DE1209232B

DE1209232B - Magnetfilterstopfen, insbesondere Verschlussschraube, fuer die Absonderung und Sammlung von Metallteilchen aus fluessigen oder gasfoermigen Medien

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Publication number: DE1209232B
Application number: DEN22580A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-01-08
Filing date: 1963-01-08
Publication date: 1966-01-20

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES -^V^ PATENTAMT Int. Cl.:

HOIf

AUSLEGESCHRIFT

B01d;C10m

Deutsche KL: 23 c-1/06

Nummer: 1 209 232

Aktenzeichen: N 22580 VI a/23 c

Anmeldetag: 8. Januar 1963

Auslegetag: 20. Januar 1966

Für die Absonderung und Sammlung von Metallteilchen aus flüssigen oder gasförmigen Medien sind Magnetstopfen, insbesondere in Form von Verschlußschrauben, in den verschiedensten Ausführungen bekannt. Sie sind durchweg als Ringmagnete ausgebildet, die aus einem topfförmigen Grundkörper aus weich magnetischem Material bestehen, in den koaxial ein zylindrischer Einsatzkörper aus hochmagnetischem Werkstoff eingesetzt ist, derart, daß sich zwischen dem inneren Pol und dem äußeren Ringpol ein rotationssymmetrisches magnetisches Kraftlinienfeld aufbaut. Wird ein solcher Magnetstopfen, ζ. B. als Ölabschlußschraube, in den Boden eines Getriebegehäuses eingeschraubt, so hat er die Wirkung, den in der strömenden Flüssigkeit schwebenden ferromagnetischen Abrieb anzuziehen und zu sammeln, um ihn gelegentlich des Ölwechsels mit dem Herausnehmen der Schraube entfernen zu können. Auf diese Weise läßt sich die verschleißbedingte Lebensdauer der Getriebeteile erheblich verlängern.

Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß es mit der Absonderung und Sammlung ferro- oder paramagnetischer Teilchen allein nicht getan ist, da sowohl im Getriebe- als auch im Motorenbau oder ähnlichen Anwendungsgebieten in zunehmendem Maße Werkstoffe, wie Bronze, Kupfer und insbesondere Aluminium, verwendet werden, die ihrer diamagnetischen Eigenschaften wegen im Gegensatz zu den ferro- und paramagnetischen Stoffen von Magnetstopfen nicht angezogen, sondern gerade abgestoßen werden. Da jedoch auch Abrieb von Bronze, Kupfer oder Aluminium den Verschleiß begünstigt, bildet es ein Bedürfnis, nach Möglichkeit auch diamagnetischen Abrieb aus der Flüssigkeit abzusondern. Diese Aufgabe haben bisher Ölfilter übernommen, die jedoch — da sie zusätzlich zu den Magnetstopfen vorgesehen werden müssen ■— aufwendig sind und auf die daher vielfach verzichtet wird.

Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß es unter bestimmten Voraussetzungen durchaus möglich ist, auch den diamagnetischen Abrieb mittels der Magnetstopfen aus der Flüssigkeit abzusondern und an diesen sicher festzuhalten.

Zu diesem Zweck geht die Erfindung von einer älteren, jedoch nicht vorbekannten Bauart eines Magnetfilterstopfens aus, welcher aus einem topfförmigen Grundkörper aus weichmagnetischem Material besteht, in welchen ein mit einem Aufsatz hoher magnetischer Sättigungsfähigkeit versehener und sich über einen Teil der Innenhöhe des topfförmigen Grundkörpers erstreckender, kreiszylindrischer Einsatzkörper aus hochmagnetischem Werkstoff unter Magnetfilterstopfen, insbesondere
Verschlußschraube, für die Absonderung und
Sammlung von Metallteilchen aus flüssigen oder gasförmigen Medien

Anmelder:

Wilhelm Friedrich Nagel,

Bochum-Langendreer, Weststr. 63

Zwischenschaltung einer unmagnetischen Hülse koaxial eingepaßt ist und bei welchem der sich mindestens bis zur Oberkante des topfförmigen Grundkörpers erstreckende Aufsatz eine sich zu seinem freien Ende hin konisch verjüngende Form aufweist und zusammen mit dem sich innenseitig zu seinem den Einsatzkörper in der Höhe überragenden freien Rand hin konisch erweiternden Grundkörper einen ringförmigen Einzugstrichter V-förmigen Querschnitts bildet, derart, daß zwischen dem den Einsatzkörper überragenden Wandbereich des topfförmigen Grundkörpers als Ringpol und dem konischen Aufsatz als Gegenpol ein magnetisches Feld mit zum Trichtergrund hin gerichtetem Gradienten entsteht, und kennzeichnet sich dadurch, daß die Wandung des topfförmigen Grundkörpers in ihrem den Einzugstrichter begrenzenden Endbereich oberhalb des Trichtergrundes radial gerichtete Durchbrechungen aufweist.

Da diamagnetische Abriebteilchen die Eigenschaften besitzen, einerseits vom Magnetpol abgestoßen zu werden und sich andererseits quer zum Kraftlinienfeld auszurichten, besteht die Wirkung des erfindungsgemäß ausgebildeten Magnetfilterstopfens im Sinne der eingangs erläuterten Aufgabenstellung in folgendem:

Da der aus weichmagnetischem Material bestehende topfförmige Grundkörper des Stopfens das Kraftlinienfeld seitlich schließt und der durch ihn gebildete äußere Ringpol zugleich um das Mehrfache schwächer ist als der innere, zum Teil aus hochmagnetischem Werkstoff gebildete Gegenpol, werden die diamagnetischen Schwebeteilchen aus dem Einflußbereich des sich axial zum Magnetfilterstopfen einstellenden Kraftlinienfeldes zur Seite hin abgedrängt und hierbei zugleich radial zur Stopfenachse ausgerichtet, während sie unterhalb des eigentlichen Ringpols, d. h. unterhalb des Topfrandes, sowie im

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Umgebungsbereich des Topfes nicht merklich abgestoßen werden. Werden nun in dem den Einzugstrichter begrenzenden Wandungsteil des Topfes radiale öffnungen vorgesehen, die der strömenden Flüssigkeit einen Zutritt zum Einzugstrichter gewähren, hat- die Erscheinung, daß die Kraftlinien den Bohrungsquerschnitt nicht durchsetzen, sondern zum Bohrungsrand hin abgedrängt werden, die Wirkung, daß die in der Flüssigkeit schwebenden diamagnetischen Teilchen von dieser ohne wesentlichen Widerstand in den Einzugstrichter mitgenommen werden, wobei sie sich auf Grund des dort nicht axial, sondern radial ausgerichteten Kraftlinienfeldes sofort querstellen, d. h. eine im wesentlichen parallel zur Stopfenachse verlaufende Richtung einnehmen, und zugleich durch den wesentlich stärkeren Innenpol gegen die Außenwandung des V-förmigen Einzugstrichters gedrängt werden, wo sie wegen des erheblichen Potentialgefälles geradezu »kleben« bleiben.

Diesem Effekt kommt es entgegen, daß diamagnetischer Abrieb auf Grund seiner anderen Werkstoffsstruktur und seines anderen Festigkeitsverhaltens in weit stärkerem Maße als ferromagnetischer Abrieb dazu neigt, in einer Raumform anzufallen, die in einer Achse gestreckt ist.- Dieser Unterschied ist besonders ausgeprägt zwischen Aluminium- und Stahlgußabrieb, trifft jedoch weitgehend auch für andere dia- und ferromagnetische Werkstoffpaarungen zu, wie beispielsweise Kupfer und Gußeisen oder Messing, Nickel, Bronze einerseits und Eisen oder Stahl andererseits. Dank dieser günstigen Raumform und der Eigenschaft, sich radial zum Magnetstopfen auszurichten, gelangt der in der Flüssigkeit schwebende diamagnetische Abrieb ohne Schwierigkeiten selbst durch verhältnismäßig kleine Bohrungen in das Trichterinnere hinein, wo er infolge seiner Querstellung und der Abdrängung gegen die Innenwand des topfförmigen Grundkörpers durch den stärkeren Innenpol zuverlässig festgehalten wird.

