CN106838458B - 闭合元件、真空阀以及用于生产闭合元件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有搅拌摩擦焊连接的用于真空密封的闭合元件，其具有：阀盘(31)，其借助与设置成用于处理体积的真空阀(1)的真空阀开口的相互作用来实现气密性闭合处理体积，其中，阀盘(31)包括闭合侧(4、34)以及大致平行于其相对安置的后侧(3、33)，以及第一密封面(35)，其配属至闭合侧(4、34)并且尤其在形式和尺寸方面对应于真空阀开口的第二密封面，尤其具有固化密封材料(36)，其中，第二密封面围绕真空阀开口延伸；以及横梁(40)，其尤其具有接收机构(21)，接收机构(21)用于横向于横梁的延伸方向的驱动部件，其中，横梁(40)在阀盘(31)的后侧(3、33)在至少一个连接点处连接至阀盘(31)。在至少一个连接点处，横梁(40)与所述阀盘(31)的连接包括搅拌摩擦焊连接。

Description

闭合元件、真空阀以及用于生产闭合元件的方法

技术领域

本发明涉及用于真空阀的闭合元件以及具有阀盘和紧固至阀盘的横梁的这种阀，以及涉及用于生产阀盘和横梁之间的连接的方法，以及涉及借助所述方法生产的产品。

背景技术

一般来讲，用于流动路径的基本气密性闭合的真空阀的不同实施例公知于现有技术，该流动路径运行穿过形成在阀壳体中的开口。

尤其在发生于受保护的可能不存在污染微粒的环境的IC以及半导体制造领域中使用真空栅阀。例如，在用于半导体晶片或者液晶基板的生产线中，高度敏感的半导体元件或者液晶元件顺序运行穿过若干处理室，在若干处理室的每个中，置于处理室内部的半导体元件借助处理设备被处理。在处理期间处理室内部的处理以及在从处理室传输至处理室期间，高度敏感的半导体元件必须始终置于受保护的环境中，尤其真空中。

例如，处理室借助连接通路连接在一起，能够借助真空栅阀打开处理室以将部件从一个处理室传递至下一个处理室，随后以气密性方式关闭所述处理室，以便实施相应的生产步骤。由于本申请描述的领域，这种阀还称为真空传递阀，因为它们的矩形开口截面，这种阀还称为矩形栅阀。

除了别的之外，当使用传递阀生产高度敏感的半导体元件时，会生成粒子，这尤其是阀致动的结果以及阀闭合构件上的机械负荷的结果引起的，并且阀室中的自由粒子的数量必须尽可能保持较低。粒子生成主要是摩擦的结果，例如通过金属与金属接触而产生，以及作为磨耗的结果。

取决于相应的驱动技术，尤其栅阀之间具有差别，还称为阀滑块或者矩形滑块以及摆阀，现有技术中在大多数情形下关闭以及打开通过两步骤实现。在第一步骤，阀闭合构件(尤其闭合盘)在栅阀的情形下诸如公开于US6,416,037(Geiser)或者US6,056，266(Blecha)，尤其具有L类型，以线性方式滑动过大致平行于阀座的开口，或者在摆阀的情形下诸如公开于US6,089,537(Olmsted)，其绕枢转轴线枢转越过开口，在该连接中，闭合盘和阀壳体的阀座之间没有发生任何接触。在第二步骤，闭合盘通过其闭合侧被按压至阀壳体的阀座上，使得开口以气密性方式被关闭。密封能够借助密封件或者借助阀座上的密封圈实现，例如，该密封件布置在闭合盘的闭合侧以及被按压至在开口周围运行的阀座上，闭合盘的闭合侧被按压得靠着阀座。密封件(尤其密封圈)能够保持在凹槽中和/或能够被粘结。

不同的密封设备公开于现有技术中，例如公开于US6,629,682B2(Duelli)。例如，在真空阀的情形下用于密封圈以及密封件的合适材料是氟化橡胶，也称为FKM，尤其含氟弹性体，其公知为商标名

以及全氟橡胶，简称FFKM。

描述的两级移动的优势是，闭合构件初始横向滑动越过开口，而密封件和阀座之间没有任何接触，随后闭合构件大致垂直地被按压至阀座上，伴随着以精确的方式控制流动的可能性，该优势最重要的是，密封件几乎仅垂直地被按压，而在密封件上没有任何横向或者纵向负荷。为了该目的，能够使用一个单个驱动器或者多个驱动器(例如两个线性驱动器，或者一个线性驱动器以及一个膨胀驱动器)，单个驱动器能够使闭合构件L形移动。

此外，栅阀是公知的，其中，关闭以及密封操作特定地借助一个单个线性移动实现，但是密封几何形状使得密封件上的剪切负荷完全被避免。这种阀例如是由瑞士哈格的VAT Vakuumventile AG生产的传递阀，其公知为产品名称“MONOVAT系列02和03”开发为矩形插入阀。例如，在US4,809,950(Geiser)和US4,881,717(Geiser)中描述了这种阀的设计和操作方法。

