß Fig. 1 besteht die Zuführeinrichtung aus einem Zuführkanal 11 mit einer Lade station 12 und einem horizontalen Kanal 13, in den die zu bear-.beitenden Teile parallel und vertikal ausgerichtet zugeführt werden. Den Übergang vom Zuführkanal 11 zum horizontalen Kanal 13 bildet ein Bogenstück 14. In den einzelnen Kanälen sind eine Anzahl Umlenkrippen 15 ange-■ordnet, welche die Bewegung der durchfallenden Teile steuern und diese insbesondere parallel ausgerichtet halten» Außerdem gewährleisten die Umlenkrippen 15 eine relativ konstante Dichte der durchfallenden Teile im horizontalen Kanal 13; diese Dichte ist einerseits für einen kontinuierlichen Transport ausreichend und andererseits so, daß die Teile nicht zu dicht aufeinanderfolgen, wodurch ihr Herausfallen am Ende des horizontalen Kanals 13 gestört werden könnte, Anordnung und Abmessungen der Umlenkrippen 15 in den Kanälen 11 und'13 sowie im Bogenstück 14 sind so gewählt, daß die transportierten Einzelteile nicht- ⁿnxxnaXlenⁿ können. Im übrigen sind die Kanäle mit Abdeckungen 16 versehen,, von. denen mindesten« einige zum Zwecke der Sichtkontrolle transparent ausgebildet sind»

Die in Fig. 1 mit 19 bezeichnete Zuführeinrichtung dient vorzugsweise zur Zuführung von nadeiförmigen oder ähnlichen langgestreckten Teilen zu einer b Matrix 17 mit einer Anzahl von Bohrungen 18„ Es sei angenommen, daß es

sich beim vorliegenden Ausführungsbeispiel bei den zuzuführenden Teilen um Relais-Hebel der bekannten Reed-Relais handelt» Ein solcher Relais-Hebel soll beispielsweise in eine-Bohrung 20 eingeführt werden, wozu eine (nicht dargestellte) Einrichtung zum Vorschub der Matrix 17 dient, die in Richtung des Pfeiles 21 wirksam ist, um die Bohrungen 18 jeder Spalte der Reihe nach mit dem horizontalen Kanal 13 auszurichten. Weiterhin ist ein Vibrator 23 vorgesehen, dessen Vibrationsbewegung entweder auf die Zuführeinrichtung 19 oder auf die Matrix 17 oder auf beide übertragen wird.

Der Zuführkanal 11 ist gemäß Fig. 1 von zwei Wänden 24 und 25 begrenzt; an der Unterseite befindet sich ein Boden 26, Durch Umlenkrippen 27 im Zuführkanal 11 ist eine Zickzackbahn 28 für die zugeführten Teile gebildet.

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Die Zickzackbahn 28 ist so dimensioniert, daß die Länge der in Fig. 1 gestrichelt gezeichneten Geraden 29 relativ zur Länge der zugeführten Teile so bemessen ist, daß ein Umfallen der Teile in ihrer Bahn angeschlossen ist; ihre Parallelausrichtung, in der sie zugeführt werden, bleibt somit erhalten. Umlenkrippen 30 im Zuführkanal 11 ragen rechtwinklig zur Transportrichtung der Teile in die Führungsbahn hinein und gewährleisten eine gleichbleibende Dichte bei der Zufuhr der Teile, da das Gewicht der Teile über den Umlenkrippen 30 gegen deren Führungsflächen 31 drückt und sich Änderungen im Gewicht der zugeführten Teile nicht auf den darunterliegenden Bereich auswirken können.

Der horizontale Kanal 13 hat keinen Boden, so daß die einzelnen Teile herausfallen können, sobald sie mit einer darunterliegenden Bohrung ausgerichtet sind. Im horizontalen Kanal 13 sind Umlenkrippen 33 vorgesehen, die eine Zickzackbahn-Spur 37 bzw. 38 für die zugeführten Teile bilden. Die Spuren 37 und 38 sind ebenfalls so gestaltet, daß die Parallelausrichtung der aufwärtsstehenden Teile aufrechterhalten bleibt, indem die in Fig. 4A gestrichelt dargestellte Gerade 35 nur so lang ist, daß ein Umkippen der Teile in der Führungsbahn ausgeschlossen ist.

Im horizontalen Kanal 13 ist weiterhin eine Trennwand 36 vorgesehen, durch welche die beiden Zickzackbahn-Spuren 37 und 38 gebildet sind. Durch die Mehrfachspuranordnung ist es möglich, diejenigen Bohrungen 18 der Matrix 17 mit den zugeführten Relais-Hebeln zu füllen, die beim ersten Durchlauf der entsprechenden Bohrungsreihe der Matrix 17 unter der ersten Spur 37 nicht gefüllt wurden.

In dem Bogenstück 14 zwischen dem Zuführkanal 11 und dem horizontalen Kanal 13 sind in entsprechender Weise in einer Zickzackbahn 42 Umlenkrippen 41 angeordnet. Ebenso wie in den Zickzackbahnen 28, 37 und 38 hat auch hier die Gerade 43 (in Fig. 1 gestrichelt gezeichnet) eine solche Länge, daß die parallele Ausrichtung der Teile aufrechterhalten bleibt und ein

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Umkippen einzelner Teile verhindert ist. An der Unterseite des Bogenstücks 14 befindet sich in Verlängerung des Bodens 26 ein Boden 44.

Gemäß den Fig. 3, 4, 4A und 4B werden die Relais-Hebel 45 aus einem Magazin 49 der Ladestation 12 der Zuführeinrichtung 19 zugeführt. Das Magazin 49 hat ein Fassungsvermögen von mehreren hundert parallel und im wesentlichen vertikal angeordneten Teilen, vgl. Fig. 3. Die einzelnen Relais-Hebel 45 gelangen verhältnismäßig schnell durch die Zickzackbahn 28 hindurch, bis sie die Umlenkrippen 30 mit den Führungsflächen 31 erreichen, die, wie bereits beschrieben, im wesentlichen rechtwinklig zur Transportrichtung der Teile in deren Bahn hinein ragen«,

Das Gewicht der im Bereich der Umlenkrippen 30 auf die Führungsflächen 31 drückenden Teile überträgt sich infolge der zickzackförmigen Gestaltung der Führungsbahn nicht in den darunterliegenden Bereich» Nach dem Durchlaufen der Umlenkrippen 30 in der Zickzackbahn 28 gelangen die Relais-Hebel 45 unmittelbar in das Bogenstück 14 und von hier in den horizontalen Kanal 13, Das Bogenstück 14 dient nur zur Verbindung des Zuführkanals mit dem horizontalen Kanal 13, so daß die Umlenkrippen 41 nicht wie die Umlenkrippen 30 der Gewichtsdifferenz angepaßt ausgebildet zu werden brauchen. Ist jedoch der Neigungswinkel des Zuführkanals 11 groß genug, so können bei den ersten Umlenkrippen im Bogenstück 14 flache Führungsflächen Verwendung finden« Gemäß der Darstellung in Fig_o 4 sind die Umlenkrippen 41 im Bogenstück 14 von oben nach unten entsprechend konisch ausgebildet.

Die weiterhin den vom Vibrator 23 erzeugten Vibrationsbewegungen ausgesetzten Relais-Hebel 45 gelangen nun in den horizontalen Kanal 13_S wo sie bis zum Ende der Zickzackbahn-Spuren 37 und 38 vorgeschoben werden. Durch das Nachschieben weiterer Relais-Hebel 45 entsteht in den Zickzackbahn-Spuren 37 und 38 bei den zugeführten Teilen eine entsprechende Dichte,· und unter der nun entstehenden Rückstauwirkung werden nur in dem Umfang

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weitere Relais-Hebel 45 zugeführt, wie solche gleichzeitig aus dem horizontalen Kanal 13 in die Bohrungen 20 der zu beladenden Matrix 17 fallen.

Während die im horizontalen Kanal 13 zugeführten einzelnen Relais-Hebel 4,5 weiterhin der Vibrationsbewegung ausgesetzt sind, bleiben sie jeweils so I.^nge auf der Oberfläche der Matrix 17 aufliegend, bis ein Relais-Hebel mit einer der Bohrungen 20 ausgerichtet ist und hinein fällt. Gemäß Fig. sind die einzelnen Relais-Hebel 45 mit einem abgeflachten Teil 46 versehen, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser der Bohrungen 20 ist, so daß die in eine Bohrung 20 hineinfallenden Hebel darin gehalten werden und nur der Hebelteil über dem abgeflachten Bereich aus der Bohrung 20 herausragt.

Der im vorhergehenden beschriebene Vorgang ist aus der Darstellung gemäß Fig. 4 in den einzelnen Phasen des Hineinfallens der Relais-Hebel 45 in die Bohrungen 20 erkennbar. Die Rückstaukraft <l . V-... i.n Zickzackbahn-Spuren 37 und 38 befindlichen Relais-Hebel muß ausreichend groß sein, um sich aus den beiden Bahnen nach rückwärts ausbreiten zu können; die beiden Spuren sind daher dementsprechend schmal auszubilden, damit eine Unterbrechung oder Ablenkung dieser Rückstaukraft vermieden wird. Versuche haben ergeben, daß die Breite der Spuren 37 und 38 zweckmäßig zwischen dem einfachen und dreifachen Durchmesser der zugeführten Teile gehalten wird. Die besondere Formgebung der dargestellten Relais-Hebel 45 erfordert jedoch eine etwas engere Spurbreite.

