CN105370979B - 用于真空阀的带有被压平的硫化密封的封闭件 - Google Patents

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Abstract

一种用于真空阀的带有被压平的硫化密封的封闭件，尤其是阀盘，被构造用于借助与设置用于处理体积的真空阀口的合作来气密封闭该处理体积，具有对应于真空阀口的第二密封面的第一密封面(22)，其中第二密封面环绕该真空阀口(2)，并且具有对应于其走向被真空硫化到第一密封面(22)上且在第一密封面(22)的面法线方向上具有规定高度的密封材料(25’)，密封材料(25’)具有与密封材料横截面相关的规定形状，其包括尤其设置在处理体积侧的第一密封部(26)和尤其与该处理体积背对设置的第二密封部。

Description

用于真空阀的带有被压平的硫化密封的封闭件
技术领域
本发明涉及一种用于气密封闭流路的真空阀的封闭件、相应的真空阀以及用于制造这种封闭件的模具和方法。
背景技术
通常，从现有技术的各种不同实施方式中公开了用于基本气密封闭延伸经过在阀壳体内形成的开口的流路的真空阀。真空滑阀尤其应用在集成电路和半导体加工领域内，所述加工必须在保护气氛下尽量没有污染颗粒地发生。例如在用于半导体晶圆或液晶基材的加工设备中，高度敏感的半导体元件或液晶元件依次经过许多处理室，位于处理室中的半导体元件在处理室内分别借助一个加工装置被加工。在处理室内的加工过程中以及在从处理室之间的转运过程中，高度敏感的半导体元件都必须总是处于保护气氛下且尤其在真空中。处理室例如通过连接通道相互连通，在这里，处理室可以借助真空滑阀被打开以便将元件从一个处理室转移到下一个处理室并且随后被气密关闭以执行各自加工步骤。这样的阀门因所述的应用领域而也被称为真空输送阀且因其矩形开口横截面而也被称为矩形滑阀。
因为输送阀尤其应用在高度敏感的半导体元件制造中，故尤其须尽量少地保持由阀门操作引起的颗粒产生和在阀门腔内的自由颗粒数量。颗粒产生主要是由例如金属-金属接触和磨蚀所导致的摩擦造成的。
密封例如可以或是通过安置在封闭盘的闭合侧的密封实现，该密封被压到环绕开口的阀座上，或是通过在阀座上的密封圈来实现，阀盘闭合侧被压到该阀座上。从现有技术中例如从US6629682B2(Duelli)中知道了不同的密封装置。适用于密封圈的材料例如是以商品名已知的弹性密封材料。
对被用在真空阀中的密封的要求是很严格的。一方面，必须在阀门闭合状态下保证阀门密封性。这尤其是因为在真空区内的高压差和进而出现的作用于阀门密封的大的力而是一项严峻挑战。因为所用的密封在过度压紧时遇到高于平均的严重磨损或损坏，故必须如此构成阀门，即压差力没有或只能有限地作用于密封。密封压紧应该沿其走向尽量相同地进行，这需要阀盘的压紧力在整个接触区内均匀作用于阀座。尤其是尽量小地保持作用于密封的横向负载和纵向负载。当沿密封纵向的横向有横向负载时，在O形密封圈情况下有以下危险，即它被扯出其支座尤其是固定它的槽。硫化的密封也会遇到很有限的横向力。在阀门的打开状态和阀门闭合状态下，密封有时都遇到侵蚀性物质并因此须如此提供，即密封能忍受所述作用和/或离开所述物质的流路以避免磨蚀。密封过度磨损是工艺安全性的一个不安全因素并且需要定期更换该密封，这又导致工艺过程中的更长的停机时间。
真空阀的尤其是其密封和驱动技术的不同实施方式已由现有技术公开，现有技术的目的尤其是延长所用密封的使用寿命以及改善的工艺安全性。
根据各自的驱动技术，尤其分为也被称为滑动闸门或矩形滑阀的滑阀和摆动阀，在这里，在现有技术中的启闭大多分两步进行。在第一步中，使阀门封闭部件且尤其是封闭盘或封闭件在例如由US6，416，037(Geiser)或US6，056，266(Blecha)所公开的尤其是L型的滑阀情况下基本平行于阀座地线性移动到开口上方，或者在例如由US6，089，537(Olmsted)所公开的摆动阀情况下如已知的那样绕转轴摆动到开口上方，而此时没有发生在封闭盘和阀壳体阀座之间的接触。在第二步中，将封闭盘的封闭侧压到阀壳体的阀座上，从而将开口气密封闭。密封例如可以通过安置在封闭盘的封闭侧的被压到环绕该开口的阀座上的密封件实现，或是通过阀座上的密封圈实现，封闭盘的封闭侧被压到该阀座上。密封且尤其是密封圈可以在槽内被定位和/或硫化。
封闭部件在此首先被横向移动到开口上方而不会出现密封与阀座接触并且封闭部件随即基本被垂直压到阀座上的所述两级运动除了可以精确调节流通量的可能性外尤其有以下优点，即该密封几乎只被垂直压下，没有出现密封的横向载荷或纵向载荷。驱动具有比较复杂的结构，它尤其或是由唯一的容许封闭部件的L形运动的驱动机构来构成，或是由多个驱动机构例如两个线性驱动机构或一个线性驱动机构和一个展开驱动机构来构成。大多直接安置在封闭盘后面的且相对于其所处的杆轴使它在垂直于阀座的方向上移动的展开驱动机构在阀门内具有执行彼此相对运动的许多机械零部件。
制备线性调整移动的楔形阀容许高许多的调节速度，但它们因为密封横向受力而有时几乎不适用于真空区，即使用例，也仅能用几个调节周期。
该问题借助滑阀来解决，在这里，闭合密封过程虽然通过唯一的线性运动来实现，但密封形状是这样的，将完全避免该密封的横向受力。这种阀门例如是瑞士Haag的VATVakummventile AG公司的以商品名“MONOVAT系列02和03”已知的且作为矩形内镶阀构成的输送阀。这样的阀门的结构和功能原理例如在US4,809,950(Geiser)和US4,881,717(Geiser)中有所描述。
那里所述的阀门在其阀壳体中具有密封面，密封面在阀门通流口的轴线方向上看具有前后布置的多个部分，这些部分通过连续延伸的弯曲过渡至侧向朝外延伸的平坦的密封面部分，在这里，该一体的但有多个部分的密封面的假想母线平行于阀门通流口的轴线。该密封面被加工。封闭部件具有与之对应的用于周向完整闭合的密封的接触面。具体而言，所谓的滑阀具有滑阀壳体和滑阀通流口，滑阀通流口能利用可在其平面内移动的封闭部件被关闭。在滑阀通流口区域中设有密封面，在封闭部件的关闭位置上，安置于封闭部件上的周向完整闭合的密封贴靠该密封面，其中该密封面的假想笔直母线平行于滑阀通流口的轴线。该周向完整闭合的一体密封具有带有不同长度和/或形状的多个部分，这些部分处于不同的平面中，在这里，该周向完整闭合的密封的了主体部分位于垂直于该滑阀通流口的轴线且彼此间隔的多个平面内。该密封的两个主要部分通过侧部相连。该封闭部件相对于壳体密封面的走向具有对应延伸的、装载该周向完整闭合的密封的表面。该周向完整闭合的密封的所述侧部呈U形延伸。呈U形延伸的侧部的每个支腿处于一个平面内。在滑阀通流口的轴向上前后布置的密封面部分为了密封主体部支承在其在此具有同一个笔直且轴平行的母线的区域中而过渡到侧向朝外衍射内的平坦的密封面部分。所述平坦的密封面部分处于相互平行且相对于滑阀通流口的轴线平行的平面内。
适用于这种可利用线性运动被关闭的输送阀的驱动装置在JP6241344(BuriidaFuuberuto)中被示出。那里描述的驱动装置具有偏心安置的用于线性移动推杆的杠杆，在推杆上装有所述封闭部件。
这些用于设置或安置用于封闭件的密封的实施方式基本上与用于阀门封闭机构的上述驱动技术无关。如上所述，这样的密封一般以o形圈形式在槽中实现或者为了获得更好的耐久性而借助特殊模具被硫化到封闭件上。
为了密封的硫化而设有溢流缝隙，借此能排走多余的密封材料例如弹性体，并且密封100可以根据由模具规定的形状来产生(见图1a)。但是，通过溢流缝隙而流走的材料101、101’留在了例如由铝或不锈钢制造的板坯110上并且必须在硫化后被机械去除。这种去除目前大多借助在金属/密封材料过渡区内的修剪来实现并且导致了不仅去除了密封材料，也去除了金属，就像在图1b的区域101和101’中示出的那样。
但此加工过程的一大缺点是，在材料的修剪去除时出现颗粒和形成毛刺。因为颗粒形成和这样的颗粒留在阀门封闭件中恰好对于要在真空区中执行的加工过程是非常致命的，因此希望减少或在最佳情况下完全避免这样的颗粒。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种用于真空阀尤其是真空输送阀的封闭板或者说封闭件，其具有硫化的密封，其中获得改善的工艺安全性。
一个任务尤其是提供一种相应的封闭件，其中由制造引起的毛刺结构或残余颗粒的出现至少在朝向待封闭的处理体积的部分中被尽量减小或完全避免。
本发明涉及一种用于真空阀的封闭件，其中密封如此安装到封闭件上，即，该封闭件的随后的磨削加工可以至少在在使用中朝向待封闭的处理体积的且尤其直接接触该体积的区域内被省掉。因此，不再需要该封闭件在该区域中的二次切削加工，例如修剪，由此尽量消除(小)颗粒或毛刺的出现。
该封闭件一般是这样的封闭机构(也称为阀盘、封闭板或封闭部件)，即，真空阀开口可借助该封闭机构被气密封闭。在布置在根据前言的真空阀的情况下，例如能以阀盘形式构成的封闭件一般可以至少沿在封闭件内的横向于开口轴线延伸的几何调节轴线恰好在打开位置和关闭位置之间线性移动。该调节轴线的走向优选垂直于开口轴线并且该调节轴线位于被开口轴线垂直穿过的平面内。或者，调节轴线倾斜且不平行于该开口轴线地进行延伸，其中，交角尤其在90度和45度之间。
另外，尤其是该封闭件可以在开口轴线的方向上运动，因此阀口关闭可以在该运动过程的第二阶段中通过将封闭件基本垂直压紧到阀座上来实现(L型)。由此，可以保持尽量小的硫化密封的横向应力，因此，也相应减少摩擦颗粒的出现。
具体来说，本发明涉及一种用于真空阀的封闭件，尤其是阀盘，其中该封闭件被构造用于借助与该真空阀的设置用于真空体积的真空阀开口的配合协作来气密封闭真空处理体积。
因此，该封闭件被构造用于在真空条件下气密关闭用于流路的阀口。流路一般是指在两个区域之间(尤其在例如用于太阳能应用或其它应用的两个任何类型的涂覆设备之间或者在一个半导体加工用处理室和另一个处理室或外界之间)的待关闭的开口路径。流路例如是两个相互连通的处理室之间的连接通路，其中，处理室借助真空阀可被打开以将半导体从一个处理室输送至下一个处理室并且随后被气密封闭以执行各自的加工工序。这种阀门由于所述的应用领域而也被称为真空输送阀并且由于其通常呈矩形的开口横截面而也被称为矩形滑阀。但是，本发明真空阀以其它方式被任何随意用于基本气密关闭任何流路当然也是可行的。
该封闭件具有尤其就形状和尺寸而言对应于真空阀口的第二密封面的第一密封面，其中该第二密封面环绕该真空阀口。即，该封闭件的第一密封面尤其在形状和尺寸方面对应于环绕该阀口的密封面(尤其阀座的形式)。
