CN110753814B - 具有第一腔室和至少一个第二腔室的装置 - Google Patents

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Abstract

具有第一腔室(1)和至少一个第二腔室(2)以及至少一个摆动驱动器(3)的装置，所述摆动驱动器用于使所述装置的摆动物体(4)摆动，其中，所述摆动物体(4)布置在所述第一腔室(1)中并且在所述第一腔室(1)和所述第二腔室(2)之间布置有至少一个中间壁(5)，其中，至少部分环形的传动体(6)能够由所述摆动驱动器(3)围绕旋转轴(7)旋转并且穿过所述中间壁(5)中的至少一个贯通开口(8)，优选两个贯通开口(8)。

Description

具有第一腔室和至少一个第二腔室的装置
技术领域
本发明涉及一种具有第一腔室和至少一个第二腔室以及至少一个摆动驱动器的装置，所述摆动驱动器用于使所述装置的摆动物体摆动，其中该摆动物体被布置在第一腔室中并且在所述第一腔室和所述第二腔室之间布置了至少一个中间壁。
背景技术
例如，当摆动物体应当在第一腔室内摆动、但是用于使所述摆动物体摆动的摆动驱动器应当布置在第二腔室内时，采用通用装置。例如，当所述第一腔室是其中必须在确定的压力和/或温度关系下执行处理的处理腔室时，和/或当必须在所述第一腔室中设置特殊的气体或流体成分以便实现在第一腔室内运行的处理时，可能需要这种分隔。通用装置的一个示例是所谓的真空阀，其中例如为了不将驱动器中的颗粒发展变成第一腔室中的干扰因素，通常不应将驱动器布置在第一腔室或处理腔室中。
例如由US 5,243,867公开了一种通用装置。在该文献中，轴以相应密封的形状穿过所述中间壁，以允许在那里经由偏心轮实现摆动运动。
发明内容
本发明的任务是针对通用装置提出以新的方式将摆动驱动器的运动传递到摆动物体上。
为此，本发明规定：至少部分环形的传动体可由所述摆动驱动器绕旋转轴转动并且穿过在所述中间壁中的至少一个贯通开口、优选两个贯通开口。
换句话说，本发明提出了一种至少部分环形的传动体，该传动体可以由所述摆动驱动器绕着旋转轴转动，并穿过将两个腔室彼此分隔开的中间壁中的至少一个、优选两个贯通开口。所述中间壁也可以称为分隔壁以强调其分隔功能。
所述至少部分环形的传动体也可以称为传动环，其中所述传动环也可以是环段，也就是说，不必一定是完全封闭的环。
在此情况下，一个重要特征是，所述环形传动体包围内部开口或内部空腔，正如已经从环的一般定义中得出的那样。在所述内部开口中，有利地布置了所述中间壁的部分区域。所述传动体有利地以其环形部分穿过所述一个贯通开口或两个贯通开口。如果是两个贯通开口，则它们有利地彼此有间距地布置在所述中间壁中。各自的贯通开口有利地张成平面，所述旋转轴也位于该平面中。如果是两个贯通开口，则这有利地适用于两个贯通开口，其中不必是同一平面。
所述第一腔室可以是处理腔室，在该处理腔室中可以设置期望的压力和/或温度关系和/或存在于所述处理腔室中的气体或流体的期望成分。
所述摆动驱动器有利地布置在所述第二腔室中。在这些情况下，所述第二腔室也可以称为驱动腔室。当然，这并不排除所述摆动驱动器也具有其自己的壳体，该壳体于是可以恰好布置在所述驱动腔室内。当然，所述摆动驱动器及其必要时存在的壳体可以完全地或仅部分地布置在所述第二腔室中。
在至少部分环形的传动体的情况下，平行于所述旋转轴测量的所述环的高度有利地明显小于外环直径。优选地，平行于所述旋转轴测量的所述环的高度最大为所述外环直径的一半，优选最大为所述外环直径的三分之一或最大四分之一。
