DE10114912A1 - Ventil für Vakuumbeschichtungsanlagen - Google Patents

Abstract

Der Erfindung, die ein Ventil für eine Vakuumbeschichtungsanlage mit einer Prozesskammer, die mit einer ersten und einer zweiten Sektion verbunden ist, die über eine Durchführungsöffnung miteinander verbunden sind, betrifft, das zwischen einem ersten Kammeranschlussflansch der ersten Sektion und einem zweiten Kammeranschlussflansch der zweiten Sektion angeordnet ist, wobei das Ventil einen Ventilteller aufweist, der die Durchführungsöffnung verschließbar und die Sektionen vakuumdicht voneinander trennbar ausgeführt ist, liegt die Aufgabe zugrunde, ein zwischen zwei feststehenden Sektionen einer längserstreckten Vakuumbeschichtungsanlage leicht montierbares und demontierbares Ventil anzugeben, das Längenänderungen der Vakuumbeschichtungsanlage ausgleicht. Dies wird dadurch gelöst, dass das Ventil als Schieberventil ausgeführt ist und zwischen dem ersten und dem zweiten Kammeranschlussflansch mittels flexibler Dichtungen schwimmend gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil für eine Vakuumbeschicht­ ungsanlage mit einer Prozesskammer, die mit einer ersten und einer zweiten Sektion versehen ist, die über eine Durchgangs­ öffnung miteinander verbunden sind. Das Ventil ist zwischen einem ersten Kammeranschlussflansch der ersten Sektion und einem zweiten Kammeranschlussflansch der zweiten Sektion an­ geordnet. Dabei weist das Ventil einen Ventilteller auf, der die Durchgangsöffnung verschließbar und die Sektionen vakuum­ dicht voneinander trennbar ausgeführt ist.

Zum Zwecke der Oberflächenbeschichtung plattenförmiger Sub­ strate, wie beispielsweise von Glasplatten, werden Vakuumbe­ schichtungsanlagen vorgesehen, die eine große Längserstreckung aufweisen, da deren Prozesskammer im Durchlaufprinzip einen langen Beschichtungsvorgang erlauben muss. Eine derartige Vakuumbeschichtungsanlage ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung 100 04 786.6 beschrieben.

Zweckmäßigerweise ist die Prozesskammer in mehrere Sektionen unterteilt. Von diesen Sektionen ist jeweils eine Anzahl von Sektionen durch ein Ventil voneinander getrennt. Damit wird es möglich, dass bei Störungen nur abschnittsweise die Sektionen entlüftet werden müssen, die von der Störung betroffen und nicht die ganze Anlage.

Derartige Vakuumbeschichtungsanlagen unterliegen durch äußere Einflüsse oder prozessbedingt thermischen Schwankungen, die sich folglich in Längenänderungen der Anlage bemerkbar machen. Diese Längenänderung stellt sich dann als problematisch dar, wenn die längserstreckten Vakuumanlagen parallel eingesetzt werden und die parallel eingesetzten Vakuumanlagen quer ver­ koppelt sind. Hierbei kommt es nämlich darauf an, dass die Anlagenteile insbesondere an den Koppelstellen eindeutig fi­ xiert sind. Demzufolge müssen temperaturbedingte Längenände­ rungen in den Vakummbeschichtungsanlagen zwischen den Koppel­ stellen aufgefangen werden. Dies kann zweckmäßigerweise nur an den Stellen realisiert werden, an denen die Ventile einge­ bracht sind.

In den längserstreckten Vakuumbeschichtungsanlagen besteht darüberhinaus die Forderung, eine Durchbiegung des plattenför­ migen Substrats über eine gewisse Toleranzgrenze hinaus zu vermeiden. Aus diesem Grunde dürfen Rollen, die dem Abstützen und dem Transport des plattenförmigen Substrats dienen, einen bestimmten Abstand nicht überschreiten. Folglich ist die erste Sektion und die zweite Sektion, die der Trennung innerhalb der Vakuumbeschichtungsanlage dienen sollen, nur mit einem gerin­ gen Abstand voneinander fest montiert. Es steht daher für den Einsatz eines Ventiles zwischen den beiden Sektionen nur ein schmaler Raum zur Verfügung.