另外，该封闭件具有密封材料，位于第一密封面上的该密封材料对应于其走向被硫化且在第一密封面的面法线方向上具有规定高度，其中该密封材料具有与密封材料横截面(垂直于切向延伸方向的密封材料横截面)相关的规定形状，包括尤其设于处理体积侧的第一密封部(即在布置于真空阀中且关闭状态下朝向该待封闭的处理体积的或与之接触的部分)和尤其与处理体积背对设置的第二密封部。一般来说，这样的封闭件也根据本发明是如此构成的，即，因为封闭件的设计结构而已经确定了封闭件以及还有密封材料的哪个部分在使用中接触到待隔开的处理体积(真空区)以及哪个另一部分留在该体积之外，即，在关闭状态下没有(直接)遇到该处理体积。
在尤其与清洁即存在可能有的颗粒或毛刺相关的产品质量方面，第一密封部(即在闭合的阀门状态下朝向处理体积的部分)是对加工过程重要的。尤其该部分应该尽量没有污染物或残余物料。
因此，该封闭件具有与第一密封部邻接的带有压边的压窝。另外，该压边如此形成且关于第一密封部如此构成，即，通过第一密封部的形状所得到的且朝向压边结束的密封材料表面走向(关于密封材料的横截面)基本是均匀地尤其呈线性地继续经过该压边(即通过压边相对于延伸的密封材料的位置和方向)。这也包括表面走向利用压边略微有角度地继续延伸。
该封闭件内的压紧出现在密封材料施加和硫化时。由此，至少在对应于随后(即当封闭件用在真空阀中时)加工侧的方向上抑制了材料溢出并同时如此在其上模制密封材料，即，出现均匀一致的材料过渡。为此不再需要该过渡区段(密封材料/金属)的二次加工，因此，可以尽量减少毛刺形成和由此引起的颗粒出现。
根据本发明的一个特定实施方式，该封闭件具有带有另一压边的另一个压窝，该另一压边与第二密封部邻接。第二压窝或压边以及第二密封部如此彼此相对定位和分别如此形成，即，表面线根据第一密封部的准则也连贯地基本均匀一致地在该侧延伸。
关于第一密封部的形成，第一密封部根据本发明的一个实施方式在与该压窝邻接的区域中如此形成，即，在该区域内该密封材料的表面走向(在横剖方向上)是均匀一致的并且具有均匀一致的弯曲，所述弯曲造成表面走向的尤其在75°和105°之间且尤其是90°的无棱角的方向变化。由此允许密封材料的表面线连续过渡至封闭件的基材中，从而可产生齐平成型的整洁密封。
根据本发明的一个特定实施方式，所述弯曲(在邻接于该压窝的区域内)是无拐点的。该弯曲尤其具有恒定弯曲方向。通过如此设计第一密封部，得到均匀一致的密封表面(根据密封横截面)走向和相应的至基材的过渡。
另外，根据本发明的一个特殊实施方式，在与该压窝邻接的区域中的表面走向的方向改变基本为90°。
利用在封闭件内产生压窝，可以在密封材料硫化过程中提供相应的硫化室封闭。为了所述封闭与封闭件表面齐平密封地出现，需要尤其以一定深度压入该基材(＝封闭件的材料)中。同时，还应该保持封闭件的结构和稳定性不受影响。当根据现有技术去除多余的密封材料时，一般产生在0.2mm范围内的封闭件(金属或合金)基材的材料去除量(如通过修剪)。
也就是说，本发明的另一个实施方式涉及封闭件的压窝，其中压窝具有在第一密封面的面法线方向上关于密封面表面的在0.15至0.25mm范围内的深度。
通过该压窝产生的压边尤其具有在0.15和0.25mm之间的长度。
关于压窝的形状，本发明的一个实施方式尤其具有压边，使得压边的走向基本平行于第一密封面的面法线(就横截面来看)。
与由硫化工艺所产生的表面性能相关地有利的是，该表面无需二次加工该材料就具有小得多的表面粗糙度，相比于硫化和部分去除密封材料而言，在这里，加工后的表面粗糙度在Ra＝0.8μm或者Rz＝7.0μm范围内。较小的表面粗糙度同时意味着与例如可能有的颗粒分解相关的作用面的缩小。
根据本发明，第一密封部尤其至少在与压窝邻接的区域中具有在0.02μm和0.15μm之间的、尤其在0.05μm和0.1μm之间的平均表面粗糙度Ra。
替代或补充地，第一密封部尤其至少在与压窝邻接的区域中具有在0.2μm和1.5μm之间的、尤其在0.5μm和1μm之间的微观不平度十点平均表面粗糙度Rz。
这样的表面状态在此通过尤其是设置用于硫化的模具内凹空部的相应光滑的模具表面来获得。
根据该封闭件的一个特定实施方式，该密封材料至少部分但优选大部分地由弹性体构成。例如该密封材料具有氟化弹性体，其例如以名称-氟化弹性体，例如A或者B或者以氟化弹性体，例如G902等或以TecnoflonTM或者TecnoflonTM氟化弹性体而可以买到。该密封材料也可以基于可过氧化物硬化的含氟橡胶组合物来构成，就像例如在本申请人的DE102007048252A1中描述的那样。这样的材料尤其提供了也相对于侵蚀性介质，如存在于处理体积中的处理气体的高耐受性。
根据本发明另一个实施方式，该封闭件具有用于与真空阀的驱动单元连接的连接机构用于提供封闭件在真空阀内的可控运动，尤其是用于驱动单元的推杆的容槽。容槽尤其侧向形成在封闭件内(关于封闭件的封闭侧)用于通过将推杆的连接部插入容槽来可拆卸地将该封闭件安装于推杆上。另外，该推杆借助驱动单元尤其如此安装和调节移动，即，可以通过封闭件基本沿推杆轴线移动到阀口上方且将封闭件的密封材料压紧到围绕该阀口的阀座上来关闭该阀口。
