DE2855876A1

DE2855876A1 - Schaltventil fuer bremsblockierschutzeinrichtungen

Info

Publication number: DE2855876A1
Application number: DE19782855876
Authority: DE
Inventors: Adolf Bablitzka; Alfred Eckhart; Anton Haas; Helmut Dipl Ing Mrosek
Original assignee: Knorr Bremse GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 1978-12-22
Filing date: 1978-12-22
Publication date: 1980-07-10
Also published as: IT7951135A0; FR2444594A1; SE7910477L; SE442615B; DE2855876C2; IT1164916B; FR2444594B1

Description

Knorr-Bremse GmbH München, 19.12.1978

Moosacher Straß
8000 München 40

, Moosacher Straße 80 -^P1545~-°

Schaltventil für Bremsblockierschutzeinrichtungen

Die Erfindung betrifft ein Schaltventil nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Es sind Bremsblockierschutzeinrichtungen bekannt, bei welchen ein Schaltventil mit zugeordneten Vorsteuerventilen bzw. Magnetventilen zwei Bremszylindern zugeordnet ist. Die Schaltventile sind in Reihenanordnung ausgebildet, d.h. es sind mehrere Membranglieder vorgesehen, welche in Reihe innerhalb eines länglichen Gehäuses angeordnet sind, wodurch die Schaltgeschwindigkeit derartiger Ventile beeinträchtigt ist. Bei derartigen Ventilen sind verhältnismäßig große.Hübe der Membranglieder erforderlich, um entsprechend große Volumen für die Bremszylinder zur Verfugung zu haben. Auch sind die Kanalführungen innerhalb derartiger Schaltventile mit beträchtlichem Strömungswiderstand versehen, also strömungsungünstig, was in gleicher Weise zu einem verminderten Ansprechvermögen und einem reduzierten, an den Bremszylindern verfügbaren Luftvolumen beiträgt.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Schaltventil der in Rede stehenden Art so auszubilden,

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■, daß die Schaltzeiten der Membranglieder oder anderer Ventilglieder bei Eingang elektrischer Impulse an den Magnetventilen möglichst kurz sind; es soll bei impulsgesteuertem öffnen der Membranglieder dennoch ausreichend

ι- großes Luftvolumen zur Verfügung stehen, um durch ein derartiges Membran- oder Ventilglied wenigstens zwei Bremszylinder mit Druckluft zu beschicken.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die ,Q Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1. Das erfindungsgemäße Schaltventil ist in T- bzw. Stern-Bauweise angeordnet, d.h. die zwei als Halteventile wirkenden Doppelmembrankörper sind entlang einer gemeinsamen Längsachse innerhalb des Ventilgehäuses ausgerichtet, während das dritte Membranglied, welches als Druckabsenk- bzw. Druckerhöhungsventil wirkt, senkrecht zu den beiden vorgenannten Doppelmembrankörpern verläuft und deren gemeinsame Längsmittellinie schneidet. Auf diese Weise ist eine optimal kurze Luftzuführung und -abführung sichergestellt, so daß den beiden Doppelmembrankörpern wenigstens zwei Bremszylinderanschlüsse zugeordnet werden können.

Die Verteilung der Steuerluft wird mit Hilfe der Zwischen platte vorgenommen, die vorzugsweise aus zwei im Ultraschallverfahren verschweißten Plattenhälften besteht; diese enthalten die gegeneinander und nach außen hin luftdichten Kanal Verzweigungen für die Zuführung der Steuerluft, welche ständig aus dem in das Ventilgehäuse mündenden Druckmitteleinlaß ansteht. Die Verwendung der Zwischenplatte ermittelt erhebliche fertigungstechnische Vorteile gegenüber herkömmlichen Kanalführungen, die direkt in Gehäuseteilen verlaufen und eines umständlichen und kostenaufwendigen Gießverfahrens bedürfen. Außerdem können die Kanäle bei Verwendung der Zwischenplatte in

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optimal niedriger Bauweise untergebracht werden',und es werden optimal kurze Verbindungswege ohne unnötige Toträume ermöglicht, was für die Schnelligkeit der Schaltvorgänge eines Schaltventils für Blockierschutzeinrichtungen unerlässlich ist.

Die von der Steuerluft beaufschlagten Steuerräume der Doppelmembrankörper bzw. des Membranventilkörpers des Druckabsenk- bzw. Druckerhöhungsventils sind in baulich sehr einfacher Weise jeweils von einem in das Ventilgehäuse einsetzbaren Deckel und von der zugewandten äußeren Membrane begrenzt. Die äußeren Membranen der beiden Doppelmembrankörper als auch die einzige Membrane des Druckabsenk- bzw. Druckerhöhungsventils sind wie die

iz- Deckel von gleicher Konstruktion und können jeweils durch den Deckel von der Gehäuseaußenseite her gehalten werden

Die Membranen der Doppelmembrankörper sind vorzugsweise bei Verwendung eines Distanzstückes durch ein im Innefen des Distanzstückes angeordnetes Teil miteinander ver bunden, so daß ungünstige Hubveränderungen während des Betriebes vermieden werden und ein Durchtrennen der Membranen bei Montage oder Demontage nicht erforderlich ist

Durch die Gesamtheit der einzelnen baulichen Merkmale des Schaltventils ist ein schnelles Ansprechen desselben sichergestellt; außerdem stehen infolge der strömungsgünstigen Konstruktion ausreichend große Luftvolumen zur Verfügung, um durch jeweils einen Doppelmembrankörper mindestens zwei Bremszylinderanschlüsse mit Druckluft versorgen zu können. Es ist auch möglich, je Doppelmembrankörper drei Bremszylinderanschlüsse, also insgesamt sechs, vorzusehen. Diese Maßnahme vermittelt konstruktiv einfache Lösungen, da ein Schaltventil für ein oder mehrere Achsen bzw. für beide Aggregatseiten

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des Fahrzeugs ausreichen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen ausgeführt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Figur 1 ist eine Teilschnitt- und Vorder

ansicht des Schaltventils, wobei die linksseitige Schnittansicht einen der Doppelmembrankörper und eines der an der Unterseite des Ventilgehäuse angeordneten Magnet

ventile wiedergibt, während die rechtsseitige Ansicht die beiden dem anderen Doppelmembrankörper zugeordneten Bremszylinderanschlüsse für wenigstens zwei Bremszylin

der wiedergibt;

Figur 2 ist eine Schnittansicht von H-II

in Fig. 1.
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Das in Fig.l und 2 der Zeichnung dargestellte Schaltventil weist ein gemäß Darstellung oberes Ventilgehäuse 1, eine Zwischenplatte 3 und ein unteres Magnetventilgehäuse 5 auf. In das Ventilgehäuse 1 münden wenigstens vier Bremszylinderanschlüsse 7, 7¹ und 9, 9¹, von welchen rechtsseitig in Fig. 1 die Bremszylinderanschlüsse 7¹, 9¹ wiedergegeben sind. Spiegelsymmetrisch bestehen in der Darstellung nach Fig. 1 linksseitig die Bremszylinderanschlüsse 7 und 9. Die Bremszylinderanschlüsse stehen

^OJ jeweils mit einem Bremszylinder in Verbindung, von welchen

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] schematisch der dem Bremszylinderanschluß 7' zugeordnete Bremszylinder dargestellt ist. Im Ventilgehäuse 1 sind wenigstens zwei Doppelmembrankörper 11, II¹ angeordnet, welche sich gleichfalls in spiegelsymmetrischer Anordnung bezüglich einer gemeinsamen Längsachse erstrecken. Ein Membranvent i 1 körper 13 (Fig. ?.) erstreckt sich rechtwinklig zwischen den beiden Doppelmembrankörpern und wirkt in nachfolgend beschriebener Weise gegenüber einem Ventilsitz 15, welcher die Verbindung von einem Druckmitteleinlaß in einen Verteilerraum 19 öffnet oder schließt. Der Druckmitteleinlaß 17 steht mit einer an sich bekannten Bremsbetätigungseinrichtung in Verbindung, so zum Beispiel mit einem schematisch in Fig. 2 dargestellten Trittplattenventil. Der Membranventilkörper 13 wirkt über einen Stößel 21 auf einen eine Dichtung 23 tragenden Kolben 25 ein, welcher durch eine Feder 27 normalerweise in die in Fig. 2 dargestellte, geöffnete Position gedruckt wird. An entgegengesetzter Stirnseite des Kolbens 25 ist innerhalb des Gehäuses ein weiterer Ventilsitz 29 vorgesehen, welcher als Entlüftungsventilsitz wirkt und in der dargestellten Lage nach Fig. 2 durch den federbeaufschlagten Kolben 25 geschlossen ist. In geöffneter Lage des Kolbens kann Druckluft aus dem Verteilerraum 19 in den gemäß Darstellung nach Fig. 2 links bezüglich des Ventilsitzes 29 befindlichen Raum 31 gelangen, welcher ständig mit Atmosphäre verbunden ist.

In Fig. 1 ist der Verteilerraum 19 in der den Kolben 25 umgebenden Lage dargestellt; es ist erkennbar, daß

der Verteilerraum 19 über die seitlich abzweigenden Kanäle 33 und 33' eine Verbindung mit einer im Gehäuse bestehenden Kammer 35, 35' besitzt, die ihrerseits mit den Bremszylinderanschlüssen 7, 7' bzw. 9, 9' in Ver- *" bindung steht.

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^ Die beiden Doppelmembrankörper 11, II¹ (Fig. 1) bestehen je aus einer inneren Membrane 37, 37' und aus einer äußeren Membrane 39, 39'. Die beiden Membranen sind durch ein Distanzstück 41, 41' unter Abstand gehalten r und sind durch ein Knöpfteil 43, 43' miteinander verbunden. Die Membranen sind vorzugsweise aus Kunststoff ausgeführt und sind infolge der Verwendung des Knöpfteils 43, 43' so miteinander verbunden, d iß während eines Betriebes eine ungünstige Hubverinderung nicht stattfin-

^q den kann. Das Distanzstück 41, 41' ils auch das Knöpfteil 43, 43' besitzen einebeträcht1iehe Baulänge, d.h. sie sind verhältnismäßig lang in Richtung des Ventilsitzes 45, 45' vorgezogen, was bedeutet, daί3 die Druckluft aus dem Verteilerraum 19 und nach Passieren des Kanals 33,

]5 33' sofort in die ßremszyl i nderanschliisse gelangt und keine Strömungsverluste hinzunehmen sind. An der Außenseite der beiden Membrane 39, 39' bestehen Steuerr-iume 47, 47', welche in nachfolgend beschriebener*Weise mit Steuerluft beaufschlagbar sind, um den Doppeimembrankörper 11 bzw. 11' in Richtung des Ventilsitzes 45, 45* zu verschieben. In den zwischen den Membranen bestehenden Zwischenraum mündet ein Kanal 49, 49', welcher über eine Gehäusebohrung 51, 51' mit dem gegenüber Atmosphäre offenen Raum 31 in Verbindung steht.

Der gemäß Fig. 2 rechts dargestellte Druckmitteleinlaß 17 steht über eine im Inneren des Ventilgehäuses 1 befindliche Kammer 53 ständig mit einer (gestrichelt dargestellten) Bohrung 55 in Verbindung, welche als Zu-

>ü führungsbohrung für die Steuerluft vorgesehen ist. Sie schneidet die d i -3 K imm-?r 5J bildende Einlaßbohrung seitlich so an, d iß ein Eindringen von Feuchtigkeit möglichst vermieden wir J.

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Die Bohrung 55 mündet in die vorgenannte Zwischenplatte 3, welche an der Unterseite des Ventilgehäuses vorgesehen i;t. Die Zwischenplatte 3 ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt und besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel lus zwei ultraschal1-verschweißten Plattenhälften 57 und 59. Die beiden P1 lttenhälften enthalten in gegenseitiger Ausrichtung die nich außen hin luftdichten Kanilverzweigungen für die Zuführung der Steuerluft, wobei von dem mit der iiohrung 55 i ti VerbinJudj stehenden Kanal 61 Ka-

]() näle 63, 63' (Fig. 1) abzweigen. Der Kanal 61 mündet an der Oberseite eines im Magnetventilgehäuse angeordneten Magnetventils 65, während die vom Kanal 61 bei "X" abzweigenden Kanäle 63, 63' je einem flagnetventi 1 67, 67' zugeordnet sind und in diesem münden (Fig. 1). Von den M ignetventilen 65, 67, 67' erstrecken sich weitere Kanäle innerhalb de;r Z./i schenp 1 atte 3 und münden je in einem Rohrstück 69, 69' (Fig. 1) und einem Rohr stück 71 (Fig. 2). Von dorb besteht Verbindung zu den zuvor genannten Steuerräumen 47, 47' der beiden Doppe Imembr mkörper 11 und II¹, also inch Verbindung zum Steuerrauin 73 des Mem br lnven t i 1 körper j I 3 .

Die ihrer Wirkung nach an sich bekannten Magnetventile, in vorliegendem Fall die Magnetventile 65, 67 und 67', sind an der Unterseite der Zv/ i schenp 1 atte angeordnet, wobei das i! ignetven t i lgehäuse 5 gegenüber dem Ventilgehäuse 1 νerSehraübt ist. Der vom Magnetventil jeweils in die Zv/i schenp 1 it te sich erstreckende Verschlußkörper ./irkt gegenüber ein..mi xn der Zw i schenp 1 at te angeordneten

'M Ventilsitz, ils inch gegenüber einem an der entgegengesetzten jt.M'te ν or g·?. t;h en t; η Ventilsitz. Bei Betätigung Je·; M ig nt; tven t i 1 s entsprechend einem Signal wird der J tir'ich 1 u ilk ir pt.¹ r ge j-mi Ub er dem unteren (gem iß Fig. 1) Ventilsitz iii(jf:i ).j'ti, .u da;3 die normalerweise von den

'^}> ,feuerräumen h-.-r b^.· , t. Kliende Entlüftung in die Atmosphäre

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geschlossen und die Verbindung zu den Kanälen 61 bzw. 63, 63' hergestellt wird. Die einzelnen Magnetventile sind entsprechend einem elektrischen Impuls unabhängig voneinander betätigbar, wie nachfolgend erläutert ist.

Die über die Kanäle 63, 63' und 61 beschickbaren Steuerräume 47, 47' und 73 sind jeweils zwischen der Membrane 39, 39' des Doppelmembrankörpers 11, 11' bzw. der Membrane 77 des Membranventilkörpers 13 (Fig. 2) und der zugewandten Innenseite eines Deckels 79 gebildet, der - wie die Membrane 39, 39' und 77 - von gleicher Bauart sein kann, d.h. der Deckel 79 ist sowohl für die beiden Doppelmembrankörper 11, 11' als auch für den Membranventilkörper 13 verwendbar. Er kann aus Kunststoff bestehen und wird vorzugsweise im Spritzgußverfahren gefertigt; mit Hilfe des im Gehäuse versenkten Deckels ist die innerhalb des Gehäuse befindliche Membrane gegenüber Steinschlag geschützt. Gegebenenfalls k'ann der Deckel durch eine als Schutzhülle ausgearbeitete Haltescheibe 81 aus Blech (Fig. 1) gehalten werden. Es können an der Rückseite der einzelnen Membranen Anschlagerhebungen vorgesehen sein, um ein günstiges Verhalten der Membranen bei Vereisungsgefahr zu gewährleisten.

Die Wirkungsweise des Schaltventils ist wie folgt:

Beim normalen Bremsen und Lösen sind die Steuerräume 47, 47' (Fig/Λ) und 73 (Fig.⁷"R) über die Rohrstücke 69, 69' bzw. 71 und das jeweils zugeordnete Magnetventi! 67, 67' bzw. 65 gegenüber Außenluft entlüftet. Der Membranventi1 körper 13, welcher ein Druckabsenk- bzw. Druckerhöhungsventil bildet, wird von der Feder 27 in der in Fig. 2 dargestellten Lage gehalten, d.h., der Kolben 25 mit seiner Dichtung 23 dichtet gegenüber dem Ventilsitz 29 ab, so daß der mit dem Druckmitteleinlaß

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in Verbindung stehende Verteilerraum 19 über die Kanäle 33, 33' und den hierbei geöffneten Ventilsitz 45, 45^J mit den Bremszylinderanschlüssen 7, 7' und 9, 9¹ in Verbindung steht. In dieser Position können die Bremszylinder durch beliebige Betätigung des an den Druckmitteleinlaß 17 angeschlossenen, schematisch dargestellten Bremsventil belüftet oder entlüftet werden, d.h. es kann normal gebremst und gelöst werden.

Bei Blockiergefahr können die Magnetventile 65, 67, 67' wahlweise umgeschaltet werden, so daß je nach Schaltung die über die Bohrung 55 und die Kanäle 63, 63' vom Druckmitteleinlaß 17 anstehende Bremsluft in die Steuerräume 47, 47' und 73 einströmen kann, derart, daß die entsprechenden Ventilsitze 45, 45' bzw. 15 durch Beaufschlagung der jeweiligen Doppelmembrankörper 11, 11' bzw. durch Beaufschlagung des Membranventilkörpers 13 geschlossen werden. Beim Schließen des Ventilsitzes 15 wird gleichzeitig der Ventilsitz 29 geöffnet, d.h. es wird die Verbindung mit dem mit der Atmosphäre ständig in Verbindung stehenden Raum 31 hergestellt. Dies hat zur Folge, daß die Bremszylinder über die Bremszylinderanschlüsse 7, 7' und 9, 9', die über die Kanäle 33, 33' mit dem Verteilerraum 19 in Verbindung stehen, entlüftet werden, d.h. im Falle des Blockierens wird.die Bremse bzw. werden die Bremsen gelöst. Andererseits ist es durch wahlweise Betätigung bzw. Erregung der Magnetventile 67, 67' möglich, den Bremsdruck in jeweils zwei Bremszylindern - vorzugsweise einer Fahrzeugseite - zu halten, wenn durch entsprechende Beaufschlagung eines der Doppelmembrankörper 11, 11' der zugeordnete Ventilsitz 45, 45' geschlossen wird. In diesem Falle wird die über die Kanäle 63, 63' anstehende Bremsluft durch entsprechende Betätigung eines der Magnetventile 67, 67' in einen der zuvor genannten Steuerräume

*" 47_} 47' eingeleitet, so daß die äußere Membrane verschoben

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wird und die innere Membrane an den zugeordneten Ventilsitz angedrückt wird. Dies bedeutet, daß der Bremsdruck in beliebiger Weise an den Bremszylinder gehalten oder gelöst werden kann, wenn entsprechende Blockiergefahr an einem der Räder des Fahrzeugs auftritt. Der Membranventilkörper 13 wirkt auch als Druckerhöhungsventil, derart, daß bei entsprechender impulsgesteuerter Entlüftung des Steuerraums 73 der Ventilsitz 15 wieder freigegeben wird und die Verbindung zwischen dem Verteilerraum 19 und den Bremszylinderanschlüssen 7, 7' und 9, 9¹ wieder herbeigeführt ist, wenn einer der Ventilsitze 45, 45' oder beide Ventilsitze durch entsprechendes Entlüften der Steuerräume 47, 47' in geöffneter Lage sind.

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Claims

Knorr-Bremse München, 19.12.1978

G.m.b.H. TPl/hn-so

Moosacher Straße 80 - 1545 München 40

Patentansprüche

^q / lJ Schaltventil für Bremsblockierschutzeinrichtungen, mit in einem Ventilgehäuse angeordneten Ventilenzur impulsabhängigen Steuerung des Druckmittelzuflusses und -abflusses an mit Bremszylindern in Verbindung stehenden BremszylinderanschTüssen und mit einem Hauptventil, welches an eine Bremsleitung angeschlossen ist und die Leitungsverbindung zu den unabhängig voneinander wirkenden Ventilen für die Bremszylinderanschlüsse überwacht, dadurch gekennzeichnet, daß die den Druckmittelzufluß und Druckmittelabfluß an den BremszylinderanschTüssen steuernden Ventile aus wenigstens zwei Doppelmembrankörpern (11, II¹) bestehen, welchen jeweils wenigstens zwei BremszylinderanschTüsse (7, 7¹; 9, 9¹) zugeordnet sind, daß das Hauptventil aus einen Membranventi 1-körper (13) besteht, welcher sich rechtwinklig zu den beiden Doppelmembrankörpern erstreckt, und daß an der Unterseite des Ventilgehäuses (1) eine für die Verteilung der Steuerluft dienende, vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Zwischenplatte (3) angebracht ist.
2. Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (3) aus zwei miteinander verschweißten Plattenhälften (57, 59) besteht, und daß an der Unterseite der Zwischenplatte Magnetventile (65, 67, 67') zur unabhängigen Steuerung der Doppelmembrankörper und des Membranventilkörpers angeordnet sind.

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3. Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelmembrankörper (11, II¹) je aus einer inneren und einer äußeren Membrane (37, 37'; 39, 39') bestehen, welche mittels einesKnöpfteiIs (43, 43') unter gleichbleibendem Abstand miteinander verbunden sind, und daß die innere Membrane (37,37') jeweils als ein zylindrisch hochgezogener Ventilteller besteht, welcher sich in Richtung des die Verbindung zu den Bremszylinderanschlüssen öffnenden oder schließenden Ventilsitzes (45, 45') erstreckt.
4. Schaltventil nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Längs mittel 1inie der Doppelmembrankörper schneidende Membranventilkörper (13) eine durch Steuerluft aus der Zwischenplatte beaufschlagbare Membrane (77) aufweist, von welcher sich ein Schaft mit einem am Ende des Schafts angeordneten Kolben (25) erstreckt, daß der eine Dichtung (23) tragende Kolben (25) bei drucklosem Steuerraum (73) der Membrane (77) an einem Ventilsitz (29) anliegt, welcher bei Anlage des Kolbens die Verbindung zwischen der Bremsleitung und der Atmosphäre schließt, und daß der Kolben (25) bei Druckbeaufschlagung und Lösung vom Ventilsitz (29) an einen Ventilsitz ( 5) andrückbar ist, welcher bei Anlage des Kolbens die Verbindung zwischen der Bremsleitung und einem gemeinsamen Verteilerraum (19) für die BremszylinderanschlUsse sperrt.
5. Schaltventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerräume der Doppelmembrankörper (11, 11') und des Membranventilkörpers (13) jeweils zwischen der Innenseite der äußeren Membrane (39, 39') der Doppelmembrankörper bzw. der einzelnen Membrane (77) des Membranventilkörpers (13) und einem

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Deckel gebildet sind, welcher vorzugsweise aus Kunststoff besteht und von außen in das Ventilgehäuse (1) eingesetzt und durch ein Sicherungsorgan gehalten ist.

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6. Schaltventil nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Membranen der Doppelmembrankörper und die einzelne Membran des Membranventilkörpers identischen Aufbau besitzen.
7. Schaltventil nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel der Doppelmembrankörper und des Membranventilkörpers identischen Aufbau besitzen.
8. Schaltventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Membranen durch axial sich erstreckende Fortsätze der Deckel im Ventilgehäuse dichtend verspannt sind.

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