AT509098A1 - DOOR FOR CLOSING AN OPENING - Google Patents
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Abstract
Eine Tür zum Verschießen einer Öffnung (1) in einer Wand (2) einer Vakuumkammer (3) gegenüber Atmosphäre umfasst einen atmosphäreseitig an der Wand (2) zu montierenden Türkörper (4), ein Verschlussglied (8), von dem in einem geöffneten Zustand der Tür die Öffnung (1) in der Wand (2) freigebbar ist und von dem in einem geschlossenen Zustand der Tür die Öffnung (1) durch Anlegen des Verschlussgliedes (8) an einen die Öffnung (1) umgebenden Sitz, der in einer Ebene (11) liegt, und durch Verpressung einer Dichtung (9), die am Verschlussglied (8) oder am Sitz (10) angeordnet ist, gegen eine am anderen dieser beiden Teile angeordnete Dichtfläche (20) verschließbar ist, einen Antrieb (13), von dem das Verschlussglied (8) zwischen einer zurückgezogenen Freigabestellung, die es im geschlossenen Zustand der Tür einnimmt, und einer vorgeschobenen Wirkstellung über einen Verstellweg verstellbar ist, und mindestens eine Stange (5), an der das Verschlussglied (8) befestigt ist und die vom Antrieb (13) in Richtung ihrer Längsachse (6) verschiebbar ist. Die Längsachse (6) der mindestens einen Stange (5) ist zur Ebene (11) des Sitzes (10) geneigt, wobei durch Verschiebung der mindestens einen Stange (5) in Richtung ihrer Längsachse (6) das Verschlussglied (8) vom Antrieb (13) in Richtung der Längsachse (6) der mindestens einen Stange (5) zwischen seiner Freigabestellung und seiner Wirkstellung verstellbar ist.A door for shutting an opening (1) in a wall (2) of a vacuum chamber (3) against atmosphere comprises a door body (4) to be mounted on the atmosphere side of the wall (2), a shutter member (8) of which in an opened state the door is the opening (1) in the wall (2) is releasable and of the in a closed state of the door, the opening (1) by applying the closure member (8) to a the opening (1) surrounding the seat, in a plane (11) is located, and by pressing a seal (9) which is arranged on the closure member (8) or the seat (10) against a arranged on the other of these two parts sealing surface (20) is closable, a drive (13), of which the closure member (8) is adjustable between a retracted release position, which it occupies in the closed state of the door, and an advanced operative position via an adjustment, and at least one rod (5) to which the closure member (8) is attached and which is displaceable by the drive (13) in the direction of its longitudinal axis (6). The longitudinal axis (6) of the at least one rod (5) is inclined to the plane (11) of the seat (10), wherein by displacement of the at least one rod (5) in the direction of its longitudinal axis (6) the closure member (8) from the drive ( 13) in the direction of the longitudinal axis (6) of the at least one rod (5) between its release position and its operative position is adjustable.
Description
Patentanwälte Hefel&HofmannPatent Attorneys Hefel & Hofmann
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Dl Herbert Hefel (bis 2006)Dl Herbert Hefel (until 2006)
Dr Ralf Hofmann Dr Thomas Fechner 6806 Feldkirch, Austria Egelseestr 65a, Postfach 61 22809 33/ir 091023 1Dr Ralf Hofmann Dr Thomas Fechner 6806 Feldkirch, Austria Egelseestr 65a, PO Box 61 22809 33 / ir 091023 1
Die Erfindung bezieht sich auf eine Tür zum Verschießen einer Öffnung in einer Wand einer Vakuumkammer gegenüber Atmosphäre umfassend einen atmosphäreseitig an der Wand zu montierenden Türkörper, ein Verschlussglied, von dem in einem geöffneten Zustand der Tür die Öffnung in der Wand freigebbar ist und von dem in einem geschlossenen Zustand der Tür die Öffnung durch Anlegen des Verschlussgliedes an einen die Öffnung umgebenden Sitz, der in einer Ebene liegt, und durch Verpressung einer Dichtung, die am Verschlussglied oder am Sitz angeordnet ist, gegen eine am anderen dieser beiden Teile angeordnete Dichtfläche verschließbar ist, einen Antrieb, von dem das Verschlussglied zwischen einer zurückgezogenen Freigabestellung, die es im geschlossenen Zustand der Tür einnimmt, und einer vorgeschobenen Wirkstellung über einen Verstellweg verstellbar ist, und mindestens eine Stange, an der das Verschlussglied befestigt ist und die vom Antrieb in Richtung ihrer Längsachse verschiebbar ist. Weiters bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Verschließen einer eine Achse aufweisenden Öffnung in einer Wand einer Vakuumkammer gegenüber Atmosphäre mittels eines atmosphärenseitig der Wand angeordneten Verschlussgliedes, von dem in einem geöffneten Zustand der Tür die Öffnung in der Wand freigebbar ist und von dem in einem geschlossenen Zustand der Tür die Öffnung durch Anlage des Verschlussgliedes an einem die Öffnung umgebenden Sitz, der in einer Ebene liegt, und durch Verpressung einer Dichtung, die am Verschlussglied oder am Sitz angeordnet ist, gegen eine am anderen dieser beiden Teile angeordnete Dichtfläche verschließbar ist, wobei das Verschlussglied mittels eines Antriebs von einer zurückgezogenen Freigabestellung, in welcher das Verschlussglied in Richtung der Achse der Öffnung gesehen, die Öffnung vollständig freigibt, in eine vorgeschobene Wirkstellung über einen Verstellweg verstellt wird.The invention relates to a door for closing an opening in a wall of a vacuum chamber to atmosphere comprising a door body to be mounted on the atmosphere side of the wall, a closure member from which the opening in the wall can be released in an open condition of the door and from the in a closed state of the door, the opening by applying the closure member to a seat surrounding the opening, which lies in a plane, and is closed by pressing a seal which is arranged on the closure member or the seat against a arranged on the other of these two parts sealing surface a drive of which the closure member is adjustable between a retracted release position which it occupies in the closed state of the door and an advanced operative position via a displacement, and at least one rod to which the closure member is attached and which is driven by the drive in the direction of its Longitudinal axis vers is deflatable. Furthermore, the invention relates to a method for closing an axis having opening in a wall of a vacuum chamber to atmosphere by means of an atmospheric side of the wall arranged closure member, of which in an open state of the door, the opening in the wall is releasable and of the in one closed state of the door, the opening by abutment of the closure member to a surrounding the opening seat, which lies in a plane, and is closed by pressing a seal, which is arranged on the closure member or the seat against a arranged on the other of these two parts sealing surface, wherein the closure member is displaced by means of a drive from a retracted release position, in which the closure member seen in the direction of the axis of the opening, the opening completely, is moved to an advanced operative position via a displacement.
