-
Die
Erfindung betrifft ein Vakuumventil umfassend einen Ventilkörper mit
einer eine Längsachse
aufweisenden Ventilöffnung
und einem die Ventilöffnung
umgebenden Ventilsitz, eine Ventilplatte, die von einer Offenstellung,
in der sie die Ventilöffnung freigibt, über eine
Zwischenstellung, in der sie die Ventilöffnung überdeckt, vom Ventilsitz aber
abgehoben ist, in eine am Ventilsitz anliegende Schließstellung
und von der Schließstellung über die
Zwischenstellung in die Offenstellung verstellbar ist, eine die Ventilplatte
tragende Ventilstange, eine Quer-Antriebseinheit, mittels der die
Ventilplatte in eine quer zur Längsachse
der Ventilöffnung
liegende Quer-Verstellrichtung
von ihrer Offenstellung in ihre Zwischenstellung und entgegen der
Quer-Verstellrichtung
von ihrer Zwischenstellung in ihre Offenstellung verstellbar ist,
und eine Längs-Antriebseinheit,
mittels der die Ventilplatte in eine parallel zur Längsachse
der Ventilöffnung
liegende Längs-Verstellrichtung
von ihrer Zwischenstellung in ihre Schließstellung und entgegen der
Längs-Verstellrichtung
von ihrer Schließstellung
in ihre Zwischenstellung verstellbar ist.
-
Ein
derartiges Ventil ist beispielsweise aus der
US 2004/0079915 A1 bekannt.
An der von der Quer-Antriebseinheit in achsialer Richtung verschiebbaren
Ventilstange ist ein Tragkörper
angebracht, an dem die Längs-Antriebseinheit
zum Andrücken
der Ventilplatte an den Ventilsitz angeordnet ist. In einer Ausführungsform
ist am Tragkörper
auf der gegenüberliegenden
Seite der Ventilplatte eine Stützplatte
gehalten, welche mittels Kolben-Zylinder-Einheiten an die Innenwand
des Ventilkörpers andrückbar ist,
um die Reaktionskraft der Ventilplatte aufzunehmen. Diese Ausbildung
ist relativ kompliziert mit den damit verbundenen Kosten und führt zu einer
relativ großen
Bauweise. In einer anderen Ausführungsform
kann die Andrückplatte
auch entfallen, wobei die Reaktionskraft der Ventilplatte von der
Ventilstange aufgenommen werden muss oder die Ventilstange entsprechend
elastisch sein muss, so dass der Tragkörper an die dem Ventilsitz
gegenüberliegende
Innenwand des Ventilkörpers
angedrückt
werden kann.
-
Ein
weiteres Ventil der eingangs genannten Art ist aus der
US 6,561,484 B2 bekannt.
An der Ventilstange ist entweder eine Tragplatte angebracht, die eine
Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, mittels der die Ventilplatte an
den Ventilkörper
angedrückt
wird, oder an der Ventilstange ist die Ventilplatte angebracht,
die eine Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, mittels der eine Stützplatte
an eine dem Ventilsitz gegenüberliegende
Innenwand des Ventilkörpers
angedrückt
wird, wobei die Ventilplatte gegen den Ventilsitz verschoben wird.
Ein ähnliches
Vakuumventil ist auch aus der
US 6,561,483 B2 bekannt.
-
Weitere
Vakuumventile, bei denen die Ventilplatte mittels Kolben-Zylinder-Einheiten
relativ zu einem an der Ventilstange angebrachten Tragkörper verschiebbar
ist, sind aus der
US 6,056,266 und
der
US 6,899,316 B2 bekannt.
-
Beim
aus der
US 6,431,518
B1 hervorgehenden Vakuumventil ist die Ventilplatte an
einer Ventilstange angebracht, die ebenfalls mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit
zwischen einer die Ventilöffnung freigebenden
und einer die Ventilöffnung überdeckenden,
vom Ventilsitz aber abgehobenen Stellung verstellbar. Der Zylinder
dieser Kolben-Zylinder-Einheit ist um eine rechtwinklig zur Längsachse
der Ventilstange und rechtwinklig zur Längsachse der Ventilöffnung ausgerichtete
Achse verschwenkbar. Durch Verschwenkung dieses Zylinders mittels
einer weiteren Antriebseinheit, die beispielsweise ebenfalls als Kolben-Zylinder-Einheit
ausgebildet sein kann, wird die Ventilplatte an den Ventilsitz angedrückt.
-
Die
US 6,776,394 B2 zeigt
ein Pendelventil, bei dem in der Schließstellung der Ventilplatte
diese zusätzlich
mittels Stößeln an
den Ventilsitz angedrückt
wird, die von Kolben betätigt
werden, welche in Zylinderbohrungen des Ventilkörpers verschiebbar gelagert
sind.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Vakuumventil der eingangs genannten Art
bereitzustellen, bei dem eine Anlage der Ventilplatte am Ventilsitz
ohne eine Verbiegung der Ventilstange ermöglicht wird, wobei die Konstruktion
dennoch einfach ist, und bei dem eine parallele Anlage der Ventilplatte
am Ventilsitz erreicht wird. Erfindungsgemäß gelingt dies durch ein Vakuumventil
mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
-
Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung, bei
der die Quer-Antriebseinheit gegenüber dem Ventilkörper parallel
zur Längs-Verschieberichtung verschiebbar
geführt
ist, können
ein exakt paralleles Anfahren der Ventilplatte an den Ventilsitz,
eine weitgehende Spielfreiheit der Ventilplatte und eine hohe Torsionssteifigkeit
erreicht werden.
-
Ein
erfindungsgemäßes Vakuumventil
kann einen einfachen und kostengünstigen
Aufbau aufweisen.
-
Die
erfindungsgemäße Konstruktion
ermöglicht
eine platzsparende Ausbildung.
-
Weiters
kann bei einem erfindungsgemäßen Vakuumventil
außerhalb
des Vakuumbereichs durch eine Erfassung der Position der Quer-Antriebseinheit detektiert
werden, ob sich die Ventilplatte in ihrer Schließstellung oder in ihrer Zwischenstellung
befindet.
-
In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist die Führungseinrichtung
zur verschiebbaren Führung
der Quer-Antriebseinheit gegenüber dem
Ventilkörper
als Parallelogrammführung
ausgebildet.
-
Vorzugsweise
ist für
die Quer-Antriebseinheit ein Anschlag vorhanden, an den die Quer-Antriebseinheit in
der Zwischenstellung der Ventilplatte mittels eines Andrückelements,
beispielsweise mittels eines Federelements, angedrückt ist,
und von dem die Quer-Antriebseinheit in der Schließstellung der
Ventilplatte abgehoben ist. Dieses Andrückelement kann dazu dienen,
die Ventilplatte von ihrer Schließstellung in ihre Zwischenstellung
zu verschieben.
-
In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist die Ventilplatte direkt an der Ventilstange angebracht
und weist Stößel auf,
die mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit an eine dem Ventilsitz
gegenüberliegende
Innenwand des Ventilkörpers
angedrückt
werden können,
um die Ventilplatte von ihrer Zwischenstellung in ihre Schließstellung
zu verschieben und an den Ventilsitz anzudrücken.
-
Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand
der beiliegenden Zeichnung erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine
schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
eines Vakuumventils gemäß der Erfindung,
in der Schließstellung
der Ventilplatte;
-
2 einen
schematischen Schnitt entlang der Linie A-A von 1;
-
3 einen 2 entsprechenden
Schnitt, aber in der Zwischenstellung der Ventilplatte;
-
4 einen 2 entsprechenden
Schnitt, aber in der Offenstellung der Ventilplatte;
-
5 eine
Schrägsicht
eines Führungsteils zur
verschiebbaren Führung
der Querantriebseinheit;
-
6 und 7 Querschnitte
durch das Führungsteil
aus 5 in einer Grundstellung und in einer ausgelenkten
Stellung;
-
8 und 9 Querschnitte
entsprechend 6 und 7 einer
modifizierten Ausführungsform
des Führungsteils;
-
10 und 11 Querschnitte
entsprechend 6 und 7 einer
weiteren Ausführungsform
des Führungsteils;
-
12 und 13 Querschnitte
entsprechend 6 und 7 einer
weiteren Ausführungsform
des Führungsteils;
-
14 und 15 Querschnitte
entsprechend 6 und 7 einer
weiteren Ausführungsform
des Führungsteils;
-
16 einen
schematischen Schnitt einer Führungseinrichtung
für die
Quer-Antriebseinheit mit einem modifizierten Andrückelement;
-
17 bis 19 schematische
Längsmittelschnitte
einer modifizierten Herausführung
(= Durchführung)
der Ventilstange aus dem Vakuumbereich des Ventilkörpers, in
der Offenstellung, Zwischenstellung und Schließstellung der Ventilplatte;
-
20 einen
vergrößerten Längsmittelschnitt
durch das Kippelement der Durchführung;
-
21 bis 23 Längsmittelschnitte
entsprechend den 17 bis 19 einer
weiteren modifizierten Durchführung;
-
24 bis 26 schematische
Schnittdarstellungen einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumventils,
in der Offenstellung, Zwischenstellung und Schließstellung
der Ventilplatte;
-
27 und 28 schematische
Schnittdarstellungen einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumventils
in der Schließstellung
und Zwischenstellung der Ventilplatte (Schnittlinie B-B von 30);
-
29 einen
vergrößerten Ausschnitt
des Vakuumventils im Bereich der Führungseinrichtung für die Quer-Antriebseinheit;
-
30 eine
schematische Ansicht des Vakuumventils gemäß dieser Ausführungsform.
-
Ein
erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den 1 bis 7 schematisch
dargestellt. Das Vakuumventil weist einen Ventilkörper 1 auf,
der im gezeigten Ausführungsbeispiel
gehäuseartig
ausgebildet ist. Gegenüberliegende
Wände 2, 3 werden
von einer Eintrittsöffnung,
die eine Ventilöffnung 4 bildet,
und einer Austrittsöffnung 5 durchsetzt. Die
Ventilöffnung 4 wird
von einem Ventilsitz 6 umgeben, der von einer Dichtfläche an der
Innenseite der Wand 2 gebildet wird.
-
Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
fallen die Längsachse 10 der
Ventilöffnung
und die Längsachse
der Austrittsöffnung 5 zusammen,
wie dies bevorzugt ist.
-
Im
Innenraum 7 des Ventilkörpers 1,
der einen Vakuumbereich des Vakuumventils bildet, ist eine Ventilplatte 8 angeordnet.
In der Schließstellung der
Ventilplatte 8 ist diese an den Ventilsitz 6 angedrückt, wobei
eine Dichtung 9 der Ventilplatte am Ventilsitz 6 anliegt.
-
Beispielsweise
könnte
die Dichtung 9 auch am Ventilsitz 6 angeordnet
sein und an der Ventilplatte 8 eine Dichtfläche zum
Zusammenwirken mit dieser Dichtung vorgesehen sein.
-
In
der in 4 dargestellten Offenstellung der Ventilplatte 8 gibt
diese die Ventilöffnung 4 frei. Das
Schließen
des Vakuumventils erfolgt ausgehend von der Offenstellung der Ventilplatte 8 über eine
in 3 dargestellte Zwischenstellung, in der die Ventilplatte 8 die
Ventilöffnung 4 überdeckt
(in Richtung der Längsachse 10 der
Ventilöffnung 4 gesehen), vom
Ventilsitz 6 aber abgehoben ist. Umgekehrt wird beim Öffnen des
Vakuumventils die Ventilplatte 8 von der Schließstellung
zunächst
in die Zwischenstellung und in der Folge in die Offenstellung überführt.
-
Die
Verstellung der Ventilplatte 8 zwischen der Offenstellung
und der Zwischenstellung erfolgt quer, insbesondere rechtwinklig,
zur Längsachse 10 der
Ventilöffnung 4.
Die Verstellung der Ventilplatte 8 zwischen der Zwischenstellung
und der Schließstellung
erfolgt parallel zur Längsachse 10 der
Ventilöffnung 4.
-
Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Ventilplatte 8 direkt am Ende einer Ventilstange 11 angebracht.
Zur Verstellung der Ventilplatte 8 zwischen der Offenstellung
und der Zwischenstellung wird die Ventilstange 11 mittels
einer außerhalb
des Vakuumbereichs des Vakuumventils liegenden Quer-Antriebseinheit 12 in
ihrer achsialen Richtung in und entgegen der Quer-Verstellrichtung 16 verschoben.
Die Ventilstange 11 liegt parallel zur Quer-Verstellrichtung 16.
Zur Verstellung der Ventilplatte 8 zwischen ihrer Zwischenstellung
und ihrer Schließstellung
in und entgegen der Längs-Verstellrichtung 17 dient
eine Längs-Antriebseinheit 13.
-
Die
Quer-Antriebseinheit 12 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel
von einer Kolben-Zylinder-Einheit
gebildet mit einem Kolben 14, an dem die Ventilstange 11 angebracht
ist und der in einem Zylinder 15 verschiebbar ist. Beispielsweise
kann der Kolben 14 in Form eines doppeltwirkenden Kolbens ausgebildet
sein. Auch die Verwendung eines einfach-wirkenden Kolbens in Verbindung
mit einer Federbeaufschlagung des Kolbens in die andere Verstellrichtung
ist denkbar und möglich.
Die Beaufschlagung des Kolbens 14 erfolgt durch ein Druckgas,
beispielsweise Druckluft oder unter Druck stehendem Stickstoff.
Druckluft-Anschlüsse 53, 54 sind in
den 2 bis 4 schematisch angedeutet.
-
Auch
in anderer Weise ausgebildete Quer-Antriebseinheiten 12 sind
denkbar und möglich,
wobei der Antrieb beispielsweise auch durch einen Elektromotor erfolgen
kann.
-
Die
Quer-Antriebseinheit 12 ist gegenüber dem Ventilkörper 1 parallel
zur Längs-Verstellrichtung
durch eine Führungseinrichtung 18 verschiebbar
geführt,
die im gezeigten Ausführungsbeispiel
in Form einer Parallelogrammführung
ausgebildet ist. Die Führungseinrichtung 18 weist
beidseitig der Ventilstange jeweils ein plattenförmiges Führungsteil 19 auf,
welches jeweils um eine erste Achse 20 verschwenkbar mit
dem Zylinder 15 der Quer-Antriebseinheit 12 und
um eine zweite Achse 21 verschwenkbar mit dem Ventilkörper 1 verbunden
ist. Die erste und die zweite Achse 20, 21 liegen
rechtwinklig zur Quer-Verstellrichtung 16 und rechtwinklig
zur Längs-Verstellrichtung 17.
Eine Ebene, die die beiden ersten Achsen 20 durchsetzt,
und eine Ebene, die die beiden zweiten Achsen 21 durchsetzt,
liegen jeweils rechtwinklig zur Quer-Verstellrichtung 16.
Die Führungsteile 19 liegen
parallel zueinander.
-
Die
Achsen 20, 21 können beispielsweise von Folienscharnieren
gebildet werden, wie dies in den 5 bis 7 dargestellt
ist. Hierzu besitzt eine Platte 22 beispielsweise durch
einseitige nutartige Vertiefungen 23, 24 gebildete
Querschnittsverjüngungen.
Diese grenzen das im Bereich zwischen den Vertiefungen 23, 24 sich
erstreckende Führungsteil 19 von
beidseitig anschließenden
Befestigungsflanschen 25, 26 ab, mit denen die
Platte 22 einerseits am Zylinder 15, andererseits
am Ventilkörper 1 angeschraubt
wird. Die Platte 22 kann beispielsweise aus einem Metallblech,
z. B. Aluminiumblech bestehen. Auch eine Ausbildung aus Kunststoff,
z. B. faserverstärktem
Kunststoff, ist denkbar und möglich.