Als Ventile werden bei Vakuumbeschichtungsanlagen üblicher­ weise Klappenventile oder Schieberventile eingesetzt. Der Nachteil von Klappenventilen besteht bei diesem Einsatzzweck darin, dass diese eine relativ große Baugröße einnehmen, die den schmalen Raum, der zwischen der ersten und der zweiten Sektion zur Verfügung steht, entgegensteht. Übliche Schieber­ ventile bieten den Nachteil, dass sie die bei dem oben dar­ gestellten Einsatzzweck erforderlichen Längsänderungen nicht aufzunehmen vermögen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein zwischen zwei feststehenden Sektionen einer längserstreckten Vakuumbeschichtungsanlage leicht montierbares und demontierbares Ven­ til anzugeben, das Längenänderungen der Vakuumbeschichtungs­ anlage ausgleicht.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Ventil als Schieber­ ventil ausgeführt und zwischen dem ersten und dem zweiten Kammeranschlussflansch mittels flexibler Dichtungen schwimmend gelagert ist.

Der Einsatz eines Schieberventils kommt dabei dem geringen Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Kammeranschluss­ flansch entgegen. Ermöglicht wird der Einsatz eines Schieber­ ventils dadurch, dass durch die schwimmende Lagerung einer­ seits ein einfaches Einschieben des Ventils ermöglicht wird und andererseits der notwendige Längenausgleich realisiert wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vor­ gesehen, dass das Ventil einen Ventilgehäuserahmen in Form eines geschlossenen Rahmens aufweist. Dieser Ventilgehäuserah­ men zeigt eine erste und zweite Gehäuserahmenseite, eine Ge­ häuserahmenaußenseite und ein von dem Gehäuserahmen umgebenen Gehäuserahmeninneres. In dem Gehäuserahmeninneren ist der Ventilteller und eine den Ventilteller verstellbare Stellein­ richtung angeordnet. Zwischen der Gehäuserahmenaußenseite und dem Gehäuserahmeninneren ist auf der ersten Gehäuserahmenseite eine erste Dichtung umlaufend angeordnet. Diese ragt aus der Fläche der ersten Gehäuserahmenseite heraus und liegt an dem ersten Kammeranschlussflansch dichtend an. In gleicher Weise ist zwischen der Gehäuserahmenaußenseite und dem Gehäuserah­ meninneren auf der zweiten Gehäuserahmenseite eine zweite Dichtung umlaufend angeordnet, die aus der Fläche der zweiten Gehäuserahmenseite herausragt und die an dem zweiten Kammer­ anschlussflansch dichtend anliegt.

Durch diese Ausführungsform ist es möglich, dass das Ventil mittels des Ventilgehäuserahmens in den Abstand zwischen er­ stem und zweiten Kammeranschlussflansch eingeschoben werden kann. In dem Gehäuserahmeninneren kann sich dann der Ventil­ teller zum Schließen der Durchführungsöffnung frei bewegen.

Alternativ dazu ist zum Zwecke der Erhöhung der Dichtwirkung der Anpassung an die Breite zwischen dem ersten und dem zwei­ ten Kammeranschlussflansch ein erster Ventilrahmen vorgesehen, der die Durchführungsöffnung umgibt und an dem ersten Kammer­ anschlussflansch dicht befestigt ist. Ebenso ist ein zweiter Ventilrahmen vorgesehen, der die Durchführungsöffnung umgibt und der an dem Kammeranschlussflansch befestigt ist. Das Ven­ til ist nunmehr in gleicher Weise wie die erste Ausgestaltung ausgeführt, mit dem Unterschied, dass sich die erste Dichtung an Stelle an den ersten Kammeranschlussflansch an den ersten Ventilrahmen dichtend anlegt und dass sich die zweite Dichtung an Stelle an den zweiten Kammeranschlussflansch an den zweiten Ventilrahmen dichtend anlegt.