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Solche Vakuumtüren sind beispielsweise aus der US 6,056,266, US 6,899,316 B2, US 2007/0272888 A1 und US 6,916,009 B2 bekannt. Um das Verschlussglied an den die Öffnung umgebenden Sitz anzudrücken, wird ausgehend von der zurückgezogenen Freigabestellung des Verschlussgliedes, in welcher dieses die Öffnung vollständig freigibt, eine L-förmige Bewegung durchgeführt. In einem ersten Abschnitt des hierbei durchlaufenden Verstellweges wird das Verschlussglied mit einem ersten Antrieb parallel zur Ebene der Öffnung bzw. des Sitzes verfahren, bis das Verschlussglied die Öffnung überdeckt, vom Sitz aber noch abgehoben ist. In einem zweiten Abschnitt des Verstellweges wird das Verschlussglied mit einem zweiten Antrieb rechtwinklig zur Ebene der Öffnung bzw. des Sitzes verfahren, bis das Verschlussglied an den Sitz angedrückt ist und durch die mit der Dichtfläche verpressten Dichtung die Öffnung vakuumdicht verschlossen wird.Such vacuum doors are known for example from US 6,056,266, US 6,899,316 B2, US 2007/0272888 A1 and US 6,916,009 B2. In order to press the closure member against the seat surrounding the opening, an L-shaped movement is performed starting from the retracted release position of the closure member, in which it completely releases the opening. In a first section of the hereby passing adjustment the closure member is moved with a first drive parallel to the plane of the opening or the seat until the closure member covers the opening, but is still lifted from the seat. In a second section of the adjustment, the closure member is moved with a second drive perpendicular to the plane of the opening or the seat until the closure member is pressed against the seat and the opening is sealed vacuum-tight by the compressed with the sealing surface seal.
Aus der DE 196 33 798 A1 geht eine weitere Vakuumtür hervor, bei der die Verstellung entlang des ersten Abschnittes des Verstellweges ebenfalls in der zuvor beschriebenen Weise erfolgt. Um das Verschlussglied ausgehend von der die Öffnung überdeckenden, aber vom Sitz abgehobenen Stellung an den Sitz anzupressen, ist hier der Türkörper der Tür, der die Antriebe der Tür aufweist und der Stangen, an denen das Verschlussglied befestigt ist, verschiebbar führt, verschwenkbar gegenüber der Vakuumkammer gelagert. Mittels Kolben-Zylinder-Einheiten wird der Türkörper um die Schwenkachse verschwenkt, um das Verschlussglied an den Sitz anzudrücken und von diesem abzuheben.From DE 196 33 798 A1 discloses a further vacuum door, in which the adjustment along the first portion of the adjustment path also takes place in the manner described above. In order to press the closure member from the position covering the opening, but lifted from the seat position to the seat, here is the door body of the door, which has the drives of the door and the rods to which the closure member is fixed, slidably leads, pivotable relative to the Vacuum chamber stored. By means of piston-cylinder units, the door body is pivoted about the pivot axis in order to press the closure member against the seat and to lift it off.
Aus der WO 2009/070824 A1 geht ein Vakuumventil hervor, bei dem auch ein Einsatz als Vakuumtür beschrieben ist. Hierbei kann das Verschlussglied auch außerhalb der Vakuumkammer angeordnet sein und zum Verschluss einer Öffnung in der Kammerwand vorgesehen sein. Das Öffnen und Schließen des Verschlussgliedes erfolgt mit nur einem Antrieb (der als Aktuatoren zwei Kolben-Zylinder-Einheiten aufweisen kann), von dem die Stangen, an denen das Verschlussglied angebracht ist axial verschoben werden. Ausgehend von einer Freigabestellung, in welcher das Verschlussglied die Öffnung vollständig freigibt, wird das Verschlussglied zunächst parallel zur Ebene der Öffnung bzw. des die Öffnung umgebenden Sitzes verschoben, bis das Verschlussglied an Führungselemente anläuft, die 3 * * « · • ♦ · · «· * ♦ beidseitig der Öffnung angeordnet sind und winklig zur Ebene des Sitzes stehende Führungsflächen aufweisen. Durch diese Führungsflächen wird das Verschlussglied über einen Endabschnitt des Verstellweges vor Erreichen seiner Schließstellung winklig zur Ebene des Sitzes verschoben, bis das Verschlussglied an den Ventilsitz angelegt und die Dichtung an die Dichtfläche angedrückt ist. In dieser Schließstellung des Verschlussgliedes ist die Öffnung vom Verschlussglied abgedichtet. Die Verschiebung des Verschlussgliedes über den Endabschnitt des Verstellweges erfolgt unter elastischer Verbiegung der Stangen, an denen das Verschlussglied angebracht ist.WO 2009/070824 A1 discloses a vacuum valve, in which an insert is also described as a vacuum door. In this case, the closure member can also be arranged outside the vacuum chamber and be provided for closing an opening in the chamber wall. The opening and closing of the closure member is carried out with only one drive (which may have two piston-cylinder units as actuators), of which the rods, on which the closure member is mounted axially displaced. Starting from a release position, in which the closure member completely releases the opening, the closure member is first displaced parallel to the plane of the opening or of the seat surrounding the opening, until the closure member starts against guide elements, which are 3 * * «· • ♦ · ·« * * ♦ are arranged on both sides of the opening and have guide surfaces at an angle to the plane of the seat. Through these guide surfaces, the closure member is displaced over an end portion of the adjustment before reaching its closed position at an angle to the plane of the seat until the closure member is applied to the valve seat and the seal is pressed against the sealing surface. In this closed position of the closure member, the opening is sealed by the closure member. The displacement of the closure member over the end portion of the adjustment is carried out under elastic deflection of the rods to which the closure member is attached.
