DE2649587C3

DE2649587C3 - Detektor für elektrisch leitfähige Abrieb- bzw. Verschleißspäne

Info

Publication number: DE2649587C3
Application number: DE2649587A
Authority: DE
Inventors: Thomas E. Lansdowne Pa. Tauber (V.St.A.)
Original assignee: Individual
Current assignee: Eaton Aeroquip LLC
Priority date: 1976-02-20
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1979-06-07
Also published as: DE2649587A1; FR2341858B1; FR2341858A1; DE2649587B2; US4070660A; GB1558132A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Detektor mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches I.

Bekannte Detektoren der infragc stehenden Art fangen in del Flüssigkeit von hydraulischen Einrichtungen, insbesondere in der Schmierflüssigkeit eines Motors oder einer Überrag'ingscinriehlung. Vorhände nc Metallpartikel ein. Diese Metallpartikcl werden induziert, um den Abstand zwischen zwei Elektroden einer derartigen Einrichtung /u überbrücken und auf diese Weise einen elektrischen Stromkreis zu schließen. Ist der Elektrodenabstand durch den oder die Mctallpariikel überbrückt, so wird ein externes Warnsignal in Beirieb gesetzt.

Es sind bereits Detektoren der eingangs genannien Art bekann· (I' ; PS 22 52 222 und !4 22 417), die nur .Späne üb bestimmter CJmBc unzeigen, uiti bei kleinen Partikeln normalen Abriebes keinen Alarm auszulösen bzw je nach zu überwachender I inrit hitinj» bestimmte Parlikclniengcn zu unterscheiden und an unterschiedli che Parlikelgrößen anpassungsfähig /u sein. Zu diesem Zweck werden fillerähnlichc Elektrodenanordnung^ in Gitterform vorgeschlagen, die in dem Ölsirom von Schmierungscinrichtungen angeordnet sind und zum Teil zu Anpassiingszwcckcn ausgewechselt werden können. Diese Elektroden^ ,Iteranordnungcn lassen sich als Einrichtungen mit mehreren Elektrodenpaaren ansehen.

In zu überwachenden Einrichtungen, deren bewegliche Teile in erster Linie aus Stahl bestehen, läßt sich die

ί Wirksamkeit der Detektorvorrichtung durch ein Magnetfeld zwischen den oder in unmittelbarer Nähe der Elektroden erheblich steigern. Dabei tritt allerdings der Effekt auf, daß der Abstand zwischen den Elektroden nicht nur durch einen Metallpartikel von entsprechend

in beträchtlicher Größe, sondern auch durch mehrere Metallpartikel relativ kleiner Abmessungen, die sich insbesondere unter der Wirkung des Magnetfeldes aneinander reihen, überbrückt werden kann.

Während des normalen Betriebs einer hier in Frage

:■'· stehenden, zu überwachenden Einrichtung fallen bereits durch den unvermeidlichen Verschleiß der kraftübertragenden Flächen sehr feine Partikel an. Dies ist besonders dann der Fall, wenn die Einrichtung noch neu ist und die kraftübertragenden Flächen von Zahnrädern,

ν Lagern und dergleichen sich im Anfangsverschleißprozeß befinden, der als Einlaufzeit bezei"'-net wird. Eine Anhäufung solch kleiner Teilchen. Ahriebsflaum genannt, kann dann im Falle einer magnetischen Ansammlung oder auch bei Ansammlung an strömungs-

■ schwacher Stelle ein Warnsignal auslösen, obwohl keine Gefahr fü^r die überwachte Einrichtung besteht. Tritt dies bei Motoren. Übertragungseinrichtungen, Getriebegehäusen und Hilfsantriebseinrichtungen — insbesondere von Flugzeugen — ein, dann kann dies

«■ ungerechtfertigt kostspielige Vorsichtsmaßnahmen zur Folge haben.

Es wäre wünschenswert, die Inbetriebsetzung des Warnsignals grundsätzlich auf solche Falle zu beschränken, in denen ein Metallpartikel größerer Abmessung,

ti wie er beispielsweise durch eine beginnende Beschädigung einer Metallfläche entsteht, den Abstand zwischen den Elektroden des Detektors überbrückt.

Es sind Vorrichtungen bekannt, welche den söge nannten Abriebsflaum durch Einsatz von starkem, mehr

•ι· oder weniger konstantem elektrischem Strom aus einer gesonderten Stromquelle zerstören und in denen das Vorh ndensein eines Partikels. der über den Elektro denabstand festgestellt wurde, durch einen ersten elektrischen Schaltkreis mit einer Warnvorrichtung

ι angezeigt wird. Nach Inbetriebsetzen der Warnanlage veranlaßt eine Bedienungsperson die /(.."störung der kleinen Partikel, indem starker elektrischer Strom von im wesentlichen konstanter Größe fur eine bestimmte Zeitdauer über die Ileklrodenstrccke geleitet wird. Die

■ii gesonderte, zweite Stromquelle kann aus einer niederohmigen Abzweigung des Stromversorgungssysiems oder des Anzeige Schaltkreises bestehen Dieses Vorgehen bringt mehrere erhebliche Nachteile mit sich. Zunächst verursacht der starke elektrische Strom, der

·■ zur Zerstörung der kleinen Par'iki-I mit typischem Querschnitt erforderlich ist. einen beträchtlichen 1 nur gieentzug aus der elektrischen Energieversorgung beispielsweise eines Flugzeuges Weiterhin sind spezielle Schallkreisschutzvorrichtungen erforderlich, welche

"i die Größenordnung des elektrischen Stromes derart begrenzen, ('aß die sicheren Belriehsgren/en nicht überschritten werden. Diese Vorrichtungen sind snerrig und führen unerwünschte Mengen Wärme ab. Des weiteren — und dies ist am wichtigsten — kann ein

"· vorhandener Span od. dgl. durch Strom einer vorbestimmten und im wesentlichen konstanten Größe Zerstört werden oder nicht, weil dies von der Dauer der Anwendung und der Größenordnung bzw. den Verhalt

nissen abhängt, unter denen die durch die Energie erzeugte Wärme in die Umgebung abgeleitet wird. Dies ist ein wesentlicher Unsicherheitsfaktor beim Betrieb derartiger Detektoren und resultiert in geringem Vertrauen der Bedienungsperson in das Ergebnis eines solchen Arbeitsvorganges. Aus diesen Gründen sind Vorrichtungen dieser Art in der Industrie nicht beliebt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Spandetektor zur Verfügung zu stellen, der in der Lage ist, mit möglichst geringem Aufwand Partikel größerer Abmessungen anzuziehen und deren Vorhandensein durch Auslösen eines Alarms anzuzeigen und zugleich derart ausgebildet ist, daß er kleinere Partikel, wie beispielsweise Abriebsflaum od. dgl. selbsttätig und regelmäßig zerstört.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Hinzufügen der Merkmale des Kennzeichens des

!m Gegensalz zu Detckloreinrichtungen des im wesentlichen ohmschen Typs, welche eine ständige Überwachung ebenso wie manuell betätigte Nebenschaltkreisc erforderlich machen, erfolgt bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Detektor die Zerstörung der sehr kleinen Teilchen selbsttätig mittels wenigstens eines Kondensators, der innerhalb des elektrischen Basisschaltkreises angeordnet ist, wobei der Detektor die Späne oder dergleichen zurückhält, um deren Auffinden und wahlweises Zerstören zu ermöglichen.

Der Kondensator ist und bleibt automatisch aufgeladen, bis eine Ansammlung von kleinen Teilchen den Abstand zwischen den Elektroden des Detektors überbrückt, woraufhin der Kondensator seine gespeicherte elektrische Energie in die Teilchen hinein entlädt, wodurch deren Zerstörung bewirkt wird, und zwar praktisch ohne Belastung des Energieversorgungssystems. Auf diese Weise wird die Überbrückung des Abstandes zwischen den Elektroden beseitigt und der Kondensator selbsttätig und sofort wieder aufgeladen, ohne daß in diesem Falle eine Störmeldung erfolgt.

Wenn nun andererseits ein Span od. dgl. mit größerem Querschnitt in den Abstand eindringt, entlädt sich der Kondensator in ähnlicher Weise, ohne jedoch den Span od. dgl. zu zerstören, woraufhin automatisch eine Warnlampe in Betrieb gesetzt wird und der Kondensator entladen bleibt.

Da die Zerstörung von winzig kleinen Verschleißpartikeln, Abriebsflaum oder anderen verhältnismäßig kleinen Teilchen, durch Entladen des Kondensators nur eine äußerst kerze Zeitspanne in Anspruch nimmt, beeinträchtigt die Menge der während dieses Vorganges abgeführten Wärme das Ergebnis des Arbeitsvorganges in keiner Weise, wobei alle anderen Umgebungsbedingungen die gleichen sind. Die Vorrichtung ist daher in der Lage, eindeutig zwischen kleineren, durch Abrieb entstandenen Teilchen und größeren, durch einen Schaden entstandenen Spänen zu unterscheiden und Störmeldungen wahlweise zu unterbinden bzw. zu unterlassen.

Die Erfindung wird anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend näher erläutert. Es zeigt

F i g. t ein Schaltbild des für den Betrieb des Spandetektors erforderlichen elektrischen Schaltkreises;

F i g. 2 eine Querschnittsansicht in der Ebene H-II in F i g. 3 einer möglichen Ausführungsform eines Spandetektors, unter Veranschaulichung der erforderlichen Bestandteile und der Innenvefdrahtühg;

F i g. 3 eine Vorderansicht von außen des Spandetcktors;

Fig.4 liin Schaltbild eines Spändetekiors mit mehreren Kondensatoren;

Fig.5 ein Schaltbild eines Spandeiektors, unter Zurverfügungstellung eines Warnsystems zur Ermöglichung einer Hilfsmaßnahme und

F i g. 6 eine Querschnittsansicht in der Ebene H-Il der Ki F i g. 3 eines abgewandelten Details der F i g 2

Fig. 1 zeigt ein symbolisches Schaltbild des elektrischen Schaltkreises 10. Die in durchgezogenen Linien dargestellten Verbindungsdrähte sind diejenigen, die beispielsweise in den Spandclektor 20 eingebaut werden, wohingegen die in gestrichelten Linien veranschaulichten Drähte diejenigen sind, die sich auf die externe elektrische Verdrahtung und Teile beziehrt,

verbunden ist.

2» Eine Stromquelle 12, wie z. B. eine Batterie, ist mit ihrem Minuspol bei 14 an Masse gelegt, ihr Pluspol ist an den einen Anschlußkontakt einer Glühbirne 16 angeschlossen. Der andere Anschlußkontakt der Birne 16 ist mn dem Eingang 18 der Vorrichtung 20 verbunden.

Der Spandetektor 20 weist zwei Elektroden 22 und 24 auf. die die Pole tines Magnetkreises sind. Sie besitzen entgeg 'ngesetzle Polarität in bezug aufeinander und sind durch einen Nichtleiter 23 voneinander elektrisch isoliert. Der Nichtleiter oder Isolator 23 kann ein Dauermagnet aus einem elektrisch nichtleitfähigen Material sein. Die Elektroden 22 und 24 sind derart angeordnet, daß sie einen betriebswirksamen Abstand 26 einer vorbestimmten, spezifischen Größe zwischen sich bilden. Die Flächen 28 und 30 der Elektroden 22 und 24 werden der Flüssigkeit ausgesetzt, wohingegen die anderen Teile des Spandctcktors in einer Kapsel od. dgl.

festgelegt werden, wie dies schematisch durch die Phantomlinie in F i g. 1 angedeutet ist.

Die Elektrode 24 ist an Masse durch die Kapsel des

4» Spandetektors angeschlossen. Die Elektrode ist weiter an den Minuspol der Diode 32 angeschlossen, deren Pluspol mit dem Kontakt 18 der Vorrichtung 20 verbunden ist. Ein Kondensator 34 ist parallel zu den Elektroden 22 und 24 und deren Abstand 26 geschaltet.

Die Arbeitsweise des Spandetektors ist wie folgt: Sobald der Kontakt 18 durch die Birne 16 mit der Stromquelle 12 verbunden ist und die Systemspannung an die Elektroden 22 und 24 angelegt wird, lädt sich der Kondensator 34 auf. Wenn ein Partikel in den

5» Elektrodenabstand 26 eingedrungen ist, und dui jJi das Magnetfeld sicher festgehalten wird, um den Abstand zu überbrücken und dadurch den elektrischen Kreis zu schließen, entlädt sich der Kondensator 34 durch die oder den den Abstand 26 überbrückenden Partikel.

Wenn die Querschnittsfläche eines Spanes od. dgl. groß genug ist. um ein Schmelzen bzw. Sichauflösen desselben durch den Entladungsstromimpuls des Kondensators 34 zu verhindern, leuchtet die Birne 16 auf, wodurch das Vorhandensein eines wesentlichen Spanes od. dgl. sowie ein Schadenszustand angezeigt wird. Wenn jedoch ein oder mehr Teilchen verhältnismäßig kleiner Abmessungen angezogen wurden und schließlich den Abstand 26 überbrücken, werden sie unter Einwirkung des Stromimpulses durch die Kondensator-

ft5 entladung zerstört wodurch nun wieder der Stromkreis geöffnet wird, ohne ein Aufleuchten der Birne 16 zu verursachen. Der Kondensator wird sofort wieder aufgeladen und dadurch gleich wieder betriebsbereit

Eine Diode 32 ist vorgesehen, um zu verhindern, dali andere, sonstwo im Flugzeug angeordnete Spandetektoren dieser Art durch den Stromentladungsimpuls beeinflußt werden. Der Bclastungswidcrstand 36 ist derart vorgesehen, daß der Kondensator 34 sich langsam entlädt, wenn die Stromquelle abgeschaltet ist. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn der Spandutektor 20 zwecks Inspektion und Wartung aus dem Flugzeug entfernt wird, um einen möglichen Schaden an den lnspeklionsinstrümentcn zu verhindern.

Vorstehend wurde im wesentlichen eine mögliche praktische Ausbildung des Spandetektors 20 gemäß Fig. 2beschrieben.

Der Kontakt 18 des Spandetektors 20 ist in diesem Falle ein Steckkontakt 44 einer bekannten Anschlußdose 46, die mit einem Außengewinde 47 versehen ist, um auf diese Weise mit einem nicht gezeigten zugehörigen Stecker verbunden werden zu können. Die Anschlußdose 46 ist konzentrisch /u uer Atiisc des Spandeiektors 20 an einer Stirnplatte 45 festgelegt.

Ein 7weiipr Steckkontakt 52 ist durch den Draht 54 einstückig mit der im wesentlichen zylindrischen Kapsel 50 verbunden, wodurch der Steckkontakt 52 durch seine »Rückführverbindung« und die elektrisch leitfähige Anordnung des Spandetektors 20 an der jeweiligen, nicht dargestellten Anlage, an Masse gelegt wird. Der Steckkontakt 52 und dessen Verbindungsdraht ist entbehrlich, falls eine angemessene elektrische Leitfähigkeit zwischen der Kapsel 50 und dem Minuspol 14 der Stromquelle 12 besteht.

Ein Schaltbrett 56 ist innerhalb der Kapsel 50 an einem ringförmigen Absatz 63 anliegend angeordnet, wodurch das Innere der Kapsel 50 in eine obere öffnung 58 und eine untere Öffnung 57 unterteilt wird, wobei jede der beiden Öffnungen zu der Achse der Kapsel 50 konzentrisch verläuft. Ein Abstandshalter 59 in Form eines hohlen, dünnwandigen Zylinders ist innerhalb der und angrenzend an die seitliche Innenfläche des unteren Durchlasses 57 angeordnet. Die obere ringförmige Fläche des Abstandshalters 59 liegt an der unteren Oberfläche des Schaltungsbretts 56 an, wohingegen die untere ringförmige Fläche des Abstandshalters an der oberen Oberfläche der Stirnplatte 45 anliegt.

Der untere Wandungsabschnitt 48 ist am unteren Ende der Kapsel 50 ausgebildet, wobei der Innendurchmesser der unteren Wandung größer ist als der Innendurchmesser der unteren Öffnung 57, wodurch sich ein ringförmiger abgesetzter Teil 61 ergibt.

Nach Beendigung der Montage des Spandetektors 20 wird der untere Wandungsteil 48 über den seitlichen Teil der Stirnplatte 45 gedrückt, wobei ein Spiel zwischen der oberen Oberfläche der Stirnplatte 45 und dem ringförmigen abgesetzten Teil 61 belassen wird.

Ein Kondensator 34 ist z. B. an der unteren Fläche des Schaltbretts 56 festgelegt, wogegen eine Diode 32 und ein Belastungswiderstand 36 an der Oberseite des Schaltbretts 56 angeordnet sind. Die Leitungsseite der vorbeschriebenen Bauteile wird durch den Draht 42 mit dem Steckkontakt 44 verbunden, wie schematisch in F i g. 1 veranschaulicht Zu betonen ist, daß jeder dieser und alle diese Elemente, nämlich der Kondensator, der Widerstand und die Diode, alternativ außerhalb des und in einem Abstand von der Vorrichtungskapsel 50 angeordnet werden können.

Ein beispielsweise sechseckiger Flansch 60 mit Sicherheitsverdrahtungseinrichtungen 62 ist an der Außenserte der Kapsel 50 ausgebildet Die ringförmige Fläche 64 des Flansches 60 ist bei dieser Ansicht waagerecht und stellt zusammen mil einem herkömfiilichen Dichtring oder O-Ring (nicht gezeigt) eine zuverlässige Abdichtung mit der zugehörigen, ringförmigen Fläche eines am Gehäuse eines nicht gezeigten Ausfüstüngslcilcs ausgebildeten Vorsprungs zur Verfugung. Eine Verlängerung 66, im wesentlichen ein abgesetzter Hohlzylinder mit einem daran ausgebildeten Außengewinde 68, ist an der Oberseite des Flansches angeordnet — bei dieser Ansicht — wobei

eine zylindrische Öffnung 72 und ein zylindrischer, nach oben offener Durchlaß 70 in dessen Innerem zur Verfugung gestellt wird, der konzentrisch ist zu der Achse des Spandetektors 20.

Ein zylindrischer, im wesentlichen topfförmiger, nach

is oben offener Aufnahmebehälter 73 aus eisenhaltigem Material ist mit einer zylindrischen abgesetzten Verlängerung 75 an seiner Unterseite und mit einer darin ausgebildeten zylindrischen Öffnung 73 versehen, die konzentrisch ist zu der Achse der Vorrichtung.

wobei der Duichmesser der abgesetzten Verlängerung 75 eine Abmessung aufweist, die deren Einfügung in den Durchlaß 70 gestattet.

Elin keramischer, nicht leitfähiger ringförmiger Dauermagnet 74 ist innerhalb des topfförmigen Behälters 73 vorgesehen. Anstelle des keramischen, elektrisch nichtleilfähigen Dauermagneten 74 kann auch ein Dauermagnet 74/4 aus einem elektrisch leitfähigen Material verwendet werden. In diesem Fall wird, wie in Fig.6 gezeigt, eine Hülle 71 aus einem

jo elektrisch nichtleitfähigen Material zwischen den seitlichen Abschnitt des eisenhaltigen Magneten 744 und die seitliche Innenseite des Aufnahmebehälters 73 und zwischen die Bodenfläche des Magneten 74/4 und die Bodenfläche des Aufnahmebehälters 73 eingefügt.

Ein erster ringförmiger, elektrisch nichtleitfähiger Abstandshalter 79, eine ringförmige Dichtung 76 und ein zweiter ringförmiger, elektrisch nichtleitfähiger Abstandshalter 81 werden unterhalb des Behältprs 73 und innerhalb des ersten Durchlasses 70 vorgesehen.

Eine Unterleg- bzw. Dichtscheibe 80 aus einem elektrisch und magnetisch leitfähigen Material, die gleichzeitig einen ersten magnetischen Pol und eine erste Elektrode 22 darstellt ist an der Oberseite des und konzentrisch mit dem ringförmigen Dauermagneten 74 bzw. 74/4 angeordnet Ein Schraubbolzen 82 aus einem elektrisch leitfähigen Material mit beispielsweise einem Sechskantkopf 84 und einem Hals 86, der ein mit einem Gewinde versehenes Endstück 88 aufweist, erstreckt sich durch die Scheibe 80, den Magneten 74 bzw. 74Λ, die Verlängerung 75 des Behälters, den Abstandshalter 79, die Dichtung 76, den Abstandshalter 81, und das mit einem Gewinde versehene Endstück 88 erstreckt sich über die vorerwähnten Teile hinaus, durch die Öffnung 72 in den oberen Durchlaß 58. Eine Unterleg- bzw. Dichtscheibe 30 aus einem beliebigen, geeigneten Isoliermaterial ist konzentrisch zu der Achse der Kapsel 50 angeordnet, und zwar derart daß deren obere ringförmige Oberfläche auf der ringförmigen Oberfläche des oberen Durchganges 58 sitzt

Ein Drahlanschluß 92 ist unterhalb der Scheibe 90 vorgesehen und verbindet die Scheibe 80, welche die Elektrode 22 darstellt mit den anderen Schaltkreisteilen, wie in den F i g. 1 und 2 gezeigt
Beispielsweise eine Sechskantmutter 94 ist an dem mit einem Gewinde versehenen Schraubenschaft 88 festgelegt und vervollständigt wenn angezogen, die Montage der elektrisch und magnetisch leitfähigen Scheibe 80, des ringförmigen Dauermagneten 74 bzw.

74-4, des topförmigen Aufnahmebehälters 73, des ersten ringförmigen Abstandshalters 79, der ringförmigen Dichtung 76, des zweiten ringförmigen Abstandshalters 81, der elektrisch nichtleitfähigen Scheibe 90 und des bfahtkontaktes 92, und zwar zusammen mit deren Draht, innerhalb der Kapsel.

Die zweite Elektrode bzw. der magnetische Pol 24 wird durch die obere ringförmige Fläche % des topfförmigen, nach oben offenen Behälters 73 zur Verfügung gestellt. Folglich wird der betriebswirksame Absland 26 zwischen den äußeren seitlichen und oberen ringförmigen Oberflächen der Scheibe 80 und der oberen Fläche 96 des topfförmigen Behälters 73 gebildet, und zwar zusammen mit der seitlichen Innenfläche des topfförmigen Behälters 73, die nahe des jnncnumfangsbereiches der ringförmigen oberen Fläche % angeordnet ist.

Die Elemente, die bei einer vollständig montierten vorrichtung 2ö sichtbar sind, sind ieichi aus Fig. 3 erkennbar.

Das vorstehend aufgezeigte Prinzip eines Spandetektors unter Verwendung eines Kondensators kann auf ein System ausgeweitet werden, welches in der Lage ist, iPartikel gegebener kleiner Abmessungen von Partikeln vorgegebener großer Abmessungen mit beliebigen, gesonderten Arbeitszwischenstufen, zu unterscheiden. Ein mögliches Anwendungsbeispiel dieser Lehre ist im Schaltbild gemäß F i g. 4 dargestellt, wobei im wesentlichen, wenn nicht insgesamt, identische, grundlegende Bestandteile wie bei der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendet wurden.

Das schematische Schaltbild 100 gemäß Fig.4 zeigt eine Stromquelle 12 und eine Glühlampe 16, die in Reihe zum Masseanschluß 14 und dem Kontakt 18 des Spandetektors 20 geschaltet sind, und zwar auf die gleiche Weise, wie im Hinblick auf die Anordnung igemäß F i g. 1 beschrieben und dargestellt.

Folgende Teile sind gemäß Schaltbild 100 miteinander verbunden: Die Elektroden 22 und 24, der Abstand 26 zwischen denselben und der Dauermagnet 23 sind mit denen der F i g. 1 identisch. Die Elektrode 24 ist mit dem Masseanschluß 14 verbunden, wohingegen die Elektrode 22 mit dem Vorrichtungskontakt 18 verbunden ist. Anstelle des vorbeschriebenen einzigen Kondensators 34 ist eine bestimmte Anzahl von beispielsweise drei Kondensatoren, nämlich 34Λ, 34M und 34L vorgesehen.

Die Kapazitäten der drei Kondensatoren gemäß diesem Beispiel unterscheiden sich wie folgt voneinander: — Der Kondensator 345 hat die geringste Kapazität unter den drei Kondensatoren, der Kondensator 34/. weist die stärkste Kapazität auf und der Kondensator 34Λ/ hat eine Kapazität, die zwischen der geringsten und der stärksten Kapazität liegt, wobei die absoluten Werte der Kapazitäten von deren jeweiliger Anordnung abhängig sind, ohne daß jedoch das Prinzip der hier beschriebenen Ausbildungen in irgendeiner Weise beeinflußt wird.

Der in diesen Fällen negative Pol jeder der beispielsweise polarisierten Kondensatoren 345, 34M und 34/. ist mit dem Masseanschluß 14 verbunden. In diesem Fall sind zwei Dioden 32A und 32/? vorgesehen; die Diode 32Λ gestattet einen Stromfluß vom Pluspol des Kondensators 34S zum Kondensator 34A/, die Diode 32Ö vorn Pluspol des Kondensators 34Λ1 zum Kondensator 34Z, nicht aber in der jeweils umgekehrten Richtung. Die Diode 32 ist in einer Linie und in Reihe mit der Glühlampe 16 angeordnet. Die Dioden sind derart ausgerichtet, daß sie den StromftuQ vom Pluspol der Leitung von der Stromquelle 12 zum Masseanschluß 14 gestatten, daß sie jedoch einen Stromfluß in entgegengesetzter Richtung blockieren.

Zum Beispiel ein drei Schaltstellungen aufweisender Umschaltekontakt 102 mit Unterbrechung zwischen den Schaltstellungen ist für den wahlwcisen Betrieb der Kondensatoren vorgesehen. Der Abgreifarm 108 des Schalters ist an einer nicht gezeigten Betätigungseinrichtung festgelegt, er ist jedoch in elektrischer Hinsicht davon isoliert. Der Afllenkzapfen des Abgfeifarrries 108 ist mit dem Kontakt 18 des Spandetektors 20 verbunden. In diesem Falle sind die drei ortsfesten Schalterkontakte Sl, 52 und 53 jeweils mit den Pluspolen der Kondensatoren 34S, 34M und 34/. verbunden. Eine mechanische Expansionsfeder 114 kt ortsfest an einem ihrer beiden Enden und am anderen Ende am Abgreifarm 108 des Schalters 102 befestigt; auf diese Weise spannt deren anderes Ende den Abgreifarm

Μ 108 in dessen Rückkehrstellung vor, nämlich in die Wartestellung bei Koniakt 51, falls die manuelle Betätigung des Schalters 102 wahlweise unterlassen wird oder ganz fehlt.

Der Betrieb des vorbeschriebenen Systems ist folgender: In der Wartestellung des Abgreifarmes 108 am Schaltungskontakt 5 J werden, wie in F i g. 4 gezeigt, die drei Kondensatoren 345, 34M und 34/, voll aufgeladen, und die Elektroden 22 und 24 mit deren dazwischen befindlichem Abstand 26 sind bereit für das Schließen des Kreises durch einen sich dem Spandetektor nähernden Span od. dgl. Wenn sich ein Span od. dgl. im Elektrodenabstand 26 gefangen hat und durch den Dauermagneten 23 festgehalten wird, wobei die Elektrode 22 mit der Elektrode 24 verbunden wird,

κ wobei die Elektrode 22 mit der Elektrode 24 verbunden wird, verursacht er ein Aufleuchten der Glühlampe 16, was wiederum als Warnsignal dient, wenn der Span, was seinen Querschnitt betrifft, nicht überaus klein ist und durch den Entladungsstromimpuls des Kondensators 345 zerstört wird. Sollte der Span od. dgl. jedoch nicht durch den Entladungsstromimpuls des Kondensators 345 zerstört werden, was durch fortgesetztes Aufleuchten der Glühlampe 16 angezeigt wird, betätigt eine Bedienungsperson den Schalter 102 nacheinander in die Schaltkontaktstellungen 52 und 53, wodurch die Kondensatoren mit ansteigend stärkeren Kapazitäten veranlaßt werden, sich durch den Span od. dgl. hindurch zu entladen und zu versuchen, diesen zu zerstören, vorausgesetzt, dieser weist einen Querschnitt auf, der empfänglich ist für derartige zerstörende Entladungsströme.

Die Bedienungsperson wird sich jeglicher Betätigung des Schalters über die Schalterstellung hinaus enthalten, bei welcher sich die Zerstörung eines Spanes od. dgl.

ergab. Es versteht sich von selbst, daß Hilfsmaßnahmen eingeleitet weroen, wenn das Warnlicht der Glühlampe 16 fortfährt, zu leuchten, wenn alle Schalterstellungen schon vorgenommen wurden und alle Kondensatoren entladen sind.

Aus der Konfiguration des Schaltkreises und der Bauteile gemäß Fig.4 ist ersichtlich, daß jeder Kondensator 345, 34M und 34/. mit der Leitung verbunden bleibt, während er ausgewählt wird, seine gespeicherte Energie durch den zu zerstörenden Span od. dgL zu entladen, und daß ebenso jeder darauffolgende, noch nicht erwählte Kondensator mit der Leitung verbunden bleibt. Auf diese Weise stehen mehrere wiederholbare Partikelzerstörungsvorgänge und selbst-

tätige Kondensatoraufladungcn für jede einzelne Schalterstellung 51, 52 und if'3 zusätzlich zur manuellen Wahl von hier drei spezifische Entladungen immer stärker werdender Intensität zur Verfugung. Weiterhin ist zu beachten, daß in der Anordnung gemäß ■> F i g. 4 alle Bauteile des Spandetektorsystems, außer den Elektroden 22 und 24 und des betriebswirksamen Elektrodenabstandes 26 außerhalb der Kapsel des Spandetektors 20 (wie durch Phantomlinien veranschaulicht) angeordnet sind. Diese Konfiguration ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in F i g. 5 gezeigt, bei dem mehrere vorbeschriebene Elemente in der Schaltkreisanordnung 118 enthalten sind. Die Stromquelle 12 ist mit ihrem Minuspol wieder bei 14 an Masse gelegt, während der Pluspol der Entkopplungsdiode 32 Verbunden ist. Der Minuspol der Diode 32 ist mit dem Anschluß (Knotenpunkt) 120 und von daher mit einem Anschluß der Glühbirne 16 verdrahtet: der andere Anschluß der Glühbirne 16 ist an den Anschluß 122 angeschlossen und somit an die Elektrode 22 gelegt; die Elektrode 24 ist mit dem Masseanschluß 14 verbunden. Am Anschluß 120 ist ein Abzwe'igungs-Schaltkreis vorgesehen, welcher über einen Anschluß 124 zum Pluspol des Kondensators 34 verläuft, dessen Minuspol an Masse 14 liegt. Ein normalerweise geöffneter Druckknopfschalter 126 mit z. B. zweifacher Unterbrechung, ist mit dem Anschluß 124 verbunden, und zwar mit einem seiner Anschlüsse und mit dem Anschluß 122 mit seinem anderen Anschluß.

Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels in Übereinstimmung mit der schematischen Schaltkreisanordnung 118 nach Fig. 5 ist folgende: Wenn der Schaltkreis mit der Stromquelle 12 verbunden ist, ist und bleibt der Kondensator 34 aufgeladen, und die Elektroden 22 und 24 sind bereit, den Kreis für die Glühlampe 16 zu schließen, wenn wenigstens ein nicht dargesieilter Span od. dgl. Partikel sich im durch die Elektroden 22 und 24 gebildeten Abstand 2fi gefangen hat, woraufhin die Glühlampe 16 aufleuchtet und dadurch das Vorhandensein eines Partikels anzeigt. Gewarnt durch die aufleuchtende Glühlampe 16 betätigt eine Bedienungsperson den Schalter 126 und schließt denselben wieder, wodurch eine Entladung des Kondensators 34 durch den im Abstand 26 befindlichen Span od. dgl. ausgelöst wird. Sollte der Span od. dgl. eine ausreichend kleine Qüerschnittsfläche haben, wird er zerstört, und die Birne 16 erlöscht. In diesem Falle lädt sich der Kondensator 34 wieder auf, um sofort wieder für den nachten Arbeitsvorgang bereit zu sein. Sollte der Partikel jedoch eine Querschnittsfläche aufweisen, die zu groß ist für die Möglichkeit der Zerstörung durch den Entladungsstrom des Kondensators, leuchtet die Birne 16 weiterhin auf und zeigt die Notwendigkeit von Hilfsmaßnahmen anderer Art an.

Die Konfiguration der Ausbildung gemäß Fig.5 ist eine Anordnung für solche Anwendungsmöglichkeiten, bei denen Ausfallarten erwartet werden, bei welchen große Mengen von kleinen Verschleißpartikeln anfallen. Wenn die Warnlampe, d. h. die Glühlampe 16, häufig aufleuchtet, erkennt die Bedienungsperson, z. B. ein Flugzeugpilot, daß sich ein Störzustand bzw. eine Ausfallsituation entwickelt.

Die Bauteile gemäß F i g. 5 können ebenso außerhalb der Kapsel des Spandetektors 20 (durch Phantomlinien dargestellt) angeordnet sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche·

1. Detektor für elektrisch leitfähige Abrieb- bzw. Verschleißspäne bestimmter Mindestgröße in als dem Antrieb und/oder der Schmierung dienenden ¹S Betriebsflüssigkeiten von Maschinen, bei dem im Abstand voneinander angeordnete Elektroden durch die nachzuweisenden Abrieb- bzw. Verschleißspäne überbrückbar sind und über eine Alarmeinrichtung an einer Stromquelle liegen, iu dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein an der Stromquelle (12) liegender Kondensator (34; 345, 34M, 34L) mit den Elektroden (22, 24; 80, 96) verbindbar bzw. verbunden ist und daß die Elektroden (22, 24; 80, 96) durch die Pole eines l¹". Magneten (23; 74; 74/4)gebildet sind.

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Kondensator (34; 345, 34yW, 34L) über ein rückwärts gerichtete elektrische Einflüsse von dem Kondensator auf die m Anschlußleiiuflg der Stromquelle und weitere daran angeschlossene elektrische Einrichtungen sperrendes Entkoppelbaiielement an die Stromquelie (12) angeschlossen ist

3. Detektor nach Anspruch 2, dadurch gekenn- ?'> zeichnet, daß das Entkoppelbaueiement als Diode (32) ausgebildet ist.

4. Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ableiteinrichtung für die allmähliche Entladung des in bzw. der Kondensatoren (34) nach Trennen des Detektors vor der Leitung (18) der Stromquelle (12) vorgesehen ist.

5. Detektor nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Ableiteinrifhtuns durch einen dem r> Kondensator (34) parallelgeschalteten Widerstand (36) gebildet ist.

fa. Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Kondensator (34; 345. 34K 34L), das m Entkopplungsbauelement und die Abieiteinrichtung innerhalb einer die Elektroden (22, 24; 80, 96) haltenden Kapsel (50) angeordnet sind.

7. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine i> Kondensator (34; 345, 34M, 34ZJ. das Entkopplungsbauelement und die Ableiteinrichtung außerhalb einer die Hlektroden (22, 24) hallenden Kapsel angeordnet sind, welche entsprechend festgelegte Verbindungseleklroden aufweist. "><>

H. Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kondensatoren (345, 34Λ·/, 34/J mit bestimmten, zueinander unterschiedlich abgestuften Kapazitätswerten vorgesehen sind, die ihrer Reihenfolge vom ^r>^r> niedrigsten /um höchsten Kapazitälswert nach mit HiKe einer Schalteinrichtung (102) an eine der Elektroden (22,23) anschließbar sind

9. Detektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Schalteinrichtung (102) mit «> dur Strumquellu (12) in Verbindung stehenden Anschlüsse der Kondensatoren (345, 34M, 34L) in der Reihenfolge der zunehmenden Käpzitätswcrtc über Entkopplungsclertiente, insbesondere Dioden (32/4, 32D), miteinander verbunden sind, deren <■< jeweilige Durchlaßrichtung vom Anschluß des Kondensators (345 bzw. 34M) mit dem jeweils geringeren Kapazilätswert zu dem Anschluß des Kondensators {34M bzw. 34LJ mit dem jeweils höheren Kapazitätswert gerichtet ist.

10. Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Kondensator (34) über eine handbetätigte Schalttaste (126) an eine der Elektroden (22, 23) angeschlossen ist

11. Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dali der Magnet als Dauermagnet (23, 74, 74A) ausgebildet und gegebenenfalls wenigstens gegenüber einer der Elektroden (22,24,80,96) elektrisch isoliert ist.

12. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet als von der Stromquelle gespeister Elektromagnet ausgebildet ist.

13. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6,10 und 11₁ dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen zylindrisch ausgebildete Kapsel (50) konzentrisch zu ihrer Längsachse eine zylindrische Verlängerung (66) mit einem Außengewinde (68), einen seitlich überstehenden Flansch (60), eine zylindrische obere Durchgangsöffnung (58), eine durch ein Schaltbrett (56) davon gelrennte untere zylindrische Durchgangsöffnung (57) und einen zylindrischen Durchgang mit einem weiteren, nach oben offen auslaufenden Bereich (7Q) und einem engeren Bereich (72) aufweist, der den weiteren Bereich (70) mit der oberen Durchgangsöffnung (58) verbindet, daß in den weiteren, nach oben offen auslaufenden Durchgangsbereich (70) stirnseitig ein Zentrieransatz (75) eines koaxial zur Kapsellängsachse angeordneten, zylindertopfförmigen Aufnahmebehälters (73) aus elektrisch und magnetisch leitfähigem Werkstoff eingreift, in dessen stirnseiiig nach oben offenen Aufnahmeraum der Dauermagnet (74, 74A) eingcsel/t ist, welcher die Form eines Kreisringes aufweist, der koaxial /ur Kapse !achse ausgerichtet ist und dessen oberer Innenrand bereich eine Unterlegscheibe (80) j-ts elektrisch und magnetisch leitfähigem Werkstoff trägt, deren Außenrandbereich zusammen mit dem stirnseiiig oberen Bereich (96) des Aufnahmebehälters (73) das Klektrodenpaar (22, 24) bildet, daß ein .Schraubbolzen (82) nacheinander durch die Unterlegscheibe (80), die Ringöffnung des Dauermagnelen (74, 74A), eine konzentrische zylindrische öffnung (77) im Boden des Aufnahmebehälters (73). konzentrische öffnungen einer Abslandhaliceinnchtung aus zwei elektrisch nicht leitenden Abstandhallcrn (79, 81) und einer /wischen diesen angeordneten elektrisch nicht leitenden Dichtung (76), die scheibenförmig ausgebildet und im weileren Durchgangsbcreich (70) in Kapselliingsruhiung aufeinanderfolgend .in geordnet sind, den engeren Durchgangsbereich (72). eine Abschlußschcibe (90) aus elektrisch nichtleilen dem Werksioff und einen K.ihelschuh (92) geführt ist und eine Mutter (94) aufweist, die auf das in die obere Durchgangsöffnung (58) ragende (lewindcende (88) des Schraubbol/cns (82) aufgeschraubt und gegen den Kabelschuh (92) angc/ugcn ist. wobei der Schraubbol/.en (82) nur im Bereich der Abstandhalleeiririchtung zentrisch gehallen ist und wenigstens die zylindrische Öffnung (77) im Boden des Aufnahmebehälters (73) und die Durchgangsbcrcic'he (70, 72) der Kapsel (50) mit allseitigem Abstand durchgreift, während der Kabelschuh (92) nur mit der Unterlegscheibe (80) über die Mutter (94), den

Schaft (86) und den Kopf (84) des Schraubbolzens (82) elektrisch leitend verbunden ist und der Schraubbolzen (82) über die Unterlegscheibe (80) den Dauermagneten (74; 74A) in dem Aufnahmebehälter (73) und diesen in seinem Sitz an der Kapsel (50) hält, daß an der Mantelinnenwandung der unteren Durchgangsöffnung (57) verlaufend ein hohlzylindrischer Abstandshalter (59) angeordnet ist, dessen obere Stirnseite an dem Schallbrett (56) und dessen untere Stirnseite an einer konzentrisch zur Kapsellängsachse angeordneten Stirnplatte (45) anliegt, die im Randbereich (48) der unteren Berandung der Kapsel (50) festgelegt ist und die untere Durchgangsöffnung (57) stirnseitig abschließt sowie eine zenlrische öffnung aufweist, in welcher ein elektrisches Anschlußgehäuse (46) mit wenigstens einem demgegenüber isoliert gehaltenen Kontaktstift (44) und einem außerhalb der Kapsel (50) befindlichen Außengewinde (47) gehalten ist, und daß eine an dem Schaltbrett (56) gehaltene Diode (32) an einem Anschluß mit dem wenigstens einen Kontaktstift [44) und an dem anderen Anschluß mit dem Kabelschuh (92) verbünde« ist, an welchem zusätzlich der eine Anschluß eines an dem Schaltbrett (56) gehaltenen Widerstandes (36) und der eine Anschluß eines an dem Schaltbrett (56) gehaltenen Kondensators (34) angeschlossen sind, deren andere Anschlüsse beide an Masse — wahlweise zugeführt über einen weiteren Kontaktstift (52) des Anschlußgehäuses (46) — gelegt sind.

14. Detektor nach Anspruch Ii, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (744,J von der Innenwand des lopfförmigen Aufnahmebehälters (73) durch eine Hülle (71) aus elektrisch nicht leitlahigem Material beabstandei ist.

15. Detektor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (74) aus einem elektrisch nichtleitfähigen keramischen Werkstoff besteht.