Der Einsatz des ersten und des zweiten Ventilrahmens dient der vorteilhaften mechanischen Verstärkung des ersten und des zweiten Kammeranschlussflansches, da auf diesen Kammeran­ schlussflanschen für den Fall, dass eine der beiden Sektionen belüftet ist und die jeweils andere Sektion unter Vakuum steht, volle atmosphärische Druck auf den Kammeranschluss­ flansch der geöffneten Sektion liegt, was zu einer Deformation führen kann.

In einer weiteren Ausgestaltung beider Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Dichtung jeweils als Lippendichtungen ausgeführt sind, deren Dichtlippen zur Gehäu­ serahmenaußenseite gerichtet sind. Dies hat den Vorteil, dass bei geöffnetem Ventil, bei dem das Ventil mit Vakuum beauf­ schlagt ist, der atmosphärische Luftdruck die Dichtlippen in die Kammeranschlussflansche oder an die Ventilrahmen andrückt und somit die Dichtwirkung erhöht.

In einer Ausführungsform der Lösung mit dem Einsatz von Ven­ tilrahmen ist vorgesehen, dass auf der dem ersten Kammeran­ schlussflansch zugewandten Seite des ersten Ventilrahmens eine die Durchführungsöffnung umlaufende Dichtung angeordnet ist. Diese drückt an den ersten Kammeranschlussflansch und dichtet somit den Zwischenraum zwischen ersten Kammeranschlussflansch und ersten Ventilrahmen nach außen ab. In gleicher Weise ist auf der dem zweiten Kammeranschlussflansch zugewandten Seite des zweiten Ventilrahmens eine die Durchführungsöffnung um­ laufende Dichtung angeordnet, die an den zweiten Kammeran­ schlussflansch drückt und somit den Zwischenraum zwischen dem zweiten Ventilrahmen und dem zweiten Kammeranschlussflansch nach außen abdichtet.

Das erfindungsgemäße Ventil ist weiterhin dadurch ausgebildet, dass in dem Ventilgehäuserahmen zwischen der Gehäuserahmen­ außenseite und dem Gehäuserahmeninneren eine Öffnung vorgese­ hen ist, durch die eine Betätigungsstange hindurchgeführt ist. Diese Betätigungsstange weist auf ihrer im Gehäusrahmeninneren liegenden Seite eine Verbindung zu dem Ventilteller auf, der in Richtung der Längserstreckung der Betätigungsstange be­ weglich ist. Durch diese Betätigungsstange ist somit der Ven­ tilteller von außen bequem zu betätigen.

Dies kann weiterhin dadurch ausgebildet werden, dass der Ven­ tilteller in einen ersten Ventilteilteller und einen zweiten Ventilteilteller geteilt ist. An den ersten Ventilteilteller greift ein Hebelarm eines ersten Kniehebels und an den zweiten Ventilteilteller ein Hebelarm eines zweiten Kniehebels an. Die jeweils anderen Hebelarme des ersten und des zweiten Kniehe­ bels sind mit der Betätigungsstange verbunden. In der Ver­ schlussstellung des Ventiltellers ist ein Anschlag für den ersten und den zweiten Ventilteilteller angeordnet.

Die Wirkung ist darin zu sehen, dass beim beabsichtigten Ver­ schließen des Ventils die beiden Ventilteilteller durch die Betätigungsstange vor die Durchführungsöffnung geschoben wer­ den. In dieser Position schlagen sie an den Anschlag an, kön­ nen also nicht weiter geschoben werden. Jetzt entfalten die Kniehebel ihre Wirkung, in dem sie jeweils den ersten und den zweiten Ventilteilteller gegen die Durchführungsöffnung jeweils auf der Seite der ersten und der zweiten Sektion drüc­ ken.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Anschlag durch den Ventilgehäuserahmen gebildet ist. Dabei ist das Gehäuserahmeninnere so gestaltet, dass die Bewe­ gung des Ventiltellers in Richtung zur Durchführungsöffnung so limitiert ist, dass die beiden Ventilteilteller an die zum Gehäuserahmeninneren weisenden Seite des Gehäuserahmens an­ stoßen, wodurch die Kniehebelwirkung ausgelöst wird.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil zwischen einer ersten und einer zweiten Sektion.

Wie in der Zeichnung dargestellt, ist eine erste Sektion 1 mit einem ersten Kammeranschlussflansch 2 abgeschlossen. In glei­ cher Weise ist eine zweite Sektion 3 mit einem zweiten Kammer­ anschlussflansch 4 abgeschlossen. In dem ersten und dem zwei­ ten Kammeranschlussflansch ist eine durchgängige Durchführ­ ungsöffnung 5 eingebracht.

An dem ersten Kammeranschlussflansch 2 ist auf seiner zum zweiten Kammeranschlussflansch 4 weisenden Seite ein erster Ventilrahmen 6 aufgebracht. Dieser erste Ventilrahmen 6 weist im Bereich der Durchführungsöffnung 5 eine erste Öffnung 7 auf. Damit umgibt der erste Ventilrahmen 6 die Durchführungs­ öffnung 5. Zur Abdichtung des ersten Ventilrahmens 6 gegenüber dem ersten Kammeranschlussflansch 2 ist eine Dichtung 8 vor­ gesehen, die als umlaufende Ringdichtung ausgeführt ist.

In gleicher Weise ist an dem zweiten Kammeranschlussflansch 4 ein zweiter Ventilrahmen 9 aufgebracht. Dieser zweite Ventil­ rahmen 9 ist gleichfalls mit einer Dichtung 8 gegenüber dem zweiten Kammeranschlussflansch 4 abgedichtet. Ebenso enthält er im Bereich der Durchführungsöffnung 5 eine zweite Öffnung 10.

Zwischen den ersten Ventilrahmen 6 und den zweiten Ventilrah­ men 9 ist ein Ventilgehäuserahmen 11 eingebracht. Dieser Ven­ tilgehäuserahmen 11 weist eine Gehäuserahmenaußenseite 12, eine erste Gehäuserahmenseite 13 und eine zweite Gehäuserah­ menseite 14 auf. Auf der ersten Gehäuserahmenseite ist eine erste Lippendichtung 15 in den Ventilgehäuserahmen 11 einge­ bracht. Die erste Lippendichtung 15 dichtet den Ventilgehäuse­ rahmen 11 gegen den ersten Ventilrahmen ab. Auf der zweiten Gehäuserahmenseite 14 ist eine zweite Lippendichtung 16 in den Ventilgehäuserahmen 11 eingebracht. Diese zweite Lippendich­ tung 16 dichtet den Ventilgehäuserahmen 11 gegenüber dem zwei­ ten Ventilrahmen 9 ab. Von dem Ventilgehäuserahmen 11 wird ein Gehäuserahmeninneres 17 umschlossen. In diesem Gehäuserahmen­ inneren 17 ist ein Ventilteller, der aus einem ersten Ventil­ teilteller 18 und einem zweiten Ventilteilteller 19 besteht, beweglich angeordnet. Zur Ansteuerung der Ventilteilteller 18; 19 dient eine Betätigungsstange 20. Diese Betätigungsstange 20 ist durch eine Öffnung in dem Ventilgehäuserahmen 11 nach außen geführt. An seinem Ende in dem Gehäuserahmeninneren 17 ist ein erster Kniehebel 21 und ein zweiter Kniehebel 22 ange­ lenkt. Auf der anderen Seite sind die Kniehebel 21 und 22 jeweils an dem ersten Ventilteilteller 18 oder dem zweiten Ventilteilteller 19 angelenkt.

Für die beiden Ventilteilteller 18 und 19 dient der Ventil­ gehäuserahmen 11 in der Verschlussstellung, dass heißt wenn die beiden Ventilteilteller 18 und 19 in der Höhe der ersten Öffnung 7 und der zweiten Öffnung 10 stehen, als Anschlag für die beiden Ventilteilteller 18 und 19. Wird bei Erreichen des Anschlages die Betätigungsstange 20 weiterbewegt, so drücken die beiden Kniehebel 21 und 22 die beiden Ventilteilteller 18 und 19 jeweils an den ersten Ventilrahmen 16 bzw. den zweiten Ventilrahmen 9 und verschließen dabei die erste Öffnung 7 und die zweite Öffnung 10. Damit ist die erste Sektion von der zweiten Sektion vakuumdicht getrennt und jeweils eine der beiden Sektionen kann belüftet werden.