即，该封闭件通过该连接机构被专门构造用在尤其是L型的真空阀中，并且可由此与驱动单元连接并且根据预定样式在阀门内运动。
根据本发明的另一个实施方式，该封闭件具有至少一个把持凹窝，其在与带有硫化密封材料的封闭侧(封闭件)对置的一侧成形，用于基本沿着推杆轴线手动施力于该封闭盘，尤其用于相对于推杆卸下或装上该封闭盘。
为了在例如拆卸时更好地操纵该封闭件，例如在与封闭侧对置的一侧设有两个把持凹窝，用于能基本向上地向封闭件手动施力以从推杆上卸下该封闭盘和/或以便在拆卸之后更好操纵该封闭盘。把持凹窝可在内侧具有防滑涂层以改善握持性。
本发明还涉及一种用于气密封闭处理体积的真空阀，该真空阀具有阀壳体，阀壳体具有真空阀口和环绕真空阀口的且具有第二密封面的阀座。另外，该真空阀具有用于利用对应于第二密封面的第一密封面基本气密封闭该真空阀口的封闭件，其中该第一密封面具有在第一密封面的面法线方向上具有规定高度的硫化的密封材料，并且该密封材料具有与密封材料横截面相关的规定形状，其包括尤其设置在处理体积侧的第一密封部和尤其与处理体积背对设置的第二密封部。
该真空阀还具备与该封闭件联接的驱动单元，该驱动单元如此构成，即，该封闭件可以至少基本沿几何纵轴在纵向关闭方向上从打开位置(此时封闭件放开该真空阀口)移动到关闭位置(此时封闭件的第一密封面被压紧到第二密封面且基本气密封闭该真空阀口)和返回移动。
根据本发明，该封闭件具有与第一密封部邻接的带有压边的压窝。另外，该压边如此成形和与第一密封部相关地构成，即，通过第一密封部的形状得到的且朝向压边结束的第一密封部表面走向(关于密封材料的横截面)均匀一致地尤其呈线性地继续延伸。
尤其是第一密封部在与压窝邻接的区域中如此成形，即在该区域中该密封材料的表面走向在横剖方向上是均匀一致的并且具有造成该表面走向的尤其在75°和105°之间的无棱角的方向变化的均匀一致的弯曲。
尤其是该封闭件可以借助驱动单元通过该封闭件基本沿着垂直于纵轴延伸的几何横轴在横向关闭方向上运动到中间位置和返回被调节移动(L型的阀门封闭机构，即L形运动过程)，在中间位置上所述封闭件覆盖该开口并且封闭件的封闭侧处于相对于阀座的间隔对置位置上。
另外，根据本发明的相应的特定实施方式，该真空阀的封闭件尤其根据上述变型实施方式中的一个来构成。
本发明还涉及用于将密封材料施加并成形到材料坯件且尤其是上述的封闭件上的多功能模具，该模具具有限定出最终形成的硫化密封材料形状的凹空部、关于模具横截面形成该凹空部的第一端的挤压边、与凹空部的第二端相接的空缺部以及用于密封材料的容槽。
该凹空部在与挤压边邻接的区域内如此成形，即，关于模具横截面的挤压边的走向在该区域中通过匹配的模具表面走向基本均匀一致地尤其呈线性地继续延伸(即，也包括在挤压边和其它模具表面之间的轻微角度偏差)。此外，该多功能模具在模具闭合时如此与所置入的材料坯件合作，即，该挤压边被压入材料坯件中并且该凹空部在其第一端利用材料坯件被封闭，该空缺部构成溢流通道并且存在于该容槽内的密封材料通过该溢流通道被压入和/或流入凹空部中。另外，该模具如此构成，即，该密封材料随后在模具闭合状态中可被硫化。
尤其是该多功能模具、材料坯件和/或用于密封材料的容槽根据预定的交联曲线可以被热处理。材料坯件此时尤其构成该封闭件或封闭件的一部分。
根据多功能模具的另一个实施方式，该凹空部在与挤压边邻接的区域内如此成形，即，在该区域内，所述模具表面走向沿着模具横截面是均匀一致的并且具有造成该模具表面走向的尤其在75°和105°之间的无棱角的方向改变的均匀一致的弯曲。替代地或补充地，该模具可以具有沿模具横截面的从挤压边到凹空部的均匀一致的表面线过渡。
本发明还涉及一种制造用于真空阀的带有密封的封闭件的方法，利用如上所述的多功能模具和展现该封闭件或封闭件的至少一部分的材料坯件。
该材料坯件和密封材料在模具打开状态中被加入到多功能模具中，尤其是用于密封材料的容槽中。在通过闭合多功能模具的压紧步骤中，该挤压边被压入该材料坯件。由此在材料坯件内产生对应于该挤压边的带压边的压窝并且该凹空部在其第一端被封闭。另外，使密封材料如此变形和/或液化，即，至少一部分密封材料通过在压紧步骤中因多功能模具的空缺部而出现的溢流通道而到达该凹空部并填满该凹空部。
随后，在硫化步骤中如此进行基本对应于凹空部形状的密封材料的硫化，该密封材料如此成形且与压边相关地构成，即，通过压边在材料坯件中所产生的表面走向基本均匀一致地(或许有略微的角度偏差)，尤其呈线性地经过该密封材料的表面走向继续延伸，并且该密封材料与材料坯件附着连接(硫化)。
尤其是该密封材料在与挤压边邻接的区域中如此成形，即，在该区域中该密封材料在横截面方向上的表面走向是均匀一致的并且具有造成该表面走向的尤其在75°和105°之间的无棱角的方向改变的均匀一致的弯曲。
尤其是该多功能模具在硫化步骤中根据预定的交联曲线被热处理。
为了获得该密封材料在材料坯件基材上的所需附着质量，优选在材料坯件上设置增附剂。
通过上述方法的实施而获得的封闭件也是本发明的主题，尤其在这里，该封闭件是根据前述实施方式形成的。
附图说明
以下，将结合附图示意所示的具体实施例来仅示例性详述根据本发明的方法和根据本发明的装置，在这里也介绍本发明的其它优点，具体示出了：