Es ist zweckmäßig, die radialen Durchbrechungen in der Wand des topfförmigen Grundkörpers an ihrem nach außen gerichteten Ende trichterförmig zu erweitern, um die Einfangbedingungen für die mit der Flüssigkeit in die Bohrungen hineingetriebenen diamagnetischen Abriebteilchen zu verbessern.

In der Zeichnung ist der erfindungsgemäße Magnetfilterstopfen an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Innerhalb des aus weichmagnetischem Material bestehenden topfförmigen Grundkörpers 1 ist der kreiszylindrische Einsatzkörper 2 aus hochmagnetischem Werkstoff unter Zwischenschaltung einer unmagnetischen Hülse 3 aus Messing koaxial eingepaßt. Auf dem hochmagnetischen Einsatzkörper 2 befindet sich ein konischer Aufsatz 4 aus einem Werkstoff hoher magnetischer Sättigungsfähigkeit, der durch Verstemmen des oberen Randes der unmagnetischen Hülse 3 mit dem aus Magnetwerkstoff bestehenden Einsatzkörper fest verbunden und zusammen mit diesem fest in der Sackbohrung des Grundkörpers verankert ist.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, bilden der konische Aufsatz 4 und die zum freien Ende hin erweiterte Innenwandung des topfförmigen Grundkörpers 1 einen ringförmigen Einzugstrichter V-förmigen Querschnitts. Da der hochmagnetische Einsatzkörper 2 noch unterhalb des Trichtergrundes ab-

schneidet und durch die unmagnetische Hülse 3 seitlich gegen den weichmagnetischen Werkstoff des Grundkörpers abgeschirmt ist, wird durch den konischen Aufsatz 4 und die nach oben erweiterte Wandung des Grundkörpers ein Kraftlinienfeld erzeugt,

ίο dessen Dichte zum Trichtergrund hin zunimmt. Auf diese Weise werden die in den axialen Einzugsbereich des Kraftlinienfeldes gelangenden ferromagnetischen Abriebteilchen in den Trichtergrund hineingezogen und dort festgehalten bzw. gesammelt.

In ihrem den Einzugstrichter begrenzenden Endbereich oberhalb des Trichtergrundes weist die Wandung des topfförmigen Grundkörpers mehrere über den Umfang verteilt angeordnete, radial gerichtete Bohrungen 5 auf, die in ihrem nach außen gerichteten

ao Endbereich bei 5 α trichterförmig erweitert sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetfilterstopfen, insbesondere Verschlußschraube, für die Absonderung und Sammlung von Metallteilchen aus flüssigen oder gasförmigen Medien, welcher aus einem topfförmigen Grundkörper aus weichmagnetischem Material besteht, in welchen ein mit einem Aufsatz hoher magnetischer Sättigungsfähigkeit versehener und sich über einen Teil der Innenhöhe des topfförmigen Grundkörpers erstreckender, kreiszylindrischer Einsatzkörper aus hochmagnetischem Werkstoff unter Zwischenschaltung einer unmagnetischen Hülse koaxial eingepaßt ist und bei welchem der sich mindestens bis zur Oberkante des topfförmigen Grundkörpers erstreckende Aufsatz eine sich zu seinem freien Ende hin konisch verjüngende Form aufweist und zusammen mit dem sich innenseitig zu seinem den Einsatzkörper in der Höhe überragenden freien Rand hin konisch erweiternden Grundkörper einen ringförmigen Einzugstrichter V-förmigen Querschnitts bildet, derart, daß zwischen dem den Einsatzkörper überragenden Wandbereich des topfförmigen Grundkörpers als Ringpol und dem konischen Aufsatz als Gegenpol ein magnetisches Feld mit zum Trichtergrund hin gerichtetem Gradienten entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des topfförmigen Grundkörpers in ihrem den Einzugstrichter begrenzenden Endbereich oberhalb des Trichtergrundes radial gerichtete Durchbrechungen (7) aufweist.

2. Magnetfilterstopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen

(7) an ihrem nach außen gerichteten Ende trichterförmig erweitert sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1029 514;
deutsche Auslegeschrift M21358VI/23c (bekanntgemacht am 11. Oktober 1956).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen