DE1623122C - Vorrichtung zum Ermitteln von Spanen in flussigen oder gasformigen Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln von magnetisierbarer elektrisch leitfähigen Spänen in flüssigen oder gasförmigen Medien.

Bei Maschinen und Anlagen, wie hydraulischen Anlagen, können durch Verschleiß oder Beschädigung einzelner Bauelemente erhebliche Folgeschäden auftreten. Um derartige Folgeschäden zu verhindern, ist ein rechtzeitiges Erkennen des übermäßigen Verschleißes oder einer Beschädigung einzelner Bauelemente notwendig. Es ist bekannt, dafür in Maschinen, Schmierstoffbehältern und Hydraulikanlagen hier als sogenannte Spanwächter bezeichnete Magnetstopfen einzubauen. Bei einem derartigen Spanwächter wird ein Magnet von dem Schmierstoff oder der Hydraulikflüssigkeit umspült. Enthält diese Flüssigkeit Stahlspäne, die auf einem Verschleiß oder einer Beschädigung eines Bauelementes beruhen, so zieht der Magnet solche "rpäne an. Anläßlich der nächsten folgenden Inspektion ist der Spanwächter auszubauen, um das Vorhandensein von Spänen überprüfen zu können. Demgemäß wird beispielsweise in der Luftfahrt bei der Überwachung von Motoren und Maschinen verfahren.

Da Inspektionen nur in bestimmten, von der Anzahl der Betriebsstunden abhängigen Zeiträumen durchgeführt werden, ein Auftreten von Schäden jedoch jederzeit erfolgen kann, werden durch die Inspektionen häufig nicht so rechtzeitig Schäden erkannt, daß diese nicht bereits schwere Folgeschäden nach sich gezogen haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ermitteln von Spänen zu schaffen, die durch eine elektrische Anzeige eines Schadens die Möglichkeit gibt, Folgeschäden zu vermeiden. Gemäß der Erfindung ist eine solche Vorrichtung gekennzeichnet durch einen Magneten, der konzentrisch zu einer metallischen Hülse unter Freilassung eines ringförmigen schmalen Luftspaltes angeordnet ist und durch eine an den Magneten angelegte elektrische Spannung, durch die bei Überbrückung des Luftspaltes durch Späne ein elektrischer Strom durch die Hülse fließt, der einen Signalgeber betätigt. Durch das Anlegen einer elektrischen Spannung wird somit zweierlei erreicht. Einerseits wird durch die elektrische Spannung sichergestellt, daß auch kleine von dem Magneten angezogene Stahlspäne so stark zur Bildung einer elektrisch leitenden Brücke zusanimenfritten, daß durch sie der Stromkreis geschlossen wird. Andererseits wird der durch diese Brücke fließende Strom für die Anzeige eines Schadens ausgenutzt, der sich dadurch unabhängig von Inspektionen herkömmlicher Art feststellen läßt.

Bekannt sind Suchgeräte, mit denen metallische Teilchen durch eine elektrische Spannung nachgewiesen werden können. Bei derartigen Geräten muß aber zum Erreichen einer Anzeige das Suchgerät relativ zu dem Fremdkörper bewegt werden, damit ein elektrisches Feld oder ein tonfrequentes magnetisches Wechselfeld verzerrt wird. Demgemäß weisen derartige Geräte eine Spule auf, die von einem Wechselstrom durchflossen wird. Außerdem ist eine Empfängerspule vorgesehen. Gelangt bei diesen bekannten Anordnungen ein Metallteil in die elektrischen Felder, so bilden sich infolge des magnetisehen Wechselfeldes Wirbelströme aus, die ein sekundäres Wechselfeld erzeugen, welches das ursprüngliche Feld schwächt. Dadurch wird in der Empfängerspule eine Spannung induziert, die dann zur Betätigung eines Relais verstärkt wird. Bekannte Vorrichtungen, die einen solchen erheblichen Aufwand erfordern, sind dafür bestimmt und geeignet, Metallteilchen aus einer Flüssigkeit auszuscheiden. Sie sind aber mit Rücksicht auf den erheblichen Aufwand für ihre Herstellung und mit Rücksicht auf ihre Größe nicht geeignet, beispielsweise bei Motoren von Kraftfahrzeugen oder anderen Motoren als Zustandsanzeigegerät bzw. als ein Kontrollinstrument benutzt zu werden, um das Vorhandensein kleiner metallischer Teilchen anzuzeigen..

Da bei einem längeren Betrieb beispielsweise von einem zu überwachenden Motor regelmäßig in dem Schmierstoff metallische Verunreinigungen auftreten, die nicht auf einem übermäßigen Verschleiß oder einer Beschädigung eines Bauelementes zu beruhen brauchen, ist es zweckmäßig, wenn der Signalgeber erst betätigt wird, nachdem durch eine Anhäufung von Spänen eine bestimmte Stromschwelle überschritten wird. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dazu in dem durch die Späne geschlossenen Stromkreis ein Relais mit regelbarer Erregerstromschwelle angeordnet. Daneben besteht die Möglichkeit, die magnetische Feldstärke durch den Abstand der Polschuhe zu verändern.

Statt eines Relais kann gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung auch ein Schalter vorhanden sein. Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. Es zeigen

F i g. 1 einen Spanwächter in der Seitenansicht'und

Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Spanwächter von Fig. 1.