图1a至图1b以横剖视图示出了根据现有技术的封闭件的局部；
图2以示意性横剖视图示出了在封闭件中间位置上的根据本发明的L型真空滑阀的第一实施方式；
图3a至图3b以俯视图示出了用于真空阀的基本呈矩形的本发明封闭件的实施方式；
图4a至图4b以横剖视图示出了在阀盘(封闭件)上被硫化的密封和与该密封邻接的本发明压窝的两个实施方式；和
图5a至图5b示出了在模具打开状态和模具闭合状态下的根据本发明的用于制造本发明的封闭件的模具。
具体实施方式
图2是根据本发明的真空滑阀的第一实施方式。该真空滑阀具有包括阀壁1的阀壳体10，该阀壁具有开口2和长条状的基本呈矩形的围绕开口2的阀座3，开口2具有开口轴线13。封闭件20具有尤其设于处理侧的且具有比开口2略大的横截面的封闭侧21，封闭件20用于基本气密封闭该开口2，做法是封闭侧21被压到阀座3上。封闭件20由两个相互平行布置的阀杆6承载。因为图2以侧视图示出所述阀杆，因此在那里只能看到一个阀杆6。根据替代的本发明实施方式，也可仅设置唯一的阀杆6且封闭件20由该阀杆承载。
阀壳体10分为真空区11和驱动区12，在真空区内设有开口2、阀座3和封闭板20，而驱动区12位于真空区11以外。两个阀杆6通过在阀壳体10内的两个气密通道从真空区11延伸至驱动区12中，该气密通道以在其端件上具有密封件((如O形圈))的膜封或膜套形式构成。该膜封或膜套如此构成，即，阀杆6可以在保持气密密封条件下在一定的运动范围内沿着纵轴和横轴9运动。因为驱动区12与真空区11气密分隔，因此在驱动区12内出现大气压。位于驱动区12内的摩擦颗粒无法到达敏感的真空区。在驱动区12内设有驱动单元7。
驱动单元7如此构成，即，封闭板20通过两个阀杆6沿推杆轴线8的调节而在纵向关闭方向z上从打开位置运动到在此未示出的中间位置，并且通过两个阀杆6沿垂直于纵轴延伸的几何横轴9的调节而在横向关闭方向y上从中间位置运动到关闭位置以及返回运动(封闭板的运动为L形，因此取名L型)。
封闭件20具有环绕的硫化密封，硫化密封借助压窝被界定直至封闭侧21的靠内区域，即封闭侧21上的由该密封封闭的表面被界定。
以下(图4a和图4b)将列举对根据本发明的密封区和密封/金属过渡区的设计的详细示出和说明。
本发明的另一个实施方式涉及一种滑阀(在此未示出)，其例如以产品名“MONOVAT系列02和03”而已知并且作为瑞士Haag的VAT Vakummventile AG公司的呈矩形内镶阀形式的输送阀具有矩形的开口横截面，其宽度明显大于其高度。这种具有复杂的密封结构的阀门类型例如由本申请人的EP2420709A1公开了。
这样的阀门也设置用于气密封闭流路，但只借助封闭件的线性运动进行。该封闭部件可以在关闭方向上沿着在封闭部件平面内的横向于开口轴线延伸的几何调节轴线从放开所述开口的打开位置线性移动至通过开口线性运动的关闭位置并且朝向打开方向返回移动。在关闭位置上，施加于封闭件的密封面上的密封材料被压至围绕该开口的密封面上。
这种从现有技术中已知的利用唯一的线性运动被关闭的真空阀相对于借助两个运动可被关闭的需要结构比较复杂的驱动装置的输送阀(图2)或楔形阀是有优点的，在上述楔形阀中所述密封横向受力。因为上述真空阀的封闭部件是一体的，故它能承受高的加速力，结果，该阀门也可被用于快速紧急封闭。关闭和密封可以借助唯一的线性运动实现，因此，可以实现阀门的很快速的启闭。环绕的密封在不利的关闭过程中在其所有部分上遇到明确可再现的状况。因为该密封在关闭和关闭压力出现时基本只在垂直于所述密封的线性关闭运动方向上或部分沿纵向受力但在横向于其纵向延伸方向上并不受力，因此避免了作用于密封的横向力，因此该真空阀适用于在真空区和高负压区内的高规格密封任务。
根据本发明，在封闭件(封闭部件)侧的密封材料又通过压紧和硫化来构成，从而使得压窝的形状和该密封材料提供了在金属和密封材料之间的均匀一致的过渡并且可以省掉硫化后的二次加工。
图3a以俯视图示出了用于根据本发明的真空阀且尤其是用于L型真空阀的基本呈矩形的封闭件20’。封闭件20’由金属或金属合金，例如铝或不锈钢构成，其中，密封面22连带施加于其上的密封而在封闭件20’的边缘处环绕设置。
借助可交联的密封材料的硫化在密封面22上产生该密封。密封面22为此尤其在硫化过程和施加密封材料之前具有附着层，如增附剂或打底剂，用于提供密封在封闭件20’的基材上的相应良好的附着。替代地或补充地，密封面22本身可被预处理或被预处理以提供所要求的附着性。这样的预处理例如可以通过机械打毛、通过表面腐蚀或通过用等离子体、电晕处理或UV辐射照射表面来进行。总体而言，在施加密封材料前在密封面22上产生表面状态，如果借助表面处理或产生附加附着层，其提供所要求的附着性。
由密封面22或硫化的密封所包围的表面23是该封闭件20’的在按计划在真空阀中使用封闭件20’时朝向待封闭的处理体积的区域，在这里，在阀门关闭位置上，还有一部分密封也保持朝向处理体积。
该密封的尺寸设定和形状指向所包含的表面23朝着在封闭件20’内的压窝结束。图3b也以俯视图示意性示出所述过渡(参见箭头所标的区域)。
如图3b所示，所施加的密封25邻接于材料中的压窝24。该压窝在继续延伸中过渡至未涂覆的且在产生密封25过程中未被加工的空白的封闭件表面23。