这两个专利中描述的阀在其壳体中具有密封面，当沿阀通口的轴线的方向查看时，密封面具有这样的部分，所述部分一个位于另一个后面并且借助连续延伸曲率并入扁平密封面部分，扁平密封面部分向外延伸至侧面，但是，所述单个部分密封面的假想母线包括若干部分，所述若干部分定位成平行于阀通口的轴线。

JP6241344(Buriiida Fuuberuto)示出了用于这种借助线性移动来闭合的传递阀的合适驱动器。该专利中描述的驱动器具有离心安装的杆，用于推动杆的线性位移，闭合构件安装在推动杆上。

在具有上文名称的阀类型的流行实施例中，闭合构件和阀驱动器借助至少一个调节臂，尤其推动杆或者阀杆连接。在该连接中，刚性调节臂借助其一个端部刚性连接至闭合构件，以及借助其另一端部刚性连接至阀驱动器。在大多数阀的情形下，闭合盘借助螺栓连接而连接到至少一个推动杆。

CH699258B1描述了具有闭合盘和至少一个推动杆的真空阀，至少一个杆接收机构形成在闭合盘中，闭合盘借助推动杆的接合在杆接收机构中的连接部可移除地安装在至少一个推动杆上。杆接收机构实现为盲孔，推动杆通过其连接部插入盲孔。闭合盘包括夹紧元件，夹紧元件可调节地突出至盲孔以及实现为使得闭合盘和连接部之间存在夹紧连接，作为调节夹紧元件的结果，该夹紧连接是可释放的。用于粒子密封的密封圈布置于盲孔和推动杆之间，使得防止因夹紧连接生成的粒子逃离盲孔，其结果是，由材料摩擦引起的不想要的粒子的数量在阀室中保持较低，并且能够具有在至少一个推动杆上以快速、方便的方式组装和拆除闭合盘的能力。

DE102008061315B4描述了阀盘借助横梁悬挂在阀杆上。横梁相对于阀杆横向延伸。横梁尤其借助螺栓在中央连接点连接至阀杆，并且尤其借助螺栓连接在位于中央连接点的两侧的至少两个侧向连接点连接至阀盘。中央部包括中央连接点以及横梁的连接在所述中央连接点两侧的部分，在中央部，横梁位于距阀盘一定距离处。借助所述简单实现的悬挂，作为扭转横梁的结果，阀盘能够相对于阀杆绕与阀杆呈直角的枢转轴线进行特定枢转，例如在1°范围内。因此，能够实现非常简单的实现。横梁能够优选实质上实现为一件式，尤其完全由金属实现。

US6471181B2描述了一种类似悬架。与阀杆连接的横梁包括第一板，第一板包括用于接收阀杆的端部的锥形开口，阀杆螺连至第一板。第二板安装在与第一板对置的弹性轴承块的两侧，螺接至阀盘，弹性轴承块在中央连接点的两侧安装至阀杆。借助所述弹性轴承块，能够绕与阀杆呈直角的轴线倾斜，使得能够实现抵靠阀座更均匀的按压阀盘的密封件。

US2008/0066811A1描述了一种真空阀，其中阀盘连接至第一和第二横梁。横梁借助连接构件连接至阀盘。所述连接构件包括连接臂，连接臂在横梁的纵向方向上在两侧从连接点延伸至横梁，并且在端部连接至共用连接部，共用连接部在横梁的纵向方向上延伸并且在横梁的纵向方向上在若干点处间隔螺接在阀盘上。因此将在横梁的纵向方向上实现更均匀的力传递。

对所述实施例来说共同之处是，相应的阀盘借助若干螺栓连接而连接至对应的横梁，若干螺栓连接还尤其存在于真空区域的内部。

真空区域内部的螺栓连接具有所谓的虚拟内真空渗漏的风险，因为当阀内部被排空时，螺栓连接的螺纹的特定部分以或多或少气密性方式关闭而隔绝剩余环境，因此在抽空之后剩余在螺纹的该部分中的气体会缓慢逃离并且污染阀内部。基于该原因，通向螺纹部分的连接通道和连接狭槽创建于现有技术中，其结果是，螺纹被通风。结果，在抽空期间没有气体能够保留在螺纹中。

换句话说，以能察觉的方式在真空阀的情形下进行测量以避免内部气体区域，内部气体区域可能置于真空阀的真空区域的内部并且被真空区域所围绕，所述内部气体区域尤其借助通风镗孔被通风，随后连接至真空区域。在螺栓连接的情形下，这是通过所描述的连接通道或者连接狭槽或者还有螺栓中的镗孔所实现的。