-
Die
Ventilstange 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels eines
Balges 27 abgedichtet und hierbei in die Quer-Verstellrichtung 16 und
in die Längs-Verstellrichtung 17 verschiebbar
aus dem den Vakuumbereich bildenden Innenraum 7 des Ventilkörpers 1 herausgeführt. Endstücke 28, 29 des
Balges 27 sind mit dem Ventilkörper 1 bzw. mit der
Ventilstange 11 vakuumdicht verbunden.
-
Zur
Ausbildung der Längs-Antriebseinheit 13 kann
beispielsweise wie dargestellt die Ventilplatte 8 gehäuseartig
ausgebildet sein und einen Innenraum 30 aufweisen, in welchem
mindestens ein Kolben 31 verschiebbar ist. Am Kolben 31 sind
Stößel 32 angebracht,
die zumindest in einer Aktivstellung des Kolbens 31 (vgl. 2)
aus dem Innenraum 30 der Ventilplatte 8 durch
entsprechende Öffnungen
herausragen. In dieser Aktivstellung des Kolbens 31 stützen sich
die Stößel 32 an
der den Ventilsitz 6 gegenüberliegenden Innenseite der
Wand 3 ab und drücken
die Ventilplatte 8 an den Ventilsitz 6 an. In
der Passivstellung des Kolbens 31 (3 und 4)
sind die Stößel 32 dagegen von der Wand 3 abgehoben.
-
Der
Kolben 31 könnte
beispielsweise im Bereich seines Umfangs gegenüber der Innenwand einer Zylinderbohrung
der Ventilplatte 8 mittels einer umfänglichen Dichtung abgedichtet
sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
sind zur Abdichtung von Arbeitsräumen 33, 34 wie
schematisch dargestellt Membrandichtungen 35, 36 vorhanden.
Diese weisen einen starren mittleren Abschnitt, der an der jeweiligen
Innenwand der Ventilplatte 8 anliegt, und einen flexiblen
Randabschnitt auf, der jeweils am Kolben 31 abgedichtet
angebracht ist. Mittels Druckgaskanäle 37, 38 können die
Arbeitsräume 33, 34 mit Druckgas,
beispielsweise Druckluft oder unter Druck stehendem Stickstoff beaufschlagt
werden. Die Druckgaskanäle 37, 38 erstrecken
sich durch die Ventilstange 11 und sind in diesem Abschnitt
ihres Verlaufs in den 2 bis 4 durch
strichlierte Linien angedeutet.
-
Die
Herausführung
der Stößel 32 aus
dem Innenraum 30 erfolgt bevorzugterweise in abgedichteter
Weise, beispielsweise mittels Membranen 39.
-
Die
mittleren Abschnitte der Membrandichtungen 35, 36 sind
mittels eines Zapfens 42 an den Innenraum 30 begrenzende
Wände der
Ventilplatte 8 angedrückt.
Der Zapfen 42 kann auch zur verschiebbaren Führung des
Kolbens 31 dienen.
-
Weiters
ist außerhalb
des Vakuumbereichs ein Andrückelement 40 vorhanden,
welches mit der Quer-Antriebseinheit 12 zusammenwirkt.
Im Ausführungsbeispiel
gemäß den 1 bis 7 wird
das Andrückelement 40 von
einer Feder gebildet wird. In der Passivstellung des Kolbens 31 (3 und 4) drückt das
Andrückelement 40 die
Quer-Antriebseinheit 12 an einen Ventilkörper-festen
Anschlag 41 an.
-
Wenn
das Vakuumventil ausgehend von der Offenstellung der Ventilplatte 8 geschlossen
werden soll, so wird die Ventilplatte 8 zunächst mittels
der Quer-Antriebseinheit 12 in die Quer-Verstellrichtung 16 von ihrer
Offenstellung (4) in ihre Zwischenstellung
(3) verstellt. Hierbei befindet sich der Kolben 31 in
seiner Passivstellung und die Quer-Antriebseinheit 12 ist
vom mindestens einen Andrückelement 40 an
den Anschlag 41 angedrückt.