根据本发明，图4a以横剖视图示出了在阀盘20”(封闭件)上被硫化的密封25’和邻接于该密封的压窝24’。密封材料25’具有第一密封部26，由于该第一密封部与相应的真空阀连用而位于待封闭的处理体积侧，该第一密封部在所示的实施方式中就残余颗粒和脏污而言是敏感的密封部。如此制造该密封，至少对于所述第一密封部26不需要密封材料25’硫化后的二次加工，因而不会出现例如由材料去除引起的颗粒或毛刺。
而且，第一密封部26具有区域27，该区域邻接于阀盘25”内的压窝24’并且关于可能需要的二次加工被视为是关键的。
至少在区域27内，密封材料25’的表面均匀一致地延伸，没有形成棱角。此时，该表面走向还具有均匀一致的弯曲(尤其无拐点)，由此造成该表面走向的方向连续改变约90°。
另外，压窝24’具有压边28，该压边在其相对于密封材料的方向和位置方面是如此构成的，即，密封材料25’的均匀一致的表面走向通过压边28也均匀一致地呈线性继续延伸。从密封材料25’至封闭件20”的基材的过渡此时基本在没有共同的表面线的中断或间断的情况下成型。
根据本发明，这种在区域27内具有如此均匀一致的表面走向且该走向继续经过压边28的特殊造型的过渡利用特制模具(以下所述)已经在施加密封材料和硫化的过程中产生并且使得针对该区域去除多余密封材料的二次加工变得多余。
而密封材料和/或基材的二次加工根据现有技术是必需的，因而，可能会因此时出现的切削和毛刺而无法实现均匀一致的延伸走向。
另外，密封材料25’具有表面粗糙度，其基本对应于模具表面的表面粗糙度并因此明显小于在执行现有技术的实施方式时的表面粗糙度(例如Ra＝0.05或0.1μm)。因此，根据本发明，提供了一种用于真空阀的封闭件，其具有改善的材料质量和规整性。
另外，压窝具有与封闭件20”表面相关的一定深度t。该深度由产生压窝的模具结构来限定并且例如在t＝0.2mm的范围内。压边28优选具有在(平行于)密封面22的面法线的方向上的相应长度。
图4b示出了根据本发明的封闭件20”的另一个实施方式。不同于根据图4a的实施方式，压窝24”的压边28’并不平行于密封面22的面法线延伸，而是相对于该密封面成一定角度地形成，但在这里保持了借助该表面走向的密封的借助压边28’延伸走向的均匀一致的过渡。
也可想到一个替代的本发明涵盖的实施方式(未示出)，关于这个实施方式，压边的方向相对于密封材料的结束的表面线略微有角度偏差。这样的实施方式在本发明的范围内被理解为是表面走向的基本均匀一致的继续延伸。
图5a和图5b示出在模具打开状态(图5a)和模具闭合状态(图5b)中的本发明的模具30。
该模具具有模制部31和下部32。模制部31还具有凹空部34，其在一端由模制部31的挤压边33界定，在另一端由所设置的空缺部35保持敞开。另外，设有用于密封原材料37(例如由密封材料制成的绳索)的容槽36，其中该容槽36在此对应于下部32或对应于下部32和模制部31之间的空隙。
还示出了材料坯件40，其在与模具30合作时一方面借助挤压边33被压紧，另一方面配设有密封材料。坯件40例如至少部分地由铝、铝合金、钢、不锈钢或替代的合适的金属合金构成。尤其是，坯件40展现了用于真空阀的封闭件的至少一部分，在这里，要配设密封材料的封闭侧(即，朝向待封闭的处理体积的一侧)与模制部31相互作用。
在模具30闭合时，材料坯件40在z方向上向模制部31移动并且挤压边33被压入该材料中。压紧压力和最大下压行程可通过用于压力调节的构件，例如盘簧，和相应的止挡来调节。另外，使模具30的下部32在相反方向上移动，从而使得容槽36的体积减小并且密封材料37通过在模具30闭合时因空缺部35而留下的溢流通道38而到达凹空部34中。
在模具闭合状态(图5b)中，能看到模制部31的被插入(压入)该坯件40中的挤压边33，挤压边通过压窝提供了关于密封材料37的凹空部34的密封封闭。凹空部34的空间完全被密封材料37充满。
通过模具30的特殊结构，在模制部31和下部32之间及在下部32和材料坯件40之间分别保持缝隙39’、39”敞开，因而可排走多余的密封材料。
任何多余材料必须在硫化过程后被去除。所述去除借助修剪相应部位来实现，由此在所述部位留下了脏污和毛刺。根据现有技术，密封的对置侧也需要类似的修剪，因为在这里也设有用于排走多余密封材料的缝隙并且出现这种材料残余。首先通过根据本发明在凹空部34的第一端压平密封形状并由此在那里防止材料溢出，可以至少在该部位消除这种二次加工。
在模具闭合状态中，在模具30闭合后进行密封材料37的硫化。密封材料37由此交联，由此一来，产生了稳定的附着于材料坯件40的密封。
显然，所示的附图只示意性表示可能的实施例。各种做法也可以根据本发明相互组合以及与在真空条件下封闭处理体积的现有技术的方法和装置相组合。

Claims (19)

1.一种封闭件(20，20’，20”)，该封闭件用于真空阀并被构造用于借助与设置成用于处理体积的真空阀口(2)的合作来气密封闭该处理体积，具有：
·第一密封面(22)，该第一密封面对应于所述真空阀口(2)的第二密封面，其中所述第二密封面环绕所述真空阀口(2)，和
