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Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung magnetischer Teilchen in
unmagnetischen Stoffen mittels eines äußeren, im wesentlichen räumlich begrenzten
magnetischen Feldes, durch das der zu untersuchende Stoff hindurchgeführt wird Magnetische
Körper, die ein magnetisches Feld durchtreten, verursachen bekanntlich Störungen
in diesem. Diese Störungen werden häufig dazu benutzt, um das Vorhandensein magnetischer
Körper in einem Raume festzustellen, indem man die verursachten Störungen dazu benutzt,
um beispielsweise über einen elektrischen Stromkreis eine Anzeigevorrichtung zum
Ansprechen zu bringen. Nachteilig ist bei diesen bekannten Anordnungen, daß durch
jeden in räumlicher Nähe auftretenden magnetischen Körper die Anzeigevorrichtung
zum Ansprechen gebracht wird. Es besteht dabei keine Möglichkeit, magnetische Teile
in unmagnetischen Körpern oder Räumen von begrenzten Ausmaßen festzustellen, ohne
daß auch andere zeitweilig in der Nähe befindliche magnetische Teile den Signalvorgang
auslösen. Man ging daher dazu über, magnetische Teilchen in unmagnetischen Stoffen
mittels eines äußeren im wesentlichen räumlich begrenzten Magnetfeldes festzustellen.
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Erfindungsgemäß wird in einem magnetischen Feld ein magnetischer Körper
derart angeordnet, daß er beim Durchführen eines in dem Prüfling befindlichen magnetischen
Fremdkörpers durch das Magnetfeld eine kleine Bewegung, z. B eine Drehung, ausführt
und dadurch einen elektrischen Stromkreis q.2 schließt, der die Bewegung des Prüflings
12 unterbricht. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt einen Teil einer Asbestdraht-Krempelmaschine, an der
die Vorrichtung angebracht ist, sowie insbesondere die zum Stillsetzen der Maschine
erforderlichen elektrischen und mechanischen Einrichtungen.
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In Abb. 2 ist die - magnetische Kontrollvorrichtung in Aufsicht und
in Abb.3 im Schnitt in vergrößertem Maßstabe gezeigt.
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In der Krempelmaschine. in Abb. i tritt der Draht io in die Krempelkammer
ii am Boden ein, wird dann mit Hilfe der Bürsten 15 mit Asbest 1q., der in loser
Form zur Maschine gelangt, umkleidet und verläßt die Maschine über eine Abzugsscheibe
13, um bei einer anderen Maschine evtl. weitere Isolationsschichten zu erhalten.
Die Bürsten 15 sind konzentrisch um den Draht io angeordnet und drehen sich sowohl
um ihre eigenen Achsen parallel zum Draht als auch insgesamt um den Draht und bringen
auf diese Weise eine gleichmäßige Asbestlage auf den Draht auf. Hinter den Bürsten
passiert der Draht zunächst eine Lehre 32, mit deren Hilfe unzulässige Verdickungen
der Isolation festgestellt werden sollen, und darauf die magnetische Kontrollvorrichtung
16, die die in der Asbestlage eingebetteten Fremdkörper feststellen und die Maschine
anhalten soll.
Der Antrieb der Krempelmaschine 11 erfolgt durch
den - Elektromotor 17 über die Schnecke 18. und die Zahnräder 1g und ao. Die Trommel
13- wird- gleichzeitig über die Kegelräder 21 und 22 und das Zahnrad 23 angetrieben.
In dieser Antriebsanordnung befindet sich eine elektrische Bremse 24, die gelöst
ist, wenn das Solenoid 25 erregt ist. Die Zuleitung 26 zu dem Motor 17 enthält einen
elektromagnetischen Schalter 28, der geschlossen ist, wenn sein Solenoid 29 erregt
ist. Die Solenoide 25 und 2g werden normalerweise über das Relais 3o beim Einschalten
des Hauptschalters 27 erregt, so daß der Schalter 28 geschlossen ist und die Bremse
24 offen ist.
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Das Relais 30 wird seinerseits durch die Vorrichtung 16 in
Tätigkeit gesetzt, wenn ein magnetisches Teilchen in der Isolierhülle 12 vorhanden
ist. Wird das Relais 3o erregt, so werden die Solenoide 25 und 29 stromlos und dadurch
der Motorstromkreis automatisch geöffnet und die Bremse 24 in Tätigkeit gesetzt.
Gleichzeitig kann auch der Stromkreis einer Signallampe 31 oder eines akustischen
Signals geschlossen werden.
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Um die Vorrichtung 16 vor Beschädigungen zu schützen, befindet sich
vor ihr eine gabelartige Vorrichtung 32, die das Vorhandensein unerwünschter Verdickungen
des Asbestes auf dem Draht, herrührend von unvollständiger Krempelung, feststellen
soll. Beim Berühren der Gabel 32 wird der Kontakt 39 geschlossen und damit
ebenfalls das Relais 3o erregt und die Maschine stillgesetzt.
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Auf den Abb. 2 und 3 sind die Einzelheiten der beiden Kontrolleinrichtungen
16 und 32 in größerem Maßstabe dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus zwei Messingplatten
35 und 37, zwischen denen sich eine Zwischenplatte 36 aus Isolierstoff befindet.
Die Platte 35 ist geschlitzt und mit Aussparungen versehen, um den Kontakthebel
32 des Verdickungsanzeigers aufzunehmen. Der Hebel 39, ist an seinem oberen Ende
bei 38 befestigt, während sein freies Ende gabelförmig 4o ausläuft. In der Mitte
trägt der Hebel einen Kontakt, der beim Bewegen der Gabel 4o auf den festen Kontakt
39 trifft und damit den Stromkreis 42 schließt. Hinter der gabelförmigen
Lehre 4o läuft der Draht 1ö durch eine U-förmige Ausnehmung, die sich in dem unteren
Teile der Messingplatten 35 und 37 befindet und die durch eine entsprechend ausgebildete
Rinne 41 aus Messing oder ähnlichem unmagnetischem Werkstoff verlängert ist. Die
lichte Weite dieser Ausnehmung ist nur wenig größer als die normale Stärke der Asbestisolierung
12. Die Gabel 4o wird durch etwaige auf dem Draht befindliche Verstärkungen, die
durch die Ausnehmung nicht hindurchgehen würden, mitgenommen und bewirkt durch Schließen
des Kontaktes 39 ein Stillsetzen der Maschine. Die gabelförmige Lehre 4o
muß in einem genügend großen Abstand vor der magnetischen Vorrichtung angeordnet
sein, damit ausreichend Zeit zum Stillsetzen der Maschine vorhanden ist, bevor die
verdickte Isolationsstelle die Rinne 41 erreicht und dort Beschädigungen verursacht.
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Auf der anderen Seite der Vorrichtung ist ein permanenter Magnet 44
in Hufeisenform angeordnet, zwischen dessen Polen sich ein in Steinen drehbar gelagerter
Körper 45 befindet. Das eine Ende dieses Körpers besteht aus magnetischem Material
und ist so ausgebildet, daß es die Rinne 41 gabelförmig umfaßt. Die Breite der Gabelfinger
beträgt etwa i mm, ihre Stärke ist wesentlich geringer. Das andere Ende des Körpers
45 besteht aus einem Draht mit rechtwinklig abgebogenem Ende 47, das, wenn der Körper
45 in seinen Lagern um einen geringen Betrag im Uhrzeigersinne gedreht wird, in
einen Quecksilberkontakt 48 eintaucht. Der Körper 45 ist durch eine Spiralfeder
49 über den aus nichtmagnetischem Metall bestehenden Körper 5o und die Platte 37
mit dem einen Pol der Zuleitung 42 verbunden. Der Quecksilberkontakt 48, der in
seiner Höhe verstellbar und gegen die Platte 37 isoliert ist, ist mit dem anderen
. Ende der Zuleitung verbunden.
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Wird der Kontakt 48 geschlossen, so kann durch die Spirale 49 ein
Gleichstrom, der aus der Stromquelle 34 gespeist wird, hindurchfließen, und der
Stromfluß durch die Spirale erzeugt ein magnetisches Feld, das zusammen mit dem
Feld des permanenten Magneten 44 eine Drehung des Körpers 45 verursacht. Durch Wahl
der Stromrichtung in der Spiralfeder kann man es erreichen, daß der Kontakt 48 entweder
dauernd geschlossen bleibt oder fortwährend geöffnet und wieder geschlossen wird.
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Gelangt ein kleines Stück eines magnetischen Materials, z. B. der
Teil einer Stahlborste, in der Asbesthülle in den Bereich des Feldes des Magneten
44, so wird das Gleichgewicht des Kraftflusses, der den Raum zwischen den Polen
des Magneten ausfüllt, gestört. Der Kraftlinienfluß sucht sich den Weg des geringsten
Widerstandes, der in jedem Augenblick durch die Lage des' sich bewegenden, störenden
Teilchens bestimmt ist. Gleichzeitig wird die Gabel 46, die sich in Richtung der
Achse des Drahtes frei bewegen kann, eine entsprechende Stellung einnehmen. Bei
einer Bewegung des Drahtes von rechts nach links wird sich somit die Gabel 46 zuerst
nach rechts und dann zusammen mit dem magnetischen Teilchen nach links bewegen,
wobei gegen Ende dieser Bewegung der Kontakt 48 geschlossen wird. Je nachdem,, in
welcher Richtung der Strom in der Spirale 49 fließt, wird der Kontakt 48 so lange
geschlossen bleiben,
bis der Stromkreis an irgendeiner Stelle von
Hand unterbrochen wird, oder der Kontakt wird so lange abwechselnd geöffnet und
geschlossen werden, bis das magnetische Teilchen außerhalb der Einflußsphäre des
Magnetfeldes gelangt ist.
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Das Zusammenarbeiten der magnetischen Vorrichtung mit dem elektrischen
Antrieb der Krempelmaschine geschieht auf folgende Weise Das Relais 3o, das normalerweise
unerregt ist, wird durch Schließen der Kontakte 39 oder 48, je nachdem, ob es sich
um eine unzulässige Verstärkung der Isolierung oder um einen eingeschlossenen Fremdkörper
handelt, unter Strom gesetzt, dadurch wird der Motorschalter 28 geöffnet und die
Bremse 24 in Tätigkeit gesetzt. Auf diese Weise kann ein Draht, der sich mit einer
Geschwindigkeit von etwa 2 m. pro Minute bewegt, auf einem Bremsweg von etwa 5 cm
angehalten werden. Die Vorrichtung arbeitet auch noch bei Drahtgeschwindigkeiten
bis zu 6 m pro Minute einwandfrei.
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Für den Fall, daß der Kontakt 48 intermittierend geschlossen wird,
ist das Relais 30 mit einer Dämpfungseinrichtung 33 versehen, die eine entsprechend
intermittierende Bewegung des Relais verhindern soll, so daß die Stromkreise, die
durch die anfängliche Betätigung geöffnet waren, offen bleiben. Die Kontakte in
dem Stromkreis der Signaleinrichtung 31 werden vorteilhaft so angeordnet, daß sie
durch die intermittierende Erregung des Relais abwechselnd geöffnet und geschlossen
werden, so daß ein intermittierendes Signal gegeben wird. Nach Entfernen der Störung
bewegen sich die magnetische Vorrichtung und das Relais 30 von selbst wieder
in ihre Normallage, und die Maschine kann wieder in Betrieb genommen werden. Zweckmäßig
wird parallel zu dem Kontakt 48 ein Kondensator 52 geschaltet.
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Die magnetische Vorrichtung kann auch als transportable Einrichtung
verwendet werden, indem man sie längs des zu prüfenden Stoffes bewegt. Die Abmessungen
können entsprechend der Größe des zu untersuchenden Drahtes verändert werden.
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Die Vorrichtung kann auch dazu dienen, Unregelmäßigkeiten in magnetischen
Werkstoffen, wie z. B. verborgene Fehler in einem Stahlkabel, nachzuweisen.