-
Permanentmagnetisdies Filter Filter werden benutzt, um beispielsweise
Verschmutzungen. aller Arten aus flüssigen und gasförmigen Nledien auszuscheiden.
Vor allen Dingen im Kraftmaschinen-, Werkzeugmaschinen-, Getriebe-, Turbinen- und
allgemeinen Maschinenbau und überalt dort, wo ebenfalls ein Öl- oder sonstiger
Flüssigkeitsurnlauf oder auch ein gasförrniger Umlauf oder Durchlauf vorhanden ist,
werden solche Filter verwendet.
-
Die Verschinutzungen können je nach Verwendung und Herkunft
der verschiedensten Medien, beispielsweise je nachdem ein Oltimlauf in der
Kraftmaschine oder im Getriebe oder in der Härterei usw, verwendet wird, eine unterschiedliche
Zusammensetzung haben. Die meist vorkommenden Verschmutzungen je nach Verwendungszweck
des zu filtrierenden Mediums setzen sich zusammen ans Flusen, Stoffasern, Holzfasern,
Staub, Sand, Eisen- und Nletallabriehe, Zunder, Ölkohle und sonstige Alterungsrückstände
usw. Durchweg sind in diesen Verschmutzungen feine und feinste, bis mikroskopisch
feine Eisenabriebe und Eisenoxydteilchen vorhanden, die sich mit den Verschrnutzun
'gen oben beschriebener Art vermengen und mehr oder weniger stark diesen wie ein
feiner Flimmerüberzug anhaften.
-
Z,
Zur Abscheidung dieser Verschmutzungen wurden bisher die
-verschiedensten Arten mechanischer Filter, wie Siebfilter, Plattenfilter, Spattfilter,
Saugfilter usw., benutzt, die zwar gröbere Verschmutzungen festhalten, aber feine
bis mikroskopisch feine Abriebe von beispielsweise Eisen, Metallen und Sand durchlassen,
welch letztere in Maschinenteilen, beispielsweise in Zylinderwänden, aufeinandergleitenden
Maschinenelernenten, Druckschmierlagern ii,#w. züi VerschleiB und Störungen führen.
In
neuerer Zeit ist man schließlich dazu übergegangen, Eisenabriebe durch zusätzliche
permanentmagnetische Filter der verschiedensten Art abzufangen, um eine zusätzliche
Sicherheit gegen Verschleiß zu haben. Die permanentmagnetischen Filter arbeiten
meistens über Luftspalte, in denen ein permanentmagnetisches Kraftfeld besteht,
an dem das zu filtrierende Umlaufmedium vorbeifließt. Hierbei ist festgestellt worden,
daß neben magnetisierbaren Verschmutzungen, wie Eisenabriebe, auch andere antimagnetische
Teilchen, wie Sand, Stoff- und Holzfasern, Olkohle, Metallabriebe usw., mit festgehalten
werden. Das kommt, wie schon eingangs erwähnt, daher, daß kleine bis mikroskopisch
feine Eisen- und Eisenoxydteilchen sich in den züi filtrierenden 'Medien mit antimagnetischen
Verschmutzungen mischen, verankern und verkleben, so daß auch diese Teile mit in
das magnetische Feld hereingezogen und festgehalten werden. Da die permanentmagnetischen
Kraftfelder in den gebildeten permanentmagnetischen Luftspalten permanentmagnetischer
Filter ans Magnetkonstruktionsgründen meistens mehr oder weniger sehr weitläufig
gehalten werden müssen, ist auch hier die Filterung aller Teile, also antimagnetischer
und magnetisierbarer Teile, noch sehr problematisch, weil immer noch Verschmutzungen,
insbesondere antimagnetischer Teile, soweit sie nur mit wenig feinen Eisenabrieben
behaftet sind, durchgelassen werden. Man ist deshalb dazu übergegangen, die Filterung
zu kombinieren und dem permanentmagnetischen Filter Sieb- oder sonstige mechanische
Filtersysterne vor bzw. nachzuschalten. Aber auch hier war eine restlose Befriedigung
nicht zu erzielen, weil immer noch Teile allerfeinster Art durchgelassen werden
und zu Verschleißstörungen und sonstigen Störungen in Maschinenaggregaten führen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Übelstand zu beheben.
Sie geht davon aus, daß alle Verschmutzungen magnetisierbarer und antimagnetischer
Art in dem zu filtrierenden Medium als Konglomerat mehr oder weniger fest verbunden
vorhanden sind. Wenn es gelingt, ein sehr feines permanentmagnetisches Labyrinth
züi schaffen mit vielen kleinen, engen, stark magnetischen Feldern, durchwelches
das zu filtrierende Medium zwangsweise durchgedrückt wird, so werden sowohl antimagnetische
als auch magnetisierbare Teilchen, ferner mikroskopisch feine Teilchen in den engen
permanentmagnetischen Kraftfeldern restlos festgehalten. Dies ist ein großer Fortschritt
gegenüber dem bisher auf dem Gebiet der Filterung Geschaffenen, und alle Lücken,
die bisher trotz Verbesserung noch vorhanden waren und der Praxis vor wie nach viel
Schwierigkeiten bereiten, wäre damit geschlossen.
-
Einer solchen permanentmagnetischen Filterkonstruktion stand bisher
entgegen, daß es technisch nicht möglich ist, derartig kleine Einzelpermanentsysteme
als Einheit zusammengefaßt mit genügender magnetischer Leistung für den gedachten
Zweck zu erzeugen, und selbst wenn es möglich wäre, derartig kleine Filtersysteme
zu schaffen, so dürfte die mit den heutigen bekannten magnetischen Werkstoffen zu
erzielende ma-netische Kraft aus Mangel an mab grietischerMasse sogeringlügig sein,
daß derFilterungserfolg vor allen Dingen bei Vorhandensein von nur wenig Eisenabrieb
praktisch gleich Null wäre.
-
Die Erfindung beruht auf einem besonderen magnetischen Effekt, um
mittels eine,-, einzelnen bzw. auch mehrerer starker Magneten trotzdem die oben
aufgestellte Forderung- zur Schaffung eines vielfachen engen magnetischen Lab rinths
mit verhältnismäßig t' y starken Kraftfeldern zu erfüllen, und besteht darin, daß
in dem von den Polkappen gebildeten Hauptkraftfeld koaxial zum Magnetstab abwechselnd
weichmagnetische und antimagnetische Ringplatten eingebaut sind.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung-in mehreren Beispielen dargestellt.
-
Nimmt man gemäß Fig. i einen verhältnismäßig großen, starkmagnetischeil
Magnetstab oder Magnetkern NS, vorzugsweise aus Alni- oder Alnicomagnetstahlqualität,
und deckt die beiden Enden des Magnetstabes mit den magnetischen Polen
NS mit Weicheisenpolkappen, die den Magnetismus leiten, ab, so entsteht an
der Peripherie der weichmagnetischen Polkappen jeweils eine N'- bzw. S'-Polarität,
die sich über dem großen, zwischen den beiden Weicheisenpolkappen N'S' gebildeten
Luftspalt kurzzuschließen versucht. Zwischen den beiden weichmagnetischen Polkappen
N'S' herrscht also ein permanentmagnetisches Kraftfeld.
-
Fig. 2 und 3 zeigen das gesamte Bild des permanentmagnetischen
Filters in einem Durchlaufgehäuse. Auch hier sind der Magnetstab oder Magnetkern
i mit den magnetischen Polen NS sowie die den Magnetismus leitenden weichmagnetischen
Polkappen N'S' aufgeführt. Die untere weichmagnetische Polkappe S'3 ist aus Durchflußgründen
für das durchfließende Medium als Ring mit Durchbrüchen ausgebildet und der 'Magnetkern
NS i daran befestigt und starr verbunden. Der N-Pol des Magnetkernes i ist
noch mit einer weichmagnetischen, den Magnetismus leitenden Polscheibe 2 a fest
verbunden. Die Polscheibe 2 a des N-Poles dient als Anlegeplatte an die Polkappe
N' 2.
Die Klscheibe 2 a, der Magnetkern 1 und der Polring
S'3 bilden eine einzige fest verbundene Einheit, Durch die obere Polkappe 2 führen
mehrere Distanzbolzen 4 aus antimagnetischem Material. Statt der Distanzbolzen können
auch zvlindrische perforierte Körper als Distanzhülse aus antimagnetischem Material
genommen werden. Distanzbolzen 4 und obere weichmagnetische Polkappe 2 mit den dazwischenliegenden
weichmagnetischen und antimagnetischen Ringplatten und Distanzscheiben bilden zweckmäßig
ebenfalls eine Einheit, und zwar in der Weise, daß über die Distanzbolzen 4 mit
oberer Polkappe N' 2
abwechselnd dünne Ringplatten 5 einmal
aus Weicheisen, also aus weichmagnetischem Material, das andere Mal aus antimagnetischem
'Material, beispielsweise Messing, übergeschoben werden.
-
Der Magnetstahlkern NS i mit unterem Polring S'3 und oberer
Polscheibe 2 a als Einheit, werden nun über die Distanzbolzen, mittels Bohrungen
des unteren Polrings S'3, derart aufgeschoben, daß der Magnetkern NS
i mit Polscheibe 2 a in die obere Polkappe N'2 zum Anliegen kon)nit und die
Ring , platten 5
aus Weichstahl bzw. Messing zwischen
der Polkappe N'2 und dem Polring S'3, also im Kraftfeld, zu liegen kommen.
-
Die dünnen Ringplatten 5 aus weichmagnetischem Stahl bzw. Messing
können noch zwecks Verbesserung des Durchganges der zu filtrierenden Medien ein-
oder zweiseitig mit kleinen Erhöhungen (Sicken) versehen sein, wie sie Fig. 4 unter
a, b, c, d, e und f aufgezeichnet sind. Auch können
zur Verbesserung des Filterungsdurchganges die Ringplatten 5 mit Erhöhungen
aufgepunktet werden, wie sie in Fig. 5 unter g, h und
i aufgezeichnet sind, versehen werden. Weiterhin können zur Verbesserung des Durchganges
an Stelle der antimagnetischen Ringscheiben als Einheit für sich kleine Distanzplättchen
zwischen die Ringplatten 5
gelegt bzw. durch Cberschieben über die Distanzbolzen
4 eingebracht werden, wie sie in Fig. 6 und 6 a unter im Prinzip dargestellt
sind.
-
Der Magnetkern NS i kann auch durch mehrere Magnetkerne, z.
B. in Bündelform, ersetzt werden (s. Fig. 7 und 7a). Die Magnetkerne können
runde, eckige, ovale, zylindrische oder sonstige Querschnittsformen haben (s. Fig.
8).
-
Das magnetische Filtersystem kann noch mit einem mechanischen Filter
vereinigt werden, z. B. durch Umbauen mittels eines Siebkörpers gemäß Fig. 2, um
gröbere Verschmutzungen vorab abzufangen, damit der eigentliche permanentmagnetische
Filter vor vorzeitiger Verstopfung geschützt ist. Der Siebkörper kann auch durch
sonstige mechanisch wirkende Filter, wie Platten- oder Spaltfilter usw., ersetzt
werden. Ebenfalls ist es möglich, aus den gleichen Gründen mechanisch wirkende Filter
nachzuschalten.
-
Das permanentmagnetische Filtersystem ist in Fig. 2 in ein Gehäuse
8 eingesetzt, welches zweckmäßig aus antimagnetischem Material, z. B. aus
Aluminium oder Messing usw., hergestellt ist. Es kann auch aus magnetisierbarem
Material hergestellt sein, wobei eine gewisse magnetische Beeinflussung möglich
sein kann. Das Gehäuse 8 ist oben durch den Deckel 9
abgeschlossen.
Am Gehäuse 8 befinden sich noch die Ein- oder Auslaßstutzen io und ii für
die zu filtrierenden Medien. Sie können in der Flußrichtung beidseitig entweder
als Einlaß oder Auslaß benutzt werden.
-
Das permanentmagnetische Kraftfeld zwischen den weichmagnetischen
Polkappen N'S' wird sich bei dem beschriebenen und in Fig. 2 gezeichneten permanentmagnetischen
Filtersystem auf dem Wege des geringsten Widerstandes, d. h. über die weichmagnetischen
Ringplatten 5 kurzzuschließen versuchen. Da die Ringplatten 5 aus
ferromagnetischem Eisen, aber durch die mit Abstandhaltern versehenen Ringplatten
5 aus antimagnetischem Material, beispielsweise Messing, voneinander isoliert
sind, entstehen kleine magnetische Luftspalte, die das permanentmagnetische Kraftfeld
zwischen den Polkappen N' 2 und S' 3 überspringen muß, um sich kurzzuschließen.
Es entstehen also in diesen engen Luftspalten durch das Überspringen des Magnetismus
von N' nach S'
verhältnismäßig kräftige permanentmagnetische Kraftfelder,
die wie ein permanentmagnetisches Labyrinth wirken und jede Verschmutzung festhalten
und binden.
-
Das zu filtrierende Medium, beispielsweise 01, tritt beispielsweise
bei dem oberen Stutzen io in das Durchlaufgehäuse ein, wird durch die engen Spalten
der permanentmagnetischen Kraftfelder in den Hohlraum des perrnanentmagnetischen
Systems, in dem sich der Magnetkern NS i befindet, gedrückt oder gesogen
und läuft gereinigt durch die Bohrungen des Polrings S' 3 durch den unteren
Stutzen ii ab.
-
Die Reinigung des Systems ist sehr einfach. Der Deckel 9 des
Durchlaufgehäuses 8 wird abgenommen, das permanentmagnetische System in seiner
Gesamtheit herausgezogen, die Befestigungsschrauben der Distanzbolzen gelöst, die
starr verbundene Filtereinheit, unterer Polring S' 3 mit Magnetkern
NS i und Polscheibe 2 a abgezogen. Daraufhin können die Ringplatten
5 über die Distanzbolzen 4 abgezogen und gereinigt werden. Das Ganze wird
dann rückläufig in derselben Reihenfolge wieder zusammengebaut.