Der Abstand zwischen der Oberfläche der Matrix 17 und der oberen Abdeckung des horizontalen Kanals 13 ist so zu wählen, daß die den einzelnen Hebeln erteilte Vibrationsbewegung nicht beeinträchtigt wird. Bei einem Relais-Hebel 45 der in Fig. 2 dargestellten Ausführung mit einer Länge von 35— * mm hat sich ein Abstand zwischen der Abdeckung des horizontalen Kanals 13 und der Oberfläche der Matrix 17 von etwa 43 mm bewährt. Zu der Darstellung nach Fig. 4 ist noch zu erläutern, daß dort nur eine der

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Zickzackbahn-Spuren 37 bzw. 38 sichtbar ist, während tatsächlich zwei parallele Bahnen angeordnet sind. Die zweite Zickzackbahn-Spur 38 ist nicht unbedingt erforderlich, jedoch zweckmäßig, damit, wie bereits erwähnt, diejenigen Bohrungen gefüllt werden können, die beim ersten Durchlauf noch nicht mit einem Relais-Hebel 45 gefüllt wurden.

Die Verarbeitung von Relais-Heb ein, wie sie in Fig. 2 vergrößert dargestellt sind, in der beschriebenen Zuführeinrichtung,erfordert für eine ein- w wandfreie Funktion des Zuführvorganges besondere Maßnahmen. Um ein

Verklemmen der Relais-Hebel in den Zickzackbahn-Spuren 37 und 38 zu verhindern, ist die Spurbreite relativ eng und mit geringen Toleranzen zu bemessen. Die Breite des oberen abgeflachten Teiles 46 betrage beispielsweise 1. 3— * mm. Um ein Verklemmen zu verhindern« müssen hierfür

. +0*125

die Zickzackbahn-Spuren 37 und 38 eine Breite von |_S4 -°s "38 _mm haben.

Die Breite des unteren abgeflachten Teiles 47 des Relais«Hebels 45 betrage +0,0125

0, 85 * ^ mxn» Um den abgeflachten Teil 47 am unteren Ende der Relais-Hebel 45 durch die Bohrungen 18 der Matrix fallenzulassen, muß der Durchmesser dieser Bohrungen 1,0— ' mm betragen. Um die Relais-Hebel f in den Kanälen der Zuführeinrichtung parallel ausgerichtet zu halten, darf

andererseits die längste Gerade in der Führungsbahn nicht länger als die Hälfte der Länge des Relais-Hebels betragen (vgl. die Geraden 29, 35 und 43 in Fig. 1). Der Durchmesser des Relais-Hebels 45 ist mit 0, 95 mm angenommen.

Die Zickzackbahn-Spuren 37 und 38 im horizontalen Kanal 13 verlaufen bis über die letzte Bohrung 18 in der Matrix 17 hinaus. In diesem überstehenden Bereich der Spuren 37 und 38 sammeln sich alle verformten oder sonstwie beschädigten bzw. alle umgekehrt zugeführten Relais-Hebel; diese können somit die weitere Zuführung der Relais-Hebel nicht beeinträchtigen und von Zeit zu Zeit aus den Spuren 37 und 38 entfernt werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Zuführeinrichtung zum automatischen Einbringen von kontinuierlich züge· führten, im wesentlichen stabförmigen Einzelteilen in die Bohrungen ' einer Platte, Matrix o, ä. mit Hilfe von auf die Einzelteile oder/und auf die Platte übertragener Vibration, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufeinanderfolge der in etwa senkrechter Lage zugeführten Einzelteile (45) mit einer bestimmten konstanten Dichte ein mit Umlenkrippen (15, 27, 30, 33, 41) versehener, eine Zickzackbahn-Spur (28, 37) bildender Kanal (11, 14, 13) vorgesehen ist, der im Bereich über den Bohrungen (18, 20) der Matrix (17) endet, wobei die Matrix (17) zur fortlaufenden Ausrichtung der Bohrungen (18, 20) mit dem Kanal (13) mit einem Vorschubantrieb verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an das Magazin (49) für die Einzelteile (45) anschließend aufeinanderfolgend ein schräg verlaufender Zuführkanal (ll),ein Bogenstück (14) und ein horizontaler Kanal (13) angeordnet sind, die sämtlich Umlenkrippen (15, 27, 30, 33, 41) aufweisen.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrippen (15, 27, 30, 33, 41) in den Kanälen derart ausgebildet und angeordnet sind, daß eine quer zur Längsachse der Einzelteile (45) gedachte Gerade in der Zickzackbahn (28, 37) nicht wesentlich länger ist als die halbe Länge der Einzelteile (45).

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von parallel angeordneten horizontalen Kanälen (37, 38),

5. Ein richtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet,

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daß zur Aufnahme von nicht brauchbaren Einzelteilen. (45) der (die) horizontale(n) Kanal (Kanäle) (37, 38) über den Bereich der Bohrungen (18, 20) der Matrix (17) hinaus ragt.

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