在优选的实施方式中规定，所述传动体既布置在所述第一腔室中、又布置在所述第二腔室中。情况可以总是如此。但是也可以规定，这仅适用于某些运行状态。但是有利地，所述传动体仅安置在所述第二腔室中。这意味着所述传动体的整个支撑和整个驱动有利地在所述第二腔室中实现或发生。此外优选地规定，所述传动体为了围绕所述旋转轴旋转而在所述第二腔室中与摆动驱动器啮合。然而，所述摆动物体有利地在所述第一腔室中固定在所述传动体上。所述摆动物体通常不能穿过所述中间壁中的被所述部分环形的传动体穿过的贯通开口。
所述摆动物体可以是例如用于关闭所述装置的阀开口的关闭机构。所述阀开口有利地布置在所述第一腔室中。所述关闭机构可以是例如阀盘、阀针等。在这种情况下，根据本发明的装置也可以称为阀。特别优选的是真空阀。后者是用于真空技术的阀门。当以小于或等于0.001毫巴或0.1帕斯卡的压力达到运行压力时，通常称为真空技术。真空阀是针对这些压力范围和/或与环境的相应压力差而设计的阀。但是，当真空阀是针对低于大气压(即小于1巴)的压力设计时，人们也可以通称为真空阀。根据本发明的装置通常可以被构造为适合于差压的阀，或者换句话说，被构造为差压阀。特别是涉及这样的阀，其关闭机构适合于也针对至少1巴的压差来密封阀开口。在此情况下，所述压差是在关闭位置下施加在所述关闭机构的彼此相对的侧上的压力差。所述压差特别是由分别从现有的流体施加在所述关闭机构上的压力产生的。
所述摆动物体不必一定是关闭机构。原则上，所述摆动物体可以在所有可能的实施方式中实现并且可以用于各种任务。例如，所述摆动物体可以是用于加工和/或处理所述第一腔室中物件和/或使所述第一腔室中物件运动的处理设备。对于所述处理设备可以考虑所有本身已知的处理设备。特别地，它们可以是机器人手臂。这些机器人手臂例如可以实施为可伸缩的、可摆动的、可旋转的或其他方式。它们可以携带抓具、真空抓具或其他致动器。
本发明的优选变型方案规定，所述部分环形的传动体至少在(一个或多个)所述贯通开口的区域中相对于所述中间壁密封。从而例如可以规定，所述传动体借助于至少一个密封环相对于所述中间壁密封。其他实施方式可以规定，所述传动体至少局部地、优选在所述第一腔室中被至少一个波纹管围绕，并且借助于所述波纹管相对于所述中间壁密封。然后，所述波纹管同样有利地构造为部分环形。从而可以规定，所述波纹管借助于所述传动体围绕所述旋转轴的旋转运动而可以依据旋转方向部分环形地拉伸或压缩。所述波纹管可以是例如隔膜波纹管。因此，所述波纹管可以由金属或金属合金制成，例如由不锈钢或镍基合金制成。但是它也可以是弹性体波纹管，例如聚四氟乙烯(特氟龙或PTFE)。
所述至少部分环形的传动体有利地至少在其中被密封件或所述波纹管抵靠的区域中具有倒圆的、优选圆形的或至少椭圆形的横截面。
优选的实施方式规定，除了围绕所述旋转轴的旋转运动之外，所述传动体还可以在至少一个附加的运动方向上运动。为此，有利地设置附加驱动器。附加的运动方向可以例如平行于所述旋转轴地延伸。
摆动驱动器和附加驱动器原则上都可以是手动操作的驱动器。然而，摆动驱动器和/或附加驱动器优选地是电动驱动器，其中在这里可以考虑从现有技术中已知的所有适合于各自的使用目的的变型。因此，它既可以是用于产生旋转运动的电动机，也可以是线性电动机。例如，可以使用电的、气动的、液压的或其他电动机。因此，为了构造所述驱动器存在许多不同的可能性。
为了完整起见，要指出的是，即使仅提到传动体，在此也总是指至少部分环形的传动体。
附图说明
在下面的附图描述中基于各种实施变型解释如何构造本发明的示例。在附图中：
图1至10示出了本发明的第一实施例的各种图示；
图11和图12示出了根据本发明的第二实施例；
图13示出了根据本发明的第三实施例；
图14和图15示出了根据本发明的第四实施例，以及
图16和图17示出了根据本发明的第五实施例。
具体实施方式
在第一实施例中，根据本发明的装置被实施为阀的形式，特别是真空阀的形式。在图1和图2中可以看到根据本发明的装置的壳体14的外观图。在此还示出了阀开口9，该阀开口可以借助于在此构造为关闭机构的摆动物体4来释放或关闭。壳体14具有壳体壁19，该壳体壁19与中间壁5一起包围第一腔室1和第二腔室2，如下所示。