Aus der US 0,367,770 B1 geht ein Vakuumventil zur Anordnung zwischen zwei Vakuumkammern hervor, welches ein Verschlussglied aufweist, das zwei keilförmig aufeinander zulaufende Seitenflächen besitzt, an denen jeweils ein Dichtring angeordnet ist. Den beiden Seitenflächen des Verschlussgliedes sind ebenfalls keilförmig angeordnete Dichtflächen zugeordnet. Beim Schließen des Vakuumventils mittels eines Antriebs wird das Verschlussglied mit den Dichtringen unter einer nur geringen Kraft an die Dichtflächen angelegt. Die Verpressung eines der Dichtringe, um eine vakuumdichte Abdichtung des Verschlussgliedes gegenüber der zugehörigen Dichtfläche zu erreichen, erfolgt erst durch einen zwischen den beiden Kammern wirkenden Differenzdruck.From US 0,367,770 B1 discloses a vacuum valve for arrangement between two vacuum chambers, which has a closure member having two wedge-shaped converging side surfaces, on each of which a sealing ring is arranged. The two side surfaces of the closure member are also assigned wedge-shaped sealing surfaces. When closing the vacuum valve by means of a drive, the closure member is applied with the sealing rings with only a small force to the sealing surfaces. The compression of one of the sealing rings, in order to achieve a vacuum-tight seal of the closure member relative to the associated sealing surface, takes place only by acting between the two chambers differential pressure.
Ein weiteres Vakuumventil mit einem keilförmigen Verschlussglied geht aus der US 7,011,294 81 hervor.Another vacuum valve with a wedge-shaped closure member is shown in US 7,011,294 81.
Aus der US 6,471,181 B2 ist eine Halterung einer Ventilplatte an einer Ventilstange bekannt, bei der die Ventilplatte um eine Achse verkippbar ist, die rechtwinkelig zur Achse der Ventiistange steht.From US 6,471,181 B2, a holder of a valve plate to a valve rod is known in which the valve plate is tiltable about an axis which is perpendicular to the axis of the Ventiistange.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vakuumtür der eingangs genannten Art bereit zu stellen, die einfach und kostengünstig ausgebildet ist, bzw, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereit zu stellen, durch welches eine einfache und kostengünstige Ausbildung einer Vakuumtüre ermöglicht wird.The object of the invention is to provide a vacuum door of the type mentioned, which is simple and inexpensive, or to provide a method of the type mentioned, by which a simple and inexpensive construction of a vacuum door is made possible.
Erfindungsgemäß gelingt dies durch eine Tür mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ein erfindungsgemäßes Verfahren weist die Merkmale des Anspruchs 11 auf.According to the invention, this is achieved by a door with the features of claim 1. A method according to the invention has the features of claim 11.
Bei einer Tür gemäß der Erfindung wird das Verschlussglied vom Antrieb linear in Richtung der Längsachse der mindestens einen Stange zwischen der zurückgezogenen Freigabe-In a door according to the invention, the closure member is linearly displaced from the drive in the direction of the longitudinal axis of the at least one rod between the withdrawn release
Stellung und der vorgeschobenen Wirkstellung verschoben, wobei die Längsachse der mindestens einen Stange zur Ebene des Sitzes geneigt ist. Vorteilhafterweise kann bei der erfindungsgemäßen Tür die gesamte aktive Verstellung des Verschlussgliedes durch einen nur in eine lineare Bewegungsrichtung wirkenden Antrieb erreicht werden. Dieser Antrieb kann einen einzelnen Aktuator, beispielsweise eine Kolben-Zylinder-Einheit, oder auch mehr als einen Aktuator aufweisen, beispielsweise zwei Kolben-Zylinder-Einheiten, welche jeweils eine von zwei Stangen axial verschieben, an denen das Verschlussglied angebracht ist.Position and the advanced operative position shifted, wherein the longitudinal axis of the at least one rod is inclined to the plane of the seat. Advantageously, in the door according to the invention, the entire active adjustment of the closure member can be achieved by a drive acting only in a linear direction of movement. This drive may comprise a single actuator, such as a piston-cylinder unit, or more than one actuator, for example, two piston-cylinder units, each of which axially displace one of two rods to which the closure member is attached.
Die Neigung der Längsachse der mindestens einen Stange gegenüber der Ebene des Sitzes liegt vorzugweise im Bereich von 3° bis 10°, beispielsweise bei etwa 5°. Günstigerweise ist die Dichtung am Ende des aktiven Verstellweges, wenn das Verschlussglied seine Wirkstellung einnimmt, zumindest im Wesentlichen unverpresst, solange in der Vakuumkammer Atmosphärendruck vorliegt. „Im Wesentlichen unverpresst" ist hierbei dahingehend zu verstehen, dass die auf die Dichtung wirkende Presskraft kleiner als 10% der maximalen Presskraft ist, die im geschlossenen Zustand der Tür unter der Annahme eines Differenzdruckes wirkt, der Atmosphärendruck beträgt. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt in der Wirkstellung des Verschlussgliedes noch keine Berührung der Dichtung an der Dichtfläche vor. Der zwischen der Dichtung und der Dichtfläche in der Wirkstellung vorliegende Abstand beträgt hierbei vorzugsweise weniger als 0,3 mm. Ein bevorzugter Bereich reicht von 0,01 mm bis 0,2 mm, besonders bevorzugt ist der Bereich von 0,05 mm bis 0,1 mm. Zu einer Anlage der Dichtung an der Dichtfläche kommt es dann erst durch das Abpumpen der Vakuumkammer und die durch die Strömung durch den Spalt sich dadurch einstellende Druckdifferenz. Möglich, wenn auch weniger bevorzugt, ist es aber auch, dass in der Wirkstellung des Verschlussgliedes, wenn in der Vakuumkammer Atmosphärendruck vorliegt, bereits eine Berührung der Dichtung mit der Dichtfläche gegeben ist. Durch das Abpumpen der Vakuumkammer wird die Dichtung verpresst und verformt, wobei sich das Verschlussglied der Wand etwas annähert.The inclination of the longitudinal axis of the at least one rod relative to the plane of the seat is preferably in the range of 3 ° to 10 °, for example about 5 °. Conveniently, the seal at the end of the active adjustment when the closure member assumes its operative position, at least substantially unpressed, as long as there is atmospheric pressure in the vacuum chamber. "Essentially unpressed" is here to be understood that the pressing force acting on the seal is less than 10% of the maximum pressing force acting in the closed state of the door assuming a differential pressure, the atmospheric pressure. In a preferred embodiment, there is still no contact of the seal on the sealing surface in the operative position of the closure member. The distance between the seal and the sealing surface in the operative position is preferably less than 0.3 mm. A preferred range is from 0.01 mm to 0.2 mm, more preferably from 0.05 mm to 0.1 mm. For a system of the seal on the sealing surface, it comes only by pumping out the vacuum chamber and the resulting by the flow through the gap thereby adjusting pressure difference. It is possible, although less preferred, but it is also that in the operative position of the closure member when there is atmospheric pressure in the vacuum chamber, already a touch of the seal with the sealing surface is given. By pumping the vacuum chamber, the seal is compressed and deformed, with the closure member approaches the wall somewhat.
Die Wirkstellung bezeichnet somit das Ende der durch einen Antrieb erfolgenden aktiven Verstellung des Verschlussgliedes. Zum vollständigen Schließen der Tür, so dass die Tür die Öffnung abdichtet, folgt vorteilhafterweise noch eine „passive" Verstellung, also ohne einen hierfür vorgesehenen Antrieb bzw. Aktuator, durch eine sich beim Abpumpen der Vakuumkammer ergebende Druckdifferenz. Diese passive Verstellung wird vorzugsweise durch eine elastische Verbiegung der mindestens einen Ventilstange ermöglicht. Im voll- *· · φ *« «··· 4« *♦·· 4 ♦ · « « » ·· * *··* * · « · * * • * · t » I * · « ........5........ ständig geschlossenen Zustand der Tür nimmt das Verschlussglied seine Schließstellung ein.The active position thus denotes the end of the active adjustment of the closure member which takes place by means of a drive. To completely close the door, so that the door seals the opening, advantageously follows a "passive". Adjustment, that is, without a drive or actuator provided for this purpose, by a resulting during pumping of the vacuum chamber pressure difference. This passive adjustment is preferably made possible by an elastic bending of the at least one valve rod. In full * * · φ * «« ··· 4 «* ♦ ·· 4 ♦ ·« «» ·· * * ·· * * «« * * * * * t »I * ·« ... ..... 5 ........ constantly closed state of the door, the closure member assumes its closed position.
In der Wirkstellung kann also das Verschlussglied seine zum Verschluss der Öffnung führende Wirkung entfalten, wobei es zu diesem Verschluss wie ausgeführt vorteilhafterweise erst durch das Abpumpen der Vakuumkammer kommt.In the operative position, therefore, the closure member can unfold its action leading to the closure of the opening, wherein, as stated, this closure advantageously takes place first by pumping off the vacuum chamber.
Durch eine Ausbildung, bei der die Dichtung in der Wirkstellung des Verschlussgliedes zumindest im Wesentlichen unverpresst ist, kann eine Produktion von Partikeln verringert werden, wie dies für viele Anwendungen erwünscht ist. Durch einen in der Wirkstellung vorliegenden Spalt kann eine solche Partikelproduktion gegenüber einem Anlaufen der Dichtung an die Dichtfläche vor Erreichen der Wirkstellung noch weiter verringert werden.By virtue of an embodiment in which the seal is at least substantially unpressed in the operative position of the closure member, production of particles can be reduced, as is desirable for many applications. By means of a gap present in the operative position, such a particle production can be further reduced in comparison with starting the seal against the sealing surface before reaching the active position.
In einem als unabhängig zu betrachtenden Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einer Tür der eingangs genannten Art der Türkörper eine Seitenwand zur Anlage an der die Öffnung aufweisenden Wand der Vakuumkammer im an der Wand montierten Zustand der Tür aufweist und dass die Längsachse der mindestens einen Stange gegenüber dieserIn an aspect of the invention which is to be considered as independent, it is provided that, in the case of a door of the type mentioned above, the door body has a side wall for bearing against the wall of the vacuum chamber in the wall-mounted state of the door and the longitudinal axis of the at least one Stake against this
Seitenwand des Türkörpers geneigt ist.Side wall of the door body is inclined.
Es wird hierdurch eine einfache Ausbildung bereitgestellt, bei der die Längsachse der mindestens einen Stange im montierten Zustand der Tür gegenüber der Ebene des Sitzes geneigt ist.It is thus provided a simple construction in which the longitudinal axis of the at least one rod is inclined in the mounted state of the door relative to the plane of the seat.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. In dieser zeigen:Further advantages and details of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. In this show:
Fig, 1 eine Schrägsicht einer eine Öffnung aufweisende Wand einer Vakuumkammer mit einer daran montierten Tür gemäß der Erfindung, in der zurückgezogenen Freigabestellung des Verschlussgliedes;Fig. 1 is an oblique view of an opening wall of a vacuum chamber with a door mounted thereon according to the invention in the retracted release position of the closure member;
Fig. 2 eine Schrägsicht entsprechend Fig. 1 in der vorgeschobenen Wirkstellung des Verschlussgliedes;Fig. 2 is an oblique view corresponding to Figure 1 in the advanced operative position of the closure member.
Fig. 3 eine stirnseitige Ansicht in der Stellung des Verschlussgliedes entsprechend Fig. 2; Fig. 4 eine Ansicht in der Stellung des Verschlussgliedes entsprechend Fig. 2;Fig. 3 is an end view in the position of the closure member according to Fig. 2; 4 shows a view in the position of the closure member according to FIG. 2;
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie AA von Fig. 4;Fig. 5 is a section along the line AA of Fig. 4;
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie BB von Fig. 4; • · • * «··· ··· ··«Fig. 6 is a section along the line BB of Fig. 4; • · • * «··· ··· ··«
• * » *·*» * I I t ( 4 · · · · «···* * Φ*4 ♦ *·£** 44 ***·• * * * * * * * I I t (4 · · · · · · ··· * * Φ * 4 ♦ * · £ ** 44 *** ·
Fig. 7 einen Schnitt entsprechend Fig. 5 in der Freigabestellung des Verschlussgliedes mit zusätzlicher schematischer Darstellung der anderen Wände der Vakuumkammer;Fig. 7 is a section corresponding to Figure 5 in the release position of the closure member with additional schematic representation of the other walls of the vacuum chamber.
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie CC von Fig. 5;Fig. 8 is a section along the line CC of Fig. 5;
Fig. 9 eine Schrägsicht entsprechend Fig. 1 mit abgenommener Türkörperabdeckung;9 is an oblique view corresponding to Figure 1 with removed door body cover.
Fig. 10 eine vergrößerte Darstellung eines Details D von Fig. 5;Fig. 10 is an enlarged view of a detail D of Fig. 5;
Fig. 11 eine Darstellung entsprechend Fig. 10 im vollständig geschlossenen Zustand der Tür.Fig. 11 is a view corresponding to FIG. 10 in the fully closed state of the door.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vakuumtür gemäß der Erfindung ist in den Figuren 1 bis 9 dargestelit. Die Tür dient zum Verschluss einer Öffnung 1 in einer Wand 2 einer Vakuumkammer 3. Die Tür weist ein Gehäuse bzw. einen Türkörper 4 auf, der atmosphärenseitig, also außerhalb des Vakuumbereichs der Vakuumkammer 3, an der Wand 2 befestigt ist, wobei er an der Außenseite der Wand 2 anliegt.An embodiment of a vacuum door according to the invention is shown in Figures 1 to 9 dargestelit. The door is used to close an opening 1 in a wall 2 of a vacuum chamber 3. The door has a housing or a door body 4, the atmosphere side, so outside the vacuum region of the vacuum chamber 3, is fixed to the wall 2, wherein it at the Outside of the wall 2 rests.
Vom Türkörper 4 sind zwei Stangen 5 in Richtung ihrer Längsachsen 6, die parallel zueinander liegen, verschiebbar gelagert. An den Stangen 5 ist über ein Befestigungsteil 7 ein Verschlussglied 8 befestigt. Das Befestigungsteil ist an den Enden der Stangen 5 angebracht und am Befestigungsteil 7 ist das Verschlussglied 8 angebracht. Die Befestigung des Verschlussgliedes 8 an den Stangen 5 könnte auch in anderer Weise erfolgen, beispielsweise könnte das Verschlussglied 8 auch direkt an den Stangen angebracht sein.From the door body 4 are two rods 5 in the direction of their longitudinal axes 6, which are parallel to each other, slidably mounted. On the rods 5, a closure member 8 is fastened via a fastening part 7. The fastening part is attached to the ends of the rods 5 and the fastening part 7, the closure member 8 is attached. The attachment of the closure member 8 to the rods 5 could also be done in other ways, for example, the closure member 8 could also be attached directly to the rods.
Das atmosphärenseitig vor der Wand 2 angeordnete Verschlussglied 8 weist an seiner der Wand 2 zugewandten Seite eine elastische ringförmige Dichtung 9 auf. Die Öffnung 1 wird von einem Sitz 10 umgeben, der von einer die Öffnung 1 umgebenden Dichtfläche 20 gebildet wird, welche an der atmosphärenseitig liegenden Außenfläche der Wand 2 angeordnet ist. Die Dichtung 9 kann aus einem herkömmlicherweise für Vakuumdichtungen eingesetzten elastischen Material bestehen, z.B. aus Viton.The atmosphere side arranged in front of the wall 2 closure member 8 has on its wall 2 side facing an elastic annular seal 9. The opening 1 is surrounded by a seat 10 which is formed by a sealing surface 20 surrounding the opening 1, which is arranged on the outer surface of the wall 2 lying on the atmosphere side. The gasket 9 may consist of an elastic material conventionally used for vacuum seals, e.g. from Viton.
Das Verschlussglied 8 ist vorzugsweise plattenförmig ausgebildet, wobei an seiner der Wand 2 zugeordneten Großfläche die ringförmige Dichtung 9 angeordnet ist. Die Ebene des platten förmigen Verschlussgliedes 8 ist zumindest im Wesentlichen parallel zur Ebene 11 des Sitzes 10 angeordnet.The closure member 8 is preferably plate-shaped, wherein on its wall 2 associated large surface, the annular seal 9 is arranged. The plane of the plate-shaped closure member 8 is arranged at least substantially parallel to the plane 11 of the seat 10.