In der Folge wird der Kolben 31 in seine Aktivstellung
verstellt, wobei die Stößel 32 zur
Anlage an die Innenseite der Wand 3 kommen und die Ventilplatte 8 mitsamt der
Ventilstange 11 und der Quer-Antriebseinheit 12 in die Längs-Verstellrichtung 17 verschieben.
Hierbei wird die Quer-Antriebseinheit 12 vom
Anschlag 41 abgehoben.
-
Zum Öffnen des
Vakuumventils wird der Kolben 31 in seine Passivstellung
verstellt, wobei das mindestens eine Andrückelement 40 die Quer-Antriebseinheit 12 und
zusammen mit dieser die Ventilstange 11 und die Ventilplatte 8 entgegen
der Längs-Verstellrichtung 17 verschiebt,
bis die Quer-Antriebseinheit 12 am Anschlag 41 anliegt.
Damit ist die Zwischenstellung der Ventilplatte 8 erreicht und
in der Folge wird die Ventilplatte 8 mittels der Quer-Antriebseinheit 12 in
ihre Offenstellung verschoben.
-
Vorzugsweise
ist mindestens ein Sensor 43 zur Erfassung der Position
der Quer-Antriebseinheit 12 vorhanden, wobei dieser mindestens
eine Sensor 43 außerhalb
des Vakuumbereichs des Vakuumventils angeordnet ist und günstigerweise
direkt mit der Quer-Antriebseinheit 12 zusammenwirkt. Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
ist ein solcher Sensor 43 vorhanden, durch den durch Anfahren
des Zylinders 15 an den Sensor 43 erfasst wird,
wenn sich die Ventilplatte 8 in ihrer Schließstellung
befindet. In der Schließstellung
der Ventilplatte 8 darf die Quer-Antriebseinheit 12 nicht betätigt werden.
-
Die 8 bis 15 zeigen
weitere Möglichkeiten
zur um Achsen 20, 21 verschwenkbaren bzw. biegbaren
Verbindung eines plattenförmigen Führungsteils 19 mit
der Quer-Antriebseinheit 12 und dem Ventilkörper 1.
Beim Ausführungsbeispiel
gemäß den 8 und 9 (Darstellung
im unverschwenkten und verschobenen Zustand) sind an der Platte 22 von
beiden Oberflächen
her nutartige Vertiefungen 23, 24 eingebracht.
Bei den Ausführungsformen
der 10 und 11 bzw. 12 und 13 sind
die Vertiefungen 23, 24 V-förmig ausgebildet (an einer
oder an beiden Seiten der Platte). Bei der Ausführungsform gemäß den 14 und 15 wird
das Führungsteil 19 von
einer durchgehenden entsprechend flexiblen Platte ohne Vertiefungen
gebildet. Durch die Verwendung von zwei parallelen in dieser Form
ausgebildeten Führungsteilen 19 wird durch
die Ausbildung von Biegestellen in den Führungsteilen 19 ebenfalls
eine Parallelführung
erreicht.
-
16 zeigt
eine weitere mögliche
Ausbildungsform für
das Andrückelement 40.
In dieser Ausführungsform
ist das Andrückelement 40 in
Form einer Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet, durch welche die
Quer-Antriebseinheit 12 an den Anschlag 41 angedrückt werden
kann. Vorzugsweise wird der Kolben 44 wiederum durch ein
Druckgas beaufschlagt. Der Kolben 44 ist hier als einfach-wirkender
Kolben ausgeführt.
-
Die 17 bis 19 zeigen
eine weitere mögliche
Ausbildungsform einer Herausführung
der Ventilstange 11 aus dem Vakuumbereich des Vakuumventils.
An der Ventilstange 11 ist das eine Endstück 28 eines
Balges 27 vakuumdicht angebracht. Das andere Endstück 29 des
Balges 27 wird von einem Befestigungsteil 45 an
der Quer-Antriebseinheit 12 unverschiebbar zu dieser gehalten.
Beispielsweise kann das Befestigungsteil 45 hülsenförmig ausgebildet
sein. Zwischen dem Endstück 29 und
dem Ventilkörper 1 verläuft ein
Kippelement 46, welches eine konische Form aufweist und
in beiden Endabschnitten äußere umlaufende
Dichtwülste 47, 48 aufweist. Diese
liegen an Dichtflächen
des Endstücks 29 und des
Ventilkörpers 1 an.
Bei einer Verschiebung der Quer-Antriebseinheit 12 gegenüber dem
Ventilkörper 1 in
die Längs-Verstellrichtung 17 verkippt
das Kippelement 46 um eine rechtwinklig zur Längs-Verstellrichtung 17 und
rechtwinklig zur Quer-Verstellrichtung 16 liegende
Achse.
-
Bei
der in den 21 bis 23 dargestellten
Durchführung
für die
Ventilstange 11 ist gegenüber der in den 17 bis 19 dargestellten
Ausführungsform
der Balg 27 durch ein Schiebedichtele ment 49 für die Ventilstange 11 ersetzt.
Die Ventilstange 11 ist gegenüber dem Schiebedichtelement 49 in
achsialer Richtung verschiebbar mittels einer an der Ventilstange 11 umfänglich anliegenden
Dichtung 50 des Schiebedichtelements 49 abgedichtet.
Das Schiebedichtelement 49 ist wiederum durch ein Befestigungsteil 45 mit
der Quer-Antriebseinheit 12 verbunden und mittels eines
Kippelements 46 gegenüber
dem Ventilkörper 1 in
die Längs-Verstellrichtung 17 verschiebbar.
Der Vakuumbereich des Vakuumventils erstreckt sich durch das Kippelement 46 bis zum
Schiebedichtelement 49.
-
Beim
Ausführungsbeispiel
gemäß den 24 bis 26 ist
die Längs-Antriebseinheit 13 vollständig außerhalb
des Vakuumbereichs des Vakuumventils angeordnet. Die Längs-Antriebseinheit 13 wirkt
direkt auf die Quer-Antriebseinheit 12 ein, um diese in
die Längs-Verstellrichtung 17 und
entgegen der Längs-Verstellrichtung 17 gegenüber dem Ventilkörper 1 zu
verschieben. Damit wird auch die Ventilstange 11 und mit
dieser die Ventilplatte 8 in die Längs-Verstellrichtung 17 verschoben.
-
Die
Längs-Antriebseinheit 13 kann
in diesem Fall beispielsweise von einer Kolben-Zylinder-Einheit gebildet
werden. Wenn die Ventilplatte 8 von der Quer-Antriebseinheit 12 in
ihre Zwischenstellung verstellt worden ist, kann die Ventilplatte 8 mittels
dieser Kolben-Zylinder-Einheit in die Längs-Verstellrichtung 17 verschoben
und in ihre Schließstellung
verbracht werden. Ebenso erfolgt die Rückstellung von der Schließstellung
in die Zwischenstellung mit dieser Kolben-Zylinder-Einheit. Der Kolben 51 der
Kolben-Zylinder-Einheit kann beispielsweise wie dargestellt als
einfach-wirkender Kolben 51 ausgebildet sein, der in die
Längs-Verstellrichtung 17 wirkt,
wobei die entgegengesetzte Verschiebung des Kolbens durch eine Feder 52 erfolgt.
Auch die Verwendung eines doppelt-wirkenden Kolbens kann vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist der Kolben wiederum druckgasbeaufschlagt.
-
Eine
solche Ausführung
eignet sich insbesondere für
Anwendungen, bei denen die Ventilplatte 8 nur durch einen
Differenzdruck beaufschlagt wird, der die Ventilplatte 8 an
den Ventilsitz 6 andrückt.
Es muss daher in der Schließstellung
der Ventilplatte 8 keine sehr hohe Schließkraft wirken,
mit der die Ventilplatte 8 an den Ventilsitz 6 angedrückt wird.
Vakuumventile, die nur für
einen in eine Richtung wirkenden Differenzdruck ausgelegt sind,
werden auch als ”Türen” bezeichnet.
Solche Türen
können
beispielsweise zur Abdichtung einer Öffnung in einer Wand einer
Vakuumkammer eingesetzt werden. Auch Öffnungen in Rohrleitungen können durch
solche Türen abgedichtet
werden, wenn der Differenzdruck nur in eine Richtung wirkt. Je nach
konkreter Anwendung muss der Ventilkörper 1 auch nicht
gehäuseartig
ausgebildet sein, wobei insbesondere die Wand 3 und eine
abgedichtete Herausführung
für die
Ventilstange 11 entfallen können.
-
Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den 27 bis 30 dargestellt.
Die Führungseinrichtung 18 zur
verschiebbaren Führung der
Quer-Antriebseinheit 12 gegenüber dem Ventilkörper 1 ist
bei diesem Ausführungsbeispiel
in Form einer Kugelumlaufführung
ausgebildet.
-
Beispielsweise
könnte
die Führungseinrichtung 18 auch
in Form einer Gleitführung
ausgebildet sein.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung könnte
an der Ventilstange 11 auch ein gehäuseartiger Trägerkörper angeordnet
sein, der die Ventilplatte in die Längs-Verstellrichtung verstellbar
trägt. Der
Trägerkörper könnte hierbei
mit einer die Längsantriebseinheit
ausbildenden Kolben-Zylinder-Einheit ausgestattet sein, wobei die
Ventilplatte an einer Kolbenstange dieser Kolben-Zylinder-Einheit
oder an am Kolben angebrachten Stößeln befestigt ist. Beispielsweise
könnte
die Ausbildung des Trägerkörpers grundsätzlich analog
zur in den 2 bis 4 dargestellten
Ausbildung der Ventilplatte sein, wobei die Ventilplatte an den
Stößeln 32 befestigt
ist. Die Ventilöffnung
würde sich
dann in der Wand 3 des Ventilkörpers 1 befinden und
der Ventilsitz 6 an der Innenseite der Wand 3 im
die Ventilöffnung
umgebenden Bereich angeordnet sein. Wenn sich die Ventilplatte beim
Verstellen in die Längs-Verstellrichtung an
den Ventilsitz anlegt, so wird in der Folge der Trägerkörper zusammen
mit der Ventilstange 11 und der Quer-Antriebseinheit 12 entgegen
der Verstellrichtung verschoben, bis sich der Trägerkörper am Ventilkörper 1 zur
Aufnahme der Reaktionskraft abstützen
kann.
-
- 1
- Ventilkörper
- 2
- Wand
- 3
- Wand
- 4
- Ventilöffnung
- 5
- Austrittsöffnung
- 6
- Ventilsitz
- 7
- Innenraum
- 8
- Ventilplatte
- 9
- Dichtung
- 10
- Längsachse
- 11
- Ventilstange
- 12
- Quer-Antriebseinheit
- 13
- Längs-Antriebseinheit
- 14
- Kolben
- 15
- Zylinder
- 16
- Quer-Verstellrichtung
- 17
- Längs-Verstellrichtung
- 18
- Führungseinrichtung
- 19
- Führungsteil
- 20
- erste
Achse
- 21
- zweite
Achse
- 22
- Platte
- 23
- Vertiefung
- 24
- Vertiefung
- 25
- Befestigungsflansch
- 26
- Befestigungsflansch
- 27
- Balg
- 28
- Endstück
- 29
- Endstück
- 30
- Innenraum
- 31
- Kolben
- 32
- Stößel
- 33
- Arbeitsraum
- 34
- Arbeitsraum
- 35
- Membrandichtung
- 36
- Membrandichtung
- 37
- Druckgaskanal
- 38
- Druckgaskanal
- 39
- Membran
- 40
- Andrückelement
- 41
- Anschlag
- 42
- Zapfen
- 43
- Sensor
- 44
- Kolben
- 45
- Befestigungsteil
- 46
- Kippelement
- 47
- Dichtwulst
- 48
- Dichtwulst
- 49
- Schiebedichtelement
- 50
- Dichtung
- 51
- Kolben
- 52
- Feder
- 53
- Druckluft-Anschluss
- 54
- Druckluft-Anschluss