所述可察觉螺纹通风公知于真空区域内部的用于螺栓连接的真空阀的情形，并且已经被使用在市场上的阀模型的情形下。

但是，已经显示的是，所述螺纹通风是有意识地创建，从而在借助螺栓连接所连接的部分之间想要或者不想要的最小相对移动的情形下首要避免虚拟内真空渗漏，所述螺纹通风会是劣势的，因为小摩擦粒子以微粒形式生成在螺纹内部，该微粒会穿过通风通道或者通风狭槽逃离并且污染阀内部。这种粒子不仅会生成在螺纹中而且会生成在螺栓的其他接触点。在金属螺纹的情形下这尤其如此。结果是，生产处理以消极方式被影响。但是，在真空区域中常规螺栓连接的情形下，螺纹部分的相对移动具有这种小尺寸，使得现在粒子生成已经被视为可忽略的。

但是，在特定连接类型的情形下，螺纹中的相对移动是不可避免的。会发生螺纹中的这种相对移动以及导致粒子生成，尤其是，在公开于DE102008061315B4的上述类型阀的情形下，正如在所述阀的情形下，横梁自动地弹性变形以能够绕假想枢转轴线进行枢转移动。

一般来讲，真空阀的真空区域内部的螺栓连接具有不希望发生的风险，通过螺纹之间相对移动，创建呈微粒形式的破坏处理的摩擦粒子。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于真空阀的闭合元件，或者具有机械联接的第二部件(尤其横梁)的真空阀，在真空区域内部生成的摩擦粒子的数量能够被避免或者保持较低。

本发明基于的构思是提供一种用于将横梁紧固在用于真空阀的阀盘上的焊接连接，用于取代螺栓连接，所述焊接连接是呈搅拌摩擦焊连接(FSW＝搅拌摩擦焊)形式的特殊焊接。所述方法是有利的，尤其是由于以下事实：在该连接中丝毫不需要另外的焊接材料，这是由于材料能够在低于相应的熔点时被转化，因此，对待生产的部件的结构要求能够保持在很大程度上不受影响，以及由于较小量或者没有材料磨耗发生。此外，能够以这种方式生产的连接非常稳固以及有弹性。尤其，作为避免粒子残留在连接区域中的结果，能够以这种方式实现对真空区域内部的致污物的可能来源的清洁改善。

本发明涉及一种用于真空阀的闭合元件，其具有阀盘，阀盘用于借助与设置成用于处理体积的所述真空阀的真空阀开口的相互作用来实现气密性闭合所述处理体积。阀盘具有闭合侧(尤其面向处理体积)以及大致平行于闭合侧相对安置的后侧；以及第一密封面，其被配属至闭合侧并且尤其在形式和尺寸方面对应于真空阀开口的第二密封面，该第一密封面尤其具有固化(cured on)的密封材料，其中，第二密封面环绕真空阀开口延伸。闭合元件额外地具有横梁，横梁具有用于横向于横梁的延伸方向的驱动部件(例如阀杆)的接收机构，其中，横梁在至少一个连接点处在阀盘后侧连接至阀盘。

正如已经描述的，例如，横梁用于连接驱动杆和/或用于稳固(预压)阀盘。

根据本发明，横梁和阀盘之间的连接在至少一个连接点处包括搅拌摩擦焊连接。

为了该目的，因此搅拌摩擦焊连接是以大致(单纯)垂直方式(大致正交于阀盘或者横梁的表面)引导焊接工具的结果，使得该工具使得横梁和阀盘的材料可变形(塑化)。

根据一个实施例，闭合元件具有多于一个连接点，也即是说在若干点处在横梁和阀盘之间实现连接。然后横梁优选借助两个连接点连接至阀盘的后侧，在每个情况下两个连接点借助搅拌摩擦焊连接实现。

根据另一实施例，横梁包括用于驱动部件的接收机构，其居中地位于横梁上，例如，两个连接点相对于接收机构水平地布置在两侧。

搅拌摩擦焊连接能够尤其从阀盘的闭合表面的侧面形成，或者从横梁的顶表面起形成。凹进保留在相应侧的工件上，对应搅拌摩擦焊接工具从对应侧定位以用于生产连接。

搅拌摩擦焊接工具(例如从肩部突出的销)尤其正交于阀盘或者横梁的延伸方向(正交于闭合侧或者后侧的表面)移动。在该情况下，冲头(工具)被按压，同时旋转至阀盘或者横梁的材料上或者旋转进阀盘或者横梁的材料中，其结果是，其材料被塑化(可变形)。进一步沿所述方向移动(推动)工具的结果是，还达到第二部件并且其材料被塑化。连续旋转工具的结果是，两个部件的材料在塑化状态下被搅拌进彼此，其结果是，创建了材料锁合。然后工具从闭合元件沿相反方向被移除。材料锁合(即焊接连接)被保留。

