DE69431543T2

DE69431543T2 - ventilanordnung

Info

Publication number: DE69431543T2
Application number: DE69431543T
Authority: DE
Inventors: Youval Katzman; Avi Zakai
Original assignee: ARAN ENG DEV Ltd; Netafim ACS Ltd
Current assignee: ARAN ENGINEERING DEVELOPMENT Ltd KFAR SHEMARYAHU; Netafim Ltd
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1994-03-28
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2014-03-29
Also published as: AU676262B2; EP0623673A3; AU5798194A; JP3590649B2; DE69431543D1; EP0623673B1; ATE226245T1; EP0623673A2; ES2184746T3; JPH07133880A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft elektrische Ventilanordnungen, die z. B. in automatischen Beregnungsanlagen u. ä. zum Einsatz kommen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Normalerweise sind elektrische Ventile, die z. B. im Wassereinlaßzulauf eines Gartensprengers verbunden sind, magnetbetätigt. Solche Ventile weisen eine Abdichteinrichtung auf, die durch einen Linearanker geöffnet wird, der selbst durch einen Magnetspule betätigt wird. Im Lieferzustand sind solche Ventile normalerweise geschlossen: Der Verschluß selbst kommt mit Hilfe eines Federmechanismus zustande. Somit überwindet eigentlich die Kraft der Magnetspule die Federvorspannung, um das Ventil zu öffnen.
Bekanntlich ist ein Nachteil bei solchen Ventilen, daß zum Offenhalten des Ventils ständig Elektroenergie zur Betätigung der Magnetspule zugeführt werden muß.
Bekannt sind ferner elektrische Ventile, bei denen die Magnetspule durch einen herkömmlichen Elektromotor ersetzt ist. Ein Hauptvorteil der Verwendung eines Elektromotors gegenüber dem Gebrauch der Magnetspule ist, daß Strom nur zum Motor geführt werden -muß, um das Ventil zu öffnen und zu schließen: Die Stromzufuhr zum Motor erübrigt sich, sobald eine Gleichgewichtsposition des Ventils erreicht wurde. Trotz der offensichtlichen Vorteile des Einsatzes eines Motorventils gegenüber einem Magnetventil ist es schwierig, solche Motorventile an vorhandene Anlagen anzupassen. Insbesondere sind Anlagen, die vom Einsatz von Magnetventilen ausgehen, so aufgebaut, daß Energie nur zugeführt wird, um das Ventil zu öffnen und es offen zu halten, wonach die Unterbrechung der Stromzufuhr bewirkt, daß das Ventil unter dem Einfluß der Federvorspannung in die geschlossene Position zurückkehrt. Unabhängig davon, ob der Betätigungsmechanismus magnet- oder motorbetätigt ist, sind solche Ventile normalerweise mit einem Fluideinlaßdurchgang versehen, der sich in eine Aussparung erstreckt, in der ein "O"-Ring vorgesehen ist, wodurch beim Einsetzen eines Verschlußteils in Form einer Stange in den "O"-Ring der Fluideinlaßdurchgang abgedichtet wird, was das Ventil schließt. Eine solche Anordnung stellt ein herkömmliches Kolbenventil dar, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die auf den Kolbenkopf wirkende Kraft genau gleich der Fläche des Kolbens multipliziert mit dem Druck des darauf wirkenden Fluids ist. Dies unterscheidet sich von Membranventilen, die im offenen Zustand einer größeren Kraft als der Verschlußkraft unterliegen, was an der erhöhten Fläche liegt, auf die der Fluiddruck ausgeübt wird. Die zusätzliche Fläche ergibt sich unvermeidlich aus der Notwendigkeit, für Ausbeulen der Membran zu sorgen, was erfordert, daß sich die Fläche der Membran über die Fläche des Fluideinlaßdurchgangs hinaus erstreckt, der abzudichten ist.
Mit Kolbenventilen gehen dennoch Nachteile einher. Erstens muß die Verschlußkraft Reibungskräfte zwischen der Kolbenstange und dem "O"-Ring berücksichtigen und ist daher stets etwas größer als das zuvor beschriebene theoretische Minimum. Infolge von Verschleiß reibt zweitens die Kolbenstange im Lauf der Zeit die Innenfläche des "O"-Rings ab, wodurch das Ventil undicht wird.
Natürlich umgeht man in Membranventilen solche Undichtigkeit, was auch für die Reibungskräfte gilt. Andererseits ist die zusätzliche Flächengröße der Membran, die eine erhöhte Verschlußkraft notwendig macht, nachteilig genug, gegen ihre bevorzugte Verwendung gegenüber Kolbenventilen, trotz deren Nachteile, zu sprechen.
Deutlich erwünscht wäre, den einzigen Nachteil im Zusammenhang mit Membranventilen irgendwie zu überwinden, wodurch die maximale Verschlußkraft gleich dem Fluiddruck multipliziert mit der Fläche des Fluideinlasses wäre, und dabei gleichzeitig alle anderen Vorteile zu nutzen, die Membranventile gegenüber Kolbenäquivalenten haben.
In Membranventilen ist die Membran selbst zwischen dem abzudichtenden Fluideinlaß und einem Verschlußteil mit einer größeren Oberfläche als der des Einlaßdurchgangs angeordnet. Geschlossen wird das Ventil, indem das Verschlußteil an die Membran gedrückt wird, um die Membran auf den Fluideinlaß zu deformieren und so das Ventil abzudichten. Bei Betätigung des Verschlußteils über einen Elektromotor wäre eine Möglichkeit zur Ausübung ausreichender Kraft auf das Verschlußteil, einen entsprechend leistungsfähigen Motor zu nutzen. Allerdings fordert man gewöhnlich eine weitestgehende Verkleinerung des Motors, um die Ventilgröße sowie seine Kosten zu reduzieren. Gewöhnlich sind Miniaturmotoren nicht mit der Forderung vereinbar, für eine hohe Verschlußkraft zu sorgen. Daher muß ein Getriebemechanismus zum Einsatz kommen, um die effektive Motorkraft zu steigern. Allerdings kann dies nur zulasten einer Erhöhung des Geschwindigkeitsverhältnisses des Mechanismus geschehen, was zu langsamer Betätigung des Ventils führt. In der Zeit, die das Ventil dadurch zum Schließen benötigt, kommt es zu Fluidaustritt, was unbefriedigend ist.
Offenbart ist ein solches Membranventil z. B. in der FR-A-511989, wobei das Verschieben einer Membran in eine erste Abdichtpositiori und ihr Halten darin sowie das anschließende Freigeben der Membran aus ihrer ersten Abdichtposition sowie ihr Verschieben in eine zweite Abdichtposition und ihr Halten darin einen erheblichen Energieaufwand erfordert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ventilanordnung bereitzustellen, in der die Nachteile, die mit bisher vorgeschlagenen Ventilen zusammenhängen, wesentlich verringert oder beseitig sind.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine solche Ventilanordnung bereitzustellen, die motorbetätigt ist und die vorhandene Magnetventile in Anlagen ersetzen kann, die dafür gebaut wurden.
Erfindungsgemäß wird eine Ventilanordnung bereitgestellt, die aufweist:
ein Ventilgehäuse;
eine erste und eine zweite Öffnung, die im Gehäuse gebildet sind;
einen ersten und einen zweiten Ventilsitz der ersten und zweiten Öffnung;
eine flexible Membran;
eine erste Membranfläche, die neben den Ventilsitzen liegt;
eine zweite und entgegengesetzte Membranfläche;
ein Verschlußteil, das im Gehäuse angeordnet ist;
ein erstes und ein zweites Aktuatorelement des Verschlußteils, die neben der zweiten Membranfläche liegen und in eine erste und eine zweite Position verschiebbar sind, um an der zweiten Membranfläche abwechselnd anzuliegen und so einen beabstandeten ersten und zweiten Abschnitt der ersten Membranfläche in einen jeweiligen Abdichteingriff mit den Ventilsitzen herabzudrücken, wodurch die erste und zweite Öffnung von einer Fluidströmungszone abwechselnd abgedichtet werden; und
eine Betätigungsantriebseinrichtung, die im Betrieb mit dem Verschlußteil gekoppelt ist, um die Aktuatorelemente aus der ersten oder zweiten Position in die andere drehbar zu verschieben und so eine Verbindung zwischen der Fluidströmungszone sowie der ersten und zweiten Öffnung abwechselnd herzustellen;
und wobei die erste Membranfläche mit der Gehäusewand die Fluidströmungszone bildet, wobei die Verschiebung der Ak tuatorelemente die Verbindung zwischen der Fluidströmungszone sowie der ersten und zweiten Öffnung abwechselnd herstellt;
dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil im Gehäuse drehbar angeordnet ist, wobei die Ventilanordnung so ist, daß Fluiddruck in der Fluidströmungszone auf die erste Membranfläche in einer Richtung wirkt, die in der Tendenz die Drehverschiebung der Aktuatorelemente unterstützt.
Mit der erfindungsgemäßen Ventilanordnung und im Unterschied zum Stand der Technik gewährleistet so die Bildung einer Fluidströmungszone zwischen der Gehäusewand und der benachbarten Membranfläche, daß der darauf entwickelte Fluiddruck die Verschiebung der Aktuatorelemente in Abdichtpositionen und ihr Festhalten darin wirksam unterstützt. Dadurch wird der Energiebedarf für die Betätigungsantriebseinrichtung wesentlich reduziert.
Vorzugsweise weist die Betätigungseinrichtung einen Elektromotor auf, der mit dem Verschlußteil über ein Getriebesystem mit einem Paar Zahnrädern so gekoppelt ist, daß mehrere Drehungen des Elektromotors erforderlich sind, um das Verschlußteil zu betätigen. Die Betätigungsgeschwindigkeit des Ventils ist erhöht, indem dafür gesorgt ist, daß das Getriebesystem einen Impuls auf das Verschlußteil immer dann ausübt, wenn der Ventilzustand vom offenen zum geschlossenen oder umgekehrt geändert werden soll.
Vorzugsweise wird der Motor durch eine Gleichstromquelle betrieben, ist mit dem Verschlußteil gekoppelt und reagiert auf einen Spannungsimpuls mit einer ersten Polarität, um das Verschlußteil in die erste Position zu drücken, und reagiert auf einen Spannungsimpuls mit einer zweiten Polarität, um das Verschlußteil in die zweite Position zu drücken. Ein Schaltkreis ist mit dem Motor verbunden, um den Gleichstrom-Elektromotor von der elektrischen Gleichstromquelle nur dann zu entkoppeln, wenn das Verschlußteil aus der zweiten Position in die erste Position gedrückt werden muß.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Um die Erfindung zu verstehen und zu erkennen, wie sie praktisch umgesetzt werden kann, wird im folgenden eine bevorzugte Ausführungsform lediglich als nicht einschränkendes Beispiel anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch zum Verständnis der Erfindung eine Einzelheit eines Ventils, in dem Fluid in einer ersten Richtung fließt;
Fig. 2 schematisch zum Verständnis der Erfindung eine Einzelheit eines Ventils, in dem Fluid in einer zweiten Richtung fließt;
Fig. 3 einen teilweise im Schnitt gezeigten Aufriß eines erfindungsgemäßen Ventils mit einem motorbetätigten Verschlußteil;
Fig. 4 eine Perspektivansicht der Anordnung von Fig. 3;
Fig. 5a, 5b und 5c eine Einzelheit des in Fig. 3 veranschaulichten Verschlußteils;
Fig. 6 eine weitere Einzelheit des in Fig. 3 veranschaulichten Verschlußteils;
Fig. 7 schematisch zum Verständnis der Erfindung eine Einzelheit einer alternativen Ausführungsform eines Ventils, das ein unausgewogenes Verschlußteil verwendet;
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Schaltkreises zur Verwendung mit dem Ventil von Fig. 3, 4, 5 oder 6 gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Schaltkreises zur Verwendung mit dem Ventil von Fig. 3, 4, 5 oder 6 gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Schaltkreises zur Verwendung mit dem Ventil von Fig. 3, 4, 5 oder 6 gemäß einer dritten Ausführungsform; und
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Schaltkreises zur Verwendung mit dem Ventil von Fig. 3, 4, 5 oder 6 gemäß einer vierten Ausführungsform.

NÄHERE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

In Fig. 1 und 2 ist zum Verständnis der Erfindung ein allgemein mit 10 bezeichnetes Ventil schematisch dargestellt, das einen Ventilsitz 11 hat, von dem sich ein Fluideinlaß 12 nach unten erstreckt, in den Fluid in einer ersten, mit einem Pfeil A bezeichneten Richtung (Fig. 1) oder einer zweiten, mit einem Pfeil B bezeichneten Richtung (Fig. 2) fließt. Eine flexible Gummimembran 13 ist über dem Ventilsitz 11 angeordnet, und in einem Bereich des Fluideinlasses 12 wirkt auf sie ein erstes Ende 14 eines Verschlußteils 15, das sich um eine Drehachse 16 frei drehen kann.
Das erste Ende 14 des Verschlußteils 15 berührt die Membran 13 über einen ersten Aktuator 17, während ein zweites Ende 18 des Verschlußteils 15 entgegengesetzt zu seinem ersten Ende 14 die Membran 13 über einen zweiten Aktuator 19 berührt. Das Verschlußteil 15 ist dadurch ausgewogen, daß die Drehachse 16 einen gleichen Abstand vom ersten bzw. zweiten. Ende 14 und 18 hat.
Wirkt in jeder der beiden Situationen von Fig. 1 und 2 der erste Aktuator 17 auf die Membran 13 mit ausreichender Kraft, um den Fluideinlaß 12 abzudichten, liegt die maximale Verschlußkraft nahe dem Fluiddruck P multipliziert mit der Querschnittfläche A des Fluideinlasses 12. Insbesondere in der Situation von Fig. 1 wirkt daher bei abgedichtetem Ventil Fluid so nach oben in Pfeilrichtung A, daß die auf die Unterseite der Membran 13 wirkende Kraft gleich P·A ist. Dies ist dann die Verschlußkraft, die durch das Verschlußteil 15 ausgeübt werden muß, um das Ventil zu schließen.
Andererseits strömt in der Situation von Fig. 2 bei abgedichtetem Ventil kein Fluid durch den Fluideinlaß 12, weshalb der Druck, der auf die Unterseite der Membran 13 in der Fläche A des Fluideinlasses 12 wirkt, null ist. Allerdings wirkt noch ein Druck P auf die Restfläche der Membran 13 und trifft auf einen deformierten Bereich von ihr in der Nähe des Ventilsitzes 11, wodurch die Membran 13 in der Tendenz vom Ventilsitz 11 abgehoben wird. Zugleich wird der Druck P auf den zweiten Aktuator 19 ausgeübt, der eine Kraft auf das zweite Ende 18 des Verschlußteils 15 ausübt. Dies wirkt der Tendenz des Verschlußteils 15 mehr als entgegen, sich vom Ventilsitz 11 abzuheben, da die Fläche des zweiten Aktuators 19, auf die der Druck P ausgeübt wird, die des deformierten Bereichs 17 der Membran übersteigt. Somit ist die Öffnungskraft, die auf das Verschlußteil 15 zum Öffnen des Ventils 10 ausgeübt werden muß, immer noch nahezu gleich P·A.
Daher sieht die Anordnung von Fig. 1 und 2 die Verwendung eines Membranventils vor, bei dem die Verschlußkraft proportional zur Querschnittfläche des Einlaßdurchgangs ist (wie bei Kolbenventilen), statt eine vergrößerte Fläche der Membran zu haben, was bei bisher vorgeschlagenen Ventilen unter Verwendung von Membranen der Fall ist. Da andererseits eine Membran zum Einsatz kommt, werden Reibungskräfte und Zylinderabrieb vermieden, die normalerweise mit Kolbenventilen zusammenhängen.
Fig. 3 und 4 zeigen eine Schnitt- bzw. Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Umschaltventils 20 mit einem ersten und einem zweiten Fluideinlaß 24 und 21, die sich von entsprechenden Ventilsitzen 22 und 23 nach unten erstrecken. Über den Ventilsitzen 22 und 23 ist eine flexible Membran 25 angeordnet, die in entsprechenden Flächen der Fluideinlässe 24 und 21 durch jeweilige Aktuatoren 26 und 27 betätigt wird, die durch ein ausgewogenes Verschlußteil 28 wechselweise herabgedrückt werden, das frei ist, eine begrenzte Drehung um eine Drehachse 29 zu vollführen.
In der Situation von Fig. 3 drückt ein erstes Ende 30 des Verschlußteils 28 den Aktuator 26 an die Membran 25, was die Membran 25 so deformiert, daß sie den Ventilsitz 22 bedeckt und den Fluideinlaß 24 abdichtet. Dabei macht die Membran 25 den Ventilsitz 23 frei, wodurch Fluid durch den Einlaßdurchgang 21 in das Ventil (oder umgekehrt) strömen kann.
Wird dagegen das Verschlußteil 28 um seine Drehachse 29 im Uhrzeigersinn gedreht, ermöglicht der Druck des Fluids im Fluideinlaß 24, der auf die Unterseite der Membran 25 und somit auf den Aktuator 26 wirkt, daß sich die Membran 25 vom Ventilsitz 22 abhebt, wodurch Fluid wiederum durch den Fluideinlaßdurchgang 24 strömen kann. Beim weiteren Drehen des Verschlußteils 28 drückt sein zweites Ende 31 den Aktuator 27 an die Membran 25 in der Umgebung des Ventilsitzes 23, um so den zweiten Einlaßdurchgang 21 abzudichten.
In Fig. 4 der Zeichnungen ist eine Einzelheit eines allgemein mit 35 bezeichneten Getriebesystems zum Koppeln eines Elektromotors 36 mit dem Verschlußteil 28 gezeigt, um das Verschlußteil 28 um seine Drehachse 29 zu drehen. Das Getrie besystem 35 verfügt über ein Zahnrad 37 mit kleinem Durchmesser, das auf einer Welle 38 des Motors 36 angeordnet ist, zum Eingreifen in ein relativ großes Zahnrad 39, das zur Drehung um eine Mitteldrehachse 40 geeignet ist, die zwischen Endlagern 41 abgestützt ist (von denen nur eines in der Zeichnung sichtbar ist).
In einem Umfang ist das Zahnrad 39 mit einem bogenförmigen Schlitz 42 versehen, der gegenüberliegende Enden 43 und 44 hat. Das Verschlußteil 28 ist auf jeder Seite der Drehachse 29 mit einem sich nach oben erstreckenden Anker 45 und 46 versehen, die zwischen sich einen im wesentlichen U-förmigen Hohlraum 47 bilden, in dem sich eine zylindrische Nocke 48 befindet, die an einem ersten Ende 49 einer Kurbel 50 exzentrisch angeordnet ist, welche ein zweites Ende 51 hat, das im bogenförmigen Schlitz 42 angeordnet ist.
Beim Drehen des Zahnrads 39 trifft somit ein Ende 43 oder 44 des bogenförmigen Schlitzes 42 (je nach Drehsinn des Zahnrads 39) auf das zweite Ende 51 der Kurbel 50 auf, wodurch die Kurbel und mit ihr die zylindrische Nocke 48 gedreht wird. Wegen der exzentrischen Drehung 48 der zuletzt genannten wird eine Seitenkraft auf die Innenfläche eines der Anker 45 oder 46 ausgeübt, wodurch das Verschlußteil 28 um seine Drehachse 29 gedreht wird.
Nach Abschluß eines Schließ- oder Öffnungsvorgangs bleibt das entsprechende Ende 43 oder 44 des bogenförmigen Schlitzes 42 mit dem zweiten Ende 51 der Kurbel 50 in Berührung. Jetzt kann der Zustand des Ventils durch Drehen der Motorwelle 38 in Gegenrichtung geändert werden. Bei einer Anfangsdrehung der Motorwelle 38 beginnt das Zahnrad 39, mit einer relativ langsamen Geschwindigkeit (verglichen mit der Drehzahl der Motorwelle 38), aber mit einem hohen Drehmoment aufgrund der Übersetzung zwischen den beiden Zahnrädern 37 und 39 zu drehen, wobei keine Kraft auf das zweite Ende 51 der Kurbel 50 ausgeübt wird, bis das entfernte Ende des bogenförmigen Schlitzes 42 das zweite Ende 51 der Kurbel 51 auf seiner entgegengesetzten Seite berührt. Bis zu dieser Zeit hat der Motor 36 die volle Drehzahl erreicht, und eine erhebliche kinetische Energie wird auf das Zahnrad 39 ausgeübt.
Dadurch wirkt ein Impuls auf die Kurbel 50, der sie veranlaßt, sehr schnell zu drehen und den Zustand des Verschlußteils 28 nahezu augenblicklich zu ändern.
Fig. 5a, 5b und 5c zeigen schematisch eine Einzelheit des Verschlußteils 28, wenn sich das Ventil 20 von Fig. 3 und 4 in einer Zwischen-, offenen bzw. geschlossenen Position befindet. In der Zwischenposition von Fig. 5a durchläuft die Achse, die die Mitte der zylindrischen Nocke 48 mit dem ersten Ende 49 der Kurbel 50 verbindet, die Drehachse 29 des Verschlußteils 28. In dieser Situation übt jede natürliche Tendenz des Verschlußteils 28, sich in eine Richtung zu drehen, ein Drehmoment auf das Verschlußteil 28 aus, da die Drehachse des Verschlußteils 28, die dem ersten Ende 49 der Kurbel entspricht, gegenüber dem Berührungspunkt der Anker 45 und 46 des Verschlußteils 28 verschoben ist.
In der offenen Position von Fig. 5b übt der Anker 46 eine Kraft auf die zylindrische Nocke 48 aus, die das erste Ende 49 der Kurbel 50 durchläuft. Gleichermaßen übt in der geschlossenen Position von Fig. 5c der Anker 45 eine Kraft auf die zylindrische Nocke 48 aus, die das erste Ende 49 der Kurbel 50 durchläuft. In jeder dieser Situationen ist jede Tendenz des Verschlußteils 28 unterbunden, in Gegenrichtung zu drehen, um das Ventil 10 zu schließen bzw. zu öffnen, da die einzige Kraft, die auf die zylindrische Nocke 48 wirkt, durch das erste Ende 49 der Kurbel wirkt, um das sich die zylindrische Nocke dreht.
Aus Fig. 6 geht hervor, daß das Verschlußteil 28 ferner ein Paar elastisch vorgespannte Blattfederteile 55 im U-förmigen Hohlraum 47 so aufweist, daß eine Anfangsdrehung des Motors die zylindrische Nocke 48 gegen eines der Blattfederteile 55 drückt, wodurch das Verschlußteil 28 in die erste oder zweite Position gedreht wird. Durch weitere Drehung des Motors drückt die zylindrische Nocke 48 das Blattfederteil 55 herab, während sie dem Verschlußteil 28 keine weitere Drehung verleiht. In einer solchen Anordnung ist das Verschlußteil 28 mindestens teilweise aus Formkunststoff gebildet, wobei die Blattfedern 55 auch aus Kunststoff gebildet und an jeweiligen Innenflächen der Anker 45 und 46 vernietet sind.
Fig. 7 zeigt schematisch und zum Verständnis der Erfindung eine alternative Ausführungsform des Ventils 10 mit einem einzelnen Ventilsitz 11, von dem sich ein Fluideinlaß 12 nach unten erstreckt. Vorgesehen ist ein unausgewogenes Verschlußteil 56 mit einem ersten und einem zweiten Ende 57 und 58 zum jeweiligen Ausüben einer Kraft auf eine Gummimembran 13 oder zum Aufnehmen einer durch sie ausgeübten Kraft über einen entsprechenden ersten und zweiten Aktuator 59 und 60. Eine Drehachse 61 des Verschlußteils 56 liegt nicht in seiner Mitte, wobei der Abstand vom ersten Ende 57 zur Mitte 61 das Doppelte des Abstands vom zweiten Ende 58 zu ihr beträgt. Fluid wird mit einem Druck P durch einen Fluideinlaß 62 kontinuierlich zugeführt, der ständig offen bleibt, um einen Druck P auf die Membran 13 und somit auf den Aktuator 60 auszuüben.
Bei geöffnetem Ventil wird ein Druck P auf die Unterseiten beider Aktuatoren 59 und 60 ausgeübt. Wäre das Verschlußteil 56 ausgewogen (wie in Fig. 1 und 2), so würden gleiche Drehmomente, die zu P·A proportional sind, auf das Verschlußteil ausgeübt, wobei die Proportionalitätskonstante die Länge 1/2L des Hebelarms zwischen der Drehachse 61 und den Aktuatoren 59 und 60 wäre. Das dadurch zum Schließen des Ventils erforderliche Drehmoment wäre vernachlässigbar, während zum Öffnen des Ventils ein Drehmoment gleich 1/2P·A·L erforderlich wäre, wobei P der Fluiddruck, A die Querschnittfläche der Aktuatoren und L die kombinierte Gesamtlänge der beiden Hebelarme zwischen dem ersten und zweiten Ende 57 und 58 des Verschlußteils 56 ist.
Ist dagegen beim unausgewogenen Verschlußteil 56 von Fig. 7 das Ventil offen, beträgt das auf das Verschlußteil 56 durch den Aktuator 59 ausgeübte Drehmoment das Doppelte dessen, das durch den Aktuator 60 ausgeübt wird, was an der Beziehung zwischen den beiden Hebelarmen liegt. Im Grunde wird daher ein konstantes Netto-Öffnungsdrehmoment gleich 1/3P·A·L ausgeübt, das überwunden werden muß, um das Ventil zu schließen. Somit ist ein Nettoschließdrehmoment von 1/3P·A·L notwendig, das auf das Verschlußteil 56 zum Schließen des Ventils ausgeübt werden muß. Sobald aber das Ventil geschlossen ist, wird der Fluiddruck P nicht mehr auf den Aktuator 59 ausgeübt, weshalb das einzige Drehmoment, das auf das Verschlußteil 56 wirkt, das Schließdrehmoment 1/3P·A·L ist, das vollständig überwunden werden muß, indem ein Gegendrehmoment gleicher Größe auf das Verschlußteil 56 ausgeübt wird.
Durch Vergleichen der beiden Situationen für ein ausgewogenes und unausgewogenes Verschlußteil 56 mit einer gleichen Länge L wird also deutlich, daß für das unausgewogene Verschlußteil das Öffnungs- und das Schließdrehmoment beide kleiner als das Öffnungsdrehmoment sind, das für das ausgewogene Verschlußteil erforderlich ist. Natürlich ist richtig, daß das für das ausgewogene Verschlußteil notwendige Schließdrehmoment vernachlässigbar ist, aber da die Größe des zum Drehen des Verschlußteils erforderlichen Motors vom maximalen erforderlichen Drehmoment abhängt, bedeutet dies, daß ein kleinerer, leistungsschwächerer Motor für das unausgewogene Verschlußteil zum Einsatz kommen kann.
Obschon die Merkmale des zuvor anhand von Fig. 1 bis 7 beschriebenen Ventils universell anwendbar sind, ist besonders wünschenswert, diese Merkmale in ein solches Ventil einzubauen, das normalerweise im Wassereinlaßzulauf eines Gartensprengers verbunden ist, und bei dem für die weitere Verbesserung gesorgt ist, daß ein Elektromotor zum Bewirken des Öffnens und Schließens vorgesehen ist.
In Fig. 8 ist eine erste Ausführungsform eines Schaltkreises 85 zur Verwendung mit jedem der elektrischen Ventile gezeigt, die zuvor anhand von Fig. 3, 4, 5 oder 6 der Zeichnungen beschrieben wurden.
Vorgesehen ist somit ein Doppelweg-Brückengleichrichter 110, der in herkömmlicher Form mit einer Wechselstromquelle (nicht gezeigt) verbunden ist, um eine gleichgerichtete Gleichstromausgabe an einer positiven Versorgungsschiene 111 und einer negativen Versorgungsschiene 112 zu erzeugen. Zwischen der positiven und negativen Versorgungsschiene 111 und 112 ist ein Glättungskondensator 113 zum Reduzieren einer etwaigen Wechselstromwelligkeit verbunden, die mit der gleichgerichteten Gleichstromausgabe des Brückengleichrichters 110 zusammenhängt.
Ferner ist über die positive und negative Versorgungsschiene 111 und 112 ein bipolarer pnp-Sperrschichttransistor 115 mit einem Basis-, Emitter- bzw. Kollektoranschluß 116, 117 und 118 verbunden, der als Darlington-Päar geschaltet ist. Der Transistor 115 ist in Kollektorschaltung so verbunden, daß sein Kollektor 118 mit der negativen Versorgungsschiene 112 verbunden ist und sein Emitteranschluß 117 mit der positiven Versorgungsschiene 111 über eine Diode 120 so verbunden ist, daß Strom von der positiven Versorgungsschiene 111 durch die Diode 120 und in den Kollektor 118 des Transistors 115 fließen kann, während der Stromfluß durch die Diode 120 in Rückwärtsrichtung blockiert ist.
Mit der positiven und negativen Versorgungsschiene 111 und 112 ist außerdem ein Spannungsteiler verbunden, der allgemein mit 121 bezeichnet ist und ein Paar Widerstände 122 und 123 aufweist, deren gemeinsamer Knoten mit der Basis 116 des Transistors 115 verbunden ist. Die Werte der Widerstände 122 und 123 sind so gewählt, daß minimaler Strom durch den Spannungsteiler 121 fließt, während dennoch ausreichender Strom in die Basis 116 des Transistors 115 fließen kann, um den pnp-Transistor auszuschalten, wodurch der Stromfluß vom Emitter 117 zum Kollektor 118 im wesentlichen eliminiert ist. Der Motor 81 ist in Reihe mit einem Kondensator 125 geschaltet, wobei das kombinierte Motor- und Kondensatornetz über die positive und negative Versorgungsschiene 111 und 112 verbunden ist.
Der Schaltkreis 85 arbeitet wie folgt: Beim Verbinden des Brückengleichrichters 110 mit einer Wechselstromquelle öffnet die resultierende Gleichspannung, die über der positiven und negativen Versorgungsschiene 111 und 112 auftritt, den pnp-Transistor 115, wodurch Strom durch die Diode 120 und den Motor 81 fließen kann, um den Kondensator 125 zu laden. Zugleich fließt ein kleiner Strom durch den Spannungsteiler 121, obwohl gemäß der vorstehenden Erläuterung die Werte der Widerstände 122 und 123 so gewählt sind, daß dieser Leckstrom bedeutungslos ist.
Wegen der Übersetzung zwischen dem Zahnrad 82 und dem Zahnrad 105 vollführt der Motor 81 mehrere Umdrehungen, bevor der Anschlag 108 am Zahnrad 105 an die Platte 110 anstößt, wobei das Zeitintervall, in dem es zu einer solchen Drehung des Motors 81 kommt, ausreichend lang ist, um den Kondensator 125 im wesentlichen voll aufzuladen. Sobald der Kondensator 125 voll geladen ist, blockiert er den Fluß von Gleichstrom, so daß trotz der Tatsache, daß eine Spannung über den Motorklemmen verbleibt, im Grunde kein Strom durch den Motor 81 fließt.
Wird jetzt der Gleichrichter 110 von der Wechselstromquelle getrennt, fließt kein Strom in die Basis 116 des Transistors 115, weshalb er eingeschaltet wird und als effektiver Kurzschluß über den in Reihe geschalteten Motor 81 und Kondensator 125 wirkt. In dieser Konfiguration fließt Strom vom Kondensator 125 durch den Motor 81 in Gegenrichtung zum ursprünglichen Ladestrom, was den Motor 81 in Rückwärtsrichtung antreibt, bis der Anschlag 108 am Zahnrad 105 an die Platte 110 am entgegengesetzten äußersten Ende anstößt.
Bei einer solchen Entladung des Kondensators 125 über den Motor 81 hindert die Diode 120 den Entladestrom daran, durch den Spannungsteiler 121 zu fließen, was gewährleistet, daß die Entladegeschwindigkeit des Kondensators 125 nur durch die Kollektor-Emitter-Impedanz des Transistors 115 und den Wert des Kondensators 125 bestimmt wird.
In einer solchen Konfiguration fungiert der Transistor 115 als normalerweise geschlossenes Schaltelement, das öffnet, sobald der Brückengleichrichter 110 mit einer Wechselstromversorgungsquelle verbunden ist, und schließt, sobald die Basisvorspannung auf null reduziert ist.
Erwünscht ist, Maßnahmen zu ergreifen, die gewährleisten, daß der Kondensator 125 stets im wesentlichen immer dann voll geladen ist, wenn das Ventil offen oder auch teilweise offen ist, damit im Fall eines anschließenden Stromausfalls aus irgendeinem Grund stets genügend Ladung im Kondensator 125 vorhanden ist, um den Motor 81 anzutreiben und die Stange 78 in die geschlossene Position gemäß Fig. 9 der Zeichnungen zu drücken. Wäre dagegen das Ventil ganz oder teilweise geöffnet, bevor sich der Kondensator 125 voll auflädt, und käme es dann zu einem Stromausfall, könnte es mög licherweise geschehen, daß im Kondensator 125 keine ausreichende Restladung vorhanden wäre, um den Motor 81 über eine ausreichende Anzahl von Umdrehungen zu drehen und so das Ventil vollständig abzudichten.
Fig. 9 zeigt eine zweite Ausführungsform des Schaltkreises 85, in der Zusatzkomponenten vorgesehen sind, um so etwas zu verhindern. Der Schaltkreis von Fig. 9 ist im wesentlichen mit dem zuvor anhand von Fig. 8 beschriebenen mit der einzigen Ausnahme identisch, daß ein sekundärer Ladeweg 126 vorgesehen ist, der parallel zum Motor 81 geschaltet ist und einen Widerstand 127 in Reihe mit einer Diode 128 aufweist.
Beim Verbinden des Brückengleichrichters 110 mit einer Wechselstromquelle öffnet die resultierende Gleichspannung über der positiven und negativen Versorgungsschiene 111 und 112 den Transistor 115, während Strom durch die Diode 120 und den Motor 81 in Reihe mit dem Kondensator 125 sowie durch den sekundären Ladeweg 126 und den Kondensator 125 fließen kann. Dadurch wirkt der sekundäre Ladeweg 126 als Nebenschluß zum Gewährleisten, daß mehr Strom durch den Kondensator 125 als durch den Motor 81 fließt. Auf diese Weise läßt sich dafür sorgen, daß sich der Kondensator 125 mit einer größeren Geschwindigkeit lädt als der Motor 81 drehen kann. So kann sichergestellt werden, daß auch bei einem Stromausfall beim Öffnen des Ventils 10 stets genügend Restladung im Kondensator 125 vorhanden ist, um wenigstens den Motor 81 ausreichend zu drehen und den abgedichteten Zustand des Ventils wieder herzustellen. Die Diode 128 gewährleistet, daß Entladestrom aus dem Kondensator 125 nur durch den Motor 81 und nicht durch den sekundären Ladeweg 126 fließt.
In Fig. 10 ist eine dritte Ausführungsform des Schaltkreises 85 gezeigt, die im Prinzip der zuvor anhand von Fig. 9 der Zeichnungen beschriebenen zweiten Ausführungsform ähnelt, weshalb identische Bezugszahlen für die Schaltungselemente verwendet werden, die beiden Ausführungsformen gemeinsam sind. Wie Fig. 10 zeigt, ist kein Glättungskondensator mit der positiven bzw. negativen Versorgungsschiene 111 und 112 verbunden, weshalb die Ausgabe vom Brückengleichrichter 110 eine kontinuierliche Folge von Sinushalbwellen ist, die der gleichgerichteten Wechselspannungseingabe entsprechen. Könnte eine solche Spannung an der Basis 116 des pnp-Transistors 115 auftreten, so würde der Transistor die Stromleitung in jenen Perioden des Wechselstromzyklus stoppen, in denen die Spannung an seiner Basis unter die Basisschwellenspannung VT fällt. Dies darf nicht geschehen, da sobald der pnp-Transistor 115 nicht mehr leitet (d. h. öffnet), der Kondensator 125 beginnt, durch den Motor über den sekundären Weg 126 zu leiten, der durch den Widerstand 127 in Reihe mit der Diode 128 gebildet ist, was den Motor 81 dreht und den Zustand des Ventils ändert. Um dies zu vermeiden, muß die Spannung, die an der Basis 116 des pnp-Transistors 115 auftritt, mindestens auf der Basisschwellenspannung VT gehalten werden.
Die dritte und vierte Ausführungsform von Fig. 10 und 11 zeigen alternative Möglichkeiten, wie dies erreicht wird. So ist in Fig. 10 ein kleines Filter vorgesehen, das allgemein mit 130 bezeichnet ist und einen Kondensator 134 aufweist, der einen mit der negativen Versorgungsschiene 112 verbundenen Anschluß und einen zweiten Anschluß hat, der mit der Basis 116 des pnp-Transistors 115 über einen Widerstand 135 verbunden ist. Der Verbindungspunkt des Kondensators 134 mit dem Widerstand 135 ist mit der positiven Versorgungsschiene 111 über eine Gleichrichterdiode 136 verbunden, die den Stromdurchgang von der positiven Versorgungsschiene 111 durch den Kondensator 130 zur negativen Versorgungsschiene 112 ermöglicht, aber keinen Strom durch den Kondensator 130 in Rückwärtsrichtung fließen läßt.
Die Schaltung arbeitet wie folgt: Sobald eine Wechselspannungsversorgung mit dem Brückengleichrichter 110 verbunden ist, erreicht der Kondensator 134 im wesentlichen sofort die volle Ladung infolge der kleinen Zeitkonstante der Kondensator/Dioden-Kombination, die durch den Kondensator 134 in Reihe mit der Gleichrichterdiode 136 gebildet ist. Jede auf der Spannung am Kondensator 134 erscheinende Welligkeit wird durch das Filter 130 so stark reduziert, daß eine akzeptabel von Welligkeiten freie Spannung an der Basis 116 des pnp- Transistors 115 mit ausreichender Größe auftritt, um den pnp- Transistor 115 zu sättigen. Zugleich ist wegen der Gleich richterdiode 136 verhindert, daß sich der Kondensator 134 zur positiven Versorgungsschiene 111 entlädt.
In Fig. 11 kommt eine ähnliche Anordnung mit der Ausnahme zum Einsatz, daß statt Verwendung eines Filters ein kleiner Glättungskondensator vorgesehen ist, der über dem positiven und negativen Ausgang des Brückengleichrichtets 110 verbunden ist und eine kleine Reduzierung der an der gleichgerichteten Gleichspannung auftretenden Welligkeit erreicht, obwohl die Restwelligkeit immer noch sehr viel größer als die ist, die in der ersten oder zweiten Ausführungsform erreicht wird, die beide einen vergleichsweise großen Glättungskondensator verwenden. Der positive Ausgang des Brückengleichrichters 110 ist dann mit der positiven Versorgungsschiene 111 über einen Spannungsregler 138 verbunden, der die Größe der Gleichspannung reduziert und sie zugleich so regelt, daß die an der positiven bzw. negativen Versorgungsschiene 111 und 112 auftauchende Spannung im wesentlichen konstant ist.
Verständlich ist, daß die Frage, ob ein großer Glättungskondensator verwendet wird oder ob alternativ ein Filter oder ein Spannungsregler zum Einsatz kommt, weitgehend von Kosten und nicht von technischen Überlegungen abhängt. So hat in der ersten und zweiten Ausführungsform von Fig. 8 bzw. 9 der Glättungskondensator 113 normalerweise einen Wert von 1000 uF verglichen mit der Größe des Filterkondensators 134 in der dritten Ausführungsform (Fig. 10), der normalerweise nur einen Wert von 1 uF hat. Andererseits erfordert die dritte Ausführungsform die zusätzliche Gleichrichterdiode 136 und den Widerstand 135. Die dritte Ausführungsform verwendet einen Kondensator 137 in Zwischengröße, der normalerweise einen Wert von 4,7 uF hat, aber erfordert natürlich auch den Regler 138, der relativ teuer ist.
Ferner ist deutlich, daß ein einfacherer Betätigungsmechanismus, wenn auch mit weniger Nutzen, so verwendet werden kann, daß dem Verschlußteil kein Impuls verliehen wird, wenn es seinen Zustand ändern soll. Die Übersetzung zwischen den beiden Zahnrädern bestimmt das Geschwindigkeitsverhältnis des Getriebesystems und ermöglicht eine Verkleinerung des Motors. Ist aber die Größe des Motors nicht ausschlaggebend, könnte bei Bedarf ein größerer Motor direkt mit der Welle 40 gekoppelt sein, wobei in diesem Fall das zweite Zahnrad 39 durch eine Scheibe mit einem bogenförmigen Schlitz in ihrem Umfang ersetzt sein könnte.
Verständlich ist auch, daß die Blattfederteile 55 bei Bedarf aus jedem geeigneten elastischen Material, z. B. Metall, hergestellt und an den Ankern des Verschlußteils vernietet oder anderweitig befestigt sein können.
Zudem ist für die Verbesserung gesorgt, daß das Ventil durch einen Elektromotor betätigt wird und dennoch mit vorhandenen Anlagen völlig verträglich ist. Erreicht wird dies mittels eines Schaltkreises, der auf das Vorhandensein einer Spannung über seinen Anschlüssen zum Öffnen des Ventils reagiert, während das Fehlen einer solchen Spannung gewährleistet, daß das Ventil in seinen normalerweise geschlossenen Zustand zurückgeführt wird.
Allerdings ist klar, daß sich der Schaltkreis leicht abwandeln läßt, damit ein normalerweise offenes Ventil verwendet werden kann, das bei Wegfall der Spannung an den Versorgungsschienen des Schaltkreises schließt.
Gleichermaßen deutlich ist, daß die Anforderungen des Schaltkreises durch gleichwertige Schaltungsentwürfe erfüllt werden können, mit denen der Fachmann vertraut ist.