图1示出了以下位置，在该位置时阀开口9由此处构造为阀盘状的关闭机构的摆动物体4释放。在图2中，构造为阀盘的摆动物体4关闭阀开口9。
图3和图4现在示出了根据第一实施例的本发明装置的敞开壳体14的透视图。可以清楚地看到在此首先是第一腔室1和第二腔室2，它们借助于中间壁5彼此分隔。在第一腔室1中设置有在此实施为阀盘的摆动物体4，壳体14中的阀开口9可通过该摆动物体如图3所示地释放并且如图4所示地关闭。摆动物体4在第一腔室1中布置或固定在根据本发明的局部环形构造的传动体6上。在该实施例中，用于使传动体6围绕旋转轴7旋转的摆动驱动器3位于第二腔室2中。在该实施例中，部分环形的传动体6穿过中间壁5中的两个相互有间隔的贯通开口8，如特别是在根据图5的截面图中清楚看到的。该实施例的传动体6在贯通开口8的区域中分别相对于中间壁5密封。在第一实施例中，这是借助于波纹管11完成的。波纹管1布置在第一腔室1中，并且这些波纹管分别包围传动体6的一部分。波纹管11可以借助于传动体6围绕旋转轴7的旋转运动依据旋转方向部分环形地拉伸或压缩。通过所示的布置，由摆动驱动器3在第二腔室2中产生的围绕旋转轴7的旋转运动借助于至少部分环形的传动体6传递到第一腔室1中，从而在那里固定在传动体6上的摆动物体4可以沿摆动方向18在根据图3的释放位置与根据图4的位置之间来回摆动。
如在根据图5的截面图中特别清楚地看到的那样，第一摆动驱动器3具有齿条17，该齿条17气动地和/或液压地可运动地安装在气缸室20中。通过相应地对各自气缸室20施加压力，齿条17可以在其纵向方向上来回运动，而这没有详细示出。齿条17在其纵向方向上的运动通过齿啮合到传动体6的齿段16中而被传递到传动体6，使得传动体6依据齿条17的运动方向而围绕旋转轴7旋转。然后，传动体6的这种旋转运动导致摆动物体4沿摆动方向18之一相应地摆动运动。
为了能够不仅在摆动方向18上、而且在附加的运动方向(在此平行于旋转轴7)上使摆动物体4运动，在该第一实施例中还设置了附加驱动器12。在第一实施例中，这是由活塞23组成的活塞-气缸装置，每个活塞可移动地安装在固定于壳体的气缸24中。活塞23在气缸24中的移动可以以本身已知的形式液压地或气动地进行，在此不详细示出或解释。至少部分环形的传动体6经由轭件15与活塞23连接。活塞23沿着旋转轴7的移动因此也导致传动体6平行于旋转轴7移动，并且因此还导致在此实施为阀盘的摆动物体4在平行于旋转轴7的方向上相应运动。
图6、7和8分别示出了沿着图5的剖面线AA的截面。在此情况下，图6示出了以下情况，其中构造为阀盘的摆动物体4已经与阀开口9重合，但是还没有被压在壳体14的阀座22上。然后，通过相应地作用于气缸24，为了密封并且为了达到最终闭合位置可以平行于旋转轴7地用摆动物体4的密封件21将摆动物体4例如压到下阀座22上，如图7所示。图8示出了以下情况，其中摆动物体4在其密封件21的中间连接下被密封地压在上阀座22上。在此情况下，平行于旋转轴7的相应运动总是由附加驱动器12实现。
图9和图10分别示出了沿图5的剖面线BB的截面。当与图9和图10进行比较时，可以清楚地看到，至少部分环形的传动体6在其沿着旋转轴7运动时在贯通开口8内上下运动。在此情况下，图9对应于图7所示的摆动物体4的位置。图10对应于图8所示的摆动物体4的位置。通过使用波纹管11，传动体6平行于旋转轴7的这种运动是可能的，而不会通过波纹管11影响第一腔室1和第二腔室2之间的密封。
在图11和图12中示出了本发明装置的第二实施例。在此是根据图1至图10的第一实施例的变型方式，因此仅讨论重要的区别。否则，参考以上关于第一实施例的评论，其相应地适用。