取决于期望尺寸或者想要的连接稳定性，例如，整个工具能够以圆形或者螺旋形移动被引导，同时待连接的材料已经呈现塑化状态。因此，能够生成相应较大区域，在该区域中存在由这两种材料产生的材料锁合。

根据具体实施例，在至少一个连接点处，闭合元件包括大致平行于轴线延伸的凹进，所述轴线正交于由后侧或者闭合侧的形式或者表面限定的平面。

凹进的开口尤其存在于横梁的侧面。在所述实现中，搅拌摩擦焊连接已经生成在横梁的侧面。在该连接中，阀盘的闭合侧的表面不包括任何结构修改。

根据另一实施例，闭合元件在闭合侧能够包括凹进，凹进配属至至少一个连接部，凹进大致平行于轴线延伸。换句话说，凹进朝向闭合侧是敞口的。

根据本发明的实施例，凹进沿所述轴线的方向延伸一限定深度，该深度大于在连接点处横梁或者阀盘的材料厚度。如果凹进朝向阀盘敞口，那么凹进的深度在所述点大于阀盘的厚度，如果凹进朝向横梁敞口，那么凹进的深度在所述点大于横梁的厚度。

尤其是，凹进形成在横梁的侧面上，使得凹进正好延伸穿过横梁并且突出至阀盘。

作为其替换，凹进形成在阀盘的侧面上，使得凹进延伸穿过阀盘并且突出至横梁。

两个上述变型的结果是，横梁和阀盘的材料的搅拌以期望方式生成，即，使得这两个部件的部分已经被塑化并且被连接。

根据本发明的实施例，通过间歇(intermittent)塑化横梁和阀盘的材料所创建的材料锁合在连接点处存在于过渡区域，其中，通过沿着轴线延伸经过横梁与阀盘的接触点的部分，将过渡区域限定在连接点。

搅拌摩擦焊连接能够额外地提供阀盘和横梁之间的均质材料过渡，即沿着一个方向，在该方向上连接工具(例如旋转销)被移动或者按压进待连接的部件的材料以用于产生连接。尤其，在该情况下，无间隙连接生成并且设置在两个部件之间。

本发明还涉及一种用于气密性闭合处理体积的真空阀，所述真空阀具有：阀壳体，其包括真空阀开口和阀座，阀座绕真空阀开口延伸并且包括第二密封面；并且具有阀盘，其用于借助第一密封面基本气密性关闭真空阀开口，第一密封面对应于第二密封面。真空阀额外地包括横梁，其具有接收机构，接收机构用于横向于横梁的延伸方向的驱动部件(例如阀杆)，其中，横梁在阀盘的后侧在至少一个连接点连接至阀盘。此外，真空阀具有驱动单元，驱动单元借助接收机构联接横梁，并且实现为使得阀盘尤其至少大致沿着几何学纵向轴线在纵向关闭方向上从打开位置至关闭位置是能够来回调节的，在打开位置，阀盘释放真空阀开口，在关闭位置，阀盘的第一密封面被按压至第二密封面上，并且真空阀开口以大致气密性方式被关闭。尤其，作为阀盘大致沿着与纵向轴线呈直角延伸的几何学横向轴线来回移动的能力的结果，其沿横向关闭方向能够调节至中间位置，在中间位置，阀盘覆盖真空阀开口，并且阀盘的闭合侧置于与阀座相对一间隔的位置。

根据本发明，横梁和阀盘之间在至少一个连接点处的连接包括搅拌摩擦焊连接，尤其其中，根据任何一个上述方法实现包括阀盘和横梁的闭合元件。

本发明额外地涉及一种用于生产闭合元件的方法，闭合元件具有用于真空阀的横梁，具有物理第一部件以及等同结构的第二部件，其中，第一部件和第二部件分别实施为阀盘或者横梁。因此第一部件实施为闭合元件的阀盘，第二部件实施为闭合元件的横梁，或者反之亦然。

接合工具装备有第一和第二部件。装备的接合工具被引入接合机器，尤其被引入焊接机器，尤其被引入机器工具(处理中心)或者打磨机器，尤其搅拌摩擦焊接机器。作为接合机器与第一和第二部件之间的相互作用的结果，搅拌摩擦焊连接产生在横梁和阀盘之间。

例如，搅拌摩擦焊接工具(例如以销形式)被制成为借助机器旋转。所述销随后在期望连接点被按压到闭合元件的侧面上。该工具继续沿待连接的部件的材料厚度的方向移动，直到材料的塑化已经产生或者存在于两个部件的所述点处，并且材料被搅拌进彼此。一旦该工具已经被移除并且接头被冷却，永久的材料锁合因此出现。

换句话说，两个部件的结合尤其通过如下实现：接合机器包括连接工具，尤其是从肩部突出的销，连接工具被制成借助接合机器绕线性移动轴线旋转，所述线性移动轴线尤其关于所述连接工具的纵向轴线同轴，而且，旋转的连接工具沿着移动轴线被深压进第一部件，使得连接工具沿移动轴线的方向穿过第一部件的厚度，并且连接工具贯穿第二部件的主体。