Im geschlossenen Zustand der Tür (vgl. Fig. 11) ist die Dichtung 9 an den Sitz 10 angepresst und die Öffnung 1 ist vom Verschlussglied 8 abgedichtet. • · • *In the closed state of the door (see Fig. 11), the seal 9 is pressed against the seat 10 and the opening 1 is sealed by the closure member 8. • · • *
Grundsätzlich könnten die Dichtung 9 auch am Sitz 10 und die Dichtfläche 20 am Verschlussglied 8 angeordnet sein.In principle, the seal 9 could also be arranged on the seat 10 and the sealing surface 20 on the closure member 8.
Der Sitz 10, d.h. die den Sitz 10 bildende Dichtfläche 20 oder die am Sitz 10 angeordnete Dichtung, liegt in einer Ebene 11, die rechtwinklig zur Achse 12 der Öffnung 1 steht Die Ebene 11 entspricht im gezeigten Ausführungsbeispiel der Ebene, in der die äußere Oberfläche der die Öffnung 1 aufweisenden Wand 2 liegt.The seat 10, i. the seat 10 forming sealing surface 20 or arranged on the seat 10 seal lies in a plane 11 which is perpendicular to the axis 12 of the opening 1. The plane 11 corresponds in the illustrated embodiment, the plane in which the outer surface of the opening 1 having Wall 2 is located.
Die Stangen 5 sind durch einen Antrieb 13 in Richtung ihrer Längsachse 6 verschiebbar. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Antrieb 13 von einer Kolben-Zylinder-Einheit gebildet, wobei eine Zylinderbohrung 14 in Türkörper 4 ausgebildet ist. Der in der Zylinderbohrung 14 angeordnete Kolben 15, der in der Zylinderbohrung 14 parallel zu den Längsachsen 6 der Stangen 5 verschiebbar ist, ist über eine Kolbenstange 16 mit einem Joch 17 verbunden, über welches die Stangen 5 an ihren vom Verschlussglied 8 abgewandten Enden miteinander verbunden sind. Mit diesen Enden ragen die Stangen 5 auf der vom Ver-schlussglied 8 abgewandten Seite aus dem Türkörper 4 heraus. Die Kolbenstange 16 liegt zwischen den beiden Stangen 5 und greift zentral am Joch 17 an.The rods 5 are displaceable by a drive 13 in the direction of its longitudinal axis 6. In the embodiment shown, the drive 13 is formed by a piston-cylinder unit, wherein a cylinder bore 14 is formed in the door body 4. The arranged in the cylinder bore 14 piston 15 which is displaceable in the cylinder bore 14 parallel to the longitudinal axes 6 of the rods 5 is connected via a piston rod 16 with a yoke 17, via which the rods 5 connected at their ends facing away from the closure member 8 are. With these ends, the rods 5 protrude on the side facing away from the closure member 8 side of the door body 4 out. The piston rod 16 is located between the two rods 5 and engages centrally on the yoke 17.
Das Joch 17 ist unterhalb einer Abdeckung 21 angeordnet, die in Fig, 9 entfernt ist.The yoke 17 is disposed below a cover 21, which is removed in Fig, 9.
Ein Antrieb, der zur axialen Verschiebung der mindestens einen Stange 5, an der das Verschlussglied 8 befestigt ist, dient und der mindestens eine Kolben-Zylinder-Einheit als Aktuator aufweist, könnte auch in anderer Weise als dargestellt ausgebildet sein. Obwohl der Einsatz mindestens einer, insbesondere pneumatischen, Kolben-Zylinder-Einheit als Aktuator bevorzugt ist, ist auch ein Einsatz eines in anderer Weise ausgebildeten Aktuators, beispielsweise ein Elektromotor, möglich.A drive, which serves for the axial displacement of the at least one rod 5, to which the closure member 8 is attached, and which has at least one piston-cylinder unit as an actuator, could also be designed in other ways than shown. Although the use of at least one, in particular pneumatic, piston-cylinder unit is preferred as an actuator, it is also possible to use a differently configured actuator, for example an electric motor.
Durch die axiale Verschiebung der mindestens einen Stange 5 mit dem Antrieb 13 kann somit das Verschlussglied 8 über einen gradlinigen Verstellweg zwischen zwei Endstellungen verschoben werden. In der einen Endstellung befindet sich das Verschlussglied 8 in seiner Offenstellung (vgl. Fig. 1, 7 und 9), in welcher es die Öffnung 1 vollständig freigibt, d. h. in Richtung der Achse 12 der Öffnung 1 gesehen überdeckt es die Öffnung 1 nicht, In der anderen Endstellung befindet sich das Verschlussglied 8 in einer Wirkstellung (vgl. Fig. 2 bis 6, 8 und 19). In dieser überdeckt es die Öffnung 1 in Richtung der Achse 12 der Öffnung 1 gesehen vollständig, ist vom Sitz 10 aber noch geringfügig abgehoben. Da die ·· · · ·· ·<·* «« • * * * l| · I * « «· · · «II · » * * * * · · * • · ♦ *····« ........8........ Längsachse 6 der jeweiligen Stange 5 gegenüber der Ebene 11 des Sitzes 10 geneigt ist, also schräg zu dieser steht, ist auch die Verstellrichtung 23, in welcher die lineare Verschiebung des Verschlussgliedes 8 zwischen seiner Freigabestellung und seiner Wirkstellung erfolgt, entsprechend gegenüber der Ebene 11 des Sitzes 10 geneigt.As a result of the axial displacement of the at least one rod 5 with the drive 13, the closure member 8 can thus be displaced over a straight-line adjustment path between two end positions. In one end position, the closure member 8 is in its open position (see Fig. 1, 7 and 9), in which it completely releases the opening 1, d. H. When viewed in the direction of the axis 12 of the opening 1, it does not cover the opening 1. In the other end position, the closure member 8 is in an operative position (cf., FIGS. 2 to 6, 8 and 19). In this it covers the opening 1 in the direction of the axis 12 of the opening 1 completely, but is still slightly raised from the seat 10. Since the ········································· ············································································································································································ 5 is inclined relative to the plane 11 of the seat 10, that is obliquely to this is also the adjustment direction 23, in which the linear displacement of the closure member 8 between its release position and its operative position, corresponding to the plane 11 of the seat 10 is inclined.
Vorzugsweise wird die Neigung der Längsachse 6 der jeweiligen Stange 5 gegenüber der Ebene 11 des Sitzes 10 durch eine gegenüber der Längsachse 6 der jeweiligen Stange 5 geneigte Seitenwand 22 des Türkörpers 4 erreicht, die im atmosphärenseitig an der Wand 2 befestigten Zustand des Türkörpers 4 an der Außenseite der Wand 2 anliegt.Preferably, the inclination of the longitudinal axis 6 of the respective rod 5 with respect to the plane 11 of the seat 10 is achieved by a relative to the longitudinal axis 6 of the respective rod 5 inclined side wall 22 of the door body 4, in the atmosphere side fixed to the wall 2 state of the door body 4 at the Outside of the wall 2 rests.
Der Abstand s (vlg. Fig. 10) der Dichtung 9 vom Sitz 10 ist in der Wirkstellung des Verschlussgliedes 8 so gering, dass das Verschlussglied 8 beim Abpumpen der zuvor unter Atmosphärendruck stehenden Vakuumkammer 3 durch die Druckdifferenz in Folge der sich durch den Schlitz zwischen der Dichtung 9 und dem Sitz 10 ausbildenden Strömung gegen den Sitz 10 gezogen wird, worauf die Dichtung 9 durch den sich ausbildenden Differenzdruck verpresst wird. Die Verpressung der Dichtung 9 ist hierbei so groß, dass eine Abdichtung zwischen dem Sitz 10 und dem Verschlussglied 8 erreicht wird. Dieser vollständig geschlossene Zustand der Tür ist in Fig. 11 dargestellt.The distance s (see Fig. 10) of the seal 9 from the seat 10 is so low in the operative position of the closure member 8, that the closure member 8 during pumping the previously under atmospheric pressure vacuum chamber 3 by the pressure difference in due to the slot between the seal 9 and the seat 10 forming flow is pulled against the seat 10, whereupon the seal 9 is pressed by the differential pressure forming. The compression of the seal 9 is in this case so large that a seal between the seat 10 and the closure member 8 is achieved. This completely closed state of the door is shown in FIG. 11.
Das Verschlussglied 8 wird somit zunächst durch den Antrieb 13 aktiv in die schräg zur Ebene 11 des Sitzes 10 stehende Verstellrichtung von seiner Freigabestellung in seine Wirkstellung verstellt. In der Folge erfolgt durch das Abpumpen der Vakuumkammer 3 eine passive Verstellung, also ohne einen hierfür eigens vorgesehenen Aktuator, von der Wirkstellung in eine Schließstellung, in welcher der geschlossene Zustand der Tür vorliegt, vgl. Fig. 11, indem die bei der aktiven Verstellung von der Freigabestellung in die Wirkstellung unter Atmosphärendruck stehende Vakuumkammer 3 nach dieser aktiven Verstellung abgepumpt wird.The closure member 8 is thus initially adjusted by the drive 13 actively in the oblique to the plane 11 of the seat 10 adjustment from its release position into its operative position. As a result, by pumping out of the vacuum chamber 3, a passive adjustment, ie without a specially provided for this purpose actuator, from the active position to a closed position, in which the closed state of the door is present, see. Fig. 11 by the stationary in the active adjustment of the release position in the operative position under atmospheric pressure vacuum chamber 3 is pumped after this active adjustment.
Die passive Verstellung des Verschlussgliedes 8 erfolgt im Wesentlichen parallel zur Achse 12 der Öffnung 1 unter elastischer Verbiegung der Stangen 5.The passive adjustment of the closure member 8 is substantially parallel to the axis 12 of the opening 1 under elastic bending of the rods. 5
Eine Pumpe 18 zum Abpumpen der Vakuumkammer 3 ist in Fig. 7 schematisch dargestellt.A pump 18 for pumping the vacuum chamber 3 is shown schematically in FIG.
Der Winkel 19, den die jeweilige Stange 5 und somit die Verstellrichtung 23 mit der Ebene 11 des Sitzes 10 einschließt, liegt vorzugsweise im Bereich von 3° bis 10°. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkel ca. 5°. «· · · »*·♦·«·* * · ·* t ··· • · * ··»· ♦ * • * · | « · 9'The angle 19, which includes the respective rod 5 and thus the adjustment direction 23 with the plane 11 of the seat 10, is preferably in the range of 3 ° to 10 °. In the illustrated embodiment, this angle is about 5 °. «· · ·» * · ♦ · «* * * · · * t ··· • · * ··» · ♦ * • * · | «· 9 '
Der Abstand s, den die Dichtung 9 in der Wirkstellung des Verschlussgliedes 8 an der Dichtfläche 20 aufweist, ist vorteilhafterweise kleiner als 0,3 mm, vorzugsweise kleiner als 0,2 mm.The distance s, which has the seal 9 in the operative position of the closure member 8 on the sealing surface 20, is advantageously less than 0.3 mm, preferably less than 0.2 mm.
Ein Bereich von 0,01 mm bis 0,2 mm für den Abstand s ist bevorzugt, ein Bereich von 0,05 mm bis 0,1 mm besonders bevorzugt.A range of 0.01 mm to 0.2 mm for the distance s is preferable, and a range of 0.05 mm to 0.1 mm is particularly preferable.
