DE1276932B - Vorrichtung zur UEberwachung eines Drucks oder einer Druckdifferenz - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOIl

Deutsche KL: 42 k -14/01

Nummer: 1 276 932

Aktenzeichen: P 12 76 932.3-52 (L 48267)

Anmeldetag: 13. Juli 1964

Auslegetag: 5. September 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung eines Drucks oder einer Druckdifferenz und zum Anzeigen einer Druckänderung mit einem durch den zu überwachenden Druck oder die Druckdifferenz primär bewegten ersten Permanentmagneten, der in Abhängigkeit von seiner Stellung einen schnappartig von einer Endstellung in die andere übergehenden, die Anzeige der Druckänderung bewirkenden zweiten Permanentmagneten entgegen einer Vorspannung in angezogener Stellung halten kann, nach Patent 1 233 621.

Die Vorrichtung des Hauptpatents ist dadurch gekennzeichnet, daß der erste Permanentmagnet in Richtung auf den zweiten Permanentmagneten bzw. in entgegengesetzter Richtung vorgespannt ist und daß der zu überwachende Druck oder die zu überwachende Druckdifferenz dieser Vorspannrichtung entgegen auf den ersten Permanentmagneten wirkt.

Eine derartige Vorrichtung eignet sich beispielsweise zur Anzeige, daß ein Filterelement beladen ist und eine Auswechslung erforderlich ist, da der Druckabfall am Filter proportional zur Anhäufung von Schmutz auf demselben ansteigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung des Hauptpatents weiter zu verbessern, um falsche Anzeigen infolge einer zufälligen Betätigung, beispielsweise durch Schwingung oder Stoß zu verhindern und auch ein zufälliges Rückkehren des Anzeigegerätes in die nicht anzeigende Stellung, wenn eine wirkliche Druckanzeige gegeben worden ist.

Es ist bereits eine Drucküberwachungseinrichtung bekannt (britische Patentschrift 664 333), bei welcher ein durch einen Druck bewegter erster Magnet auf einen unter Federspannung stehenden zweiten Magneten einwirkt, um diesen angezogen zu halten oder bei Druckerniedrigung und resultierender Verschiebung des auf einem Balg montierten ersten Magneten schnappartig freizugeben, so daß der zweite Magnet unter Einfluß der auf ihn wirkenden Federspannung in eine Anzeigelage gelangt. Die bekannte Anordnung dient dazu, eine Anzeige zu liefern, falls der auf den Balg wirkende Druck unter einen vorgegebenen Wert sinkt, jedoch ist sie weder zur Anzeige eines Druckanstiegs noch, zur Anzeige einer Druckdifferenz geeignet. Um dies zu ermöglichen, wäre es bei der bekannten Anordnung erforderlich, eine zusätzliche Leitung zum Balginneren vorzusehen, die wahlweise angeschlossen wird, je nachdem ob ein Druckanstieg oder ein Druckabfall gemessen werden soll.

Differenzdruckmesser, die ebenfalls ohne Verwendung eines Balgs mit einem federbelasteten Kolben arbeiten, dessen beide Seiten verschiedenen Drücken Vorrichtung zur Überwachung eines Drucks
oder einer Druckdifferenz

Zusatz zum Patent: 1 233 621

Anmelder:

Lloyd and Hillman Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Abitz und Dr. D. Morf,

Patentanwälte,

8000 München 27, Pienzenauer Str. 28

Als Erfinder benannt:

Mathias Paul Leopold Siebel,
Roslyn Heights, N.Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 4. Dezember 1963
(327 935)

ausgesetzt werden, sind bereits bekannt (deutsche Patentschrift 733 371). Dabei werden mit Hilfe einer vom Kolben gesteuerten Spiegelablenkung Druckdifferenzen innerhalb eines bestimmten Bereichs gemessen, jedoch wird keine schnappartig erfolgende Anzeige beim Überschreiten bzw. Unterschreiten eines Druckpunktes gegeben.

Eine Anzeigevorrichtung, die sich wie die erfindungsgemäße Drucküberwachungsvorrichtung zur Anzeige einer Verstopfung eines Filters eignet, ist ferner durch die USA.-Patentschrift 2 669 707 bekannt. Diese Patentschrift betrifft eine Anordnung zum Filtern von Flüssigkeiten. Wenn das Filterelement verstopft ist, wird die zu filtrierende Flüssigkeit umgeleitet und die Verstopfung angezeigt. Diese Anzeige wird dadurch bewirkt, daß ein mit dem in der Umlaufleitung angeordneten und durch den Druck der gestauten Flüssigkeit geöffneten Ventil-

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körper fest verbundenes Metallteil von einem Magne- Belleville-Feder anstatt einer Schraubenfeder zur Vor-

ten entfernt wird, der sich daraufhin selbst unter der belastung des ersten Magneten aufweist,

Wirkung einer Feder verlagert. F i g. 4 einen Längsschnitt durch ein weiteres Aus-

Die Vorrichtung besitzt damit einen dem voraus- führungsbeispiel der in Fig. 1 dargestellten Vorrich-

gehend genannten zweiten Permanentmagneten ent- 5 rung, welche zur Betätigung eines Schalters geeig-

sprechenden Magneten, der die Anzeige bewirkt. Der net ist,

bekannten Vorrichtung fehlt jedoch ein erster primär Fi g. 5 einen Längsschnitt durch ein weiteres Aus-

vom Druck bewegter Magnet, und die Vorrichtung führungsbeispiel, welches eine Membran verwendet,

eignet sich nicht zur Anzeige eines Druckabfalls. Der um die Empfindlichkeit für sehr kleine Änderungen

Grund dafür liegt nicht nur im Fehlen eines vom zu io des Druckunterschiedes zu erhöhen,

überwachenden Druck primär bewegten Magneten, F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in F i g. 5

der bei entsprechender Stellung den Anzeigemagneten in Richtung der Pfeile.