·密封材料(25，25’，37)，该密封材料对应于其走向被真空硫化到所述第一密封面(22)上且在所述第一密封面(22)的面法线方向上具有规定高度，其中所述密封材料(25，25’，37)具有关于所述密封材料的横截面的规定形状，该密封材料包括：
□设置在处理体积侧且朝向所述处理体积的第一密封部(26)，和
□与所述处理体积背对设置的第二密封部，
其特征在于，
·所述封闭件(20，20’，20”)具有被压入所述第一密封面(22)的压窝(24，24’，24”)，所述压窝与所述第一密封部(26)邻接并且具有压边(28，28’)，其中所述压边从所述压窝(24，24’，24”)的底侧延伸至所述第一密封面并且
·所述压边(28，28’)如此成型且如此关于所述第一密封部(26)构成，即，通过所述第一密封部(26)的形状得到的且朝向所述压边(28，28’)结束的所述密封材料(25，25’，37)的表面走向均匀一致地通过所述压边(28，28’)继续延伸，并且
·所述密封材料(25，25’，37)完全位于所述压窝外部。
2.根据权利要求1所述的封闭件(20，20’，20”)，其特征在于，所述第一密封部(26)在与所述压窝(24，24’，24”)邻接的区域(27)中如此形成，即，在所述区域(27)中所述密封材料(25，25’，37)的表面走向是均匀一致的并且具有均匀一致的弯曲，该均匀一致的弯曲造成所述表面走向的无棱角的方向改变。
3.根据权利要求2所述的封闭件(20，20’，20”)，其特征在于，
·所述弯曲无拐点，和/或
·所述表面走向的方向改变在与所述压窝邻接的区域(27)中为90°。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的封闭件(20，20’，20”)，其特征在于，该压窝(24，24’，24”)具有在第一密封面(22)的表面法线方向上的深度(t)，该深度关于第一密封面(22)的表面在0.15mm至0.25mm的范围内。
5.根据权利要求1所述的封闭件(20，20’，20”)，其特征在于，所述压边(28，28’)具有在0.15mm和0.25mm之间的长度。
6.根据权利要求1所述的封闭件(20，20’，20”)，其特征在于，所述压边(28，28’)平行于所述第一密封面(22)的面法线延伸。
7.根据权利要求1所述的封闭件(20，20’，20”)，其特征在于，所述第一密封部(26)至少在与所述压窝邻接的区域(27)内具有在0.02μm至0.15μm之间的平均表面粗糙度Ra。
8.根据权利要求1所述的封闭件(20，20’，20”)，其特征在于，所述第一密封部(26)至少在与所述压窝邻接的区域(27)内具有在0.2μm至1.5μm之间的微观不平度十点平均表面粗糙度Rz。
9.根据权利要求1所述的封闭件(20，20’，20”)，其特征在于，所述密封材料(25，25’，37)具有氟化弹性体。
10.根据权利要求1所述的封闭件(20，20’，20”)，其特征在于，所述封闭件(20，20’，20”)具有：
·用于与真空阀的驱动单元(7)连接的连接机构，该连接机构用于提供所述封闭件(20，20’，20”)在所述真空阀内的可控运动，其中
□容槽侧向形成在所述封闭件(20，20’，20”)中，用于通过将推杆的连接部插入所述容槽中而以能拆卸的方式将所述封闭件(20，20’，20”)安装于该推杆(6)上，
□所述推杆(6)能利用所述驱动单元(7)如此安装和调节，即，通过将所述封闭件(20，20’，20”)上沿推杆轴线(8)移动到所述真空阀口(2)之上并使所述封闭件(20，20’，20”)以其密封材料(25，25’，37)紧压到围绕所述真空阀口(2)的阀座(3)上而能够封闭所述真空阀口(2)，
和/或
·至少一个把持凹窝，该把持凹窝形成在与具有所述封闭件(20，20’，20”)的硫化的所述密封材料(25，25’，37)的封闭侧(21)对置的一侧，用于沿所述推杆轴线(8)向所述封闭件(20，20’，20”)手动施力。
11.根据权利要求1所述的封闭件(20，20’，20”)，其特征在于，所述封闭件是阀盘。
12.根据权利要求2所述的封闭件(20，20’，20”)，其特征在于，所述表面走向的无棱角的方向改变在75°和105°之间。
13.根据权利要求10所述的封闭件(20，20’，20”)，其特征在于，所述至少一个把持凹窝形成在与具有所述封闭件(20，20’，20”)的硫化的所述密封材料(25，25’，37)的封闭侧(21)对置的一侧，用于从所述推杆(6)上卸下所述封闭件(20，20’，20”)或将所述封闭件(20，20’，20”)安装到所述推杆(6)上。
14.一种用于气密封闭处理体积的真空阀，该真空阀具有：
·阀壳体，该阀壳体具有真空阀口(2)和阀座(3)，该阀座(3)围绕该真空阀口(2)且具有第二密封面，
·封闭件(20，20’，20”)，该封闭件(20，20’，20”)用于以对应于所述第二密封面的第一密封面(22)气密封闭所述真空阀口(2)，其中所述第一密封面(22)具有在所述第一密封面的面法线方向上具有规定高度的硫化的密封材料(25，25’，37)，并且所述密封材料(25，25’，37)具有关于所述密封材料的横截面的规定形状，该封闭件包括：
□设在处理体积侧并且朝向所述处理体积的第一密封部(26)，和
□与所述处理体积背对的第二密封部，
·与所述封闭件(20，20’，20”)联接的驱动单元(7)，该驱动单元如此构造，即，所述封闭件(20，20’，20”)至少沿推杆轴线(8)朝向纵向关闭方向从
□所述封闭件(20，20’，20”)放开所述真空阀口(2)的打开位置能移动到
□所述封闭件(20，20’，20”)的所述第一密封面(22)被压紧到所述第二密封面上且气密封闭所述真空阀口(2)的关闭位置，
并且能反向移动，
其特征在于，
·所述封闭件(20，20’，20”)具有被压入所述第一密封面(22)的压窝(24，24’，24”)，该压窝与所述第一密封部(26)邻接且具有压边(28，28’)，其中所述压边从所述压窝(24，24’，24”)的底侧延伸至所述第一密封面，
·所述压边(28，28’)如此形成且关于所述第一密封部(26)如此构成，即，通过所述第一密封部(26)的形状得到的且朝向所述压边(28，28’)结束的所述第一密封部(26)的表面走向均匀一致地通过所述压边(28，28’)继续延伸，并且
·所述密封材料(25，25’，37)完全位于所述压窝外部，
其中所述封闭件(20，20’，20”)根据权利要求1至13中任一项所述构成。
15.一种多功能模具(30)，该多功能模具用于在材料坯件(40)上施加并成型密封材料(25，25’，37)，该多功能模具具有：
·限定出形成的硫化的密封材料(25，25’，37)的形状的凹空部(34)，
·挤压边(33)，该挤压边构成该凹空部(34)的关于模具横截面的第一端，
·与所述凹空部(34)的第二端相接的空缺部(35)，和
·用于所述密封材料(25，25’，37)的容槽(36)，
其中，
·所述凹空部(34)在与所述挤压边(33)邻接的区域中如此成型，即所述挤压边(33)的关于所述模具横截面的走向在该区域中均匀一致地通过匹配的模具表面走向而继续延伸，
·所述多功能模具(30)在模具闭合时如此与所加入的所述材料坯件(40)合作，即，
□所述挤压边(33)被压入所述材料坯件(40)中并且所述凹空部(34)在其第一端借助所述材料坯件(40)被密封，
□在所述第二端上的所述空缺部(35)构成溢流通道(38)，并且
□存在于所述容槽(36)中的密封材料(25，25’，37)通过所述溢流通道(38)被压入和/或流入所述凹空部(34)，
·所述密封材料(25，25’，37)能在模具关闭状态中被硫化，
其中，
·所述多功能模具能根据预定的交联曲线被热处理，和/或
·所述材料坯件构成根据权利要求1至13中任一项所述的封闭件(20，20’，20”)或所述封闭件(20，20’，20”)的一部分。
16.根据权利要求15所述的多功能模具(30)，其特征在于，
·所述凹空部(34)在与所述挤压边(33)邻接的区域中具有均匀一致的弯曲，该均匀一致的弯曲造成该表面走向的无棱角的方向改变，和/或
·具有沿模具横截面的从所述挤压边(33)至所述凹空部(34)的表面线的均匀过渡。
17.一种制造用于真空阀的带有密封材料(25，25’，37)的封闭件(20，20’，20”)的方法，该真空阀包括：
·根据权利要求15或16所述的多功能模具(30)，和
·展现所述封闭件(20，20’，20”)或展现所述封闭件(20，20’，20”)的一部分的材料坯件(40)，
其中，
·所述材料坯件(40)和密封材料(25，25’，37)在模具打开状态下被加入所述多功能模具(30)中，
·在借助所述多功能模具(30)闭合的压制步骤中，
□挤压边(33)被压入所述材料坯件(40)中，并且由此
·在所述材料坯件(40)内产生对应于所述挤压边(33)的带有压边(28，28’)的压窝(24，24’，24”)，和
·所述凹空部(34)在其第一端被封闭，并且
□如此使所述密封材料(25，25’，37)变形和/或液化，即，至少一部分所述密封材料(25，25’，37)通过在压制步骤中因空缺部(35)而出现的溢流通道(38)到达所述凹空部(34)并填满所述凹空部，
·在硫化步骤中，所述密封材料(25，25’，37)的硫化对应于所述凹空部(34)的形状如此进行，即，
□所述密封材料(25，25’，37)如此成形且如此关于所述压边(28，28’)构成，即，由所述压边(28，28’)产生的表面走向在所述材料坯件(40)中均匀一致地继续延伸，和
□所述密封材料(25，25’，37)与所述材料坯件(40)附着连接。
18.根据权利要求17所述的制造用于真空阀的带有密封材料(25，25’，37)的封闭件(20，20’，20”)的方法，其特征在于，
□所述密封材料(25，25’，37)在与所述压边(28，28’)邻接的区域(27)内如此成形，即，在该区域(27)中所述密封材料(25，25’，37)的表面走向是均匀一致的并且具有均匀一致的弯曲，该均匀一致的弯曲造成所述表面走向的在75°和105°之间的无棱角的方向改变，和/或
□所述多功能模具(30)在硫化步骤过程中根据预定的交联曲线被热处理。
19.一种通过执行根据权利要求17或18所述的方法所获得的封闭件(20，20’，20”)，是根据权利要求1至13中任一项所述的封闭件(20，20’，20”)。
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