DE29607737U1

DE29607737U1 - Ventilanordnung in einer Zapfsäule

Info

Publication number: DE29607737U1
Application number: DE29607737U
Authority: DE
Original assignee: Tankanlagen Salzkotten GmbH
Current assignee: Gilbarco Verwaltungs GmbH
Priority date: 1996-04-29
Filing date: 1996-04-29
Publication date: 1997-08-28
Anticipated expiration: 2006-04-30

Description

Gebrauchsmuster-Anmeldung

Ventilanordnung in einer Zapfsäule

Tankanlagen Salzkotten GmbH Ferdinand-Henze-Strasse 9 D-33154 Salzkotten (DE)

092 VGN: 258024 Dr.G./G 26.04.1996

Ventilanordnung in einer Zapfsäule

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung in einer Zapfsäule gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Venti!anordnungen werden bislang durch eine individuell angefertigte Verrohrung gebildet, wobei die einzelnen Ventile, insbesondere Magnetventile, jeweils einer Zapfstelle zugeordnet sind, einseitig mit der zugeordneten Kraftstoffableitung verbunden sind und anderendseitig mit der Kraftstoffzuleitung. Diese Art der Ventilanordnung hat zwar den Vorteil, daß durch die individuell anzufertigende Verrohrung einer Platzanpassung an die jeweiligen Gegebenheiten möglich ist. Nachteilhaft an dieser Ventilanordnung ist jedoch ihre aufwendige Fertigung. Auch führt die Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten zu einer unübersichtlichen Anordnung der Ventile.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anordnung von kompakterer Bauform mit übersichtlicher Anordnung der Ventile bei einfacher Zu- und Ableitungsführung fertigungs- und montagetechnisch einfacher zu gestalten, wobei trotzdem eine Variationsvielfalt betreffend die Ventilfunktion erhalten bleiben soll.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.

Zufolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist ein kompaktes Gehäuse gegeben, auf welchem in übersichtlicher Weise Ventilköpfe mit unterschiedlichen Steuereigenschaften angeordnet werden können. Es ist eine Anbindung an die Zu- und Ableitungen auf engstem Räume

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gegeben. Indem das Gehäuse als Gußteil ausgebildet ist, ist eine fertigungs- und montagetechnische Vereinfachung gegeben. Indem die Eintrittsöffnungen und Austrittsöffnungen nicht unmittelbar parallel zueinander münden, sondern benachbart liegende Öffnungen in einem rechten Winkel zueinander stehen, können die Zu- oder Ableitungen auf engstem Räume an den Ventilblock angeflanscht werden, ohne daß sie sich gegenseitig störend beeinträchtigen. Da auch betreffend die Ventilanschlußoffnungen des Gehäuses eine rechtwinklige Anordnung zu den Austrittsöffnungen bzw. der Eintrittsöffnung gewählt ist, können die Ventilköpfe in guter Raumausnützung angeordnet werden. Die Ventilköpfe werden auf die Ventilanschlußoffnungen aufgesetzt, bspw. aufgeschraubt, so daß der aus einem Gußmetall bestehende Ventilblock den einen Teil des Ventiles und der aufgeschraubte Ventilkopf den anderen Teil des Ventiles ausbildet. Hierdurch können Ventile mit verschiedenen Fuktionseigenschaften verwendet werden. Das Gehäuse weist einen zentralen Zuführkanal auf, von welchem seitlich, beidseitig und kopfseitig Einzelkanäle im rechten Winkel abgehen. Diese Einzelkanäle münden in die Ventilanschlußöffnung. Parallel zu den Einzelkanälen verlaufen Auslaßkanäle, welche in die Austrittsöffnungen münden. Es ist bevorzugt vorgesehen, daß benachbart zur Eintrittsöffnung aus dem Zuführkanal einander gegenüberliegende und parallel zueinander verlaufende Einzelkanäle abgehen. Diese Einzelkanäle weisen einen Wandbereich auf, welcher von einem Wandungsabschnitt des zugehörigen Auslaßkanals gebildet ist. Bevorzugt ist der Auslaßkanal kreisrund ausgebildet und der zugehörige Einzelkanal kreisbogenförmig, wobei das Zentrum des Kreisbogens mit dem Zentrum des Auslaßkanales zusammenfällt. Im Bereich der Ventilanschlußöffnung weitet sich der kreisbogenförmige Einzelkanal zu einem Ring-

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raum auf, welcher einen Ventilsitz des als Tellerventil ausgebildeten Ventils umfängt. Der dem Tellerventil zugeordnete Ventilkopf bildet ein elektromagnetisch betätigbares Steuerorgan aus. Es sind bevorzugt drei Ventilköpfe vorgesehen, wobei jeder Ventilkopf einer Austrittsöffnung zugeordnet ist. Die Ventilköpfe sitzen unter Zwischenlage einer Abdichtung auf den Ventilanschlußöffnungen. Die jeweilige Ventilanschlußöffnung wird von einer Membran aus Gummi überfangen, welche mit ihrem Zentrumsbereich den Stößel des Tellerventiles ausbildet, welcher auf der stirnseitigen öffnung des Auslaßkanales sitzt. Mit ihrem Randbereich bildet die Membran einen Steuerabschnitt aus, welcher den Ringraum des Einzelkanales überfängt. Auf der Rückseite der Membran, unterhalb der Befestigungsplatte, befindet sich eine Kammer, welche mittels einer Öffnung im Randbereich mit der Druckseite des Ventiles verbunden ist. Der Ventilstößel wird federbeaufschlagt auf den Ventilsitz gedrückt. Die durch einen Magnetanker oder dergleichen betätigbaren Steuerorgane des Ventiles öffnen einen Überströmkanal von der Membranrückseite zum Auslaßkanal, so daß sich bei Öffnung des Ventiles der Druck in der Membranrückseitenkammer verringert mit der Wirkung, daß sich der Stößel vom Ventilsitz abhebt und das Ventil geöffnet ist. Anstelle einer Membran aus Gummi kann auch ein frei beweglicher Kolben vorgesehen sein, welcher in einer zylinderförmigen Führung im Bereich der Ventilanschlußoffnung geführt ist. Die Steuerung des Kolbens erfolgt dabei durch einen Verbindungskanal von der Druckseite des Ventilblocks zum Ventilraum über den Kolben, so daß beiderseits des Kolbens der gleiche Druck herrscht. Aufgrund der größeren Wirkfläche über dem Kolben bleibt das Ventil geschlossen. Zum Öffnen wird ein Vorsteuer- und Bypass-Ventil geöffnet, so daß der Druck im Ventilraum über

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dem Kolben zur Austrittsseite des Ventilblocks aufgebaut wird. Durch den höheren Kraftstoffdruck auf der Druckseite des Kolbens wird der Kolben angehoben und das Ventil geöffnet. Zur Drosselung des Ventiles wird das Vorsteuerventil geschlossen. Es stellt sich dann druckseitig des Kolbens und oberhalb des Kolbens der gleiche Druck ein, so daß das Ventil geschlossen ist. Der Kraftstofffluß erfolgt dann über das Bypass-Ventil. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Ventilkopf der insgesamt drei Ventilköpfe als Zweistufenventil bestehend aus Vorsteuer- und Bypass-Ventil ausgebildet. Ein derartiges Ventil weist zwei Steuerorgane auf. Mit dem ersten Steuerorgan wird in vorbeschriebener Weise eine Druckreduzierung membranrückseitig erzeugt, so daß der im Ringraum auf die Membran wirkende Druck den tellerartig ausgebildeten Stößel anhebt. Mit dem zweiten Steuerorgan wird ein By-Pass geöffnet, so daß Flüssigkeit aus dem Ringraum in den Auslaßkanal fließen kann. Eine derartige Anordnung wird insbesondere bei Münztankanlagen oder bei Tankanlagen vorgesehen, bei welchen eine vorgegebene Zapfmenge abgegeben werden soll. Zunächst erfolgt der Tankvorgang durch Öffnung des Tellerventiles. Ist nahezu die gesamte vorbestimmte Menge abgegeben, so schließt das Tellerventil und lediglich das By-Pass-Ventil bleibt offen, so daß durch die dann erheblich geringere Strömungsmenge eine feinfühlige Dosierung möglich ist. Beim Schließen des Tellerventiles kann durch die in der Membran vorgesehene Öffnung Flüssigkeit aus dem Ringraum in die auf der Membranrückseite angeordnete Kammer einströmen. Die auf den Teller wirkende Druckfeder erzeugt den hierzu notwendigen Sog. Durch diese Volumenvergrößerung der Kammer wird der Ventilstößel auf den Sitz gedrückt.

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Ein Ausführungsbeispiel mit unterschiedlicher Ventilkopf be stückung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen im Detail erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Ventilanordnung mit einer ersten Ventilbestückung,

Fig. 2 eine Frontalansicht mit einer zweiten Ventilbestückung,

Fig. 3 eine Seitenansicht mit einer dritten Ventilbestückung,

Fig. 4 eine Draufsicht gemäß Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 2,

Fig. 6 einen Schnitt gemäß der Linie VI-VI in Fig. 1,

Fig. 7 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 6,

Fig. 8 einen Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in Fig. 1 und

Fig. 9 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 8.

Das Kernstück der Ventilanordnung besteht aus einem Gehäuse 10, welches aus einem Metallgußteil, insbesondere einem Aluminiumgußteil gefertigt werden kann. Das Gehäuse weist eine Vielzahl von Öffnungen auf, welche im wesentlichen in einem rechten Winkel zueinander stehen. Das Gehäuse 10 weist eine Eintrittsöffnung 9' auf, welche als Flansch ausgebildet ist zum Anschluß an eine Kraftstoffzuleitung, welche von einer Kraftstoff-

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pumpe her kommt. Das Gehäuse weist ferner insgesamt drei Austrittsöffnungen 6', 7¹, 8' auf. Die Austrittsöffnungen sind so angeordnet, daß sie rechtwinklig zueinander und rechtwinklig zur Eintrittsöffnung 9' angeordnet sind. Das Gehäuse 10 weist ferner eine der Anzahl der Austrittsöffnungen 6', 7', 8' entsprechende Anzahl von Ventilanschlußöffnungen 12 auf. Die Ventilanschlußöffnungen 12 liegen entweder gegenüber zur zugehörigen Austrittsöffnung 7', 8' oder rechtwinklig zur zugeordneten Austrittsöffnung 6'. Die Austrittsöffnungen 6', 7', 8' können verschiedene Querschnitte aufweisen. Bevorzugt liegen die Austrittsöffnungen 7', 8' in Gegenüberlage zu zugeordneten Ventilanschlußöffnungen, welche den größeren Durchmesser aufweisen. Die Ventilanschlußöffnungen 12 liegen rechtwinklig zur Eintrittsöffnung 9'. Es kann vorgesehen sein, daß Ventilanschlußöffnungen 12 nebeneinander liegen.

Wie insbesondere der Fig. 5 zu entnehmen ist, mündet ein zentraler Zuführkanal 9 in die Eintrittsöffnung 9'. Der Zuführkanal 9 verläuft geradlinig und mündet stirnseitig in einen Einzelkanal II¹', welcher rechtwinklig vom Zuführkanal 9 abgeht und in eine Ventilanschlußöffnung 12 mündet. Im Bereich der Ventilanschlußöffnung 12 weitet sich der Einzelkanal H'' in einen Ringraum auf, welcher einen Auslaßkanal 8 umgibt, welcher eine geradlinige Verbindung zwischen der Ventilanschlußöffnung 12 und der zugeordneten Austrittsöffnung 8' ausbildet.

Aus der Seitenwandung des Zuführkanales 9 treten parallel zueinander verlaufende und in Gegenüberlage zueinander angeordnete Einzelkanäle 11, 11' aus, welche benachbart liegen zur Eintrittsöffnung 9'. Auch diese Kanäle 11, 11' münden in jeweils eine Ventilanschlußöffnung 12

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und weiten sich unmittelbar vor der Ventilanschlußoffnung 12 ringförmig aus, wobei die dadurch gebildete zur öffnung 12 hin offene Ringkammer jeweils einen Anschlußkanal 6, 7 ringförmig umgibt. Der einen größeren Durchmesser aufweisende Anschlußkanal 7 mündet geradlinig in die Austrittsöffnung 7¹. Der Auslaßkanal 6 bildet einen rechtwinkligen Knick aus und mündet in die Austrittsöffnung 6'. Die Austrittsöffnungen 6', 7', 8' sind wie die Eintrittsöffnung 9' als Flansch ausgebildet. Zum Anschluß an die entsprechenden Ab-Zuleitungen sind zwei Schraubeneintrittsöffnungen vorgesehen.

Die Einzelkanäle 11, 11', II'¹ haben eine kreisbogenförmige Kontur, deren Innenwandung von einer Zwischenwandung 25, 25', 25'' ausgebildet ist. Diese dünnwandige Zwischenwandung bildet anderseitig die Innenwand der Auslaßkanäle 6, 7, 8 aus. Die Zwischenwandung 25, 25', 25'' ist die Teilfläche eines Zylinderrohres.

In der Fig. 7 ist in Ausschnittsvergrößerung ein auf eine Ventilanschlußoffnung aufgeschraubtes Einzelventil dargestellt. In der Fig. 9 ist ein auf eine Ventilanschlußoffnung 12 aufgeschraubtes Doppelventil dargestellt.

Die Ventilanschlußoffnung 12, in welche koaxial der Einlaßkanal 11, 11', II¹' und der Auslaßkanal 6, 7, 8 mündet, wird von einer Gummimembran 13 überfangen. Im Randbereich bildet die Gummimembran 13 eine Zwischenlage 17 aus, welche die Aufgabe übernimmt, die auf den Randbereich der öffnung 12 aufgeschraubte Befestigungsplatte 15 des Ventilkopfes 1, 2, 3 abzudichten. Der sich radial einwärts dem Dichtungsabschnitt 17 anschließende Ringbereich der Membran 13 bildet einen Ventilsteuerabschnitt 18 aus, welcher im Querschnitt

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ringförmig gewölbt ist und eine öffnung 22 ausbildet. Das Zentrum der Membran 13 wird von dem Ventilstößel 4 ausgebildet, welcher tellerförmig ausgebildet ist und zur Stabilisierung eine Metalleinlage 26 aufweist.

Die Befestigungsplatte 15 bildet eine Höhlung aus, welche einen Membranrückseitenraum 27 bildet, welcher durch die Öffnung 22 mit dem Ringraum des Einzelkanales 11, 11', 11'' verbunden ist.

In dem Membranrückseitenraum 27 befindet sich eine Druckfeder 14, welche den Ventilstößel 4 auf dem von der Stirnwandung des Auslaßkanales 6, 7, 8 ausgebildeten ringförmigen Ventilsitz 5 drückt. Im geschlossenen Zustand ist in dem Membranrückseitenraum 27 derselbe Flüssigkeitsdruck, wie im Einzelkanal 11, 11', II¹¹, so daß zufolge der Federkraft der Feder 14 der Ventilstößel 4 auf dem Ventilsitz 5 aufliegt.

In der Befestigungsplatte 15 befindet sich eine Öffnung, welche einen zu dem als Ventil ausgebildeten Steuerorgan 16 verlaufenden Überströmkanal 19, 19' ausbildet. Das das Steuerorgan 16 ausbildende Ventil verschließt/öffnet den Durchtritt des Überstromkanales 19, 19' zu einem Kanal 20, 20', welcher in eine Öffnung des Randabschnittes 17 der Membran 13 mündet und sich in einen gehäuseseitigen Kanal 21 fortsetzt, welcher in den Auslaßkanal 6, 7, 8 mündet. Wird das Ventil 16 betätigt, so strömt Flüssigkeit durch den Überströmkanal 16, 20, 21 aus dem Membranrückseitenraum 27 in den Auslaßkanal 6, I₁ 8, so daß sich der Druck im Membranrückseitenraum 27 verringert und sich der Ventilstößel 4 von seinem Sitz 5 abhebt und das Tellerventil öffnet.

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Bei dem in Fig. 9 dargestellten Doppelventil ist neben dem ersten Steuerorgan 16', welches die öffnung des Ventiles 4, 5 bewirkt, ein zweites Steuerorgan 16'' vorgesehen, welches einen By-Pass zwischen dem Ringraum und dem Auslaßkanal 8 öffnet. Die beiden Steuerorgane 16', 16'' sind bevorzugt so gestaltet, daß bei einem normalen Betankungsvorgang mit Mengenvorgabe zunächst beide Steuerorgane 16', 16'' betätigt sind, so daß das Tellerventil 4 und der By-Pass geöffnet sind. Kurz vor Erreichen der vorgegebenen Abgabemenge schließt das Tellerventil 4, indem das vom Steuerorgan 16' ausgebildete Ventil schließt. Über den By-Pass-Kanal 19'', welcher vom Ringraum II'¹ ausgeht, strömt dann durch einen Querkanal 23 über den Kanal 20', 21 Kraftstoff mit geringer Strömungsmenge in den Auslaßkanal 8. Der Überströmkanal 20' bildet zusammen mit dem Querkanal 23 eine T-Anordnung; der Querkanal 23 ist jeweils endseitig mit einem der Steuerorgane 16', 16'' verbunden.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priorität sunter lagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