Längenänderungen der Vakuumbeschichtungsanlage werden sich als eine Abstandsveränderung zwischen dem ersten Kammeranschluss­ flansch 2 und dem zweiten Kammeranschlussflansch 4 bemerkbar machen. Diese Abstandsänderungen werden durch die erste Lip­ pendichtung 15 und die zweite Lippendichtung 16 ausgeglichen. Im übrigen sind deren Dichtlippen in Richtung zur Gehäuserah­ menaußenseite 12 gebogen, so dass der äußere Luftdruck die Dichtlippen zusätzlich an den ersten Ventilrahmen 6 bzw. den zweiten Ventilrahmen 9 drückt, wenn das Gehäuserahmeninnere 17 mit Vakuum beaufschlagt ist, im wesentlichen dann, wenn der erste Ventilteilteller 16 von der ersten Öffnung 7 und der zweite Ventilteilteller 19 von der zweiten Öffnung 10 abge­ hoben sind, was durch ein Herausziehen der Betätigungsstange 20 geschieht.

Bezugszeichenliste

1

erste Sektion

2

erster Kammeranschlussflansch

3

zweite Sektion

4

zweiter Kammeranschlussflansch

5

Durchführungsöffnung

6

erster Ventilrahmen

7

erste Öffnung

8

Dichtung

9

zweiter Ventilrahmen

10

zweite Öffnung

11

Ventilgehäuserahmen

12

Gehäuserahmenaußenseite

13

erste Gehäuserahmenseite

14

zweite Gehäuserahmenseite

15

erste Lippendichtung

16

zweite Lippendichtung

17

Gehäuserahmeninneres

18

erster Ventilteilteller

19

zweiter Ventilteilteller

20

Betätigungsstange

21

erster Kniehebel

22

zweiter Kniehebel

Claims (8)