In einer modifizierten Ausbildung der Erfindung könnte das Verschlussglied 8 in seiner Wirkstellung bereits am Sitz 10 anliegen, wobei die Dichtung 9 aber noch nicht oder höchstens geringfügig verpresst ist. Die auf die Dichtung 9 in der Wirkstellung des Verschlussgliedes 8 wirkende Kraft ist hierbei kleiner als 10% der auf die Dichtung 9 wirkenden Dichtkraft in der Schließstellung des Verschlussgliedes 8, wenn als Differenzdruck der Atmosphärendruck angenommen wird. Wenn die Dichtung 9 durch ein schräges Anlaufen des Verschlussgliedes 8 an den Sitz 10 demgegenüber bereits vollständig verpresst würde, so würde dies nicht nur zu einem erhöhten Verschleiß der Dichtung 9 sondern auch zu einer unerwünschten großen Produktion von Partikeln, insbesondere durch den Abrieb der Dichtung 9 führen.In a modified embodiment of the invention, the closure member 8 could already rest in its operative position on the seat 10, but the seal 9 is not yet or at most slightly compressed. The force acting on the seal 9 in the active position of the closure member 8 is less than 10% of the force acting on the seal 9 sealing force in the closed position of the closure member 8, when the differential pressure of the atmospheric pressure is assumed. On the other hand, if the seal 9 were already completely compressed by an oblique start of the closure member 8 against the seat 10, this would not only lead to increased wear of the seal 9 but also to undesired large-scale production of particles, in particular due to the abrasion of the seal 9 to lead.
Durch den Einsatz von zwei vom Türkörper 4 verschiebbar geführten Stangen 5, an denen das Verschlussglied 8 befestigt ist, kann in einfacher Weise eine winkelgenaue Lage des Verschlussgliedes 8 (bezüglich einer Rotation um eine parallel zu den Längsachsen 6 liegende Achse) erreicht werden.By the use of two of the door body 4 slidably guided rods 5 to which the closure member 8 is fixed, can be achieved in a simple manner an angular position of the closure member 8 (with respect to a rotation about an axis parallel to the longitudinal axis 6).
Anstelle der Verwendung von zwei Stangen 5 könnte auch nur eine Stange 5 eingesetzt werden oder es könnten mehr als zwei Stangen 5 eingesetzt werden. Beim Einsatz von nur einer Stange 5 wäre eine entsprechende Verdrehsicherung der Stange 5 um ihre Längsachse vorzusehen.Instead of using two rods 5, only one rod 5 could be used or more than two rods 5 could be used. When using only one rod 5, a corresponding rotation of the rod 5 would be provided around its longitudinal axis.
Der Antrieb 13 könnte auch mehr als einen Aktuator umfassen, wobei alle Aktuatoren des Antriebs 13 in Richtung einer Längsverstellung der mindestens einen Stange 5 wirken.The drive 13 could also comprise more than one actuator, with all the actuators of the drive 13 acting in the direction of a longitudinal adjustment of the at least one rod 5.
Das Befestigungsteil 7 kann elastisch ausgebildet sein, so dass eine elastische Verkippung des Verschlussgliedes 8 um eine rechtwinklig zur Längsachse 6 der mindestens einen Stange 5 und parallel zur Ebene 11 des Sitzes 10 liegende Kippachse ermöglicht wird. Es ·· · · ι···»·«· t · · * ··« I · ι » I · « <fl « * ' « · * · · » » ι · ·«·*·* ** ♦*· »»••Ι/’·· ·««» kann dadurch eine gleichmäßigere Verpressung der Dichtung 9 auch bei einer nicht exakten Lage des Verschlussgliedes 8 bezüglich dieser Kippachse erreicht werden.The fastening part 7 may be elastic, so that an elastic tilting of the closure member 8 is made possible by a tilt axis lying at right angles to the longitudinal axis 6 of the at least one rod 5 and parallel to the plane 11 of the seat 10. It ········································································································. This allows a more even compression of the seal 9 even with a non-exact position of the closure member 8 with respect to this tilting axis can be achieved.
Eine Verkippbarkeit des Verschlussgliedes 8 gegenüber der mindestens einen Stange 5 kann auch in anderer Weise erreicht werden, beispielsweise entsprechend dem in der Beschreibungseinleitung genannten Stand der Technik gemäß der US 6,471,181 B2. • «t Ml» t« • # • · • I • IM · * « • t * • • 1 « # * 11A tiltability of the closure member 8 relative to the at least one rod 5 can also be achieved in other ways, for example, according to the cited in the introduction to the prior art according to US 6,471,181 B2. • «t Ml» t «• # • · • I • IM · *« • t * • • 1 «# * 11
Legende zu den Hinweisziffern: 1 Öffnung 2 Wand 3 Vakuumkammer 4 Türkörper 5 Stange 6 Längsachse 7 Befestigungsteil 8 Verschlussglied 9 Dichtung 10 Sitz 11 Ebene 12 Achse 13 Antrieb 14 Zylinderbohrung 15 Kolben 10 Kolbenstange 17 Joch 18 Pumpe 19 Winkel 20 Dichtfläche 21 Abdeckung 22 Seitenwand 23 VerstelirichtungKey to the reference numbers: 1 Opening 2 Wall 3 Vacuum chamber 4 Door body 5 Bar 6 Longitudinal axis 7 Fastening part 8 Closing element 9 Seal 10 Seat 11 Level 12 Axis 13 Drive 14 Cylinder bore 15 Piston 10 Piston rod 17 Yoke 18 Pump 19 Angle 20 Sealing surface 21 Cover 22 Sidewall 23 Verstelirichtung
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102019133555A1 (en) * | 2019-12-09 | 2021-06-10 | Vat Holding Ag | Vacuum valve or vacuum door |
US11971118B2 (en) | 2019-12-09 | 2024-04-30 | Vat Holding Ag | Vacuum valve or vacuum door |
-
2009
- 2009-11-20 AT AT18442009A patent/AT509098A1/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102019133555A1 (en) * | 2019-12-09 | 2021-06-10 | Vat Holding Ag | Vacuum valve or vacuum door |
US11971118B2 (en) | 2019-12-09 | 2024-04-30 | Vat Holding Ag | Vacuum valve or vacuum door |
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Effective date: 20160515 |