与第一实施例的重要区别在于，在图11和12中示出了为了相对于中间壁5密封传动体6在第二实施例中不使用波纹管11，而是分别使用至少一个密封环10。该密封环10位于中间壁5和传动体6之间的各自贯通开口8的区域中，使得传动体6相对于中间壁5密封。通过各自密封环10的相应弹性和相应厚度，传动体6在平行于旋转轴7的附加运动方向13上的运动也是可能的，而不会失去密封环10的密封效果。
在图13中示例性地示出了本发明的另一实施变型，其又是第一实施例的变化形式。因此在此也仅讨论与第一实施例的区别。第三实施例与第一实施例的重要区别在于，摆动物体4在此不是关闭机构，而是在此仅示例性且示意性地示出的用于使在第一腔室1中的待运动物件运动的处理设备。这在图13中由摆动物体4的抓具25象征性地示出。因此，在此以高度示意性的方式示出的、固定在传动体6上的摆动物体4可以是机器人手臂或其他处理设备。它可以被构造为可伸缩的、可摆动的、可弯曲的等。所有这些本身在现有技术中是已知的，因此不必详细描述也不必详细示出。
在图14和图15中再次从第一实施例出发示出了一种变型，在该变型中示例性地使用了非摆动驱动器3和附加驱动器12的驱动器。在该第四实施例中，摆动驱动器3具有由电动机、液压电动机等驱动的齿轮26，该齿轮26与传动体6的齿段16协作，使得在此又构造为阀盘的摆动物体4可以在摆动方向18上摆动。用于在平行于旋转轴7的附加运动方向13上使得传动体6运动的附加驱动器12具有齿条28，借助于电动机驱动的齿轮27啮合到齿条28中。齿条28连接至轭件15并因此连接至传动体6，使得齿条28在附加运动方向13上的运动导致传动体6以及由此还有摆动物体4平行于旋转轴7的相应运动。图15示出了沿图14的剖面线CC的截面。
在图16和17中示出了本发明的第五实施例。在此，图17示出了沿图16的剖面线DD的截面。在该第五实施例中，该实施例又是第一实施例的变型方式，摆动驱动器3具有用于使摆动物体4在摆动方向18上摆动的蜗杆传动装置。该蜗杆传动装置一方面由借助于电动机29驱动的蜗杆31、另一方面由传动体6的相应构造的齿段16形成。这种蜗轮本身是已知的，因此不需要进一步解释。为了实现在平行于旋转轴7的附加运动方向13上的运动，在此实现的附加驱动器12具有使主轴32旋转的电动机30。主轴32以其未详细示出的外螺纹啮合到相应地固定在壳体14上的内螺纹33a。这导致：通过主轴33的旋转，使所述主轴与固定在主轴上的轭件15一起并因此与传动体6以及与摆动物体4一起在平行于旋转轴7的附加运动方向13上运动。
在此所示的变型表明，驱动器的类型既可以在摆动驱动器3的情况下、又可以在附加驱动器12的情况下非常不同地构造。
附图标记列表
1第一腔室 18旋转方向
2第二腔室 19壳体壁
3摆动驱动器 20气缸室
4摆动物体 21密封件
5中间壁 22阀座
6传动体 23活塞
7旋转轴 24气缸
8贯通开口 25抓具
9阀开口 26齿轮
10密封环 27齿轮
11波纹管 28螺杆
12附加驱动器 29电动机
13附加运动方向 30电动机
14壳体 31蜗杆
15轭件 32主轴
16齿段 33内螺纹
17齿条。

Claims (17)

1.一种具有第一腔室(1)和至少一个第二腔室(2)以及至少一个摆动驱动器(3)的装置，所述摆动驱动器用于使所述装置的摆动物体(4)摆动，其中，所述摆动物体(4)布置在所述第一腔室(1)中，并且在所述第一腔室(1)和所述第二腔室(2)之间布置有至少一个中间壁(5)，其特征在于，至少部分环形的传动体(6)能够由所述摆动驱动器(3)围绕旋转轴(7)旋转并且穿过所述中间壁(5)中的至少一个贯通开口(8)，其中，除了围绕所述旋转轴(7)的旋转运动之外，所述传动体(6)在至少一个附加运动方向(13)上运动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传动体(6)既布置在所述第一腔室(1)中、又布置在所述第二腔室(2)中，和/或所述摆动驱动器(3)至少局部地布置在所述第二腔室(2)中。