1. Ventil für eine Vakuumebeschichtungsanlage mit einer Pro­ zesskammer, die mit einer ersten und einer zweiten Sektion versehen ist, die über eine Durchführungsöffnung mitein­ ander verbunden sind, das zwischen einem ersten Kammer­ anschlussflansch der ersten Sektion und einem zweiten Kammeranschlussflansch der zweiten Sektion angeordnet ist, wobei das Ventil einen Ventilteller aufweist, der die Durchführungsöffnung verschließbar und die Sektionen vaku­ umdicht voneinander trennbar ausgeführt ist, da­ durch gekennzeichnet, dass das Ventil als Schieberventil ausgeführt ist, und zwischen dem ersten (2) und dem zweiten Kammeranschlussflansch (4) mittels flexibler Dichtungen (15; 16) schwimmend gelagert ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,
dass das Ventil einen Ventilgehäuserahmen (11) in Form eines geschlossenen Rahmens mit einer ersten Gehäuse­ rahmenseite (13), einer zweiten Gehäuserahmenseite (14), einer Gehäuserahmenaußenseite (12) und einem von dem Gehäuserahmen umgebenen Gehäuserahmeninneren (17) aufweist, in dessen Gehäuserahmeninneren (17) der Ventilteller (18; 19) und eine den Ventilteller (18; 19) verstellbare Stelleinrichtung (20) angeordnet ist,
dass eine erste Dichtung (15) zwischen der Gehäuserah­ menaußenseite (12) und dem Gehäuserahmeninneren (17) auf der ersten Gehäuserahmenseite (13) umlaufend an­ geordnet ist, die aus der Fläche der ersten Gehäuse­ rahmenseite (13) herausragt und die an dem ersten Kammeranschlussflansch (2) dichtend anliegt, und
dass eine zweite Dichtung (16) zwischen der Gehäuse­ rahmenaußenseite (12) und dem Gehäuserahmeninneren (17) auf der zweiten Gehäuserahmenseite (14) umlaufend angeordnet ist, die aus der Fläche der zweiten Gehäu­ serahmenseite (14) herausragt und die an dem zweiten Kammeranschlussflansch (4) dichtend anliegt.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,
dass ein erster Ventilrahmen (6) vorgesehen ist, der die Durchführungsöffnung (5) umgibt und der an dem ersten Kammeranschlussflansch (2) dicht befestigt ist,
dass ein zweiter Ventilrahmen (9) vorgesehen ist, der die Durchführungsöffnung (5) umgibt und der an dem zweiten Kammeranschlussflansch (4) befestigt ist,
dass das Ventil einen Ventilgehäuserahmen (11) in Form eines geschlossenen Rahmens mit einer ersten Gehäuse­ rahmenseite (13), einer zweiten Gehäuserahmenseite (14), einer Gehäuserahmenaußenseite (12) und einem von dem Ventilgehäuserahmen (11) umgebenen Gehäuserahmen­ inneren (17) aufweist, in dessen Gehäuserahmeninneren (17) der Ventilteller (18; 19) und eine den Ventiltel­ ler (18; 19) verstellbare Stelleinrichtung (20) an­ geordnet ist,
dass eine erste Dichtung (15) zwischen der Gehäuserahmenaußenseite (12) und dem Gehäuserahmeninneren (17) auf der ersten Gehäuserahmenseite (13) umlaufend an­ geordnet ist, die aus der Fläche der ersten Gehäuse­ rahmenseite (13) herausragt und die an dem ersten Ventilrahmen (6) dichtend anliegt, und
dass eine zweite Dichtung (16) zwischen der Gehäuse­ rahmenaußenseite (12) und dem Gehäuserahmeninneren (17) auf der zweiten Gehäuserahmenseite (14) umlaufend angeordnet ist, die aus der Fläche der zweiten Gehäu­ serahmenseite (14) herausragt und die an dem zweiten Ventilrahmen (9) dichtend anliegt.

4. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die erste (15) und die zwei­ te Dichtung (16) jeweils als Lippendichtungen ausgeführt sind, deren Dichtlippen zur Gehäuserahmenaußenseite (12) gerichtet sind.

5. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass auf der dem ersten Kammeranschluss­ flansch (2) zugewandten Seite des ersten Ventilrahmens (6) eine die Durchführungsöffnung (5) umlaufende Dichtung (8) angeordnet ist, die an den ersten Kammeranschlussflansch (2) drückt und dass auf der dem zweiten Kammeranschluss­ flansch (4) zugewandten Seite des zweiten Ventilrahmens (9) eine die Durchführungsöffnung (5) umlaufende Dichtung (8) angeordnet ist, die an den zweiten Kammeranschluss­ flansch (4) drückt.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilgehäuserah­ men (11) zwischen der Gehäuserahmenaußenseite (12) und dem Gehäuserahmeninneren (17) eine Öffnung vorgesehen ist, durch die eine Betätigungstange (20) hindurchgeführt ist, die auf Ihrer im Gehäuserahmeninneren (17) liegenden Seite eine Verbindung zu dem Ventilteller (18; 19) aufweist, der in Richtung der Längserstreckung der Betätigungsstange (20) beweglich ist.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Ventilteller in einen ersten Ventilteilteller (18) und einen zweiten Ventilteilteller (19) geteilt ist, dass an den ersten Ventilteilteller (18) ein Hebelarm eines ersten Kniehebels (21) und an den zwei­ ten Ventilteilteller (19) ein Hebelarm eines zweiten Knie­ hebels (22) angreift und dass die jeweils anderen Hebel­ arme des ersten (21) und des zweiten Kniehebels (22) mit er Betätigungsstange (20) verbunden sind, wobei in der Verschlussstellung des Ventiltellers (18; 19) ein Anschlag für den ersten (18) und den zweiten Ventilteilteller (19) angeordnet ist.

8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Anschlag durch den Ventilgehäu­ serahmen (11) gebildet.