Claims

1. Ventilanordnung mit:

einem Ventilgehäuse;

ersten und zweiten in diesem Gehäuse ausgebildeten Öffnungen;

ersten und zweiten Ventilsitzen (22, 23) der ersten und zweiten Öffnungen;

einer flexiblen Membran (25);

einer relativ zu den Ventilsitzen benachbarten ersten Membranoberfläche;

einer zweiten und gegenüberliegenden Membranoberfläche;

einem in dem Gehäuse montierten Verschlußelement (15, 28, 56);

ersten und zweiten Aktuatorelementen (26, 27) der Verschlußelemente, die zu der zweiten Membranoberfläche benachbart sind und in erste und zweite Positionen bewegbar sind, um abwechselnd an der zweiten Membranoberfläche anzuliegen und dadurch abwechselnd beabstandete erste und zweite Teile der ersten Membranoberfläche in einen jeweiligen abdichtenden Eingriff mit den Ventilsitzen zu drücken, und dadurch abwechselnd die erste und zweite Öffnung von einem Fluidströmungsbereich abzuriegeln; und

eine Betriebssteuerungseinrichtung, die im Betrieb mit dem Verschlußelement verbunden ist, um die Aktuatorelemente abwechselnd drehend von einer der ersten und zweiten Positionen zur anderen zu bewegen, um abwechselnd eine Verbindung zwischen dem genannten Strömungsbereich und den ersten und zweiten Öffnungen herbeizuführen;

und wobei die erste Membranoberfläche mit der Gehäusewand den Fluidströmungsbereich begrenzt, wobei die Be wegung der Aktuatorelemente (26, 27) abwechselnd die Verbindung zwischen dem Fluidströmungsbereich und den ersten und zweiten Öffnungen herbeiführt;

dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (15, 28, 56) drehbar in dem Gehäuse montiert ist, wobei die Ventilanordnung derart ist, daß der Fluiddruck in dem Fluidströmungsbereich auf die erste Membranoberfläche in einer Richtung wirkt, die dazu tendiert, die drehende Bewegung der Aktuatorelemente (26, 27) zu unterstützen.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, wobei das Verschlußelement (15, 26) ausgewogen ist, so daß an entgegengesetzten Enden (14, 18; 30, 31) des Verschlußelements das gleiche Drehmoment angewendet wird, wenn ein Ventilsitz offen ist.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 1, wobei das Verschlußelement (56) nicht ausgewogen ist, so daß an entgegengesetzten Enden (57, 58) des Verschlußelements verschiedene Drehmomente angewendet werden, wenn ein Ventilsitz (11) offen ist.

4. Ventilanordnung nach Anspruch 1, wobei die Betriebseinrichtung einen elektrischen Motor (36) umfaßt.

5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, wobei der elektrische Motor (36) so aufgebaut ist, daß er einen Impuls an das Verschlußelement (28) übermittelt, um es um seine Drehachse (29) zu drehen und die Aktuatorelemente (26, 27) dadurch von der ersten Position zu der zweiten Position oder umgekehrt zu bewegen.

6. Ventilanordnung nach Anspruch 4, wobei der elektrische Motor (36) über ein Getriebesystem (35) mit einem hohen Übersetzungsverhältnis mit dem Verschlußelement (28) verbunden ist.