根据一个实施例，当第一部件的材料和第二部件的材料处于塑性变形状态时，连接工具正交于移动轴线沿着限定轨迹被引导，尤其在正交于移动轴线的平面中以圆形或者螺旋形方式。通过这种正交相对移动(或者正交于实施为连接工具的销的纵向轴线)，能够可靠地产生两个部件(阀盘和横梁)之间的无间隙连接。无间隙的这种方式特别有利于真空技术中的部件以及应用(关于避免粒子)。

此外，本发明涉及一种闭合元件，尤其其中，根据本发明的闭合元件是实施上述方法获得的结果。

附图说明

下文以纯示例方式借助具体的实施例更详细地描述根据本发明的方法和根据本发明的设备，具体的实施例示意地示出于附图中，还讨论了本发明的进一步优势。详细附图如下：

图1a至图1b示出了根据现有技术的真空阀和闭合元件的实施例；

图2示出了根据本发明的闭合元件的一部分；

图3示出了经由连接至横梁的阀盘的连接点的截面图；

图4a至图4b示出了在每个情况下根据本发明的闭合元件的截面图，处于分离状态以及处于搅拌摩擦焊连接之后的连接状态；

图5示出了根据本发明的闭合元件的部件的另一实施例；

图6示出了根据本发明的带有横梁的闭合元件的另一实施例，横梁安装在阀盘上；

图7示出了根据本发明用于将阀盘连接至横梁的结合方法；以及

图8a至图8b示出了根据本发明用于引导连接工具的轨迹，以生产根据本发明的搅拌摩擦焊连接。

具体实施方式

图1a和图1b示出了现有技术实施例形式的闭合构件2(阀盘)以及具有横梁20的调节臂7。相对于调节轴线8横向延伸的横梁20在连接点21处连接至调节臂7。所述连接点21包括螺栓9，螺栓9被引导穿过横梁20中的柱形沉孔22以及通孔并且与在调节臂7上形成在盲孔6中的螺纹接合。

横梁20在闭合构件2的后侧3在位于中央连接点21两侧的两个侧向连接点23处连接至闭合构件2，该后侧定位成与闭合面4相反。所述侧向连接点23均包括螺栓9，螺栓9在每个情况下被引导穿过形成在横梁20中的通孔连同柱形沉孔，并且接合在盲孔中的螺纹(形成在闭合构件2的后侧3)中。结果，横梁20以抽象方式形成第一部件，闭合构件2以抽象方式形成闭合元件10的第二部件。

在中央部24中，横梁20距后侧3一限定间距处，中央部24包括中央连接点21以及在两侧连接至中央连接点21的部分，并且在侧向连接点23之间延伸。换句话说，横梁20在中央部24中距后侧3一定间距布置，并且不接触所述区域中的闭合构件2。换句话说，横梁20横跨闭合构件2的后侧3并且仅在侧向连接点23的区域中搁置在闭合构件2的后侧3上。

由金属实现为一个部件的横梁20以弹性方式实现，使得作为横梁20相对于调节臂7扭转的结果，闭合构件2能够绕枢转轴线18枢转，枢转轴线18与调节轴线8呈直角并且平行于阀开口和阀座延伸。

真空阀1额外地包括壁13中的两个阀紧固孔12，借助阀紧固孔12，联接驱动单元14的壳体的壁13能够安装在一个部件上，尤其能够安装在真空室上。所述紧固还能够借助螺栓连接实现。

图2示出了根据本发明的闭合元件30的一部分。闭合元件30包括阀盘31和连接至阀盘31的后侧33的横梁40。借助搅拌摩擦焊连接来提供阀盘31和横梁40之间的连接。例如，此处示出了闭合元件30的总共两个连接点中的一个连接点32。

搅拌摩擦焊连接已经从阀盘31的闭合侧34的侧面生成，使得横梁40无论如何在连接点处不包括任何凹进或者类似引人注目的表面特征。结合图3能够发现详细描述。

图3示出了经过连接至横梁40的阀盘31的连接点的截面图。虚线37图示了在连接操作之前就存在于已与阀盘31分离的横梁40之间的结构边界。

当借助搅拌摩擦焊接合方法将两个部件(横梁40和阀盘31)连接时，旋转销或者冲头沿示出的箭头39的方向以大量压力被按压到闭合侧34上。因此，起初仅阀盘31的材料(此处优选是金属或者金属合金)在热量积聚下被塑化，即从固态变为可变形的或者可流动的状态。旋转冲头进一步沿箭头39的方向移动或者被按压，直到作为结果，横梁40的材料在连接点的区域中随后也被塑化。因此，横梁40的材料以及阀盘31的材料以可塑性变形的方式存在。