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传动体(6)为了围绕所述旋转轴(7)旋转而在第二腔室(2)中与所述摆动驱动器(3)啮合和/或所述传动体(6)仅安装在所述第二腔室(2)中和/或所述摆动物体(4)在第一腔室(1)中固定在所述传动体(6)上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述摆动物体(4)是关闭机构，用于关闭所述装置的阀开口(9)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述摆动物体(4)是用于加工和/或处理所述第一腔室(1)中物件和/或使所述第一腔室(1)中物件运动的处理设备。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述传动体(6)至少在一个或多个所述贯通开口(8)的区域中相对于所述中间壁(5)密封。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述传动体(6)借助于至少一个密封环(10)相对于所述中间壁(5)密封。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述传动体(6)至少局部地由至少一个波纹管(11)包围并且借助于该波纹管(11)相对于所述中间壁(5)密封。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述波纹管(11)借助于所述传动体(6)围绕所述旋转轴(7)的旋转运动依据旋转方向而部分环形地拉伸或压缩。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少部分环形的传动体(6)能够穿过所述中间壁(5)中的两个贯通开口(8)。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述摆动物体(4)是关闭机构，用于关闭所述第一腔室(1)的阀开口(9)。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述摆动物体(4)是阀盘，用于关闭所述装置的阀开口(9)。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述摆动物体(4)是阀盘，用于关闭所述第一腔室(1)的阀开口(9)。
14.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述传动体(6)在所述第一腔室(1)中由至少一个波纹管(11)包围并且借助于该波纹管(11)相对于所述中间壁(5)密封。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，除了围绕所述旋转轴(7)的旋转运动之外，所述传动体(6)能够借助于至少一个附加驱动器(12)在至少一个附加运动方向(13)上运动。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，除了围绕所述旋转轴(7)的旋转运动之外，所述传动体(6)平行于所述旋转轴(7)地运动。
17.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，除了围绕所述旋转轴(7)的旋转运动之外，所述传动体(6)能够借助于至少一个附加驱动器(12)平行于所述旋转轴(7)地运动。
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