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Die Erfindung bezieht sich auf ein Vakuumventil umfassend ein Ventilgehäuse mit einer Ventilöffnung die eine Achse aufweist, einen die Ventilöffnung umgebenden Ventilsitz, der einen ersten Sitz-Hauptabschnitt und einen zweiten Sitz-Hauptabschnitt aufweist, welche in Richtung der Achse der Ventilöffnung gegeneinander versetzt angeordnet sind und welche durch erste und zweite Sitz-Verbindungsabschnitte miteinander verbunden sind, ein Verschlussglied , das in eine Schließrichtung , die winklig zur Achse der Ventilöffnung steht, von einer Offenstellung, in der die Ventilöffnung freigegeben ist, in eine Schließstellung, in der die Ventilöffnung abgedichtet ist, und entgegen der Schließrichtung von der Schließstellung in die Offenstellung geradlinig verschiebbar ist, mindestens eine am Verschlussglied angeordnete umfangsgeschlossene Dichtung , welche den ersten und zweiten Sitz-Hauptabschnitten und den ersten und zweiten Sitz-Verbindungsabschnitten zugeordnete erste und zweite Dichtungs-Hauptabschnitte und erste und zweite Dichtungs-Verbindungsabschnitte aufweist und welche in einer Nut verläuft, die im Querschnitt gesehen von zwei Seitenwänden und einer Bodenwand begrenzt ist, wobei der erste Dichtungs-Hauptabschnitt an einer bezogen auf die Schließrichtung vorderen Stirnfläche des Verschlussgliedes angeordnet ist und einen Mittelteil aufweist, in welchem die Dichtung geradlinig verläuft.
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in Vakuumanlagen, in welchen Bänder, insbesondere aus einem Folienmaterial, bearbeitet werden, die von einer Rolle abgerollt und nach der Bearbeitung auf eine Rolle aufgerollt werden, besteht das Problem, dass die Rollen nach ihrem vollständigen Abwickeln bzw. Aufwickeln ausgetauscht werden müssen. Hierzu werden sie in eigenen Vakuumkammern angeordnet, welche von den Vakuumkammern, in denen die Bearbeitungen durchgeführt werden, durch Ventile abtrennbar sind. Es kann hierbei ein Schließen des Ventils gegen das Material des durchlaufenden Bandes durchgeführt werden. Dadurch kann vermieden werden, dass die gesamte Vakuumanlage beim Auswechseln der jeweiligen Rolle geflutet werden muss. Als Vakuumventil wird hierzu üblicherweise ein Schrägsitzventil eingesetzt, bei welchem zum Schließen des Vakuumventils ein Verschlussglied geradlinig gegen einen schräg zur Achse der Ventilöffnung stehenden Sitz geführt wird. Ein Nachteil besteht hierbei u.a. darin, dass das Material des Bandes beim Schließen des Ventils abgebogen wird.
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Vakuumventile der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus der
US 4 809 950 A ,
US 4 881 717 A ,
US 5 909 867 A und
US 6 685 163 B2 bekannt. Diese Ventile weisen einen einfachen Aufbau auf, sind schnell durch eine nur geradlinige Bewegung des Verschlussglieds (im Gegensatz zu beispielsweise L-förmigen Bewegungen des Verschlussglieds bei anderen Ventiltypen) schließ- und öffenbar, wobei dennoch Querkräfte auf die Dichtung beim Schließen des Verschlussglieds vermieden werden, und setzen beim Schließ- und Öffnungsvorgang relativ wenige Teilchen frei.
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Bei diesen Vakuumventilen ist die Dichtung üblicherweise am Verschlussglied angeordnet und wird im geschlossenen Zustand des Vakuumventils gegen eine Dichtfläche am Sitz des Vakuumventils angedrückt. Meist ist die Dichtung an das Verschlussglied anvulkanisiert, wodurch der Wartungsaufwand nach Verschleiß der Dichtung erhöht wird. Eine in einer Nut des Verschlussglieds angeordnete, in Form eines O-Rings ausgebildete Dichtung ist für diese Art von Ventil ebenfalls bereits bekannt.
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Ein weiteres Ventil der eingangs genannten Art geht aus der
US 2009/ 0 026 717 A1 hervor. Ein solches Ventil dient speziell beim Einsatz in Vakuumanlagen zur Herstellung von Halbleitern und zur Herstellung von LCD-Displays als Transferventil.
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Aus der
JP S60- 70 293 A geht eine Vakuumtür hervor, bei welcher am Verschlussglied oder am Ventilsitz erste und zweite umfangsgeschlossene Dichtungen angeordnet sind, die in einer gemeinsamen Nut liegen. Zwischen den Dichtungen befindet sich eine Klemmleiste. Diese bildet somit für jede der beiden Dichtungen eine Seitenwand der Nut, in welcher die jeweilige Dichtung liegt.
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Bei dem vorbekannten, in Bandbeschichtungsanlagen eingesetzten Schrägsitzventil sind zur besseren Abdichtung, wenn das Ventil gegen ein durchgeführtes Band geschlossen wird, sowohl stirnseitig am Verschlussglied als auch am Ventilsitz jeweils eine umfangsgeschlossene Dichtung angeordnet. Wenn das Ventil ohne durchgeführtes Band geschlossen wird, so sind die Dichtungen am Verschlussglied und am Ventilsitz aneinander angepresst. Wenn das Ventil mit einem durch die Ventilöffnung durchgeführten Band geschlossen wird, so sind Abschnitte der Dichtungen beidseitig an das Band angedrückt. Die Breite des Bandes ist hierbei geringer als die Erstreckung der umfangsgeschlossenen Dichtungen, so dass beidseitig neben dem Band liegende Abschnitte der Dichtungen aneinander angedrückt sind.
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Aus der JP H06- 34 369 Y2 geht eine Vakuumbeschichtungsanlage für Bänder hervor, wobei das Band durch eine jeweilige Dichtungsanordnung in eine Prozesskammer hinein und aus der Prozesskammer heraus geführt wird. Die jeweilige Dichtungsanordnung weist in Bandrichtung versetzte Dichtungen auf, wobei jeweils gegenüberliegende, an beide Seiten des Bandes anpressbare Dichtungen vorhanden sind. Die Dichtungen sind schlauchartig ausgebildet und um die Dichtungen an das Band anzupressen, wird ein Fluid in die Dichtungen gefüllt.
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Bei statischen Dichtungen, durch welche zwei Teile eines Ventilsgehäuses eines Vakuumventils abgedichtet miteinander verbunden werden, ist es bereits bekannt geworden, die Dichtung in einer Nut anzuordnen, bei der eine der beiden Seitenwände der Nut von einer Klemmleiste gebildet wird, die an das die Dichtung aufweisende Teil des Ventilgehäuses angeschraubt ist, Durch eine solche Konstruktion konnte früher die Ausbildung einer hinterschnittenen Nut zur Halterung eines O-Rings vereinfacht werden. Mit heutigen CNC-Fräsmaschinen ist die Ausbildung einer hinterschnittenen Nut in einem massiven Teil ohne Weiteres durchführbar, so dass die Ausbildung mit einer Klemmleiste aufwendiger und teurer ist.
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Bei einem Schieberventil, bei dem zwei Ventilteller des Verschlussgliedes im geschlossenen Zustand des Vakuumventils auseinandergespreizt sind, um an den Tellern gehaltene Dichtungen an gegenüberliegende, die Ventilöffnungen umgebende Dichtflächen anzudrücken, ist weiters eine Ausbildung der Ventilteller aus gebogenen Blechteilen bekannt geworden. Am jeweiligen Ventilteller ist ein O-Ring zwischen einem abgebogenen Rand des Ventiltellers und einem ringförmigen, im Querschnitt gebogen ausgeführten Halteelement eingeklemmt, welches durch Punktschweißungen mit dem Ventilteller verbunden ist. in dieser Weise ist eine den O-Ring haltende Nut bei einem aus einem gebogenen Blech bestehenden Ventilteller ausgebildet worden.
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Aus der
US 6 899 316 B2 geht ein Vakuumventil hervor, bei dem eine Ventilplatte, ausgehend 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 an den Ventilsitz angedrückte Schließstellung verfahren wird. Zur Verstellung zwischen der Offenstellung und der Zwischenstellung dient ein erster Antrieb, der eine die Ventilplatte tragende Trägereinheit gradlinig verschiebt. Zur Verstellung zwischen der Zwischenstellung und der Schließstellung dient mindestens eine von der Trägereinheit ausgebildete Kolben-Zylinder-Einheit, wobei ein Kolben in einer Zylinderausnehmung der Trägereinheit verschiebbar ist.
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Die Kolbenstange, welche die Ventilplatte trägt, ist durch erste und zweite Dichtungen gegenüber der Trägereinheit abgedichtet, um den in den Zylinderraum zur Verstellung der Ventilstange eingebrachten gegenüber Atmosphärendruck erhöhten Überdruck zuverlässig gegenüber dem Vakuumbereich des Vakuumventils abzudichten. In den von den beiden Dichtungen eingeschlossenen Raum mündet ein Kanal, der mit Atmosphäre verbunden ist oder evakuierbar ist, wodurch die Sicherheit der Abdichtung gegenüber den im Zylinderraum vorliegenden Überdruck noch verbessert wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Vakuumventil zum Einsatz in Vakuumanlagen zur Bearbeitung von Bändern bereit zu stellen, wobei das Vakuumventil auch schließbar und die Ventilöffnung abdichtbar ist, wenn durch die Ventilöffnung ein Band durchgeführt ist.
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Erfindungsgemäß gelingt dies durch ein Vakuumventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Beim Vakuumventil der Erfindung ist mindestens eine am Verschlussglied angeordnete umfangsgeschlossene Dichtung vorgesehen, die über einen ersten Teilbereich ihrer Längserstreckung, welcher im Mittelteil des ersten Dichtungs- Hauptabschnitts liegt, von einer Klemmleiste geklemmt ist. Diese Klemmleiste ist am Verschlussglied festgelegt, vorzugsweise mit dem Verschlussglied verschraubt, und bildet eine der beiden Seitenwände der Nut aus, in der die Dichtung verläuft. Über einen zweiten Teilbereich ihrer Längserstreckung verläuft die Dichtung durch eine Nut, von der die beiden Seitenwände und die Bodenwand gemeinsam vom Verschlussglied gebildet werden, also ohne dass eine separate Klemmleiste vorgesehen ist.
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Wenn das Vakuumventil geschlossen wird, wobei ein Band durch die Ventilöffnung verläuft, so ist die Dichtung zumindest über einen Teil über den Mittelteil des ersten Dichtungs-Hauptabschnitts verlaufende Längserstreckung an das Band angedrückt. Insbesondere bei erhöhten Temperaturen des Bandes kann es zu einer gewissen Verklebung der Dichtung am Band kommen. Durch die Klemmung der Dichtung im ersten Teilbereich ihrer Längserstreckung mittels der Klemmleiste wird hierbei einem Herausreißen der Dichtung aus der Nut, wenn das Vakuumventil wieder geöffnet wird, entgegengewirkt. Durch ein solches Herausreißen würde es insbesondere beim nächsten Schließen des Vakuumventils zu einer Beschädigung der Dichtung und zu erforderlichen Wartungsarbeiten kommen.
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Durch die Ausbildung einer insgesamt im Verschlussglied ausgebildeten Nut im zweiten Teilbereich der Längserstreckung der Dichtung wird der insgesamte Herstellungs- und Montageaufwand verringert.
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Vorzugsweise erstreckt sich der erste Teilbereich der Längserstreckung der Dichtung, in welchem die Klemmung der Dichtung mit der Klemmleiste erfolgt, über mehr als zwei Drittel der Längserstreckung des Mittelteils des ersten Dichtungs-Hauptabschnitts, besonders bevorzugt über mehr als 90% dieser Längserstreckung. Eine effektive Sicherung der Dichtung in der Nut im Mittelteil des ersten Dichtungs- Hauptabschnitts kann dadurch erreicht werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Dichtung nur im ersten Teilbereich ihrer Längserstreckung, der im Mittelteil des ersten Dichtungs-Hauptabschnitts liegt, von einer Klemmleiste geklemmt ist und dass sich die Dichtung ansonsten durch eine insgesamt im Verschlussglied ausgebildete Nut (also ohne separate Klemmleiste) erstreckt, d. h. sich der zweite Teilbereich der Längserstreckung der Dichtung erstreckt sich über die gesamte restliche Längserstreckung (abgesehen vom ersten Teilbereich) der Dichtung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind am Verschlussglied im, vorzugsweise konstanten, Abstand zueinander erste und zweite umfangsgeschlossenen Dichtungen angeordnet. Die Dichtungen weisen jeweils zu den ersten und zweiten Sitz-Hauptabschnitten und zu den ersten und zweiten Sitz-Verbindungsabschnitten gehörige erste und zweite Dichtungs-Hauptabschnitte und erste und zweite Dichtungs-Verbindungsabschnitte auf und verlaufen in einer jeweiligen Nut. Beide Dichtungen sind über einen ersten Teilbereich ihrer Längserstreckung, welcher jeweils im Mittelteil des ersten Dichtungs-Hauptabschnittes liegt, von einer Klemmleiste geklemmt, die am Verschlussglied festgelegt ist, vorzugsweise an dieses angeschraubt ist. Die Klemmleiste bildet jeweils eine der beiden Seitenwände der Nut aus. Vorteilhafterweise ist für die beiden Dichtungen eine gemeinsame Klemmleiste vorgesehen, die zwischen den beiden Dichtungen liegt und benachbarte Seitenwände der Nuten ausbildet. Über eine zweiten Teilbereich der Längserstreckung der jeweiligen Dichtung wird die Nut, in der die Dichtung verläuft, insgesamt vom Verschlussglied ausgebildet, d. h. es ist dort keine Klemmleiste vorgesehen.
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Erfindungsgemäß ist für jede am Verschlussglied angeordnete umfangsgeschlossene Dichtung am Ventilsitz eine umfangsgeschlossene Sitz-Dichtung angeordnet, welche in der Schließstellung des Verschlussgliedes über ihre gesamte Längserstreckung an die zugehörige Dichtung am Verschlussglied angedrückt ist, wenn das Vakuumventil ohne ein durch die Ventilöffnung durchgeführtes Band geschlossen wird. Wenn das Verschlussglied gegen ein durch die Ventilöffnung durchgeführtes Band geschlossen wird, so sind die am Verschlussglied und am Sitz angeordneten Dichtungen über einen Teil ihrer Längserstreckung, über den das Band zwischen ihnen verläuft, von gegenüberliegenden Seiten her an die Oberfläche des Bandes angedrückt und im restlichen Bereich ihrer Längserstreckung aneinander angedrückt. Die Gefahr von Beschädigungen des Bandes wird dadurch verringert und die Abdichtung der Ventilöffnung kann dadurch beim Schließen des Ventils gegen ein durch die Ventilöffnung durchgeführtes Band verbessert werden.
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Vorteilhafterweise ist die mindestens eine am Ventilsitz angeordnete Sitz-Dichtung zumindest über einen Teil des Bereichs, in welchem sie in der Schließstellung des Verschlussgliedes ohne durch die Ventilöffnung durchgeführtes Band an den ersten Teilbereich der zugehörigen Dichtung am Verschlussglied angedrückt ist, von einer Klemmleiste geklemmt, welche eine der beiden Seitenwände der Sitz-Dichtungs-Nut bildet, in der die Sitz-Dichtung verläuft.
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Bei der Ausbildung, bei der am Verschlussglied und gegebenenfalls auch am Ventilsitz erste und zweite Dichtungen angeordnet sind, ist vorzugsweise mindestens ein Absaugkanal vorgesehen, durch den der zwischen den ersten und zweiten Dichtungen am Verschlussglied und/oder am Ventilsitz liegende Zwischenraum evakuierbar ist. Durch eine solche Zwischenabsaugung kann die Leckrate des Vakuumteils, insbesondere wenn das Verschlussglied gegen ein durch die Ventilöffnung durchgeführtes Band geschlossen wird, weiter verringert werden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. In dieser zeigen:
- 1 eine Schrägsicht eines Vakuumventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, im geschlossenen Zustand;
- 2 eine Ansicht des Vakuumventils von 1;
- 3 eine Ansicht entsprechend 2 im geöffneten Zustand des Vakuumventils;
- 4 eine Schrägsicht, bei der Teile des Vakuumventils (Teile des Ventilgehäuses und der Ventilsitz) weggelassen sind;
- 5 eine Schrägsicht aus einem anderen Blickwinkel, bei der Teile des Vakuumventils (Teile des Ventilgehäuses und das Verschlussglied) weggelassen sind;
- 6 einen Schnitt entlang der Linie AA von 2;
- 7 einen Schnitt entlang der Linie BB von 3;
- 8a bis 8d Schnitte entlang der Linie CC von 2 für verschiedene Ausführungsvarianten von Klemmleisten;
- 9 einen Schnitt entlang der Linie DD von 2;
- 10 einen Schnitt entlang der Linie EE von 2;
- 11 eine Darstellung analog 6 aber mit einem durch die Ventilöffnung durchgeführten Band, gegen das das Verschlussglied geschlossen ist;
- 12 eine schematische Darstellung einer Vakuumanlage zur Bearbeitung eines Bandes mit darin eingesetzten erfindungsgemäßen Ventilen,
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Ein Ausführungsbeispiel eines Vakuumventils gemäß der Erfindung zum Einsatz in Vakuumanlagen zur Bearbeitung von Bändern ist den 1 bis 11 dargestellt. Das Vakuumventil besitzt ein Ventilgehäuse 1, welches einen Durchgang bzw. eine Ventilöffnung 2 mit einer Achse 3 aufweist. Die Ventilöffnung 2 ist von einem Ventilsitz umgeben, der einen ersten Sitz-Hauptabschnitt 4 und einen zweiten Sitz-Hauptabschnitt 5 aufweist. Der erste und der zweite Sitz-Hauptabschnitt 4, 5 sind in Richtung der Achse 3 der Ventilöffnung 2 gegeneinander versetzt. Die Sitz-Hauptabschnitte 4, 5 liegen in voneinander beabstandeten Ebenen, die parallel zur Schließrichtung 8 beziehungsweise bevorzugterweise rechtwinklig zur Achse 3 ausgerichtet sind. An den auf einer Seite liegenden Enden ihrer Längserstreckung sind die ersten und zweiten Sitz-Hauptabschnitte 4, 5 durch einen ersten Sitz-Verbindungsabschnitt 6 und auf der anderen Seite der Enden ihrer Längserstreckung sind die ersten und zweiten Sitz-Hauptabschnitte 4, 5 durch einen zweiten Sitz-Verbindungsabschnitt 7 miteinander verbunden. Die ersten und zweiten Sitz-Verbindungsabschnitte 6, 7 weisen jeweils einen U-förmigen Verlauf auf.
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Das Ventilgehäuse 1 umfasst erste und zweite Wandteile 52, 53, die jeweils eine Öffnung zur Ausbildung des Durchgangs durch das Ventilgehäuse 1 aufweisen. Im Zwischenraum zwischen den Wandteilen 52, 53 befindet sich das im Folgenden beschriebene Verschlussglied 9. Der Ventilsitz ist an einem Sitzteil 54 angeordnet. Dieser ist mit anderen Teilen des Ventilgehäuses 1 starr verbunden, beispielsweise über Stangen 55 und Verbindungsbolzen 56. Der Sitzteil 54 kann somit auch als Teil des Ventilgehäuses 1 angesehen werden. Der Sitzteil 54 könnte auch einstückig mit einem Wandteil des Ventilgehäuses ausgebildet sein.
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Das Verschlussglied 9 des Vakuumventils ist ausgehend von einer Offenstellung, in der die Ventilöffnung 2 zumindest teilweise, vorzugsweise in Richtung der Achse 3 gesehen vollständig freigegeben ist (3 und 6), in eine Schließrichtung 8 in eine Schließstellung geradlinig verschiebbar, in der die Ventilöffnung abgedichtet ist (1, 2 und 7). Zum Öffnen des Vakuumventils wird das Verschlussglied 9 entgegen der Schließrichtung 8 von seiner Schließstellung in seine Offenstellung verfahren. Zum Verfahren dient in herkömmlicher Weise mindestens ein Antriebsteil 57, beispielsweise in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit, deren Kolbenstange mit dem Verschlussglied 9 verbunden ist.
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Die Schließrichtung 8 steht winklig zur Achse 3 der Ventilöffnung 2, vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig zur Achse 3 der Ventilöffnung 2, wobei durch den Begriff „im Wesentlichen“ in diesem Fall Abweichungen von der rechtwinkligen Anordnung von bis zu 25° erfasst sein sollen. Besonders bevorzugt ist eine rechtwinklige Anordnung, wie im gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Am Verschlussglied 9 sind erste und zweite umfangsgeschlossenen Dichtungen 10, 11 aus einem elastischen Material angeordnet, welche in ersten und zweiten Nuten 12, 13 verlaufen.
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Die erste und die zweite Dichtung 10, 11 weisen jeweils erste und zweite Dichtungs-Hauptabschnitte 14, 15 auf, die den ersten und zweiten Sitz-Hauptabschnitten 4, 5 zugeordnet sind, d. h. sie liegen in der Offenstellung des Verschlussgliedes 9, bezogen auf die Schließrichtung 8 dem ersten bzw. zweiten Sitz-Hauptabschnitt 4, 5 gegenüber und liegen in der Schließstellung des Verschlussgliedes 9, wenn kein Band 38 durch die Ventilöffnung 2 geführt ist, an Dichtflächen des ersten bzw. zweiten Sitz-Hauptabschnittes 4, 5 oder entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel und wie weiter unten beschrieben - an Abschnitten von Sitz-Dichtungen 28, 29 an, die über den ersten bzw. zweiten Sitz-Hauptabschnitt 4,5 verlaufen.
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Die ersten und zweiten Dichtungs-Hauptabschnitte 14, 15 der jeweiligen Dichtungen 10, 11 sind durch erste und zweite Dichtungs-Verbindungsabschnitte 16, 17 miteinander verbunden. Die ersten und zweiten Dichtungs-Verbindungsabschnitte 16, 17 sind den ersten und zweiten Sitz-Verbindungsabschnitten 6, 7 zugeordnet, d. h. sie liegen in der Offenstellung des Verschlussgliedes 9 den Sitz-Verbindungsabschnitten 6, 7 bezogen auf die Schließrichtung 8 gegenüber und sie liegen in der Schließstellung des Verschlussgliedes 9, wenn kein Band 38 durch die Ventilöffnung 2 geführt ist, an Dichtflächen des ersten bzw. zweiten Sitz-Verbindungsabschnittes 6, 7 bzw. an jeweiligen Abschnitten von Sitz-Dichtungen an, die über die Sitz-Verbindungsabschnitte verlaufen.
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Die ersten Dichtungs-Hauptabschnitte 14 der ersten und zweiten Dichtung 10, 11 liegen in parallelen, voneinander beabstandeten Ebenen. Die zweiten Dichtungs-Hauptabschnitte 15 der ersten und zweiten Dichtung 10, 11 liegen in parallelen, voneinander beabstandeten Ebenen. Die Ebenen der ersten Dichtungs-Hauptabschnitte 14 und die Ebenen der zweiten Dichtungs-Hauptabschnitte 15 liegen parallel zueinander. Diese Ebenen liegen parallel zur Schließrichtung 8 und vorzugsweise rechtwinklig zur Achse 3.
Die ersten und zweiten Dichtungs-Verbindungsabschnitte 16, 17 weisen jeweils einen U-förmigen oder einen halbkreisförmigen oder einen anderen um 180° umgebogenen Verlauf auf.
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Die zweite Dichtung 11 wird von der ersten Dichtung 10 über ihren gesamten Umfang umgeben.
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Der erste Dichtungs-Hauptabschnitt 14 liegt, bezogen auf die Schließrichtung 8, weiter vorne als der zweite Dichtungs-Hauptabschnitt 15. Der erste Dichtungs-Hauptabschnitt 14 verläuft über eine, bezogen auf die Schließrichtung vordere Stirnfläche 18 des Verschlussgliedes 9. Der erste Dichtungs-Hauptabschnitt 14 weist einen Mittelteil 19 auf, in welchem die Dichtung 10 geradlinig und rechtwinklig zur Schließrichtung verläuft. Über den Verlauf des Mittelteils 19 weist die vordere Stirnfläche 18 in die Schließrichtung 8.
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An den Mittelteil 19 des ersten Dichtungs-Hauptabschnitts 14 schließen beidseitig Seitenteile 20, 21 an, über welche der Mittelteil 19 des ersten Dichtungs-Hauptabschnitts 14 mit dem jeweiligen Dichtungs-Verbindungsabschnitt 16, 17 verbunden ist. In den Seitenteilen 20, 21 verläuft die jeweilige Dichtung 10, 11 schräg zur Schließrichtung 8 (also unter einem Winkel zwischen der parallelen und rechtwinkligen Ausrichtung), vorzugsweise in einem Winkelbereich von 30° bis 60° zur Schließrichtung 8.
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Die ersten und zweiten Nuten 12, 13 sind im Querschnitt gesehen (vgl. 8a - d, 9 und 10) von zwei Seitenwänden 24, 24'; 25 und einer Bodenwand 26 begrenzt. Die Dichtungen 10, 11 sind in den Nuten 12, 13jeweils durch Formschluss gehalten. Die erste und zweite Nut 12, 13 weisen hierzu eine hinterschnittene Form auf.
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Die Dichtungen 10, 11 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel in Form von O-Ringen ausgebildet, weisen also einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Nuten 12, 13 umgeben die Dichtungen 10, 11 über mehr als die Hälfte ihres Umfangs, um sie in der Nut 12, 13 durch Formschluss zu halten.
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Über einen ersten Teilbereich 22 ihrer Längserstreckung, der innerhalb des Mittelteils des ersten Dichtungs-Hauptabschnitts 14 liegt, ist die jeweilige Dichtung 10, 11 von einer Klemmleiste 23 geklemmt. Die Klemmleiste 23 ist am Verschlussglied 9 durch Schrauben 27 befestigt. Die Klemmleiste 23 bildet die eine Seitenwand 24' der jeweiligen Nut 12, 13. Die andere Seitenwand 25 und die Bodenwand 26 werden vom Material des Verschlussgliedes 9 gebildet.
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Für die beiden Dichtungen 10, 11 ist im Ausführungsbeispiel eine gemeinsame Klemmleiste 23 vorgesehen, wie dies bevorzugt ist. Die Klemmleiste 23 liegt zwischen den beiden Dichtungen 10, 11 und bildet die benachbarten Seitenwände 24' der beiden Nuten 12, 13. Möglich wäre auch eine Ausbildung mit einer separaten Klemmleiste 23 für jede Dichtung 10, 11.
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Der Mittelteil 19 des ersten Dichtungs-Hauptabschnitts 14 verläuft in Richtung der Breitenerstreckung der Ventilöffnung 2, welche mehr als dreimal größer als die rechtwinklig hierzu stehende Höhenerstreckung ist. Die Breiten- und Höhenerstreckung stehen jeweils rechtwinklig zur Achse 3. Vorzugsweise erstreckt sich der Mittelteil 19 des ersten Dichtungs-Hauptabschnitts 14 über mindestens 90% der Breitenerstreckung der Ventilöffnung 2. Zur sicheren Halterung der jeweiligen Dichtung 10, 11 in der jeweiligen Nut 12, 13 im Bereich des Mittelteils 19 erstreckt sich der erste Teilbereich 22 vorteilhafterweise über mehr als zwei Drittel der Längserstreckung des Mittelteils 19, vorzugsweise über mehr als drei Viertel der Längserstreckung des Mittelteils 19,
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Über einen zweiten Teilbereich der Längserstreckung der jeweiligen Dichtung 10, 11 sind die Nuten 12, 13 insgesamt im Verschlussglied 9 ausgebildet, d. h. es werden die beiden Seitenwände 24, 25 und die Bodenwand 26, von denen die jeweilige Nut 12, 13 begrenzt ist, gemeinsam bzw. materialeinstückig vom Verschlussglied 9 gebildet (vgl. 9 und 10). Die Seiten- und Bodenwände 24, 25, 26 sind im zweiten Teilbereich im Querschnitt gesehen durchgehend ausgebildet, also ohne Unterbrechungen z. B. durch aneinander angrenzende Teile oder Materialien. Hierbei können die Seiten- und Bodenwände 24, 25, 26 wie dargestellt, kontinuierlich aneinander anschließen. Beispielsweise kann die jeweilig Nut 12, 13 im Querschnitt gesehen insgesamt kreisbogenförmig ausgebildet sein.
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Der zweite Teilbereich wird im gezeigten Ausführungsbeispiel vom gesamten Bereich der Längserstreckung der jeweiligen Dichtung 10, 11, abgesehen vom im Mittelteil 19 des ersten Dichtungs-Hauptabschnittes 14 liegenden ersten Teilbereich 22 gebildet.
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Zwar ist eine Klemmung der jeweiligen Dichtung 10, 11 durch eine Klemmleiste zusätzlich zum ersten Teilbereich 22 auch in einem weiteren Teilbereich denkbar und möglich, bevorzugt ist aber eine solche Klemmung nur im ersten Teilbereich 22 vorgesehen.
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Am Ventilsitz sind erste und zweite umfangsgeschlossene Sitz-Dichtungen 28, 29 angeordnet, die einer jeweiligen, am Verschlussglied 9 angeordneten Dichtung 10, 11 zugeordnet sind. In der Schließstellung des Verschlussgliedes 9, wenn das Schließen nicht gegen ein durch die Ventilöffnung 2 durchgeführtes Band erfolgt (siehe die Beschreibung weiter unten), ist die am Verschlussglied 9 angeordnete erste Dichtung 10 über ihre gesamte Längserstreckung an die erste Sitz-Dichtung 28 angedrückt und die am Verschlussglied 9 angeordnete zweite Dichtung 11 ist über ihre gesamte Längserstreckung an die zweite Sitz-Dichtung 29 angedrückt. Die Sitz-Dichtungen 28, 29 sind somit korrespondierend zu den am Verschlussglied 9 angeordneten ersten und zweiten Dichtungen 10, 11 ausgebildet. In den Bereichen der Längserstreckung der jeweiligen am Verschlussglied 9 angeordneten Dichtung 10,11, in welcher diese ihre Dichtungs-Hauptabschnitte 14, 15 und ihre Dichtungs-Verbindungsabschnitte 16, 17 aufweist, weisen die Sitz-Dichtungen 28, 29 somit ebenfalls erste und zweite Dichtungs-Hauptabschnitte und erste und zweite Dichtungs-Verbindungsabschnitte auf. Im Bereich des Mittelteils 19 des ersten Dichtungs-Hauptabschnittes 14 der jeweiligen am Verschlussglied 9 angeordneten Dichtung 10, 11 weist die zugeordnete Sitz-Dichtung 28, 29 einen parallel zum Mittelteil 19 der jeweiligen Dichtung 10, 11 verlaufenden Mittelteil auf.
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Die ersten und zweiten Sitz-Dichtungen 28, 29 verlaufen in ersten und zweiten Sitz-Dichtungs-Nuten 30, 31. Eine jeweilige Sitz-Dichtungs-Nut 30, 31 ist im Querschnitt gesehen von zwei Seitenwänden 32, 32'; 33 und einer Bodenwand 34 begrenzt. Die Sitz-Dichtungen 28, 29 sind in den Sitz-Dichtungs-Nuten 30, 31 jeweils durch Formschluss gehalten. Die erste und zweite Sitz-Dichtungs-Nut 30, 31 weisen hierzu eine hinterschnittene Form auf.
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Die Sitz-Dichtungen 28, 29 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel in Form von O-Ringen ausgebildet, weisen also einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Sitz-Dichtungs-Nuten 30, 31 umgeben die Sitz-Dichtungen 28, 29 über mehr als die Hälfte ihres Umfangs, um sie in der Sitz-Dichtungs-Nut 30, 31 durch Formschluss zu halten.
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Eine jeweilige Sitz-Dichtung 28, 29 ist in einem ersten Teilbereich 35 ihrer Längserstreckung (vgl. 5), über welchen sie in der Schließstellung des Verschlussgliedes 9 durchgehend an den ersten Teilbereich 22 der ersten bzw. zweiten Dichtung 10, 11 angedrückt ist, wenn das Schließen des Verschlussgliedes 9 ohne ein durch die Ventilöffnung 2 geführtes Band 38 erfolgt, von einer Sitz-Dichtungs-Klemmleiste 36 geklemmt. Diese Sitz-Dichtungs-Klemmleiste 36 bildet die eine Seitenwand 32' der jeweiligen Sitz-Dichtungs-Nut 30, 31 und sichert die jeweilige Sitz-Dichtung 28, 29 formschlüssig gegen ein Herausziehen aus ihrer Sitz-Dichtungs-Nut 30, 31.
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Die Sitz-Dichtungs-Klemmleiste 36 ist am Ventilsitz durch Schrauben 51 befestigt.
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Vorzugsweise ist eine gemeinsame Sitz-Dichtungs-Klemmleiste36 zu Klemmung beider Sitz-Dichtungen 28, 29 vorgesehen, welche zwischen der ersten und zweiten Sitz-Dichtung 28, 29 angeordnet ist und die benachbarten Seitenwände 32' der Sitz-Dichtungs-Nuten 30, 31 bildet.
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In einem zweiten Teilbereich der Längserstreckung der jeweiligen Sitz-Dichtung 28, 29, welche vorzugsweise die gesamte restliche Längserstreckung der jeweiligen Sitz-Dichtung 28, 29, abgesehen vom ersten Teilbereich 35 ausmacht, ist die jeweilige Sitz-Dichtung 28, 29 nicht durch eine Klemmleiste geklemmt, sondern insgesamt im Sitzteil 54 ausgebildet, d. h. die Seitenwände 32, 33 und die Bodenwand 34, die die jeweilige Sitz-Dichtungs-Nut 30, 31 begrenzen, werden gemeinsam bzw. materialeinstückig vom Sitzteil 54 gebildet. Die Seitenwände 32, 33 und Bodenwände 34 der ersten und zweiten Sitz-Dichtungs-Nuten 30, 31 sind im zweiten Teilbereich im Querschnitt gesehen durchgehend ausgebildet, also ohne Unterbrechungen z. B. durch verschiedene aneinander angrenzende Teile oder Materialien. Hierbei können die Seiten- und Bodenwände 32, 33, 34, wie dargestellt, kontinuierlich aneinander anschließen. Beispielsweise kann die jeweilige Sitz-Dichtungs-Nut 30, 31 im Querschnitt gesehen insgesamt kreisbogenförmig ausgebildet sein.
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Die 8a bis 8d zeigen Beispiele für Ausbildungsmöglichkeiten der Klemmleiste 23 und Sitz-Dichtungs-Klemmleiste 36. Die von der Klemmleiste 23 bzw. Sitz-Dichtungs-Klemmleiste 36 ausgebildete Seitenwand 24' bzw. 32' kann unterschiedliche hinterschnittene Formen aufweisen, um die Dichtung 10, 11 bzw. Sitz-Dichtung 28, 29 formschlüssig gegen ein Herausziehen aus der Nut 12, 13 bzw. Sitz-Dichtungs-Nut 30, 31 zu sichern. Auch ein Teil der jeweiligen Bodenwand 26, 34 kann von der Klemmleiste 23 bzw. Sitz-Dichtungs-Klemmleiste 36 gebildet werden. Die jeweilige Dichtung 10, 11 bzw. Sitz-Dichtung 28, 29 wird oberhalb (bezogen auf die Richtung vom Boden der jeweiligen Nut zur Außenseite der jeweiligen Nut hin) der größten in Querrichtung der Nut 12, 13 bzw. Sitz-Dichtungs-Nut 30, 31 gemessenen Ausdehnung der jeweiligen Dichtung 10, 11 bzw. Sitz-Dichtung 28, 29 geklemmt. In den 8a bis 8d sind der Einfachheit halber die unverpressten Formen der Dichtungen 10, 11 bzw. Sitz-Dichtungen 28, 29 eingezeichnet (so dass sich Überlappungen mit der Klemmleiste 23 bzw. Sitz-Dichtungs-Klemmleiste 36 ergeben) tatsächlich sind diese Dichtungen aber gegenüber ihrem unverpressten Zustand entsprechend verformt.
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Durch die Form der durch die jeweilige Klemmleiste 23 bzw. Sitz-Dichtungs-Klemmleiste 36 gebildete Seitenwand 24', 32' wird ein Freiraum 37 zwischen der Seitenwand 24' bzw. 32' und der jeweiligen Dichtung 10, 11 bzw. Sitz-Dichtung 28, 29 ausgebildet, d. h. die Querschnittsfläche der Nut 12, 13 bzw. Sitz-Dichtungs-Nut 30, 31 ist größer als der innerhalb der Nut 12, 13 bzw. Sitz-Dichtungs-Nut 30, 31 liegende Teil der Querschnittsfläche der unverpressten Dichtung 10, 11 bzw. Sitz-Dichtung 28, 29. In diesen Freiraum hinein kann sich die jeweilige Dichtung 10, 11 bzw. Sitz-Dichtung 28, 29 ausdehnen, wenn diese beim Schließen des Verschlussgliedes 9 verpresst werden bzw. wenn sich diese aufgrund einer erhöhten Temperatur ausdehnen.
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In herkömmlicher Weise ist die Querschnittsfläche der jeweiligen Nut 12, 13 bzw. Sitz-Dichtungs-Nut 30, 31 auch im zweiten Teilbereich, in welchem keine Verklemmung durch eine Klemmleiste 23 bzw. Sitz-Dichtungs-Klemmleiste 36 erfolgt, größer als der innerhalb der Nut 12, 13 bzw. Sitz-Dichtungs-Nut 30, 31 liegende Teil der Querschnittsfläche der unverpressten Dichtung 10, 11 bzw. Sitz-Dichtung 28, 29 ausgebildet, um eine Ausdehnung der jeweiligen Dichtung 10, 11 bzw. Sitz-Dichtung 28, 29 zu ermöglichen, wenn das Verschlussglied 9 geschlossen wird. Die Querschnittsfläche der jeweiligen Nut 12, 13 bzw. Sitz-Dichtungs-Nut 30, 31 ist im jeweiligen ersten Teilbereich 22 bzw. 35 aber größer als im jeweiligen zweiten Teilbereich. Dadurch können ausreichend große Temperaturausdehnungen der jeweiligen Dichtung 10, 11 bzw. Sitz-Dichtung 28, 29 im ersten Teilbereich 22 bzw. 35 aufgenommen werden, wenn das Vakuumventil gegen ein durch die Ventilöffnung 2 durchgeführtes Band geschlossen wird, welches eine relativ hohe Temperatur aufweist.
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In den 1, 2, 6, 8a bis 8d, 9 und 10 ist der geschlossene Zustand des Vakuumventils ohne ein durch die Ventilöffnung 2 durchgeführtes Band dargestellt. In diesem Fall ist die erste Dichtung 10 an die erste Sitz-Dichtung 28 und die zweite Dichtung 11 an die zweite Sitz-Dichtung 29 über ihre gesamte jeweilige Längserstreckung angepresst.
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In 11 ist der geschlossene Zustand des Vakuumventils mit einem durch die Ventilöffnung 2 durchgeführten Band 38 in einer Darstellung analog 6 dargestellt. Das Band 38 liegt in einer rechtwinklig zur Schließrichtung 8 stehenden Ebene. Die erste und zweite Dichtung 10, 11 und die erste und zweite Sitz-Dichtung 28, 29 sind an die beiden Seitenflächen 39, 40 des Bandes 38 gegenüberliegend angepresst, und zwar über den Bereich der Breitenerstreckung der Ventilöffnung 2, über welchen sich das Band 38 erstreckt. In Bereichen neben dem Band 38 sind die erste Dichtung 10 und erste Sitz-Dichtung 28 und die zweite Dichtung 11 und zweite Sitz-Dichtung 29 wiederum aneinander angedrückt.
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Die Dicke des Bandes 38 ist vorzugsweise kleiner als 1 mm. Das Band 38 könnte auch als bandförmige Folie bezeichnet werden.
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Aus dem Schnitt von 10 ist ein durch das Ventilgehäuse verlaufender Absaugkanal 41 ersichtlich, durch den der Zwischenraum evakuierbar ist, der - wenn das Vakuumventil ohne durch die Ventilöffnung 2 durchgeführtes Band 38 geschlossen wird - zwischen dem gegenseitigen Anlagebereich zwischen der ersten Dichtung 10 und ersten Sitz-Dichtung 28 und dem gegenseitigen Anlagebereich zwischen der zweiten Dichtung 11 und zweiten Sitz-Dichtung 29 liegt. Wenn das Schließen des Vakuumventils gegen ein durch die Ventilöffnung 2 geführtes Band 38 erfolgt, so wird durch den Absaugkanal 41 der zwischen der ersten und zweiten Sitz-Dichtung 28, 29 liegende Zwischenraum abgesaugt, welche jeweils an der einen Seitenfläche 40 des Bandes 38 anliegen. Zur Absaugung des zwischen der ersten und zweiten Dichtung 10, 11 liegenden Zwischenraums, die jeweils an der anderen Seitenfläche 39 des Bandes 38 anliegen, kann mindestens ein durch das Verschlussglied 9 in diesen Zwischenraum mündender Absaugkanal vorgesehen sein. Durch eine Zwischenabsaugung zwischen der ersten und zweiten Sitz-Dichtung 28, 29 und/oder zwischen der ersten und zweiten Dichtung 10, 11 kann der Restfluss durch die Ventilöffnung 2 im geschlossenen Zustand des Vakuumventils verringert werden.
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In 12 ist schematisch eine Vakuumanlage dargestellt, die zur Bearbeitung eines Bandes 38 unter Vakuumbedingungen dient, beispielsweise zur Durchführung von Beschichtungen. Solche Vakuumanlagen werden beispielsweise bei der Herstellung von durch Beschichtung ausgebildete Solarzellen, LEDs oder OLEDs eingesetzt. Das Band 38 wird von einer ersten Rolle 42 abgerollt und nach der Bearbeitung auf eine zweite Rolle 43 aufgerollt. Es kann sich insbesondere um eine Folie in Bandform handeln. Das Band 38 wird zwischen der ersten und zweiten Rolle 42, 43 durch mindestens eine Vakuumkammer 44, 45, 46 geführt, in welcher ein Bearbeitungsschritt durchgeführt wird. Die Rollen 42, 43 sind in separaten Vakuumkammern 47, 48 angeordnet, die mit den anderen Vakuumkammern 44-46 jeweils über ein erfindungsgemäßes Vakuumventil 49 verbunden sind.
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Wenn der Vorrat des Bandes 38 in der Rolle 42 aufgebraucht ist, wird das Vakuumventil 49 gegen das durchgeführte Band 38 geschlossen und eine neue Rolle 42 wird eingesetzt, wobei der Anfang des Bandes dieser Rolle mit dem Ende des Bandes der vorigen Rolle verbunden wird. Die Vakuumkammer 47 wird abgepumpt und das Vakuumventil 49 wird geöffnet. In analoger Weise wird vorgegangen, wenn die Rolle 43 mit dem aufgerollten bearbeiteten Band gegen eine leere Rolle auszuwechseln ist. Eine Beflutung der Vakuumkammern 44-46 beim Wechseln der Rollen 42, 43 kann somit vermieden werden.
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Zwischen den Vakuumkammern 44-46, in welchen Bearbeitungsschritte ausgeführt werden, können lediglich Verbindungsstücke 50 angeordnet sein oder es können ebenfalls, zumindest teilweise, erfindungsgemäße Vakuumventile 49 angeordnet sein, sodass auch ein Service an einer dieser Vakuumkammern 44-46 ermöglicht wird, ohne das gesamte System zu fluten.
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Die Dichtungen 10,11 und Sitz-Dichtungen 28, 29 können beispielsweise auf Viton (FKM) oder aus einem anderen geeigneten elastischen Material, beispielsweise FFKM bestehen.
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Unterschiedliche Modifikationen des gezeigten Ausführungsbeispiels sind denkbar und möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. So könnte beispielsweise nur eine am Verschlussglied 9 angeordnete Dichtung und eine am Ventilsitz angeordneten Sitz-Dichtung vorgesehen sein, die im geschlossenen Zustand des Vakuumventils aneinander bzw. teilweise aneinander und von gegenüberliegenden Seiten her an ein durch die Ventilöffnung 2 durchgeführtes Band 38 angedrückt sind.
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Die mindestens eine Sitz-Dichtung 28, 29 könnte auch entfallen, wobei am Ventilsitz eine Dichtfläche angeordnet wäre, an welche die mindestens eine am Verschlussglied angeordnete Dichtung 10, 11 im geschlossenen Zustand des Vakuumventils über ihre gesamte Längserstreckung angedrückt wäre, wenn das Vakuumventil ohne ein durch die Ventilöffnung 2 durchgeführtes Band 38 geschlossen wird. Wenn das Vakuumventil mit einem durch die Ventilöffnung 2 durchgeführten Band 38 geschlossen wird, so würde das Band 38 in diesem Fall mit einer Seitenfläche 39 im Mittelteil 19 der mindestens einen Dichtung 10, 11 und mit der anderen Seitenfläche 40 an einem Mittelteil des ersten Sitz-Hauptabschnitts 4 anliegen.
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Die Dichtungen 10, 11 bzw. Sitz-Dichtungen 28, 29 könnten auch eine andere Querschnittsform als die eines O-Rings aufweisen. Die Nuten 12, 13 bzw. Sitz-Dichtungs-Nuten 30, 31 wären in ihrer Form entsprechend anzupassen, wobei die Dichtungen 10, 11 und Sitz-Dichtungen 28, 29 in den Nuten 12, 13 bzw. Sitz-Dichtungs-Nuten 30, 31 wiederum formschlüssig gehalten wären und hierbei zumindest im ersten Teilbereich von einer Klemmleiste 23 bzw. Sitz-Dichtungs-Klemmleiste 36 geklemmt wären.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ventilgehäuse
- 2
- Ventilöffnung
- 3
- Achse
- 4
- erster Sitz-Hauptabschnitt
- 5
- zweiter Sitz-Hauptabschnitt
- 6
- erster Sitz-Verbindungsabschnitt
- 7
- zweiter Sitz-Verbindungsabschnitt
- 8
- Schließrichtung
- 9
- Verschlussglied
- 10
- erste Dichtung
- 11
- zweite Dichtung
- 12
- erste Nut
- 13
- zweite Nut
- 14
- erster Dichtungs-Hauptabschnitt
- 15
- zweiter Dichtungs-Hauptabschnitt
- 16
- erster Dichtungs-Verbindungsabschnitt
- 17
- zweiter Dichtungs-Verbindungsabschnitt
- 18
- vordere Stirnfläche
- 19
- Mittelteil
- 20
- Seitenteil
- 21
- Seitenteil
- 22
- erster Teilbereich
- 23
- Klemmleiste
- 24, 24'
- Seitenwand
- 25
- Seitenwand
- 26
- Bodenwand
- 27
- Schraube
- 28
- erste Sitz-Dichtung
- 29
- zweite Sitz-Dichtung
- 30
- erste Sitz-Dichtungs-Nu
- 31
- zweite Sitz-Dichtungs-Nut
- 32,32'
- Seitenwand
- 33
- Seitenwand
- 34
- Bodenwand
- 35
- erster Teilbereich
- 36
- Sitz-Dichtungs-Klemmleiste
- 37
- Freiraum
- 38
- Band
- 39
- Seitenfläche
- 40
- Seitenfläche
- 41
- Absaugkanal
- 42
- Rolle
- 43
- Rolle
- 44
- Vakuumkammer
- 45
- Vakuumkammer
- 46
- Vakuumkammer
- 47
- Vakuumkammer
- 48
- Vakuumkammer
- 49
- Vakuumventil
- 50
- Verbindungsstück
- 51
- Schraube
- 52
- Wandteil
- 53
- Wandteil
- 54
- Sitzteil
- 55
- Stange
- 56
- Verbindungsbolzen
- 57
- Antrieb