作为搅拌摩擦工具(销、冲头等)的旋转移动的结果，以所述塑性状态存在的两个部件的材料被搅拌进彼此。因此，材料之间的连接创建在两个区域83中。所述操作典型地在低于两种材料熔点的温度实现。这是额外地有利的，在该连接中，在该情况下，产生高的静态和动态连接，并且不创建材料飞溅或者烟尘。也不需要额外焊接材料，诸如焊丝。

一旦搅拌摩擦工具已经移除，一凹进如所示出地保持在后面，该凹进从闭合侧34在连接点延伸了阀盘31的整个厚度并且突出至横梁40。因此，横梁40紧固至阀盘31的后侧33。

凹进已经能够在闭合侧设置在阀盘31中的连接点处，使得待被塑化的材料的质量不延伸过阀盘31的整个厚度，不过足以在部件之间产生稳固的连接。

闭合元件额外地包括密封材料36，密封材料36已经被固化(cured on)在密封面35上。密封面35和密封材料36在闭合侧34的侧面围绕阀盘31延伸。

图4a和图4b分别示出了根据本发明的闭合元件50的截面图，首先处于分离状态(图4a)，然后处于连接状态(图4b)，连接状态存在于搅拌摩擦焊连接之后。

在图4a中能够看到在连接所述两个部件之前横梁52如何相对于阀盘51定位。横梁的对应配对件以合适方式接合在凹进中，在阀盘51后侧的侧面上该凹进设置在所需的连接点53处。换句话说，横梁52的连接件和阀盘51的凹进以这种方式设计，使得它们可以大致精确匹配的方式连接。

正如示出的，在阀盘51和横梁52之间的松动连接的所述状态，旋转式搅拌摩擦焊接工具56(例如销)沿箭头的方向移动至阀盘51的闭合侧的侧面的凹进中。工具56被按压至该凹进的表面，阀盘51的材料利用热量积聚被塑化。通过进一步沿箭头方向移动工具56，横梁52的材料于是也变成可变形的。工具56的旋转在该情况下永久地导致横梁52和阀盘的材料彻底混合或者搅拌。当已经实现期望程度的塑化以及搅拌时，停止工具56的旋转移动，并且所述工具沿箭头的相反方向从闭合元件50移除。

作为所述连接操作的结果，如图4b所示，利用将横梁52连接至阀盘51的搅拌摩擦焊连接55生产闭合元件50。与公开于现有技术的横梁52和阀盘51之间的连接相反，例如作为磨耗的结果，连接点没有任何污染生成在该连接中，并且不需要进一步材料(诸如，焊丝或者螺栓)用于产生连接。因此，这种连接很适合于应用在真空或者高真空范围。

图5示出了根据本发明的闭合元件60的部件的另一实施例。在该情况下，存在于横梁62和阀盘61之间的搅拌摩擦焊连接生成在横梁62的侧面上。能够看到横梁62中的剩余凹进65，其产生自搅拌摩擦焊接工具和横梁的顶表面之间的相互作用。

在该情况下，阀盘61的闭合侧保持未被表面上的结构改变所影响。

显而易见的是，本发明不限于特殊类型的真空阀或者其闭合元件，而是包括用于生产真空密封件目的的所有这种物体，尤其，不依赖于阀盘或者驱动机构的形式。因而，例如，在细长阀盘上具有横梁的闭合元件同样包括圆形阀盘上的这种横梁。

正如已经提到的，借助螺栓能够实现可以将驱动杆紧固在横梁上，但是作为其替换，其还能够作为另一永久或可释放结合方法的生产结果。对于驱动杆以及横梁来说，还能够以整体方式实现。

图6示出了根据本发明具有安装在阀盘71上的横梁72的闭合元件70的另一实施例。

在该情况下，横梁72以这种方式一体地实现，使得借助横梁72能够实现与驱动单元的直接连接，以移动阀盘71(在真空阀中)。因此，横梁72已经包括驱动部件，驱动部件作为伸长元件(例如作为阀杆)能够连接至驱动单元。结果，能够省略例如借助额外螺栓连接将阀杆额外安装至横梁72上。因此能够降低或者完全避免阀系统中的这种潜在污染源。

例如，图4b示出及描述的，横梁72和阀盘71之间的连接73通过搅拌摩擦焊连接实现。结果，正如示出的，甚至对于圆形阀盘71，连接73的区域中的污染粒子源也能够尽可能广泛地避免。

图7示出了根据本发明用于将阀盘81连接至横梁82的结合方法，类似于图6示出的方法。

移动阀盘81的连接点，以便匹配横梁82的对应连接点的位置。结果，在两个连接点处首先在两个部件之间存在松散接触。两个部件借助合适的接合工具(未示出)保持在一起，并且防止在后续焊接操作期间材料可能的流动。