Der in der Zeichnung wiedergegebene Spanwächter besitzt ein Gehäuse 1, das etwa zylindrisch ausgebildet ist und auf seiner Außenseite am vorderen Ende mit einem Gewinde versehen ist. In dem Gehäuse ist eine Hülse 2 aus metallischem Werkstoff angeordnet, die einen kreisrunden Querschnitt besitzt und in ihrem freiliegenden Abschnitt mit Öffnungen versehen ist, durch die das zu kontrollierende Medium, wie beispielsweise öl, hindurchströmen kann. In der Hülse 2 liegt konzentrisch zu derselben ein ringförmiger Dauermagnet 3, mit dem ein Weicheisenkern 4 verbunden ist. Die Teile 3 und 4 sind auf den Schaft einer Schraube 5 aufgezogen und mittels einer Mutter 6 gehalten. Die Schraube 5 ist durch die Anordnung von zwei Scheiben? und 8 aus isolierendem Material elektrisch von dem Gehäuse 1. getrennt. Weiterhin ist eine Isolierscheibe 9 zwischen dem Magneten 3 und der Hülse 2 angeordnet, welche diese beiden Teile elektrisch gegeneinander isoliert. An der Rückseite des Gehäuses 1 ist eine Steckverbindung 10 vorgesehen, von der ausgehend zwei Leitungen 11 und 12 in das Gehäuse 1 führen. Von diesen Leitungen ist die Leitung 11 mit dem Kopf der Schraube 5 verbunden und die Leitung 12 mit der Hülse 2. Für die Abdichtung des elektrischen Teiles von der vorderen Seite des Gehäuses 1, -die von Flüssigkeit umspült ist, ist eine Abdichtung 13 vorgesehen, welche den Schaft der Schraube 5 ringförmig umgibt.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Spanwächters ist folgende: Wird das Gehäuse 1 in eine Gewindeöffnung beispielsweise am Boden der ölwanne eines Kraftfahrzeugmotors eingeschraubt, so durchströmt das Motoröl die Hülse 2 und tritt auch in den

Spalt ein zwischen dem Permanentmagneten 3 bzw. dem Weicheisenkern 4 und der Innenwandung der · Hülse 2. In dem öl vorhandene kleine Stahlspäne werden infolge der magnetischen Kraft des Magneten 3 und des Eisenkernes 4 zwischen diesen Teilen und der Hülse bzw. zunächst einmal nur an dem Magneten 3 und dem Eisenkern 4 gesammelt, bis sie eine Brücke bilden zu der Hülse 2. Infolge der Anlage einer Spannung über die elektrische Zuleitung 11 und die Rückleitung 12 zwischen den Teilen 3 und 4 einerseits und der Hülse 2 andererseits erfolgt ein Zusammenfritten der einzelnen Späne. Dadurch wird der Stromkreis geschlossen. Wäre keine Spannung angelegt, so würde die Anhäufung der mit einer Ölbeschichtung versehenen einzelnen kleinen Späne nicht zu der Bildung eines elektrisch leitfähigen Leiters zwischen dem Magneten und der Hülse führen. Ist durch die angelegte Spannung eine leitfähige Brücke zwischen Magnet und Hülse entstanden, so fließt ein Strom durch den Magneten und die Hülse sowie die elektrischen Leitungen 11 und 12. Dieser Stromfluß kann . dafür ausgenutzt werden, eii:en Signalgeber zu betätigen. Der in der Zeichnung nicht dargestellte Signalgeber kann in der Art einer Lampe oder als akustisches Warnsignal ausgebildet sein. Statt eines Signalgebers in dem vorstehend beschriebenen Stromkreis kann auch ein Relais bzw. ein Schaltschütz vorgesehen sein, durch dessen Betätigung ein weiterer mit einem Signalgeber versehener Stromkreis geschlossen wird. -

Wenn vorstehend von Luftspalt gesprochen ist, so versteht es sich, daß dieser Ausdruck Bezug nimmt auf die Vorrichtung in dem Zustand vor ihrem Einbau. Selbstverständlich braucht und soll der Spalt nicht mit Luft gefüllt bleiben, wenn sich die Vorrichtung im Betriebszustand befindet.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ermitteln von magnetisierbaren, elektrisch leitfähigen Spänen in flüssi_T gen oder gasförmigen Medien mittels eines Ma- ' gneten, gekennzeichnet durch einen konzentrisch zu einer metallischen Hülse (2) unter Freilassung eines ringförmigen schmalen Luftspaltes angeordneten Magneten (3, 4) und durch eine an den Magneten (3, 4) angelegte elektrische Spannung, durch die bei Überbrückung des Luftspaltes durch Späne ein elektrischer Strom durch die Hülse (2) fließt, der einen Signalgeber betätigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem durch die Späne geschlossenen Stromkreis ein Relais mit regelbarer Erregerstromschwelle angeordnet ist, mit dem der Signalgeber zu steuern ist.

3. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem durch die Späne geschlossenen Stromkreis ein Schalter zum Ausschalten einer mit der Vorrichtung zu überwachenden Maschine angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2) mit einem Pol des Magneten (3) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Feldstärke in dem Luftspalt einstellbar ist.

6. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hülse (2) Durchnußöffnungen angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (3, 4) ein Ringmagnet ist, der auf dem Schaft einer Schraube (5) sitzt.

8. Vorrichtung nach Anspruch.7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (S) mit einer Stromzuleitung (11) und die Hülse (2) mit einer Stromrückleitung (12) versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen