DE102006016510B4 - Vakuumventil mit einheitlicher Dichtungskraft - Google Patents

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Abstract

Vakuumventil, gekennzeichnet durch einen Hauptventilabschnitt (1) mit einem tellerartigen Ventilkörper (15), welcher einen Strömungsweg zwischen zwei Hauptanschlüssen (11, 12) öffnet und schließt, und einen Zylinderabschnitt (2) mit einem Kolben (42), welcher den Ventilkörper (15) betätigt, wobei der Hauptventilabschnitt (1) aufweist: eine Ventilkammer (13), in welcher die zwei Hauptanschlüsse (11, 12) jeweils über eine Strömungswegöffnung (11a, 12a) miteinander verbunden sind; einen Ventilsitz (14), welcher in der Ventilkammer (13) so angeordnet ist, dass er die zum einen Hauptanschluss (11) führende Strömungswegöffnung (11a) umgibt; einen Ventilkörper (15), welcher so innerhalb der Ventilkammer (13) angeordnet ist, dass er den Ventilsitz (14) öffnen und schließen kann; einen Ventilschaft (17), dessen eines Ende über einen Koppelmechanismus (3) mit dem Ventilkörper (15) gekoppelt ist, und dessen anderes Ende an den Kolben (42) des Zylinderabschnittes (2) gekoppelt ist; eine Federaufnahme (30), welche am Ventilschaft (17) befestigt ist; und eine Rückstellfeder...

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Vakuumventil mit einheitlicher Dichtungskraft, welches zur Druckreduzierung von Vakuumkammern in physikochemischen Apparaturen, zum Beispiel für Vorrichtungen zur Halbleiterherstellung, in welchen Werkstücke physikochemischen Prozessen unterworfen werden, verwendet wird.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Wenn in Vorrichtungen zur Halbleiterherstellung ein Prozess zum Aufwachsen eines Films auf einem Halbleitersubstrat mittels eines Prozessgases durchgeführt wird, dann wird dieser Prozess in einer Vakuumkammer ausgeführt. Dabei wird beispielsweise das in Patentdokument JP 08-285132 A offenbarte Vakuumventil verwendet, um den Druck in der Vakuumkammer vor dem Filmbildungsprozess zu verringern oder den Vakuumdruck in der Vakuumkammer während der Filmbildungsreaktion zu regeln.
  • Ein solches Vakuumventil weist im Allgemeinen zwei Hauptanschlüsse auf welche mit einer Vakuumkammer und einer Vakuumpumpe verbunden sind, wobei der Ventilsitz in einem Strömungsweg mit dem tellerartigen Ventilkörper geöffnet und geschlossen wird. Der Ventilkörper, der diese Hauptanschlüsse miteinander verbindet, wird am vorderen Ende eines Ventilschafts befestigt und ein Kolben wird am hinteren Ende des Ventilschafts befestigt. Mit diesem Kolben wird der Ventilschaft angetrieben, wodurch das Öffnen bzw. Schließen des Ventilkörpers erfolgt. Bei einem in der DE 101 26 967 A1 offenbarten Öffnungs-/Schließventil wird eine Ventilscheibe entsprechend der Vorspannkraft eines Federelements, dessen erstes Ende an einem Lagerabschnitt, und dessen zweites Ende an der Ventilscheibe befestigt ist, so vorgespannt, dass sie auf dem Sitzabschnitt aufsitzt. Durch Zufuhr eines Druckfluids werden ein Kolben und eine Kolbenstange in integrierter Weise gemeinsam aufwärts bewegt und die mit der Kolbenstange verbundene Ventilscheibe entgegen der Vorspannkraft des Federelements abgehoben. Wenn der Druckfluidzufuhranschluss offen ist, werden der Kolben, die Kolbenstange und die Ventilscheibe unter der Wirkung der Vorspannkraft des Federelements in integrierter Weise nach unten bewegt.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Von der Erfindung zu lösendes Problem
  • Bei einer solchen Art von Vakuumventil ist es jedoch wichtig, dass es möglich ist, Gaslecks beim Schließen des Ventils, also wenn der Ventilsitz verschlossen ist, so gut wie möglich zu verhindern, um das Ventil bei hoch reaktiven und gefährlichen Prozessen verwenden zu können.
  • Dabei kann es bedingt durch die Verbeitungsgenauigkeit und Zusammenbaugenauigkeit der einzelnen Komponenten bei der Ventilherstellung vorkommen, dass der Ventilschaft und der Ventilkörper leicht gegeneinander verkippt (geneigt) sind, und bei einer solchen Verkippung setzt sich der Ventilkörper beim Verschließen des Ventils nur auf eine Seite des Ventilsitzes, so dass keine einheitliche Dichtungskraft um den gesamten Umfang des Ventilsitzes erzielt werden kann, was leicht zu Gaslecks führen kann.
  • Die DE 25 04 492 A1 offenbart ein Ventil, bei dem der Ventilteller am Ventilschaft mittels eines Querbohrungen in beiden Teilen durchsetzenden Querstifts befestigt ist. Der Querstift sitzt derart lose in den Querbohrungen beider Teile, dass der Ventilteller in allen die Ventilschaftachse durchsetzenden Ebenen einen erheblichen Schwenkbereich aufweist, um sich dem Ventilsitz anzupassen. Das Spiel des Ventiltellers ist durch eine sich auf ihn abstützende Ventilfeder belastet, deren Windungen den Querstift gegen Herausfallen sichern, sodass bei Verschwenken des Ventiltellers dieser aufgrund der Federwirkung auf einer Seite des Ventilsitzes stärker angedrückt wird.
  • Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vakuumventil mit guten Dichtungseigenschaften bereitzustellen, mit dem der Ventilkörper beim Verschließen des Ventils stets mit einheitlicher Dichtungskraft auf den gesamten Umfang des Ventilsitzes gedrückt wird.
  • Mittel zum Lösen der Aufgabe
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein erfindungsgemäßes Vakuumventil einen Hauptventilabschnitt mit einem tellerartigen Ventilkörper, welcher einen Strömungsweg zwischen zwei Hauptanschlüssen öffnet und schließt, und einen Zylinderabschnitt mit einem Kolben, welcher den Ventilkörper betätigt, aufweist,
    wobei der Hauptventilabschnitt aufweist:
    eine Ventilkammer, in welcher die zwei Hauptanschlüsse jeweils über eine Strömungswegöffnung miteinander verbunden sind;
    einen Ventilsitz, welcher in der Ventilkammer so angeordnet ist, dass er die zum einen Hauptanschluss führende Strömungswegöffnung umgibt;
    einen Ventilkörper, welcher so innerhalb der Ventilkammer angeordnet ist, dass er den Ventilsitz öffnen und schließen kann;
    einen Ventilschaft, dessen eines Ende über einen Koppelmechanismus mit dem Ventilkörper gekoppelt ist, und dessen anderes Ende an den Kolben des Zylinderabschnittes gekoppelt ist;
    eine Federaufnahme, welche am Ventilschaft befestigt ist; und
    eine Rückstellfeder, deren Federkraft über die Federaufnahme in der Richtung wirkt, in der der Ventilsitz von dem Ventilkörper verschlossen wird;
    wobei der Ventilkörper nur durch den Koppelmechanismus mit dem Ventilschaft gekoppelt, und der Ventilkörper durch den Koppelmechanismus mit einem Freiheitsgrad in Richtung einer Verkippung gegenüber der Achslinie des Ventilschafts versehen ist.
  • Gemäß der Erfindung umfasst der Koppelmechanismus:
    ein hohlzylindrisches Koppelanschlussstück, welches am Ventilkörper befestigt ist;
    ein säulenförmiges Koppelschaftstück, welches am vorderen Ende des Ventilschafts gebildet ist und in das Koppelanschlussstück gepasst ist;
    ein Koppelloch, welches in radialer Richtung das Koppelanschlussstück und das Koppelschaftstück durchdringt; und
    ein Koppelbolzen, welcher in dieses Koppelloch eingeführt ist und das Koppelschaftstück und das Koppelanschlussstück miteinander koppelt;
    wobei jeweils zwischen dem Koppelanschlussstück und dem Koppelschaftstück sowie zwischen dem Koppelloch in dem Koppelschaftstück und dem Koppelbolzen Aussparungen bzw. Spielräume zur Schaffung des Freiheitsgrades vorgesehen sind.
  • Weiter ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass ein ringförmiger Stopperring am Ventilschaft um eine Position nahe dem Koppelschaftstück befestigt ist, dass die Federaufnahme ein Mittelloch aufweist, aufgrund dessen die Federaufnahme in Richtung der Achslinie verschiebbar auf den Ventilschaft gepasst ist, wobei die Arretierposition am Stopperring die Position ist, an der die Federaufnahme am Ventilschaft befestigt ist, und die Federaufnahme, wenn der Ventilkörper den Ventilsitz vollkommen freigibt, an einen unteren Rand einer hohlzylindrischen Schaftführung stößt, in welcher der Ventilschaft gleitend läuft, sodass die Federaufnahme als ein die maximal geöffnete Position festlegender Stopper funktioniert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Federaufnahme weiterhin als Sicherheitselement dient, welches verhindert, dass sich der Koppelbolzen löst, wobei die Federaufnahme so ausgebildet ist, dass sie ein Verschieben des Koppelbolzens in axialer Richtung unterbindet, indem sie in der Befestigungsposition, in der sie am Stopperring anliegt, die beiden axialen Enden des Koppelbolzens umgibt.
  • Mit der vorliegenden Erfindung ist der Ventilkörper mit einem Freiheitsgrad in Verkippungsrichtung am Ventilschaft befestigt, so dass eine Verkippung zwischen dem Ventilschaft und dem Ventilkörper durch diesen Freiheitsgrad kompensiert wird, der Ventilkörper beim Verschließen des Ventils stets mit einheitlicher Dichtungskraft auf den gesamten Umfang des Ventilsitzes gedrückt werden kann, und als Ergebnis Gaslecks unterbunden werden können.
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Die 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform eines Vakuumventils nach der vorliegenden Erfindung. Dieses Ventil weist einen Hauptventilabschnitt 1 und einen Zylinderabschnitt 2 auf, wobei der Hauptventilabschnitt 1 einen tellerartigen Ventilkörper 15 zum Öffnen und Schließen eines Ventilsitzes 14 in einem Strömungsweg aufweist, und der Zylinderabschnitt 2 den Ventilkörper 15 betätigt. Der Hauptventilabschnitt 1 und der Zylinderabschnitt 2 sind entlang einer Mittenachslinie L des Ventils seriell miteinander gekoppelt.
  • Der Hauptventilabschnitt 1 umfasst ein hohles Ventilgehäuse 10, welches eine im Wesentlichen polygonale oder zylindrische Form aufweist. Dieses Ventilgehäuse 10 besteht aus einem sehr korrosionsbeständigen Material, wie z. B. Edelstahl, und weist einen ersten Hauptanschluss 11 und einen zweiten Hauptanschluss 12 zur Verbindung mit einer Vakuumkammer bzw. einer Vakuumpumpe auf. Der erste Hauptanschluss 11 öffnet sich am einen Ende des Ventilgehäuses 10 in Richtung der Achslinie L, während sich der zweite Hauptanschluss 12 an einer Seitenwand des Ventilgehäuses 10 in einer Richtung senkrecht zur Achslinie L öffnet.
  • Innerhalb des Ventilgehäuses 10 sind eine erste Strömungswegöffnung 11a, welche zum ersten Hauptanschluss 11 führt, eine zweite Strömungswegöffnung 12a, welche zum zweiten Hauptanschluss 12 führt, sowie eine Ventilkammer 13, welche diese Strömungswegöffnungen 11a und 12a miteinander verbindet, ausgebildet. An dem Teil am Ende der ersten Strömungswegöffnung 11a, die in die Ventilkammer 13 mündet, ist der ringförmige Ventilsitz 14 ausgebildet, der diese Mündung konzentrisch umschließt. Ferner ist innerhalb der Ventilkammer 13 der tellerartige Ventilkörper 15, der den Ventilsitz 14 öffnet und schließt, konzentrisch zum Ventilsitz 14 angeordnet. Dieser Ventilkörper 15 hat die Form einer kreisförmigen Scheibe. Nahe der äußeren Peripherie der Vorderseite 15a des Ventilkörpers 15 ist eine ringförmige Ventildichtung 16 aus einem elastischen Material, wie zum Beispiel synthetischem Gummi, befestigt, die in Kontakt mit dem Ventilsitz 14 gebracht werden kann.
  • Der mittlere Teil auf der rückwärtigen Seite des Ventilkörpers 15 ist über einen Koppelmechanismus 3, welcher einen Freiheitsgrad in Verkippungsrichtung schafft, mit dem unteren Ende eines säulenförmigen bzw. zylindrischen Ventilschafts 17 gekoppelt. Dieser Ventilschaft 17 erstreckt sich im Inneren des Ventilgehäuses 10 entlang der Achslinie L. Der Ventilschaft 17 läuft gleitend durch das Innere einer hohlzylindrischen Schaftführung 19, die in der Mitte einer Trennwand 18 angebracht ist, die den Hauptventilabschnitt 1 und den Zylinderabschnitt 2 voneinander trennt. Das obere Ende des Ventilschafts 17 ragt in eine Kolbenkammer 41 des Zylinderabschnitts 2 hinein und ist mit einem Kolben 42 verbunden. Das Bezugszeichen 20 in den Figuren bezeichnet eine Dichtung zwischen dem Ventilschaft 17 und der Schaftführung 19. Das Bezugszeichen 21 bezeichnet einen Verschleißring, der auch als Schaber dient, und das Gleiten des Ventilschaftes 17 führt.
  • Der Ventilkörper 15 und der Ventilschaft 17 sind durch den Koppelmechanismus 3 wie folgt miteinander gekoppelt. In der Mitte auf der Rückseite des Ventilkörpers 15 ist eine kreisförmige Ausnehmung 22 ausgebildet, deren Innenwand mit einem Innengewinde 22a versehen ist. In dieser Ausnehmung 22 ist ein Koppelanschlussstück 23 befestigt. Dieses Koppelanschlussstück 23 ist hohlzylindrisch und in der Außenwand an seinem Fußende mit einem Außengewinde 23a versehen. Dieses Außengewinde 23a ist mit dem Innengewinde 22a der Ausnehmung 22 verschraubt, wodurch das Koppelanschlussstück 23 in abnehmbarer Weise derart befestigt ist, dass sein Kopfende von der rückwärtigen Seite des Ventilkörpers 15 hervorkragt. Am unteren Ende des Ventilschafts 17 ist dagegen ein säulenförmiges bzw. zylindrisches Koppelschaftstück 24 ausgebildet, welches einen kleineren Durchmesser als der Rest des Ventilschafts 17 aufweist. Dieses Koppelschaftstück 24 ist in das Koppelanschlussstück 23 eingepasst. Ferner sind darin Koppellöcher 25a und 25b ausgebildet, welche in radialer Richtung in dem Koppelanschlussstück 23 und dem Koppelschaftstück 24 vorgesehen sind. Durch Einführen eines Koppelbolzens 26 in diese Koppellöcher 25a und 25b werden das Koppelschaftstück 24 und das Koppelanschlussstück 23 miteinander gekoppelt.
  • Der innere Durchmesser des Koppelanschlussstücks 23 ist um einen Betrag größer als der äußere Durchmesser des Koppelschaftstücks 24, der einer Aussparung 27a entspricht, während der innere Durchmesser des Koppelloches 25a im Koppelschaftstück 24 um einen Betrag größer ist als der äußere Durchmesser des Koppelbolzens 26, der einer Aussparung 27b entspricht. Somit wird mit den Aussparungen 27a und 27b zwischen dem Koppelanschlussstück 23 und dem Koppelschaftstück 24 sowie zwischen den Koppellöchern 25a, 25b und dem Koppelbolzen 26 ein Freiheitsgrad in Richtung der Neigung des Ventilschafts 17 bezüglich der Achslinie L geschaffen.
  • Das Koppelanschlussstück 23 kann zusammen mit dem Ventilschaft 17 von dem Ventilkörper 15 abgenommen werden, indem es relativ zum Ventilkörper 15 verdreht wird, während der Koppelbolzen 26 mit dem Koppelschaftstück 24 des Ventilschafts 17 gekoppelt bzw. verbunden ist. Ferner kann das Koppelanschlussstück 23 von dem Koppelschaftstück 24 des Ventilschafts 17 abgenommen werden, indem der Koppelbolzen 26 entfernt wird.
  • Am Ventilschaft 17 ist eine Federaufnahme 30 befestigt und eine spiralförmige Rückstellfeder 31 ist zwischen dieser Federaufnahme 30 und der Trennwand 18 vorgesehen. Die Federkraft dieser Rückstellfeder 31 wirkt über die Federaufnahme 30 ständig auf den Ventilkörper 15 in der den Ventilsitz 14 verschließenden Richtung.
  • Die Federaufnahme 30, welche ringförmig ist und ein Mittelloch 32 aufweist, ist mit diesem Mittelloch 32 auf den Ventilschaft 17 gepasst, so dass sie in Richtung der Achslinie L verschoben werden kann. Ein Rand 32a des Mittellochs 32 liegt an einem Stopperring 33 an, der am Ventilschaft 17 befestigt ist, wodurch die Federaufnahme 30 eine vorbestimmte Befestigungsposition einnimmt. Der Stopperring 33, welcher ringförmig ist und aus einem harten Material, wie z. B. Metall, geformt ist, ist fest in eine Befestigungsnut 34 eingepasst, die umlaufend um das vordere Ende des Ventilschafts 17 in einer Position nahe dem Koppelschaftstück 24 ausgebildet ist. Falls notwendig, kann der Stopperring 33 auch von dem Ventilschaft 17 abnehmbar ausgebildet sein. Die Federaufnahme 30 kann dann in einfacher Weise von dem Ventilschaft 17 entfernt werden, indem der Stopperring 33 von dem Ventilschaft 17 abgenommen wird und das Koppelanschlussstück 23 durch Herausnehmen des Koppelbolzens 26 abgenommen wird.
  • Somit ist die Art und Weise in der die Federaufnahme 30 mit dem Stopperring 33 am Ventilschaft 17 befestigt ist einfacher als bei einer Verschraubung, auch das Zusammensetzen bzw. das Auseinandernehmen bei der Wartung sind einfacher, und es treten keine Probleme wie das Lösen der Verschraubung auf.
  • Die Federaufnahme 30 dient sowohl als Sicherheitselement, welches verhindert, dass sich der Koppelbolzen 26 im Koppelmechanismus 3 löst, als auch als Stopper, welcher die am weitesten offene Position bestimmt, wenn der Ventilkörper 15 den Ventilsitz 14 vollkommen freigibt.
  • In einem Teil des Mittellochs 32 der Federaufnahme 30 ist nämlich ein aufgeweiteter Lochabschnitt 32b ausgebildet. Wenn die Federaufnahme 30 sich in der Befestigungsposition befindet, in der sie am Stopperring 33 anliegt, dann umgibt der aufgeweitete Lochabschnitt 32b zumindest einen Teil der beiden axialen Enden des Koppelbolzens 26 und unterbindet das Verschieben des Koppelbolzens 26 in axialer Richtung. Somit funktioniert die Federaufnahme 30 als Sicherheitselement.
  • Wenn sich der Ventilschaft 17 hebt und der Ventilkörper 15 den Ventilsitz 14 vollkommen freigibt, dann stößt die Federaufnahme 30 an das untere Ende der Schaftführung 19 und der Ventilschaft 17 bzw. der Ventilkörper 15 werden in dieser Position gehalten, so dass die Federaufnahme 30 auch als Stopper funktioniert.
  • Ferner ist innerhalb der Ventilkammer 13 ein sich expandierender und kontrahierender Balg 35 vorgesehen, der den Ventilschaft 17 sowie die Federaufnahme 30 und die Rückstellfeder 31 umgibt. Der Balg 35 ist aus einem korrosionsbeständigen Material, wie zum Beispiel Metall, gefertigt, und sein eines Ende ist an der Rückseite des Ventilkörpers 15 befestigt, während sein anderes Ende an einer ringförmigen Halterung 36 befestigt ist, die zwischen dem Ventilgehäuse 10 und der Trennwand 18 eingeklemmt ist. Der Balg 35 kontrahiert und expandiert mit der Öffnung bzw. der Schließung des Ventilkörpers 15, und um zu ermöglichen, dass der Balg 35 kontrahieren und expandieren kann, kann die Luft auf der Innenseite des Balges 35 durch ein Luftloch 37, welches in der Trennwand 18 und im Zylindergehäuse 40 vorgesehen ist, nach außen entweichen.
  • Wie in 3 dargestellt, bildet der Balg 35 zusammen mit dem Ventilkörper 15 und der Halterung 36, an denen seine beiden Enden befestigt sind, eine Balgbaugruppe 4. Falls es notwendig sein sollte, den Balg 35 aufgrund von Korrosion oder Ablagerungen von Reaktionsprodukten auszutauschen, dann kann die Balgbaugruppe 4 einfach demontiert werden, indem das Koppelanschlussstück 23 von dem Ventilkörper 15 abgenommen wird und die Halterung 36 von dem Ventilgehäuse 10 und der Trennwand 18 abgenommen wird.
  • Der Zylinderabschnitt 2 enthält ein Zylindergehäuse 40, dass konzentrisch mit dem Ventilgehäuse 10 gekoppelt ist. Das Zylindergehäuse 40 hat die gleiche viereckige oder rundzylindrische Form wie das Ventilgehäuse 10 und weist in seinem Inneren die Kolbenkammer 41 auf, in der der Kolben 42 über eine Dichtung 43 in axialer Richtung verschiebbar vorgesehen ist. Der Kolben 42 ist mit dem Ventilschaft 17 verbunden. Das Bezugszeichen 44 in den Figuren bezeichnet eine Dichtung zwischen dem Kolben 42 und dem Ventilschaft 17.
  • Zwischen dem Kolben 42 und der Trennwand 18 ist eine Druckkammer 45 ausgebildet, die mit einem Steueranschluss 46 verbunden ist, der sich zur Seitenwand des Zylindergehäuses hin öffnet. Der Raum 47 auf der Rückseite des Kolbens 42 ist zwar mit einem Deckel 48 abgedeckt, jedoch kann er über eine im Deckel 48 vorgesehene Öffnung 48a nach außen entlüftet werden.
  • Wenn nun der Steueranschluss 46 nach außen hin geöffnet und die Druckkammer 45 entlüftet wird, dann wird der Ventilkörper 15, wie in der linken Hälfte von 1 dargestellt, aufgrund der Federkraft der Rückstellfeder 31 gegen den Ventilsitz 14 gedrückt, und der Ventilsitz 14 wird durch die Ventildichtung 16 verschlossen. In dieser Situation ist der Ventilkörper 15 aufgrund des Koppelmechanismuses 3 mit einem Freiheitsgrad in Verkippungsrichtung versehen, so dass eine Verkippung zwischen dem Ventilkörper 15 und dem Ventilschaft 17 durch diesen Freiheitsgrad kompensiert wird und der Ventilkörper 15 bzw. die Ventildichtung 16 über den gesamten Umfang hinweg mit gleichmäßiger Kraft gegen den Ventilsitz 14 gedrückt wird. Folglich wird der Ventilsitz verlässlich abgedichtet, so dass Gaslecks nicht auftreten können.
  • Wenn hingegen der Druckkammer 45 über den Steueranschluss 46 Steuerluft zugeführt wird, dann wird der Kolben 42, wie in der rechten Hälfte der 1 gezeigt, gehoben, so dass der Ventilschaft 17 und der Ventilkörper 15 angehoben werden, die Ventildichtung 16 wird von dem Ventilsitz 14 entfernt und der Ventilsitz 14 wird freigegeben. Dadurch, dass die Federaufnahme 30 an den unteren Rand der Schaftführung 19 stößt, wird der Ventilschaft 17 bzw. der Ventilkörper 15 in dieser Position gehalten, wodurch die maximale geöffnete Position festgelegt wird.
  • Der Kolben 42 ist mit einem Stopperring 50 und einer Arretierungshalterung 51 am Ventilschaft 17 befestigt. Das heißt, die ringförmige Arretierungshalterung 51 ist in entlang des Ventilschafts 17 beweglicher Weise auf den Ventilschaft 17 gepasst, und zwar an einer Position, die nahe dem Schaftende auf der rückwärtigen Seite des Kolbens 42 ist. Gleichzeitig ist ein ringförmiger Stopperring 50, der aus einem harten Material wie z. B. Metall gefertigt ist, fest am Ventilschaft 17 befestigt, und zwar an einer Position, die näher am Schaftende ist als die der Arretierungshalterung 51. Dadurch, dass die Rückseite des Kolbens 42 gegen die mit dem Stopperring 50 arretierte Arretierungshalterung 51 stößt und arretiert wird, wird der Kolben 42 am Ventilschaft 17 befestigt. Folglich können die Arretierungshalterung 51 und der Kolben 42 von dem Ventilschaft 17 entfernt werden, indem der Stopperring 50 gelöst wird.
  • Somit ist die Struktur, mit der der Kolben 42 am Ventilschaft 17 befestigt ist, einfacher als bei einer Befestigung mit einer Mutter, so dass der Vorteil besteht, dass das Zusammensetzen oder das Auseinandernehmen bei der Wartung simpler sind und kein Lösen der Verschraubung während des Betriebs auftreten kann.
  • KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
  • 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Vakuumventils nach der vorliegenden Erfindung, wobei die linke Hälfte den vollkommen geschlossenen Zustand zeigt und die rechte Hälfte den vollkommen geöffneten Zustand zeigt.
  • 2 zeigt eine Vergrößerung eines Teils von 1.
  • 3 zeigt eine Querschnittsansicht der Balgbaugruppe 4.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Hauptventilabschnitt
    2
    Zylinderabschnitt
    3
    Koppelmechanismus
    4
    Balgbaugruppe
    10
    Ventilgehäuse
    11
    erster Hauptanschluss
    11a
    erste Strömungswegöffnung
    12
    zweiter Hauptanschluss
    12a
    zweite Strömungswegöffnung
    13
    Ventilkammer
    14
    Ventilsitz
    15
    Ventilkörper
    15a
    Vorderseite
    16
    Ventildichtung
    17
    Ventilschaft
    18
    Trennwand
    19
    Schaftführung
    20
    Dichtung
    21
    Verschleißring
    22
    Ausnehmung
    22a
    Innengewinde
    23
    Koppelanschlussstück
    23a
    Außengewinde
    24
    Koppelschaftstück
    25a, 25b
    Koppelloch
    26
    Koppelbolzen
    27a, 27b
    Aussparung
    30
    Federaufnahme
    31
    Rückstellfeder
    32
    Mittelloch
    32a
    Rand
    32b
    Lochabschnitt
    33
    Stopperring
    34
    Befestigungsnut
    35
    Balg
    36
    Halterung
    37
    Luftloch
    40
    Zylindergehäuse
    41
    Kolbenkammer
    42
    Kolben
    43, 44
    Dichtung
    45
    Druckkammer
    46
    Steueranschluss
    47
    Raum
    48a
    Öffnung
    48
    Deckel
    50
    Stopperring
    51
    Arretierungshalterung
    L
    Achslinie

Claims (2)