实施为用以生产搅拌摩擦焊连接的连接工具的销86被制造成绕其纵向轴线旋转并且沿连接点的方向移动。在该连接中，销86不包括用于固定两个部件和/或用于保持塑化材料的任何肩部，在根据现有技术的这种焊接方法的情形下通常会包括肩部。

销86首先在连接点被按压进阀盘81或者阀盘81的材料。在该情况下，由于产生的热量积聚，所述点的材料被塑化，同时销86被进一步按压进主体。

在塑化以及侵入阀盘81的材料之后，由于其结果，销86能够进一步被按压进横梁82的材料，其结果是，所述材料也被塑化。作为销86的旋转移动的结果，当两个部件的材料以浆糊状存在或者处于塑化(即塑性可变形的)状态时，材料彻底混合，结果产生材料锁合。

为了该目的，销86能够沿着在横向于(例如正交地)销86的纵向轴线的平面中的特定轨迹被引导。结果，能够实现改善待结合的材料和/或放大的结合区域的混合。以有利方式能够实现改善两个部件之间的贯穿焊接以及结果改善两个部件之间的均质材料过渡。尤其，因此能够以可靠方式生产部件之间的无间隙连接。

图8a和图8b的例子示出了这种轨迹87、87’。图8a示出了呈螺旋形式的闭合轨迹87。销86的中心放置在开始/结束点88处，同时旋转销86被按压进材料。销86然后在水平平面中沿着示出的路径87移动，其结果是，材料被搅拌，使得部件之间产生无间隙的材料过渡。

图8b示出了也闭合的可替换路径87’，并且当所述路径被销86运行通过时，能够产生无间隙的部件连接。

显而易见的，示出的附图仅示出了可能的实施例的示意图。根据本发明，不同的方法能够彼此结合，以及能够与在现有技术的真空条件下用于密封处理体积的方法和设备结合。

Claims (13)

1.一种用于真空阀(1)的闭合元件(30、50、60、70)，该闭合元件具有：

阀盘(2、31、51、61、71、81)，该阀盘借助与设置用于处理体积的所述真空阀(1)的真空阀开口的相互作用来实现所述处理体积的气密性闭合，其中，所述阀盘(2、31、51、61、71、81)包括：

闭合侧(4、34)以及大致平行于所述闭合侧相对安置的后侧(3、33)，以及

第一密封面(35)，该第一密封面配属至所述闭合侧(4、34)并且对应于所述真空阀开口的第二密封面，，其中，所述第二密封面围绕所述真空阀开口延伸，以及

横梁(20、40、52、62、72、82)，其中，所述横梁(20、40、52、62、72、82)在所述阀盘(2、31、51、61、71、81)的所述后侧(3、33)在至少一个连接点(23、32、53、73)处连接至所述阀盘(2、31、51、61、71、81)，

其特征在于，

在所述至少一个连接点(23、32、53、73)处，所述横梁(20、40、52、62、72、82)与所述阀盘(2、31、51、61、71、81)的连接包括搅拌摩擦焊连接(55)，以及

在所述闭合侧(4、34)上，所述阀盘(2、31、51、61、71、81)包括配属至所述至少一个连接点(23、32、53、73)的凹进，其中，所述凹进大致平行于一轴线延伸，该轴线正交于由所述后侧(3、33)或者所述闭合侧(4 、 34 )的形式和/或表面所限定的平面。

2.根据权利要求1所述的闭合元件(30、50、60、70)，其特征在于，所述横梁(20、40、52、62、72、82)在两个连接点(23、32、53、73)处连接至所述阀盘(2、31、51、61、71、81)的后侧，其中，所述两个连接点均借助搅拌摩擦焊连接(55)实现。

3.根据权利要求2所述的闭合元件(30、50、60、70)，其特征在于，该横梁具有接收机构(21)，所述接收机构(21)用于横向于所述横梁的延伸方向的驱动部件，并且所述接收机构(21)居中地布置或者形成在所述横梁(20、40、52、62)上，所述两个连接点(23、32、53)相对于所述接收机构(21)水平地布置在两侧。

4.根据权利要求1所述的闭合元件(30、50、60、70)，其特征在于，所述凹进沿所述轴线的方向延伸限定的深度，其中，所述深度在所述连接点(23、32、53、73)处大于所述横梁(20、40、52、62、72、82)或者所述阀盘(2、31、51、61、71、81)的材料厚度。

5.根据权利要求1所述的闭合元件(30、50、60、70)，其特征在于，所述横梁(20、40、52、62、72、82)的所述凹进以这种方式形成，使得所述凹进延伸穿过所述横梁(20、40、52、62、72、82)并且突出至所述阀盘(2、31、51、61、71、81)中。

6.根据权利要求1所述的闭合元件(30、50、60、70)，其特征在于，所述阀盘(2、31、51、61、71、81)的所述凹进以这种方式形成，使得所述凹进延伸穿过所述阀盘(2、31、51、61、71、81)并且突出至所述横梁(20、40、52、62、72、82)中。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的闭合元件(30、50、60、70)，其特征在于，通过间歇塑化所述横梁(20、40、52、62、72、82)和所述阀盘(2、31、51、61、71、81)的材料所创建的材料锁合存在于所述连接点(23、32、53、73)处的过渡区域中，其中，通过沿着所述轴线延伸通过所述横梁(20、40、52、62、72、82)与所述阀盘(2、31、51、61、71、81)的接触点的部分，将所述过渡区域限定在所述连接点(23、32、53、73)处。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的闭合元件(30、50、60、70)，其特征在于，所述搅拌摩擦焊连接(55)实施为所述阀盘(2、31、51、61、71、81)和所述横梁(20、40、52、62、72、82)之间的均质材料过渡。

9.一种用于气密性闭合处理体积的真空阀(1)，所述真空阀具有：

阀壳体，该阀壳体包括真空阀开口以及围绕所述真空阀开口延伸且包括第二密封面的阀座，

阀盘(2、31、51、61、71、81)，该阀盘用于利用第一密封面基本气密性闭合所述真空阀开口，所述第一密封面对应于所述第二密封面，所述阀盘(2、31、51、61、71、81)包括闭合侧(4、34)以及大致平行于所述闭合侧相对安置的后侧(3、33)，

横梁(20、40、52、62、72、82)，其中，所述横梁在所述阀盘(2、31、51、61、71、81)的所述后侧(3、33)在至少一个连接点(23、32、53、73)处连接至所述阀盘(2、31、51、61、71、81)，

驱动单元，该驱动单元连接至所述阀盘(2、31、51、61、71、81)，所述驱动单元以这种方式实现，使得所述阀盘(2、31、51、61、71、81)能够从打开位置至闭合位置以及从闭合位置至打开位置来回调节：在该打开位置，所述阀盘释放所述真空阀开口，在该关闭位置，所述阀盘(2、31、51、61、71、81)的所述第一密封面被按压至所述第二密封面，并且所述真空阀开口以基本气密性方式被闭合，

其特征在于，

所述横梁(20、40、52、62、72、82)和所述阀盘(2、31、51、61、71、81)之间在所述至少一个连接点(23、32、53、73)处的所述连接包括搅拌摩擦焊连接(55)，以及

在所述闭合侧(4、34)上，所述阀盘(2、31、51、61、71、81)包括配属至所述至少一个连接点(23、32、53、73)的凹进，其中，所述凹进大致平行于一轴线延伸，该轴线正交于由所述后侧(3、33)或者所述闭合侧(4 、 34 )的形式和/或表面所限定的平面。

10.一种用于生产闭合元件(30、50、60、70)的方法，所述闭合元件(30、50、60、70)具有用于真空阀的横梁(20、40、52、62、72、82)，所述闭合元件具有：

物理第一部件，以及

物理第二部件，

其中，所述第一部件和所述第二部件实施为阀盘(2、31、51、61、71、81)和所述横梁(20、40、52、62、72、82)，并且其中，

接合工具装备有所述第一部件和所述第二部件，

所装备的所述接合工具被引入接合机器，

所述横梁(20、40、52、62、72、82)和所述阀盘(2、31、51、61、71、81)之间的搅拌摩擦焊连接通过所述接合机器与所述第一部件和所述第二部件之间的相互作用而生产，

所述横梁在所述阀盘(2、31、51、61、71、81)的后侧(3、33)在至少一个连接点(23、32、53、73)处连接至所述阀盘(2、31、51、61、71、81)，以及

凹进被生成在所述阀盘(2、31、51、61、71、81)的闭合侧(4、34)上并且配属至所述至少一个连接点(23、32、53、73)，其中，所述凹进大致平行于一轴线延伸，该轴线正交于由所述后侧(3、33)或者所述闭合侧(4 、 34 )的形式和/或表面所限定的平面，并且所述闭合侧(4、34)大致平行于所述后侧(3、33)与所述后侧(3、33)相对安置。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述接合机器包括连接工具(56、86)，

所述连接工具(56、86)借助所述接合机器而绕线性移动轴线进行旋转，以及

旋转的所述连接工具(56、86)沿着所述移动轴线被深压至所述第一部件中，使得

所述连接工具(56、86)沿所述移动轴线的方向穿过所述第一部件的厚度，以及

所述连接工具(56、86)贯穿所述第二部件的主体。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，当所述第一部件的材料和所述第二部件的材料处于能塑性变形的状态时，所述连接工具(56、86)正交于所述移动轴线沿着一限定轨迹(87、87’)被引导。

13.一种通过实施根据权利要求10至12中任一项所述的方法而获得的闭合元件(30、50、60、70)。

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