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Claims

ANSPRÜCHE

1. Ventilanordnung in einer Zapfsäule mit mehreren Zapfstellen, insbesondere drei Zapfstellen, mit jeweils einer der Zapfstellen zugeordnetem, elektrisch betätigbaren Ventil, zum Verteilen und Dosieren des flüssigen Kraftstoffes aus einer Kraftstoffzuleitung in jeweils eine der jeweiligen Zapfstelle zugeordnete Kraftstoffableitung, gekennzeichnet durch ein als Gußteil ausgebildetes Gehäuse (10), mit

a. einer Eintrittsöffnung (9¹) zum Anschluß an die Kraftstoffzuleitung, ausgehend von welcher ein zentraler Zuführkanal (9) ausgeht, von welchem rechtwinklig Einzelkanäle (11, 11', 11'') ausgehen,

b. jeweils einer Kraftstoffableitung zugeordneten, jeweils rechtwinklig zur Eintrittsöffnung (9') ausgerichtete Ventilanschlußöffnungen (12), wobei jede Ventilanschlußöffnung (12) ein insbesondere als Kolben oder Membran ausgebildetes Ventilverschlußelement aufweist, gegen welches der zugehörige Einzelkanal (11, 11', H'') gerichtet ist, und deren Stößel (4) einen Auslaßkanal (6, 7, 8) verschließt,

c. welche Auslaßkanäle (6, 7, 8) in zugeordnete Austrittsöffnungen (6¹, 7', 8') zum Anschluß an eine der Kraftstoffableitungen münden, welche Austrittsöffnungen (6¹, 7^f, 8') rechtwinklig zur Eintrittsöffnung (9¹) und rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind.

2. Ventilanordnung nach oder insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zur Eintrittsöffnung (9') beidseitig des Zuführkanals (9) parallel zueinander verlaufende, gegenüberliegende Ein-

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zelkanäle (11, 11') abgehen mit jeweils einem Wandbereich, welcher von einem Wandungsabschnitt (25, 25') des zugehörigen Auslaßkanales (6, 7) gebildet ist.

3. Ventilanordnung nach oder insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Auslaßkanäle (6, 7) unterschiedlichen Durchmessers, wobei sich Auslaßkanäle (7) größeren Durchmessers geradlinig erstrecken und ein Auslaßkanal (6) kleineren Durchmessers abgewinkelt ist.

4. Ventilanordnung nach oder insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelkanäle (11, 11', II¹¹) eine kreisbogenartige Querschnittskontur aufweisen.

5. Ventilanordnung nach oder insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelkanäle (11, 11', II¹¹) in einen zur Ventilanschlußöffnung (12) hin offenen, den jeweiligen Auslaßkanal (6, 7, 8) koaxial umgebenden Ringraum münden.

6. Ventilanordnung nach oder insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerventile ausbildenden Ventilköpfe (1, 2,

3) mit elektrisch betätigbaren Steuerorganen (16) versehen sind, wobei die Ventilköpfe (1, 2, 3) unter randdichtender Zwischenlage (17) des Membranrandbereiches auf der Ventilanschlußöffnung (12) sitzen.

7. Ventilanordnung nach oder insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (13) oder der Kolben ringförmige Ventilsteuerabschnitte (18) ausbilden und die Einzelkanäle

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(11, 11', 11'') gegen die Steuerabschnitte (18) der Membranen (13) oder des Kolbens gerichtet sind.

8. Ventilanordnung nach oder insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerorgane (16) einen magnetventilverschließbaren und offenbaren Überströmkanal (19, 19') zwischen Kolben- oder Membranrückseitenkammer (27) und Auslaßkanal (7, 8, 9) ausbilden, welcher Kanal in einen der Randabdichtung (17) zugeordneten Lappen mündet und sich gehäuseseitig (21) fortsetzt.

9. Ventilanordnung nach oder insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (9') und die Austrittsöffnungen (6', 7'/ 8') jeweils einen zwei diametral gegenüberliegende Einschrauböffnungen (28) aufweisenden Flansch ausbilden.

10. Ventilanordnung nach oder insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ventil als Zweistufen-Ventil (3) ausgebildet ist, bei dem in einer ersten Betriebsstufe der Ventilstößel (4) sich vom Sitz (5) abhebt und in einer zweiten Betriebsstellung nur ein By-Pass zwischen Einzelkanal (11) und Auslaßkanal (6, 7, 8) freigegeben ist.

11. Ventilanordnung nach oder insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zweistufen-Ventil zwei Steuerorgane (16', 16'') aufweist mit jeweils einem Überströmkanal (19', 19''), wobei der eine Überströmkanal (19¹¹, 20') einen By-Pass zum Tellerventil (4, 5) ausbildet.

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12. Ventilanordnung nach oder insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (4) des Ventils federkraftbeaufschlagt (14) in der Dichtstellung die Öffnung des Auslaßkanales (7, 8) verschließt.

13. Ventilanordnung nach oder insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Randabdichtung vom Randbereich der Membran (13) ausgebildet wird.

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