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Ventil
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Aufsicht auf ein Rückschlagventil, Fig. 7 eine perspektivische Darstellung des Anschlag-und Führungsgliedes des Ventils gemäss Fig. 6, Fig. 8 eine Teilseitenansicht der Konstruktion gemäss den Fig. 6 und 7 unter Anwendung des magnetischen Merkmals gemäss der Erfindung, wobei das Ventil in Offen stellung dargestellt ist, im Schnitt längs der Linie VIII-VIII gemäss Fig. 6, Fig. 9 eine Fig. 8 ähnelnde Ansicht im Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 6 und Fig. 10 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Belastungseigenschaften des erfindungsgemässen Ventils im Vergleich zu den Belastungseigenschaften der herkömmlichen Ventile dieser Art.
Obgleich in der folgenden Beschreibung bestimmte Ausdrücke verwendet werden, sollen diese keinesfalls den Rahmen der Erfindung einschränken, sondern lediglich zur deutlichen Beschreibung der speziellen, in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen dienen.
Gemäss den Fig. 1 und 2 weist das erfindungsgemässe Ventil einen Ventilsitz--20--mit eingeschraubtem Schaft--21--auf, auf welchen mit Abstand über dem Ventilsitz--20--ein Schutzteil bzw. ein Ventilanschlag --22-- in ortsfester Lage aufgeschraubt ist. Der Ventilsitz
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istMetallschicht--25--und einer unteren Metallschicht--26--eine Zwischenschicht--27--aus magnetischem Gummi angeordnet ist.
Für die Erfindungszwecke brauchbarer magnetischer Gummi kann auf verschiedenartige Weise hergestellt werden und ist ein in der Gummi-Industrie gebräuchliches, handelsübliches Produkt. In einer speziellen Ausführungsform wird der Gummi in der Weise gegossen, dass er eine grosse Anzahl von äusserst feinverteilten magnetischen Bariumferritteilchen umschliesst. Unabhängig von seinen magnetischen Eigenschaften besitzt magnetischer Gummi die üblichen Eigenschaften von Gummi, so dass er sich leicht verformen lässt und seine ursprüngliche Gestalt wiederholt elastisch einzunehmen vermag.
An der Unterseite des Ventilanschlags-22-ist ein magnetischer Ring-30-mit gegenüber der Magnetgummischicht--27--entgegengesetzter magnetischer Polarität montiert und in der Hin-
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bestehen.
Bei einer Verschiebung der Ventilscheibe --24-- in ihre unterste Stellung gelangt sie in Anlage an den Ventilsitz--20--und verhindert einen Fluidumdurchfluss durch die Durchlässe--23--. In der oberen Stellung der Ventilscheibe--24--kommt ihr gewölbter Abschnitt --31-- in Berührung
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Es hat sich herausgestellt, dass die vorstehend beschriebene magnetische Ventilkonstruktion besondere Vorteile bezüglich der Belastungseigenschaften bietet. In Fig. 10 sind in ausgezogener Linie die Betriebseigenschaften eines Ventils gemäss den Fig. 1 und 2 dargestellt, während die strichpunktierte Linie die Last-Weg-Kurve für ein ähnliches Ventil veranschaulicht, das jedoch eine zwischen der Ventilscheibe und dem Ventilanschlag angeordnete Schraubenfeder verwendet. Wie an Hand der ausgezogen eingezeichneten Linie gemäss Fig. 10 erkennbar ist, bewirkt bei der Verschiebung des Ventils aus seiner Schliessstellung in die Offenstellung, d. h. gemäss Fig. 10 nach links, eine geringfügige Erhöhung der Ventilbelastung, d. h. der durch das Fluidum auf das Ventil ausgeübten Kraft, eine beträchtliche Ventilverlagerung.
Tatsächlich wird der grösste Teil der Ventilverlagerung durch einen nur kleinen Bruchteil der endgültigen Ventilbelastung hervorgebracht. Das letzte Zehntel eines Zentimeters der Ventilverlagerung kann nur durch eine starke Vergrösserung der Ventilbelastung durchgeführt werden.
Im Gegensatz hiezu ist bei den federbelasteten Ventilen, sofern nicht eine kostspielige Mehrfach-Federkonstruktion angewandt wird, die Verlagerung der Ventilscheibe mehr proportional zur Ventilbelastung. Die überraschenden Eigenschaften, wie sie erfindungsgemäss erzielt werden und in Fig. 10 veranschaulicht sind, sind für Ventile dieser allgemeinen Art höchst vorteilhaft.