aus seiner abgefallenen Stellung anziehen könnte. Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Drucküber-Auch die Koppelung der Anzeigeeinrichtung mit dem wachungsvorrichtung weist einen ersten bzw. zweiten Ventil der Umlaufleitung bedingt, daß alle primär 15 Magneten 10 bzw. 11 auf, welche koaxial auf entvom Druck bewegten Teile sich im Betriebszustand, gegengesetzten Seiten einer Trennwand 12 innerhalb d. h. bei geschlossenem Ventil, bereits in der dem An- eines Gehäuses 13 angeordnet sind. Ein dritter ringzeigemagneten nahesten Stellung befinden, so daß förmig ausgebildeter Magnet 9 ist koaxial zu den auch bei einem Druckabfall keine weitere Annähe- Magneten 10 und 11 angeordnet und umgibt den rung der beweglichen Teile an den Anzeigemagneten 20 zweiten Magneten 11. Die Magneten 10 und 11 sind möglich ist. Daher kann auch dann, wenn das mit mit entgegengesetzten magnetischen Polen nahe der dem Ventilkörper verbundene Metallteil durch einen Wand 12 angeordnet, so daß sie beide durch die sich Magneten ersetzt wird, kein Druckabfall angezeigt ergebende Anziehungskraft gegen die Wand hin gewerden, zogen werden. Der Magnet 9 ist mit seinen Polen in

Eine Schalterbetätigung durch eine druckgesteuerte 25 entgegengesetzter Richtung wie der Magnet 11 ange-

Vorrichtung ist durch die USA.-Patentschrift ordnet und befindet sich in einer derartigen Lage,

2 803 718 bekannt. daß, wenn der Magnet 11 sich nahe der Wand 12 be-

Die Beeinflussung von Steuervorgängen durch findet, der obere Magnetpol des Magneten 9 den

Elemente, deren Eigenschaften wärmeabhängig sind, oberen und entgegengesetzten Pol des Magneten 11

ist durch die USA.-Patentschrift 2 649 114 bekannt, 30 anzieht und so die Anziehung des ersten Magneten 10

gemäß welcher in einem Steuerventil ein Curie-Metall- verstärkt, um den zweiten Magneten fest gegen die

streifen vorgesehen ist, der bei Temperaturerhöhung Wand 12 zu halten. Wenn andererseits der Magnet 11

magnetisch undurchlässig wird und damit ein Ab- nach oben weg von der Wand 12 bewegt wird, tritt

fallen eines Magneten einleitet. Bei der bekannten er zunächst durch einen neutralen Bereich und kommt

Anordnung wird jedoch nicht ein Ansprechen der 35 dann in eine Zone, in welcher der untere Magnetpol

Vorrichtung verhindert, wenn eine auftretende Druck- des Magneten 9 eine Anziehung ausübt und daher

erhöhung auf tiefe Temperaturen zurückzuführen ist. den unteren Pol des Magneten 11 in der oberen Lage

Um die erwähnte Verbesserung der Vorrichtung hält. Vorzugsweise bestehen alle drei Magneten 9,10

des Hauptpatents zu erreichen, ist die Vorrichtung und 11 aus permanentmagnetisiertem Metall, wie

nun erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen 40 Alinco VI oder keramischem Magnetmaterial. Der

dritten Magneten — bzw. eine dritte Magnetanord- Magnet 10 kann jedoch auch aus einem geeigneten

nung —, welcher den zweiten Magneten in einer sei- magnetisierbaren Material, wie beispielsweise Eisen,

ner beiden Endstellungen hält. hergestellt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung liegt Der Magnet 10 sitzt in einem rohrförmigen Kolben der dritte Magnet mit seinen Polen entgegengesetzt 45 14 und wird gleitbar in einer zylindrischen Bohrung zu den Polen des zweiten Magneten. Dabei ist der 15 im Gehäuse 13 gehalten und durch eine Beladritte Magnet vorzugsweise ringförmig ausgebildet stungseinrichtung gegen die Wand 12 gedrückt, wel- und koaxial zum zweiten Magneten angeordnet. ehe bei diesem Ausführungsbeispiel aus einer Schrau-

Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht benfederlö besteht. Um ein Durchtreten von Strö-

der dritte Magnet aus mehreren Stabmagneten, wel- 50 mungsmittel von einem Ende der Bohrung 15 zum.

ehe einen radialen Abstand vom zweiten Magneten anderen Ende zu verhindern, ist eine flüssigkeitsdichte

aufweisen. , · Abdichtung zwischen der Bohrung und dem Kolben

Um falsche Betätigung bei niederen Temperaturen 14 mittels eines O-Ringes 60 und eines Ringes 61 aus infolge des Ansteigens der Viskosität des Strömungs- geeignetem Material vorgesehen. Die Schraubenfeder mittels zu verhindern, kann ein Bimetallstreifen vor- 55 16 ist entsprechend dem gewünschten Betätigungsgesehen werden, um die Betätigung des zweiten Ma- druck gewählt, um eine Bewegung des Kolbens 14 gneten zu verhindern, wenn die Temperatur sich unter in der Bohrung 15 nach unten zu ermöglichen, wenn einem vorgegebenen Wert befindet. Eine derartige der Druck am oberen Ende des Kolbens 14 den am Einrichtung ist bekannt und ist beispielsweise in der unteren Ende herrschenden Druck um einen dem Be-USA.-Patentschrift 2 942 572 beschrieben. 60 tätigungsdruck gleichen Betrag übersteigt.

Die Erfindung wird anschließend an Hand einiger Bei diesem Ausführungsbeispiel dient das Druck-Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt anzeigegerät zur Messung des Druckabfalls an einem

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung Filter 17. Dabei wird Strömungsmittel unter Druck

zur Drucküberwachung, dem Filter von einer Einlaßleitung 18 zugeführt und

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1 65 tritt durch eine Auslaßleitung 19 aus, wobei der

in Richtung der Pfeile, Druckunterschied zwischen der Einlaß- und Auslaß-

F i g. 3 ein anderes, dem in F i g. 1 dargestellten leitung ein Maß für den Druckabfall am Filter und

ähnliches Ausführungsbeispiel, welches jedoch eine daher ein Maß für die Zusetzung desselben ist. Um

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diesen Druckunterschied nachzuweisen, führt eine untere Nordpol des Magneten 11 nahe der Wand 12 Leitung 20 von der Einlaßleitung 18 zum Ende der ist, so nähert sich, wie in F i g. 1 dargestellt, der obere

zylindrischen Bohrung 15 nahe der Wandung 12, Südpol des Magneten 11 eng dem oberen Nordpol während das andere Ende der Bohrung mit der Aus- des Magneten 9 und wird daher von diesem angezo-

laßleitung 19 kommuniziert. 5 gen. Wenn der Magnet 11 von der Wand 12 durch

Um zu verhindern, daß in dem einströmenden die Kraft der Feder 31 weggedrückt wird und sich Strömungsmittel enthaltener Schmutz die Bohrung 15 etwa in der oberen, in gestrichelten Linien dargestellerreicht, und um sicherzustellen, daß jedes eventuell ten Anzeigestellung befindet, so ist der untere Norddurch die Bohrung zur Auslaßleitung 19 tretende pol des Magneten 11 nahe dem unteren Südpol des Strömungsmittel sauber ist, kann, wenn erwünscht, io Magneten 9 und wird von diesem angezogen, so daß ein geeignetes Filter 21 in ein erweitertes Teil 22 der der Magnet 9 den Magneten 11 in der oberen Lage Leitung 20 eingesetzt werden. Das erweiterte Teil 22 hält. Wenn daher der Magnet 11 in Berührung mit ist ein ringförmiger Hohlraum im Gehäuse 13, wel- der Wand steht, verstärkt der Magnet 9 die magnecher einen der Magneten umgibt. Innerhalb dieses tische Anziehung, um die Magneten 10 und 11 zuHohlraums ist ein ringförmiges Filterelement einge- 15 sammenzuhalten. Nachdem jedoch der Magnet 11 von setzt, wodurch ein großes Schmutzfassungsvermögen der Wand weggedrückt wurde, sucht der Magnet 9 bei niedrigem Strömungswiderstand erzielt wird. Um den Magneten 11 in der Anzeigestellung zu halten, das Filterelement 21 leicht einsetzen und heraus- Daher verringert der Magnet 9 wesentlich die Mögnehmen zu können, kann das Gehäuse 13 am erwei- lichkeit von Falschanzeigen übermäßiger Drücke, terten Bereich 22 in zwei Teile 23 und 24 zerlegbar ao welche durch die Einwirkung von Stoßen, Schwinsein, welche durch ein Schraubgewinde 25 mitein- gungen oder einer Beschleunigung verursacht sein ander verbunden sind, wobei geeignete Dichtringe 26 könnten und so wirken, daß sie die Magneten 10 und zur Abdichtung des erweiterten Bereichs der Leitung 11 voneinanderstoßen, und verhindert auch eine Bevorgesehen sind. wegung des Magneten 11 aus der Anzeigestellung

Auf der anderen Seite der Wand 12 ist der Magnet 25 heraus infolge von Stoßen, Schwingungen oder einer 11 gleitbar an einem Ende in einer Bohrung 27 ent- Beschleunigung, wodurch die Beobachtung einer behalten, welche zur Bohrung 15 koaxial ist. Am ent- reits erfolgten Warnung unmöglich würde,
gegengesetzten Ende des Magneten 11 ist durch einen Natürlich können die Polaritäten der drei Magne-Preßsitz beispielsweise eine Kappe 28 befestigt, wel- ten umgekehrt werden, wobei die gleichen Ergebnisse ehe eine rohrförmige Wandung 29 aufweist, die sich 30 erhalten werden.

zum Gehäuse 13 hin erstreckt und einen radialen Um zu verhindern, daß der Magnet 11 bei Betä-Abstand vom Magneten aufweist. Der so gebildete tigung vollständig aus der Bohrung 27 gestoßen wird, ringförmige Hohlraum 30 enthält eine zweite BeIa- endet die rohrförmige Wand 29 in einem radialen stungseinrichtung, welche bei diesem Ausführungs- Flansch 32, und ein trommeiförmiges Teil 33 mit beispiel ebenfalls aus einer Schraubenfeder 31 be- 35 einer Mittelöffnung 34, welche etwas kleiner ist als steht, welche sich von der Kappe 28 zum Gehäuse 13 der Flansch 32, jedoch groß genug, um ein Durcherstreckt, um die Kappe und den Magneten 11 von treten der Kappe 28 durch dieselbe zu ermöglichen, der Wand 12 wegzudrücken. Diese Feder ist so ge- ist am Gehäuse 13 befestigt. Weiter ist ein übliches wählt, daß sie im gespannten Zustand gehalten wird, Bimetallelement 35 auf der Innenfläche des Gehäuses während der Magnet 11 durch die Anziehungskräfte 40 13, beispielsweise durch eine Schweißung 36 an einem zwischen den Magneten 10 und 11 und die Kräfte Ende des Streifens, befestigt. Wie am besten aus zwischen den Magneten 9 und 11 gegen die Wand 12 F i g. 2 ersichtlich ist, besteht das Bimetallelement gehalten wird, solange die benachbarten Pole der vorzugsweise aus zwei bogenförmigen Streifenteilen Magneten 10 und 11 um weniger als einen vorge- 37 und 38, welche durch eine Schweißung 39 mitgebenen Abstand, beispielsweise 1,5 mm, voneinan- 45 einander verbunden und beide so angeordnet sind, der getrennt sind. Wenn jedoch der Magnet 10 vom daß sie sich bei ansteigenden Temperaturen nach Magneten 11 wegbewegt wird, so daß ihre benach- innen biegen. Bei normalen Temperaturen hat das harten Pole um mehr als 1,5 mm voneinander ge- Element 35, welches nahe der Wand 29 und gerade trennt sind, so wird die sich daraus ergebende ver- oberhalb des Flansches 32 angeordnet ist, wenn das minderte magnetische Anziehungskraft durch die 50 Anzeigegerät nicht betätigt ist, einen minimalen Ra-Kraft der Feder 31 überwunden, und die Kappe 28 dius, welcher größer ist als derjenige des Flansches und das Element 11 werden von der Wand 12 weg- 32 und ein Gleiten der Kappe 28 durch die Öffnung gedrückt. 34 bei Betätigung ermöglicht. Bei Temperaturen

Der ringförmige Magnet 9 wird in einer festen, unterhalb eines vorgewählten Wertes, bei welchen die zum Magneten 11 koaxialen Lage in radialem Ab- 55 Viskosität des zu filternden Strömungsmittels merkstand von diesem gehalten. Der Magnet 9 ist in einer Hch steigt, beispielsweise bei 0° C, zieht sich das kreisförmigen Einziehung 7 im Gehäuse 24 angeord- Element 35 jedoch nach innen zusammen, so daß der net und wird in der Einziehung durch ein trommel- innere Streifen 38 sich über den Flansch 32 erstreckt förmiges Teil 33 gehalten, welches einen passenden und somit eine Betätigung des Druckanzeigegeräts Absatz 8 aufweist, der dem Oberteil des Magneten 9 60 verhindert.

angepaßt ist. Der dritte Magnet 9 kann aus mehreren Bei Betrieb tritt Strömungsmittel unter Druck von einzelnen Magnetstäben anstatt eines Ringes bestehen, der Einlaßleitung 18 durch die Leitung 20 und das welche in geeigneten Abständen in der Einziehung Filter 21 zur Oberseite der zylindrischen Bohrung 15 angeordnet sind. Der Magnet 9 ist derart angeordnet, und drückt den Magneten 10 und den Kolben 14 daß, wenn der Magnet 11 gegen die Wand 12 anliegt, 65 nach unten gegen die Kraft der Feder 16 und den der obere Pol des Magneten 11 sich dem oberen und Druck von der Auslaßleitung 19. Wenn der Unterentgegengesetzten Magnetpol des Magneten 9 eng an- schied zwischen Einlaß- und Auslaßdruck größer ist nähert und von diesem angezogen wird. Wenn der als die Kraft der Feder 16, so wird der Kolben 14

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in der Bohrung 15 nach unten gedrückt. Nachdem steigt, und daß sie in dieser Stellung bleibt, bis sie sich der Magnet 10 in eine Stellung bewegt hat, von Hand zurückgestellt wird, welche mehr als 1,5 mm vom Magneten 11 entfernt Die ringförmige Federscheibe 5 kann auch biegist, ist die Anziehungskraft zwischen den Magneten sam, jedoch in dem Teil der Biegekurve mit positiver 10 und 11 und zwischen den Magneten 9 und 11 ge- 5 Steigung verbleibend hergestellt werden, in welchem ringer als die Kraft der Feder 31, und der Magnet 11 Fall sie in die Normalstellung zurückkehrt, wenn der wird von der Wand 12 weggedrückt, bis der Flansch Betätigungsdruck vermindert wird, wie es auch bei 32 an der Innenfläche des trommeiförmigen Teiles 33 einer Schraubenfeder der Fall ist. anstößt, wo er durch den Magneten 9 festgehalten Scheibendicke, Biegungsgrad, Scheibendurchmesser

wird. Dadurch steigt die Kappe 28, welche, wenn er- io und Ringöffnungsdurchmesser werden durch den auswünscht, eine geeignete auffallende Farbe, beispiels- zuhaltenden Druckunterschied bestimmt, d. h. durch weise rot, aufweisen kann, durch die Öffnung 34, um den Widerstand, welcher von der Federwirkung der anzuzeigen, daß der Druckunterschied größer ist als Scheibe geboten werden soll.

der vorgegebene Wert, entsprechend dem die Feder Die Federscheibe besteht aus Material mit hoher

16 gewählt worden ist. Beispielsweise kann die Feder 15 Streckgrenze und großer Härte. Materialien mit mini-16 so ausgebildet sein, daß der Magnet 10 von der malen Streckgrenzen von 2109 bis 17 577 kg/cm² Wand 12 weggedrückt werden kann, wenn der Druck- können mit Rockwellhärten in der Größenordnung unterschied 2,5 at übersteigt, und zurückkehren kann, von C-45 verwendet werden. Stahl, rostfreier Stahl wenn der Druckunterschied geringer ist als 1,8 at. und Nickel-Chrom-Legierungen sind zufriedenstel-

Es ist klar, daß durch geeignete Bemessung des ao lend wie auch bestimmte Kunstharze, beispielsweise trommelförmigen Teiles 33 und des radialen Flan- Polytetrafluoräthylen und Polyoxymethylen. Es könsches 32 ermöglicht werden kann, daß der Magnet 11 nen auch Metallscheiben verwendet werden, welche sich um mehr als 1,5 mm von der Normalstellung des mit einem elastischen natürlichen oder künstlichen Magneten 10 entfernen kann. In diesem Fall muß das Harz überzogen sind. Metallfederscheiben der ge-Druckanzeigegerät durch Handbetätigung der Kappe as wünschten Art sind im Handel erhältlich und sind 28 wieder eingestellt werden. Wenn andererseits der als Belleville-Scheiben bekannt. Flansch 32 so angeordnet ist, daß er den Magneten Diese Federscheiben können durchwegs eine gleich-

11 in einer Entfernung von weniger als 1,5 mm von förmige Dicke besitzen oder können ihre Dicke verder Normalstellung des Magneten 10 anhält, so wird ändern, indem sie in der Mitte dünner sind als am die Vorrichtung automatisch durch die Anziehungs- 30 Rand, um eine bessere Biegsamkeit und Abdichtung kraft des Magneten 10 wieder zurückgestellt, welche zu erzielen.

größer ist als die Kraft der Feder 31 und die zwischen Es können alle möglichen Bedingungen durch ge-

den Magneten 9 und 11 bei diesem Abstand wirkende eignete Ausbildung der Federscheiben für jede im Anziehungskraft, wenn der Magnet 10 zur Wand 12 System erforderliche Belastungs-Biegungs-Kennlinie zurückgebracht ist. 35 erfüllt werden. Die Geometrie dieser Scheiben wird

Bei Temperaturen unterhalb 0° C zieht sich bei- durch den Außendurchmesser und Innendurchmesser spielsweise der Thermostat 35 zusammen, und es be- der Scheibe, ihre in axialer Richtung gemessene Höhe wegt sich das innere Ende des Streifens 38 über den in unbelastetem Zustand und ihre Dicke bestimmt. Flansch 32. Wenn daher der Kolben 14 und der Geeignete Wahl der Geometrie ergibt unter Verwen-Magnet 10 durch Druck von der Wand 12 wegbe- 40 dung von mathematischen Tafeln und Gleichungen wegt werden, welcher sich aus der erhöhten Viskosi- von Fortini, Machine Design, 4. September 1958, tat des Strömungsmittels ergibt, so hält die untere »Conical-Disk Springs«, eine Feder, welche auf Kante des Streifens 38 den Flansch 32 an und ver- jede Art von Belastung in irgendeiner gewünschten hindert eine falsche Anzeige der Filterverstopfung. Weise ansprechen kann.

Die Vorrichtung kann auch dazu verwendet wer- 45 Die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung entspricht den, um einen über den Atmosphärendruck hinaus- jener der Fig. 1 und ist geeignet, ein elektrisches gehenden Gesamtdruck anstatt eines Druckunter- Signal zu erzeugen, welches zur Sperrung der Ströschiedes anzuzeigen, indem die Bohrung 15 mit der mung oder Abgabe eines Warnsignals dienen kann. Atmosphäre verbunden wird. In ähnlicher Weise Die Vorrichtung enthält zwei Magneten 10 bzw. 11, kann ein absoluter Druck angezeigt werden, indem 50 welche koaxial auf entgegengesetzten Seiten der Wand die Bohrung 15 mit Vakuum verbunden wird. 12 angeordnet sind, wobei der dritte, ringförmig aus-

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gebildete Magnet 9 so gelagert ist, daß er das zweite ist in Fig. 3 dargestellt, bei welchem eine ringför- magnetische Element 11 umgibt. Der Magnet9 bemige Federscheibe 5 an die Stelle der Schraubenfeder wirkt dadurch eine Erhöhung der magnetischen Antritt, welche beim Ausführungsbeispiel in Fig. 1 dar- 55 ziehungskraft, die den Magneten 11 in Berührung mit gestellt ist, wobei der Aufbau im übrigen der gleiche der Wand hält, bevor die Vorrichtung betätigt wird, ist. In diesem Fall sitzt die ringförmige Federscheibe nach der Betätigung hält der Magnet 9 jedoch den auf einem Haltering 4, welcher in einer Nut in der Magneten 11 in der oberen oder Anzeigestellung in Bohrung 15 gelagert ist. Der innere Umfang 3 der der in Verbindung mit den F i g. 1 und 2 beschrie-Scheibe liegt an der Unterseite des kappenartigen 60 benenArt.

Teiles 6 des Kolbens 14 auf. Die Federscheibe 5 kann Um bei Betätigung der Vorrichtung ein elektrisches

so gewählt werden, daß sie durchschnappt und ihre Signal zu erzeugen, ist ein Schalter 50 in einem Ge-Biegerichtung ändert, indem sie in ein Teil ihrer häuse 40 angeordnet, welches an dem trommelförmi-Biegekurve mit negativer Steigung entsprechend dem gen Teil 33 befestigt ist. In dieser Hülse ist weiter ein gewünschten Betätigungsdruck übergeht, um zu er- 65 Hebel 41 schwenkbar gelagert und ragt mit einem möglichen, daß sich der Kolben 14 nach unten in der Arm 42 über die Kappe 28. Über dem Arm 42 ist ein Bohrung 15 bewegt, wenn der Druck am oberen Ende Betätigungsschalter 43 angeordnet, welcher durch den des Kolbens 14 denjenigen am unteren Ende über- Arm bewegt werden kann, um den Schalter 50 zu be-

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tätigen, wenn die Kappe 28 aus dem trommelförmi- von dieser gedreht wird, zuerst an der Einstellschraube

gen Teil 33 nach oben steigt. Um die Bewegung des 44 anstößt, in welchem Fall der Flansch 32 nicht in

Magneten 11 einzuschränken, ist eine einstellbare Berührung mit dem trommeiförmigen Teil 33 kommt.

Schraube 44 im Gehäuse 40 angebracht, um den Wenn der Magnet 11 in der Bohrung 27 steigt, so

anderen Arm 45 des Hebels 41 aufzuhalten. 5 wird die magnetische Anziehungskraft zwischen dem

Wenn gewünscht, kann die Schraube so eingestellt oberen Pol des Magneten 9 und dem oberen Pol des

werden, daß sie den Hebel 41 nach der Betätigung Magneten 11 natürlich vermindert. Die magnetische

anhält, um den Magneten 11 innerhalb eines Abstan- Anziehung zwischen den unteren Polen beider

des von 1,5 mm von der Normalstellung des Magne- Magneten steigt jedoch an, wenn sich die unteren

ten 10 zu halten und dadurch die Vorrichtung in der io Pole einander nähern. So befinden sich nach Betäti-

oben beschriebenen Art automatisch rückstellbar zu gung, d. h. wenn die Bewegung des Magneten 11

machen. Wenn die Hebelbewegung nicht so einge- nach oben entweder durch den Flansch 32 oder

schränkt wird, kann das Anzeigegerät durch Drehung durch die Einstellschraube 44 beendet ist, die

des Hebels 41 von Hand zurückgestellt werden. Um unteren Pole der Magneten 9 und 11 näher aneinan-

eine entfernte Anzeige der Betätigung der Vorrich- 15 der als die oberen Pole dieser gleichen zwei

tung zu ermöglichen, sind Signalleitungen 47 vorge- Magneten, und infolgedessen verhindert der Magnet 9

sehen. eine falsche Rückstellung des Anzeigegeräts infolge

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 wird eine eines Stoßes, einer Schwingung, Beschleunigung

ringförmige Federscheibe 48 anstatt der Schrauben- od. dgl. Somit verhindert der Magnet 9 sowohl

feder31 gemäß Fig. 1 verwendet. Es können eine 20 falsche Anzeigen eines übermäßigen Druckes wie

oder mehrere Federscheiben in der gezeigten Weise auch die Rückstellung, wenn einmal eine Anzeige

verwendet werden. eines übermäßigen Druckunterschiedes aufge-

Bei Betrieb wird eine Hochdruckquelle durch die treten ist.

Leitung 20 mit der Oberseite der zylindrischen Boh- Von der Federscheibe 48 angetrieben, steigt der

rung 15 verbunden, wodurch der Magnet 10 und der 25 Magnet 11 durch die Öffnung 34, indem er den

Kolben 14 nach unten gegen die Kraft der Feder 16 Hebel 41 dreht, um den Schalter 50 zu betätigen,

gedrückt werden. Die Bohrung 15 kann unterhalb des Wenn die Einstellschraube 44 geeignet eingestellt ist,

Bodens des Kolbens mit einem niedrigeren Druck, in um die Bewegung des Magneten 11 einzuschränken,

welchem Fall die Vorrichtung als Anzeigegerät für so zieht eine Rückkehr des Magneten 10 in seine

einen Druckunterschied wirkt, oder mit der Atmo- 30 Normalstellung den Magneten 11 zur Wand 12 zu-

sphäre verbunden werden, in welchem Fall die Vor- rück, wodurch der Schalter zurückgestellt wird,

richtung als Anzeigegerät für einen Gesamtdruck F i g. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel,

wirkt. Wenn der Unterschied zwischen dem Druck welches . insbesondere zum Betrieb bei kleinen

in der Leitung 20 und dem Druck unterhalb des KoI- Druckunterschieden, beispielsweise unterhalb 1 at ge-

bens 14 größer ist als die Kraft der Feder 16, wird 35 eignet ist, jedoch auf Druckunterschiede über einen

der Kolben 14 in der Bohrung 15 nach unten ge- Bereich von 0,0007 at bis etwa 17,58 at und mehr

drückt. Unter normalen Bedingungen, solange der ansprechen kann.

Magnet 10 um nicht mehr als 1,5 mm von der Wan- Bei diesem Ausführungsbeispiel sind wie bei den dung 12 durch den Druckunterschied weggedrückt ist, bisher beschriebenen der erste und zweite Magnet reicht die magnetische Anziehungskraft zwischen den 40 110 bzw. 111 koaxial auf entgegengesetzten Seiten Magneten 10 und 11 aus, um die durch die Feder- der Wand 112 angeordnet. Der dritte, ringförmig ausscheibe 48 ausgeübte Kraft zu überwinden und da- gebildete Magnet 109 umgibt koaxial den Magneten durch eine Betätigung zu verhindern. Unter Bedin- 111 und liegt mit seinen Polen entgegengesetzt zum gungen, bei welchen Stöße, Schwingungen, eine Be- Magneten 111. Der Magnet 109 ist in ,einer Umfangsschleunigung od. dgl. auftreten, könnte jedoch die 45 nut 107 in einem Gehäuse 113 angeordnet und wird Wirkung dieser Kräfte, wenn sie sich mit der durch in der Lage innerhalb der Umfangsnut 107 durch die Federscheibe 48 ausgeübten Kraft addieren, aus- einen Halter 108 gehalten, welcher seinerseits am reichen, um die magnetische Anziehung zwischen den Gehäuse durch Bolzen befestigt ist. Die Pole des Magneten 10 und 11 zu überwinden, wenn nicht der Magneten 109 liegen entgegengesetzt zu denjenigen Magnet 9 vorhanden wäre. Wenn der Magnet 11 an 50 des Magneten 111, und der Magnet 109 ist so angeder Wand 12 anstößt, wie es normalerweise vor der ordnet, daß, wenn der Magnet 111 an der Wand 112 Betätigung der Fall ist, so befindet sich der obere anstößt, der obere Pol des Magneten 109 den oberen Pol des Magneten 11 in der Nachbarschaft des obe- Pol des Magneten 111 anzieht und dadurch die Anren und entgegengesetzten Pols des Magneten 9 und ziehung des ersten Magneten 110 verstärkt und den wird daher von diesem angezogen. Diese zusätzliche 55 Magneten 111 fester gegen die Wand 112 hält. Wenn magnetische Anziehungskraft, welche diejenige zwi- der Magnet 111 sich in der oberen oder Anzeigeschen den Magneten 10 und 11 verstärkt, vermindert stellung befindet, d. h. nicht mehr an der Wand 112 die Neigung zu einer falschen Betätigung infolge des anstößt, so ziehen sich die oberen Pole der Magneten Einflusses eines Stoßes oder einer Schwingung weit- 109 und 111 nicht mehr in merklichem Ausmaß an, gehend. 60 da der Abstand zwischen ihnen zu groß ist. Aber der

Wenn jedoch der Magnet 10 in der Bohrung 15 untere Pol des Magneten 111 befindet sich nun ge-

nach unten gedrückt worden ist, so daß er sich um nügend nahe am unteren Pol des Magneten 109, um

mehr als 1,5 mm von der Wandung 12 entfernt hat, durch ihn angezogen zu werden, wodurch der

so wird das Anzeigegerät betätigt, und der Magnet 11 Magnet 111 in der oberen oder Anzeigestellung ge-

und die Kappe 28 werden von der Wand weggedrückt, 65 halten wird.

bis der Flansch 32 an der Innenfläche des trommel- Bei diesem Ausführungsbeispiel muß der Magnet

förmigen Teiles 33 anstößt oder bis der Hebel 41, 109 wie bei den oben beschriebenen Beispielen nicht

welcher mit der Kappe 28 in Berührung steht und ein Ring sein, sondern kann aus einigen Stabma-

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gneten bestehen, welche in radialen Abständen vom gänglich ist. Diese sind wiederum mit den Teilen des

Magneten 111 und geeignet innerhalb der Umfangs- Strömungsmittelsystems oder der Systeme verbunden,

nut 107 verteilt sind. zwischen welchen der Druckunterschied durch das

Der untere Magnet 110 ist in einer rohrförmigen Druckanzeigegerät nachgewiesen werden soll. Hülse 114 mit einem vergrößerten Oberteil 115 an- 5 Um das Eindringen des vom Strömungsmittel mitgeordnet. Die Hülse ist durch das Mittelteil einer geführten Schmutzes in die Öffnungen 128 und 130 Platte 116 eingeführt und an dieser durch eine und in die engeren Durchführungen 127 und 129 und Mutter 123 befestigt, und die Platte 116 und das er- ein Zusetzen dieser Durchführungen oder der weiterte Oberteil 115 der Hülse halten zwischenein- Kammer 121 zu vermeiden, können Filter in das ander eine flexible Gummi- oder Metallmembran io vergrößerte äußere Teil der Öffnung eingesetzt 117 in flüssigkeitsdichter Abdichtung. Die Befesti- werden.

gung zwischen der Membran 117 und der Platte 116 Bei dem in F i g. 5 dargestellten Ausführungsbeikann, wenn gewünscht, durch Zusammenkleben der spiel ist die Vorrichtung geeignet, ein elektrisches beiden verbessert werden. Die Anordnung von Ma- Signal zu erzeugen, um eine Warnung infolge eines gnet 110, Hülse 114, Platte 116, Mutter 123 und 15 zugesetzten Filters zu geben oder die Zuströmung des Membran 117 bildet zusammen eine magnetische Strömungsmittels zu unterbinden. Um dies zu be-Membrananordnung, da alle miteinander auf durch wirken, ist ein Schalter 139 in einer Erweiterung 140 die Magneten 111 und 109 bedingte magnetische An- angeordnet, welche mit dem oberen Teil des Geziehung und auf druckbetätigte Bewegung der Mem- häuses 118 verbunden ist. In der Erweiterung ist bran 117 ansprechen. Die Membran kann aus irgend- 20 auch ein Hebel 141 schwenkbar am Gehäuse geeinem biegsamen Material bestehen, wie beispiels- lagert, so daß er sich über die Kappe 132 erstreckt, weise einer biegsamen Metallfolie oder aus bieg- An einem Ende des Arms 141 ist eine Einstell- oder samem Kunstharz oder Cellulosederivat, wie Cellu- Anschlagschraube 142 und am anderen Ende des loseacetat, Polytetrafluoräthylen, Polypropylen, Poly- Arms ist ein Schalterbetätiger 143 befestigt, welcher äthylen oder Polyvinylidenchlorid. Die Metallfolie 25 mit dem Arm beweglich ist, um den Schalter 139 zu kann auch aus magnetischem Material, wie Alnico VT, betätigen, wenn die Kappe 132 nach oben in Be- oder aus magnetisierbarem Material, wie einer Eisen- rührung mit der Anschlagschraube 142 steigt und den oder Nickellegierung, bestehen. Wenn die Folie aus Arm 141 genügend weit bewegt. Um die Bewegung magnetischem Material besteht, ist der getrennte Ma- des Magneten 111 einzuschränken und ein vollstängnet 110 nicht erforderlich. 30 diges Heraussteigen desselben aus der Bohrung 131

Das Gehäuse 113 besteht aus einem oberen und zu verhindern, ist ein gegenüberliegendes Anschlagteil unteren Teil 118 bzw. 119, welche durch eine 144 im Gehäuse so angeordnet, daß es die Anschlag-Klemme 120 zusammengehalten werden. Der äußere schraube 142 des Hebels 141 in einer Grenzstellung Umfang der Membran 117 wird zwischen den zwei aufhält, welche so festgelegt ist, daß der Hebel 141 Teilen des Gehäuses in flüssigkeitsdichter Abdich- 35 nach Betätigung angehalten wird und dadurch der tung gehalten. Dadurch kann das Strömungsmittel Magnet 111 innerhalb eines Abstandes von 1,5 mm nicht von einer Seite der Membran auf die andere von der Normalstellung gehalten wird, wodurch sich Seite oder von der Innenseite auf die Außenseite des das Anzeigegerät automatisch durch Anziehung des Gehäuses treten. Magneten 110 bei Rückkehr der Membran 117 in die

Das obere und untere Teil des Gehäuses bilden 40 Normalstellung wieder zurückstellt. An Stelle dieses

zwischen sich eine Kammer 121, welche mit einem Teiles 144 kann sodann ein von Hand betätigter

unteren eingezogenen Teil 122 versehen ist, um sich Druckknopf zur Rückstellung des Magneten 111 nach

der Platte 116 anzupassen. Die Membran, Platte und Wiederherstellung der normalen Betriebsbedingungen

die Hülse können sich frei innerhalb der Kammer vorgesehen werden. Um eine Fernanzeige zu erhalten,

121 bewegen, wobei die Hülse an der Mutter 123 auf 45 können geeignete, nicht dargestellte Leiter vom

einer Belastungseinrichtung hin- und herbewegbar Schalter 139 wegführen. Die Funktionen des Flan-

gelagert ist, welche Einrichtung in der Figur als sches 133 und der Schraubenfeder 134 sind die

Schraubenfeder 124 dargestellt ist, welche die Mem- gleichen, wie sie oben für die anderen Ausführungs-

brananordnung gegen die Wand 112 drückt. Die beispiele beschrieben wurden.

Schraubenfeder ist entsprechend dem gewünschten 50 Bei Betrieb tritt Strömungsmittel unter Druck von

Betätigungsdruck gewählt, um eine Bewegung der der Öffnung 128 durch die Leitung 127 zur Oberseite

Membrananordnung nach unten zu ermöglichen, der Kammer 121 oberhalb der Membran und drückt

wenn der Druck an der oberen Fläche der Membran die Membrananordnung nach unten gegen die Kraft

117 denjenigen an der unteren Fläche um einen dem der Belastungseinrichtung 124 und den Strömungs-

Betätigungsdruck gleichen Betrag übersteigt. Die 55 mitteldruck unterhalb der Membran, welcher durch

große Oberfläche der Membran erzeugt eine große die Leitung 129 und die Öffnung 130 zugeführt wird.

Empfindlichkeit für kleine Änderungen des Druck- Wenn der Unterschied zwischen den Einlaß- und

Unterschiedes an den Flächen der Membran. Der Auslaßdruckkräften an der Membran größer ist als

durch die Feder ausgeübte Druck kann mittels einer die Kraft der Feder 124, so wird die Membran nach

Schraube 126 eingestellt werden. 60 unten gedrückt. Solange der Magnet 110 sich inner-

Strömungsmittel wird in die Kammer 121 auf beide halb eines Abstandes von 1,5 mm von der Wand 112

Seiten der Membran 117 mittels einer Leitung 127 befindet, reicht die magnetische Anziehungskraft

und einer Öffnung 128 im oberen Teil 118 des Ge- zwischen dem Magnet 110 und dem Magnet 111 nor-

häuses, wodurch das Teil der Kammer 121 oberhalb malerweise aus, um die Kraft der Schraubenfeder 134

der oberen Fläche der Membran zugänglich ist, und 65 zu überwinden. Daher wird das Anzeigegerät nicht

durch die Leitung 129 und Öffnung 130 im unteren betätigt, wenn der Magnet 111 in Berührung mit der

Teil 119 des Gehäuses eingeleitet, wodurch die Wand 112 bleibt. Der Einfluß solcher Kräfte, wie

Kammer 122 und die untere Fläche der Membran zu- Schwingungen, Beschleunigungen od. dgl., könnte je-

doch eine falsche Betätigung des Anzeigegeräts infolge des Ansteigens der Kraft bewirken, welche den Magneten 111 von der Wand wegzudrücken sucht. Dies wird erfindungsgemäß durch den Magneten 109 verhindert, welcher in dem Aufbau so angeordnet wird, daß, wenn der Magnet 111 an der Wand 112 anstößt, der obere Magnetpol des Magneten 109 sich dem oberen und entgegengesetzten Pol des Magneten 111 eng annähert und diesen daher anzieht. So verstärkt der Magnet 109 von der Betätigung die ma- ίο gnetischen Anziehungskräfte, welche den Magneten 111 gegen die Wand 112 halten, und verhindert dadurch eine falsche Betätigung.

Nachdem die magnetische Membrananordnung um mehr als 1,5 mm von der Wand 112 entfernt ist, können die magnetischen Anziehungskräfte zwischen den Magneten 110 und 111, verstärkt durch die magnetische Anziehungskraft zwischen den Magneten 109 und 111, die Kraft der Schraubenfeder 134 nicht mehr überwinden, und der Magnet 111 wird von der Wand weggedrückt.

Wenn der Magnet 111 nach oben steigt, steigt der Abstand zwischen dem oberen Pol des Magneten 109 und dem oberen und entgegengesetzten Pol des Magneten 111, wodurch die magnetische Anziehungskraft zwischen denselben vermindert wird. Wenn dies auftritt, kommen aber der untere Pol des Magneten 109 und der Magnet 111 enger zusammen, und die magnetische Anziehungskraft zwischen den unteren Polen steigt an, bis am Grenzpunkt der Aufwärtsbewegung des Magneten 111 der untere Pol des Magneten 109 und der untere und entgegengesetzte Pol des Magneten 111 sich gegenseitig stark anziehen. Dadurch hält nach Betätigung der Magnet 109 den Magneten 111 in der oberen oder Anzeigestellung und verhindert dadurch eine zufällige Rückstellung der Vorrichtung.

Dadurch verhindert der Magnet 109 sowohl eine falsche Betätigung, welche durch Stoß, Schwingung, Beschleunigung od. dgl. verursacht ist, und gewährleistet gleichzeitig, daß Stöße, Schwingungen oder eine Beschleunigung den Magneten 111 nicht aus der Anzeigestellung treiben, bevor die Anzeige eines übermäßigen Druckunterschieds beobachtet und ein geeigneter Korrekturvorgang vorgenommen werden kann.

Bei Betätigung der Vorrichtung wird der Magnet 111 von der Wand 112 weggedrückt, bis die Kappe 132 die Einstellschraube 142 berührt und dieselbe anhebt, wodurch der Hebel 141 gehoben wird, um den Schalter 139 durch Anwendung von Druck auf den Schalterbetätiger 143 zu betätigen. Wenn die Membran vollständig durchgebogen ist, tritt die Platte 116 in die Einziehung 122, welche als Anschlag dient, um eine weitere Verbiegung und eine Beschädigung durch Überbelastung zu verhindern. Wenn das Anschlagventil 144 geeignet eingestellt ist, um die Bewegung des Magneten 111 einzuschränken, so zieht eine Rückkehr des Magneten 110 in seine Normalstellung den Magneten 111 zur Wand 112 zurück, wodurch die Kraft der Feder 134 und die Anziehungskraft zwischen den Magneten 109 und 111 überwunden und dadurch der Schalter zurückgestellt wird.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Vorrichtung zur Überwachung eines Drucks oder einer Druckdifferenz und zum Anzeigen einer Druckänderung mit einem durch den zu überwachenden Druck oder die Druckdifferenz primär bewegten ersten Permanentmagneten, der in Abhängigkeit von seiner Stellung einen schnappartig von einer Endstellung in die andere übergehenden, die Anzeige der Druckänderung bewirkenden zweiten Permanentmagneten entgegen einer Vorspannung in angezogener Stellung halten kann, nach Patent 1 233 621, gekennzeichnet durch einen dritten Magneten (9,109) — bzw. eine dritte Magnetanordnung —, welcher den zweiten Magneten (11,111) in einer seiner beiden Endstellungen hält.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Magnet (9,109) mit seinen Polen entgegengesetzt zu den Polen des zweiten Magneten (11,111) liegt.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Magnet (9,109) ringförmig ausgebildet und koaxial zum zweiten Magneten (11,111) angeordnet ist.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Magnet aus mehreren Stabmagneten besteht, welche einen radialen Abstand vom zweiten Magneten aufweisen.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Magnet (9,109) die magnetische Anziehung des ersten Magneten (10,

   110) ergänzt, wenn sich der zweite Magnet (11,

   111) in seiner ersten Stellung befindet, und ferner den zweiten Magneten (11) in dessen zweiter Stellung, in welche er durch Federkraft bewegt wird, vom ersten Magneten weghält.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Magnet (110) eine biegsame Membran (117) aufweist, welche im Gehäuse der Vorrichtung beweglich befestigt ist.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Magnet (10) einen im Gehäuse der Vorrichtung gelagerten Kolben (14) aufweist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 733 371;
   französische Patentschrift Nr. 1 040 077;
   britische Patentschrift Nr. 664 333;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 649 114, 2 669 707,
   803 718.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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