7. Ventilanordnung nach Anspruch 6, wobei das Getriebesystem (35) aufweist: ein erstes Zahnrad (37), das mit einer Achse (38) des elektrischen Motors (36) verbunden ist, und ein zweites Zahnrad (39) mit einer größeren Anzahl von Zähnen als das erste Zahnrad, das mit der Drehachse (29) des Verschlußelements (28) verbunden ist.

8. Ventilanordnung nach Anspruch 7, wobei das Getriebesystem (35) ferner eine Kurbel (50) umfaßt, die an ihrem ersten Ende (49) mit der Drehachse (29) des Verschlußelements (28) verbunden ist, und die ein zweites Ende (51) in einem bogenförmigen Schlitz (42) im Umfang des zweiten Zahnrads (39) derart angeordnet hat, daß eine Drehung des zweiten Zahnrads bewirkt, daß eines der entgegengesetzten Enden (43, 44) des Schlitzes auf das zweite Ende der Kurbel auftrifft und einen Impuls mit ausreichender Größe darauf anwendet, um die Kurbel und dadurch die Aktuatorelemente (26, 27) jeweils in die erste oder zweite Position zu drehen.

9. Ventilanordnung nach Anspruch 8, wobei:

das Verschlußelement (28) auf beiden Seiten der Drehachse (29) einen nach oben weisenden Anker (45, 46) aufweist, der dazwischen einen im wesentlichen U-förmigen hohlen Teil (47) begrenzt, und

eine zylindrische Nocke (48) exzentrisch auf dem ersten Ende (49) der Kurbel (50) montiert ist, wobei die zylindrische Nocke zwischen den Ankern des Verschlußelements angeordnet ist und so bemessen ist, daß eine Drehung der Kurbel eine seitliche Kraft auf eine innere Oberfläche eines der Anker anwendet, um das Verschlußelement um seine Drehachse zu drehen.

10. Ventilanordnung nach Anspruch 9, wobei der elektrische Motor (36) so aufgebaut ist, daß, wenn die Aktuatorelemente (26, 27) jeweils in der ersten oder zweiten Position sind, die besagte seitliche Kraft durch eine Dreh achse der zylindrischen Nocke (48) wirkt, so daß es keine Neigung zu einer Gegendrehung der zylindrischen Nocke gibt, selbst wenn der Strom zum Motor unterbrochen wird.

11. Ventilanordnung nach Anspruch 9, die ferner ein Paar elastisch vorgespannter Blattfederelemente (55) in dem U-förmigen hohlen Teil (47) umfaßt, so daß eine anfängliche Drehung des Motors die zylindrische Nocke gegen eines der Blattfederelemente drückt, wodurch das Verschlußelement in die erste oder zweite Position gedreht wird, während eine fortgesetzte Drehung des Motors bewirkt, daß die zylindrische Nocke das Blattfederelement zusammendrückt.

12. Ventilanordnung nach Anspruch 11, wobei das Verschlußelement (28) zumindest teilweise aus Formkunststoff gebildet ist.

13. Ventilanordnung nach Anspruch 1, wobei die Betriebseinrichtung umfaßt:

eine elektrische Gleichspannungsquelle (87),

einen mit der elektrischen Gleichspannungsquelle und der flexiblen Membran (13) verbundenen elektrischen Gleichstrommotor (81), der auf einen Spannungsimpuls mit einer ersten Polarität anspricht, um die flexible Membran in eine erste Position zu zwingen, in der sie den Ventilsitz (11) abdichtet, und der auf einen Spannungsimpuls mit einer zweiten Polarität anspricht, um die flexible Membran in eine zweite Position zu zwingen, in der sie von dem Ventilsitz abgehoben wird, und

einen Umschalt-Schaltkreis (85) zum Entkoppeln des elektrischen Gleichstrommotors von der elektrischen Gleichspannungsquelle, nur dann, wenn es erforderlich ist, die flexible Membran von der zweiten Position in die erste Position zu zwingen.

14. Ventilanordnung nach Anspruch 13, wobei der Umschalt-Schaltkreis (85) aufweist:

erste und zweite Versorgungsschienen (111, 112) mit jeweils ersten und zweiten Polaritäten,

ein Speicherelement (125), von dem ein erster Anschluß mit der ersten Versorgungsschiene verbunden ist und von dem ein zweiter Anschluß mit einem ersten Anschluß des Motors (81) verbunden ist, wobei ein zweiter Anschluß des Motors mit der zweiten Versorgungsschiene verbunden ist,

ein normalerweise geschlossenes Schaltelement (115), das quer zwischen die ersten und zweiten Versorgungsschienen geschaltet ist und auf eine Spannung an diesen Versorgungsschienen anspricht, um sich zu öffnen und den Stromfluß durch den Motor zu ermöglichen, um die flexible Membran (13) in die zweite Position zu zwingen, während das Speicherelement (125) im wesentlichen vollständig aufgeladen wird, woraufhin das Entkoppeln der Spannung zwischen den Versorgungsschienen bewirkt, daß das Schaltelement sich schließt und dadurch einen Entladungsweg durch den Motor für das Speicherelement liefert, welches sich entlädt und dabei die flexible Membran in die erste Position zwingt.

15. Ventilanordnung nach Anspruch 14, wobei das Schaltelement (125) ein pnp-Bipolartransistor ist, der im Kollektormodus zusammengeschaltet ist.

16. Ventilanordnung nach Anspruch 15, wobei der pnp-Bipolartransistor ein Darlington-Paar ist.

17. Ventilanordnung nach Anspruch 15, wobei der Umschalt-Schaltkreis (85) ferner einen sekundären Ladungsweg (127, 128) umfaßt, der quer über den Motor verbunden ist, um Strom durch den sekundären Ladungsweg anstatt durch den Motor zu leiten, wobei das Speicherelement (125) im wesentlichen die volle Ladung erreicht, bevor die flexible Membran (13) in die zweite Position gezwungen wird, so daß das Speicherelement im Falle eines Spannungsversagens ausreichend aufgeladen ist, um durch den Motor entladen zu werden und die flexible Membran in die erste Position zurückzubringen.

18. Ventilanordnung nach Anspruch 17, wobei der sekundäre Weg einen mit einer Diode (128) in Reihe geschalteten Widerstand (127) aufweist, um zu verhindern, daß Entladungsstrom durch den sekundären Ladungsweg und das Schaltelement (115) zurück fließt.

19. Ventilanordnung nach Anspruch 14, wobei das Speicherelement ein Kondensator (125) ist.

20. Ventilanordnung nach Anspruch 14, wobei die Gleichspannungsquelle aus einer gleichgerichteten Wechselspannungsversorgung gewonnen wird.