In Fig. 3 wird ein Ventil gemäss der USA-Patentschrift Nr. 2, 754, 844 gezeigt, wobei erfindungsgemäss jedoch, wie erwähnt, die Ventilscheibe --40-- aus drei Lagen bzw. Schichten.
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nämlich aus zwei Aussenschichten-41 und 42-aus Metall oder Kunststoff sowie einer Zwischenschicht --43-- aus magnetischem Gummi besteht. Ebenso ist am Ventilanschlag-45--
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die Ventilscheibe ständig abstösst und in zentrierter Stellung hält, wodurch ein Verschleiss an den Rändern der Ventilscheibe auf ein Mindestmass herabgesetzt wird.
Die Fig. 6 bis 9 zeigen eine Ventiltype nach der USA-Patentschrift Nr. 2, 727, 531.
Erfmdungsgemäss besteht jedoch hiebei der in den Fig. 8 und 9 erkennbare Ventilring --50-- aus äusseren Metallschichten-51 und 52-in Verbindung mit einer mittleren Schicht aus magnetischem Gummi--53--. Ein Ventilanschlag --54-- ist oberhalb des gewölbten Abschnittes des Ventilringes
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ganzen Umfang herum ständig abgestossen und somit unter Verminderung eines Randverschleisses des Ventilringes in zentrierter Lage gehalten wird.
Selbstverständlich kann eine erfindungsgemäss aufgebaute Ventilkonstruktion von beliebiger Bauart sein und kann die Erfindung bei einer solchen Konstruktion als Ersatz für die herkömmlichen Federn angewandt werden. Die Erfindung vermag bei aus Metall, Kunststoff, Gummi oder andern Werkstoffen oder Kombinationen solcher Werkstoffe hergestellten Ventilkonstruktionen wirksam zu arbeiten. Obgleich auch herkömmliche metallisch Magnete angewandt werden können, ist es wesentlich, in der Ventilscheibe oder im-anschlag oder im Ventilsitz oder in jeder beliebigen Kombination dieser Teile nachgiebige Gummibauteile zu verwenden, da die nachgiebigen Eigenschaften des Gummis in Verbindung mit den Belastungskurven-Eigenschaften gemäss Fig. 10 eine unerwartet lange Ventil-Betriebslebensdauer gewährleisten.
Obgleich vorstehend bestimmte Konfigurationen für die Magnete des Ventilanschlages und anderer Teile dargestellt sind, können diese Magnete ersichtlicherweise entweder an den Ventilteilen befestigt werden oder können diese magnetischen Materialien selbst unter Verwendung entsprechender Werkstoffe in diese Teile einbezogen sein. Keramische Magnete sind im Hinblick auf ihre Temperaturbeständigkeit vorteilhaft und bieten ausserdem je nach den Betriebserfordernissen einen weiten Auswahlbereich für die Bauteile.
Bei einem einen an sich bekannten Schaft aufweisenden Ventil kann ersichtlicherweise der Schaft selbst einen Magneten darstellen oder nichtmagnetisch, jedoch auf passende Weise mit einem magnetischen Material versehen sein.
Selbstverständlich kann die Ventilscheibe in Anlage an seinen Ventilsitz abgestossen oder durch ein Magnetglied an seinen Ventilsitz angezogen werden. Tatsächlich kann eine kombinierte Abstossung und Anziehung gleichzeitig angewendet werden, um eine weitreichende Variierung der Grösse der erforderlichen Belastung zu erlauben.
Der durch die erfindungsgemässe Magnetkonstruktion erreichte, in Fig. 10 veranschaulichte augenfällige Effekt der Verhinderung eines Anschlagens gewährleistet jedoch in Verbindung mit der Dämpfung der magnetischen Ventil-Schichtanordnung wesentlich verbesserte Leistungsfähigkeit und Betriebslebensdauer des Ventils.
Das erfindungsgemässe Ventil kann jede beliebige Anzahl von zwischengefügten Magnetgummischichten aufweisen, welche in zahlreichen Fällen auch die den Ventilanschlag und den Schaft berührenden Aussenschichten bilden können. Beispielsweise können die Schichten-25 und 26-- gemäss Fig. 2 aus magnetischem Gummi bestehen, während die Schicht --27-- aus Metall, Kunststoff od. dgl. besteht.
Obgleich die Erfindung vorstehend in Verbindung mit bestimmten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben ist, sind selbstverständlich zahlreiche Änderungen und Abwandlungen, wie ersatzweise Verwendung von äquivalenten Teilen, Anwendung gewisser Merkmale unabhängig von andern Merkmalen und Umkehrung von Teilen, möglich, ohne dass der Rahmen und der Grundgedanke der Erfindung verlassen werden.
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