  1. Vakuumventil, gekennzeichnet durch einen Hauptventilabschnitt (1) mit einem tellerartigen Ventilkörper (15), welcher einen Strömungsweg zwischen zwei Hauptanschlüssen (11, 12) öffnet und schließt, und einen Zylinderabschnitt (2) mit einem Kolben (42), welcher den Ventilkörper (15) betätigt, wobei der Hauptventilabschnitt (1) aufweist: eine Ventilkammer (13), in welcher die zwei Hauptanschlüsse (11, 12) jeweils über eine Strömungswegöffnung (11a, 12a) miteinander verbunden sind; einen Ventilsitz (14), welcher in der Ventilkammer (13) so angeordnet ist, dass er die zum einen Hauptanschluss (11) führende Strömungswegöffnung (11a) umgibt; einen Ventilkörper (15), welcher so innerhalb der Ventilkammer (13) angeordnet ist, dass er den Ventilsitz (14) öffnen und schließen kann; einen Ventilschaft (17), dessen eines Ende über einen Koppelmechanismus (3) mit dem Ventilkörper (15) gekoppelt ist, und dessen anderes Ende an den Kolben (42) des Zylinderabschnittes (2) gekoppelt ist; eine Federaufnahme (30), welche am Ventilschaft (17) befestigt ist; und eine Rückstellfeder (31), deren Federkraft über die Federaufnahme (30) in der Richtung wirkt, in der der Ventilsitz (14) vom Ventilkörper (15) verschlossen wird; wobei der Ventilkörper (15) nur durch den Koppelmechanismus (3) mit dem Ventilschaft (17) gekoppelt, und der Ventilkörper (15) durch den Koppelmechanismus (3) mit einem Freiheitsgrad in Richtung einer Verkippung gegenüber der Achslinie (L) des Ventilschafts (17) versehen ist, wobei der Koppelmechanismus (3) aufweist: ein hohlzylindrisches Koppelanschlussstück (23), welches am Ventilkörper (15) befestigt ist; ein säulenförmiges Koppelschaftstück (24), welches am vorderen Ende des Ventilschafts (17) gebildet ist und in das Koppelanschlussstück (23) gepasst ist; ein Koppelloch (25a, 25b), welches in radialer Richtung das Koppelanschlussstück (23) und das Koppelschaftstück (24) durchdringt; und ein Koppelbolzen (26), welcher in das Koppelloch (25a, 25b) eingeführt ist und das Koppelschaftstück (24) und das Koppelanschlussstück (23) miteinander koppelt; wobei jeweils zwischen dem Koppelanschlussstück (23) und dem Koppelschaftstück (24) sowie zwischen dem Koppelloch (25a) im Koppelschaftstück (24) und dem Koppelbolzen (26) Aussparungen (27a, 27b) zur Schaffung des Freiheitsgrades vorgesehen sind; wobei ein ringförmiger Stopperring (33) am Ventilschaft (17) um eine Position nahe dem Koppelschaftstück (24) befestigt ist und die Federaufnahme (30) ein Mittelloch (32) aufweist, aufgrund dessen die Federaufnahme (30) in Richtung der Achslinie (L) verschiebbar auf den Ventilschaft (17) gepasst ist, wobei die Arretierposition am Stopperring (33) die Position ist, an der die Federaufnahme am Ventilschaft befestigt ist, und die Federaufnahme (30), wenn der Ventilkörper (15) den Ventilsitz (14) vollkommen freigibt, an einen unteren Rand einer hohlzylindrischen Schaftführung (19) stößt, in welcher der Ventilschaft (17) gleitend läuft, sodass die Federaufnahme (30) als ein die maximal geöffnete Position festlegender Stopper funktioniert.
  2. Vakuumventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federaufnahme (30) weiterhin als Sicherheitselement dient, welches verhindert, dass sich der Koppelbolzen (26) löst, wobei die Federaufnahme (30) so ausgebildet ist, dass sie ein Verschieben des Koppelbolzens (26) in axialer Richtung unterbindet, indem sie in der Befestigungsposition, in der sie am Stopperring (33) anliegt, die beiden axialen Enden des Koppelbolzens (26) umgibt.
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