DE1623122C

DE1623122C - Device for determining chips in liquid or gaseous media

Info

Publication number: DE1623122C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Schlüter, Herbert. 2000 Hamburg
Publication date: 1971-07-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln von magnetisierbarer elektrisch leitfähigen Spänen in flüssigen oder gasförmigen Medien.The invention relates to a device for determining magnetizable, electrically conductive Chips in liquid or gaseous media.

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.In the case of machines and systems, such as hydraulic systems, they can be damaged by wear and tear significant consequential damage to individual components. To prevent such consequential damage, is a timely detection of excessive wear or damage to individual components necessary. It is known for it in machines, lubricant tanks and hydraulic systems to be installed here as a so-called chip guard called magnetic plugs. With such a Chip guard, the lubricant or hydraulic fluid flows around a magnet. Contains this Liquid steel chips that are due to wear or damage to a component, this is how the magnet attracts such chips. The chip monitor is used for the next inspection to be able to check the presence of chips. Accordingly, for example in aviation when monitoring engines and machines.

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.Because inspections are only carried out in certain periods of time depending on the number of operating hours can be carried out, but damage can occur at any time Inspections often do not recognize damage so early that this is not already serious consequential damage have brought about.

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.The invention is based on the object of creating a device for determining chips, which gives the possibility of avoiding consequential damage through an electrical display of damage. According to of the invention, such a device is characterized by a magnet that is concentric arranged to form a metallic sleeve leaving an annular narrow air gap is and by an electrical voltage applied to the magnet, by which when bridging the Air gap through chips, an electric current flows through the sleeve, which actuates a signal transmitter. By applying an electrical voltage, two things are achieved. On the one hand is through the electrical voltage ensures that even small steel chips attracted by the magnet so strong together to form an electrically conductive bridge that closes the circuit through it will. On the other hand, the current flowing through this bridge is used for the display of a Exploited damage that can be determined independently of conventional inspections leaves.

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..Search devices with which metallic particles are detected by an electrical voltage are known can be. In such devices, however, the search device must be used to achieve a display be moved relative to the foreign body, so that an electric field or an audio frequency magnetic Alternating field is distorted. Accordingly, such devices have a coil that of a Alternating current is flowing through it. A receiver coil is also provided. Got to these known arrangements a metal part in the electric fields, so form as a result of the magnetism Alternating field eddy currents that generate a secondary alternating field, which is the original Field weakens. This induces a voltage in the receiver coil, which then leads to the Actuation of a relay is amplified. Known devices that require such a considerable effort are designed and suitable for separating metal particles from a liquid. she but are in consideration of the considerable effort involved in their production and in consideration of their Size not suitable, for example in motor vehicle engines or other engines as a status display device or to be used as a control instrument to detect the presence of small metallic Display particles ..

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.Since during a long period of operation, for example, from a motor to be monitored regularly in the Lubricant metallic impurities occur that are not due to excessive wear or tear need to be based on damage to a component, it is useful if the signal transmitter is only actuated after a certain current threshold has been exceeded due to an accumulation of chips will. In a further embodiment of the invention, the closed by the chips is for this purpose Circuit arranged a relay with controllable excitation current threshold. There is also the possibility to change the magnetic field strength by changing the distance between the pole pieces.

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 zeigenAccording to another embodiment of the invention, a switch can also be present instead of a relay being. The invention is illustrated below using an exemplary embodiment with reference to a Drawing explained. Show it

F i g. 1 einen Spanwächter in der Seitenansicht'undF i g. 1 a chip monitor in the side view and

Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Spanwächter von Fig. 1.FIG. 2 shows a partial section through the chip monitor from 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.The chip monitor shown in the drawing has a housing 1 which is approximately cylindrical and is threaded on its outside at the front end. By doing Housing a sleeve 2 made of metallic material is arranged, which has a circular cross-section and is provided with openings in its exposed section through which the medium to be controlled, such as oil, can flow through. In the sleeve 2 is concentric to the same annular permanent magnet 3 to which a soft iron core 4 is connected. Parts 3 and 4 are pulled onto the shaft of a screw 5 and held by means of a nut 6. The screw 5 is by arranging two discs? and 8 of insulating material electrically from the housing 1. separated. Furthermore, an insulating washer 9 is arranged between the magnet 3 and the sleeve 2, which electrically isolates these two parts from each other. On the back of the housing 1 is a Plug connection 10 is provided, starting from which two lines 11 and 12 lead into the housing 1. Of these lines, the line 11 is connected to the head of the screw 5 and the line 12 with the sleeve 2. For sealing the electrical part from the front side of the housing 1, -the is surrounded by liquid, a seal 13 is provided, which ring-shaped the shaft of the screw 5 surrounds.

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 denThe operation of the described chip monitor is as follows: If the housing 1 is in a threaded opening for example screwed into the bottom of the oil pan of a motor vehicle engine, so flows through the engine oil enters the sleeve 2 and also enters the

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. -Gap between the permanent magnet 3 or the soft iron core 4 and the inner wall of the Sleeve 2. Small steel filings present in the oil are released due to the magnetic force of the magnet 3 and the iron core 4 between these parts and the sleeve or initially only on the Magnet 3 and the iron core 4 collected until they form a bridge to the sleeve 2. As a result of the Application of a voltage via the electrical supply line 11 and the return line 12 between the parts 3 and 4 on the one hand and the sleeve 2 on the other hand, the individual chips are fritted together. Through this the circuit is closed. If no voltage were applied, the accumulation would be with a Oil-coated individual small chips do not lead to the formation of an electrically conductive conductor between the magnet and the sleeve. Is conductive due to the applied voltage A bridge is created between the magnet and the sleeve, so a current flows through the magnet and the sleeve as well as the electrical lines 11 and 12. This current flow can. be used for this, eii: en To operate the signal generator. The signal transmitter, not shown in the drawing, can be in the form of a lamp or be designed as an acoustic warning signal. Instead of a signal generator in the one described above A relay or a contactor can also be provided by actuating the circuit another circuit provided with a signal generator is closed. -

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.When speaking of air gap above, it is to be understood that this term refers to takes on the device in the state before its installation. Needs and should of course the gap does not remain filled with air when the device is in the operating state.

Claims

Patent claims:

1. A device gene for detecting magnetizable, electrically conductive chips in flüssi _T or gaseous media by means of a ma- 'gnets, characterized by a concentric with a metallic sleeve (2) arranged leaving an annular narrow air gap magnet (3, 4) and by an electrical voltage applied to the magnet (3, 4), through which an electrical current flows through the sleeve (2) when the air gap is bridged by chips, which actuates a signal transmitter.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the closed by the chips Circuit a relay with adjustable excitation current threshold is arranged with which the Signal transmitter is to be controlled.

3. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that that in the circuit closed by the chips a switch to turn off a is arranged with the device to be monitored machine.

4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in, that the sleeve (2) is connected to one pole of the magnet (3).

5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in, that the magnetic field strength is adjustable in the air gap.

6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in, that in the sleeve (2) through-holes are arranged.

7. Device according to any one of the preceding claims, characterized in, that the magnet (3, 4) is a ring magnet that sits on the shaft of a screw (5).

8. Apparatus according to claim.7, characterized in that the screw (S) with a Power supply line (11) and the sleeve (2) is provided with a power return line (12).

1 sheet of drawings