DE102014118643A1

DE102014118643A1 - Ventil und Vakuum-Substratbehandlungsanlage

Info

Publication number: DE102014118643A1
Application number: DE102014118643.5A
Authority: DE
Inventors: Christoph Kaiser; Thomas Rumberger; Markus Gehlert; Michael Hentschel
Original assignee: Von Ardenne GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2016-06-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil, umfassend ein rohrförmiges Gehäuse mit einem Gesamtquerschnitt und zwei Anschlussenden, das eine Passage für ein erstes fluides Medium bereitstellt, sowie ein in dem rohrförmigen Gehäuse angeordnetes, mit einem zweiten fluiden Medium befüllbares Absperrorgan, welches im nicht befüllten Zustand einen Teilquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses ausfüllt, der geringer ist als der Gesamtquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses, so dass ein Restquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses die Passage für das erste fluide Medium bildet, und welches im befüllten Zustand den Gesamtquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses ausfüllt, so dass eine Passage des ersten fluiden Mediums unterbunden ist, sowie eine Vakuum-Substratbehandlungsanlage mit einer von Kammerwänden begrenzten, evakuierbaren Anlagenkammer und einem derartigen Ventil.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Vakuum-Substratbehandlungsanlage gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 16.
Ventile sind in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt. Für die Verwendung in Vakuum-Substratbehandlungsanlagen sind insbesondere Klappenventile, Schieberventile und Walzenventile bekannt, um Substratpassagen zwischen angrenzenden Bereichen innerhalb der Anlagenkammer, durch die zu behandelnde Substrate bewegt werden, bedarfsweise zu öffnen oder zu schließen.
Bekannte Ventile, insbesondere wenn sie in Vakuumumgebungen oder/und unter hohen Temperaturen von beispielsweise 200 °C oder mehr oder/und in aggressiven Atmosphären eingesetzt werden sollen, haben eine Reihe von Nachteilen: Sie sind entweder mechanisch aufwendig, havarieanfällig, teuer oder für die Abtrennung zweier Bereiche stark unterschiedlicher Drücke nicht geeignet.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Ventil, insbesondere ein für Vakuumanwendungen unter hohen Temperaturen geeignetes Ventil anzugeben, das einfach aufgebaut, zuverlässig, kostengünstig und vakuumtauglich ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vakuum-Substratbehandlungsanlage anzugeben, die ein einfach aufgebautes, zuverlässiges, kostengünstiges und vakuumtaugliches Ventil aufweist, um die Anlagenkammer gesteuert zu entlüften oder zu belüften oder eine Druckdifferenz zwischen verschiedenen Bereichen innerhalb der Anlagenkammer aufrechtzuerhalten oder einen Druckausgleich zwischen verschiedenen Bereichen innerhalb der Anlagenkammer herzustellen.
Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Ventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und mit einer Vakuum-Substratbehandlungsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Vorgeschlagen wird daher ein Ventil, das ein rohrförmiges Gehäuse mit einem Gesamtquerschnitt und zwei Anschlussenden umfasst, welches eine Passage für ein erstes fluides Medium bereitstellt, sowie ein in dem rohrförmigen Gehäuse angeordnetes, mit einem zweiten fluiden Medium befüllbares Absperrorgan, welches im nicht befüllten Zustand einen Teilquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses ausfüllt, der geringer ist als der Gesamtquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses, so dass ein Restquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses die Passage für das erste fluide Medium bildet, und welches im befüllten Zustand den Gesamtquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses ausfüllt, so dass eine Passage des ersten fluiden Mediums unterbunden ist.
Mit anderen Worten wird ein Ventil vorgeschlagen, bei dem in einem rohrförmigen Gehäuse für den Durchlass eines ersten fluiden Mediums, also eines Gases oder einer Flüssigkeit, von einem ersten Anschlussende zu einem zweiten Anschlussende, oder umgekehrt, ein mit einem zweiten fluiden Medium, also einem Gas oder einer Flüssigkeit, befüllbares Absperrorgan, wie beispielsweise ein dehnbarer Schlauch oder Ballon, so angeordnet ist, dass das Ventil für das erste Medium grundsätzlich durchlässig ist, es sei denn, dass das Absperrorgan mit einem zweiten fluiden Medium, also einem Gas oder einer Flüssigkeit, befüllt wird, weil in diesem Fall das Absperrorgan durch das zweite Medium so aufgebläht wird, dass es mit der inneren Oberfläche des rohrförmigen Gehäuses in dichtenden Kontakt tritt und den Gesamtquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses vollständig ausfüllt, so dass eine Passage des ersten fluiden Mediums zwischen den beiden Anschlussenden auch bei großen Druckunterschieden zwischen den beiden Anschlussenden ausgeschlossen ist.
Ein Grundgedanke der Erfindung kann mithin darin erblickt werden, dass im Innern des Gehäuses des Ventils ein Absperrmittel angeordnet ist, dessen Größe oder/und Lage oder/und Länge durch Einleiten eines zweiten fluiden Mediums so beeinflusst wird, dass ein veränderlicher Strömungswiderstand für das fluide Medium entsteht.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung ist das Absperrorgan ein langgestreckter Schlauch oder Ballon aus einem elastischen Material, der sich in dem rohrförmigen Gehäuse im Wesentlichen parallel zur Mittelachse des rohrförmigen Gehäuses erstreckt. Dabei kann das Absperrorgan beispielsweise an der inneren Oberfläche des rohrförmigen Gehäuses angeordnet sein. Wird das Absperrorgan mit dem zweiten fluiden Medium befüllt, so dehnt es sich von der inneren Oberfläche des rohrförmigen Gehäuses her in den Restquerschnitt hinein aus, bis es rundum an der inneren Oberfläche des rohrförmigen Gehäuses anliegt und so den Gesamtquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses ausfüllt, so dass das Ventil geschlossen ist, d.h. das erste fluide Medium nicht mehr durch die Passage strömen kann.
Gemäß einer zweiten Ausgestaltung ist das Absperrorgan ein Ballon aus einem elastischen Material, der sich in dem rohrförmigen Gehäuse im Wesentlichen gleichmäßig ausdehnt. Dieses Absperrorgan kann beispielsweise nur punktuell an der inneren Oberfläche des rohrförmigen Gehäuses an einer Stelle angebracht sein, an der außen am Gehäuse ein Speiseanschluss angebracht ist. Diese Ausgestaltung ist besonders einfach auszuführen und daher nicht nur sehr kostengünstig, sondern auch hinsichtlich der Positionierung in einer Rohrleitung besonders flexibel.
Beispielsweise kann das Absperrorgan in einem Rohrbogen angeordnet sein, wobei das Absperrorgan bevorzugt an dessen kürzester Mantellinie befestigt ist und an dieser Stelle auch an der Außenseite des Rohrbogens ein Speiseanschluss zum Befüllen und Entleeren des Absperrorgans angeordnet ist. In ähnlicher Weise kann das Absperrorgan in einem beliebigen Schenkel eines T-Stücks einer Rohrleitung angeordnet sein. Diese Ausgestaltung ist auch deswegen besonders kostengünstig, da keine weiteren Bauteile, insbesondere keine gesondert anzufertigenden Formstücke und dergleichen, benötigt werden. Darüber hinaus können auf diese Weise jeder beliebige Rohrbogen und jedes beliebige T-Stück, die ohnehin in der Rohrleitung vorhanden sind, auf einfachste Weise zu einem Ventil aufgewertet werden.
Mit anderen Worten ist bei der ersten und zweiten Ausgestaltung das Absperrorgan so angeordnet, dass es die innere Oberfläche, d.h. eine Wand des Gehäuses auch im nicht befüllten Zustand, d.h. in der Öffnungsstellung des Ventils, berührt. In beiden Fällen dehnt sich das Absperrorgan von der Befestigungsstelle her in das Innere des Gehäuses so lange aus, bis es die innere Oberfläche des Gehäuses über den gesamten Umfang dichtend berührt, so dass die Passage für das erste fluide Medium versperrt ist.
In einer anderen Ausgestaltung ist das Absperrorgan ein endloser Schlauch, der sich in dem rohrförmigen Gehäuse ringförmig um die Mittelachse des rohrförmigen Gehäuses umlaufend erstreckt. Bei dieser Ausgestaltung ist das Absperrorgan ebenfalls an der inneren Oberfläche der Wand des Gehäuses angeordnet, wobei hier jedoch der gesamte, die Passage für das erste fluide Medium bildende Querschnitt des Gehäuses vom Absperrorgan umschlossen ist. Analog zu den beiden oben beschriebenen Ausgestaltungen können auch hier ein Speiseanschluss oder mehrere Speiseanschlüsse an der Außenseite des Gehäuses angebracht sein, durch die das Absperrorgan befüllt und entleert werden kann. Wird das Absperrorgan mit dem zweiten Medium befüllt, so schmiegt sich seine Außenseite an das Gehäuse an und dehnt sich zur Mittelachse des Gehäuses hin aus, bis der gesamte Querschnitt des Gehäuses durch das Absperrorgan verschlossen ist.
Bei dieser Ausgestaltung kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Absperrorgan in einer Halterung angeordnet ist, die durch eine ringförmig umlaufende Nut einer Wand des rohrförmigen Gehäuses gebildet ist. Unter einer Nut soll dabei ein ringförmiger Abschnitt des rohrförmigen Gehäuses mit vergrößertem Innendurchmesser verstanden werden, in den das als endloser Schlauch ausgebildete Absperrorgan eingelegt werden kann, um es in dem Gehäuse zu positionieren und gegen Verrutschen zu sichern.
Um die Dichtwirkung eines solchen, als endloser Schlauch ausgebildeten Absperrorgans zu verbessern, kann weiterhin vorgesehen sein, dass in dem rohrförmigen Gehäuse mittig ein zylindrisches Element, beispielsweise ein Stab, angeordnet ist, der sich parallel zur Mittelachse des rohrförmigen Gehäuses erstreckt. Das zylindrische Element, das bevorzugt einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, bildet ein zusätzliches Dichtorgan, nämlich eine feste Gegenfläche für das ringförmige Absperrorgan, und verbessert so die Dichtwirkung, indem sich das Absperrorgan im befüllten Zustand daran abstützt.
Dieses zylindrische Element bzw. der Stab kann besonders vorteilhaft mindestens eine ringförmig umlaufende Nut oder/und mindestens eine ringförmig umlaufende Verdickung aufweisen, die jeweils im Querschnitt (d.h. im Längsschnitt durch zylindrische Element) beispielsweise V- oder U-förmig sein können, um auf diese Weise ringförmige Kontaktbereiche erhöhter Dichtwirkung mit dem Absperrorgan bereitzustellen, wie weiter unten mit Bezug zu ringförmigen Kontaktbereichen erhöhter Dichtwirkung des Gehäuses mit dem Absperrorgan noch näher erläutert wird.
In einer dritten Ausgestaltung ist das Absperrorgan im nicht befüllten Zustand im Innern des rohrförmigen Gehäuses kontaktfrei relativ zum rohrförmigen Gehäuse gehalten. Dadurch findet eine gleichmäßige Ausdehnung des Absperrorgans in den Restquerschnitt hinein nach allen Seiten statt, bis der Gesamtquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses ausgefüllt ist, so dass das Ventil geschlossen ist und das erste fluide Medium nicht mehr durch die Passage strömen kann.
Das Absperrorgan kann langgestreckt ausgebildet sein und dabei zwei Enden aufweisen.
Jedes der beiden Enden kann in einer Halterung gelagert sein. Dadurch ist einerseits das Absperrorgan sicher in dem rohrförmigen Gehäuse gehalten und andererseits kann sich der mittlere Bereich des Absperrorgans, d.h. der Bereich zwischen den beiden Enden, frei ausdehnen, so dass sich die Form des Absperrorgans besonders gut an die innere Oberfläche des rohrförmigen Gehäuses anlegen kann.
Weiter kann vorgesehen sein, dass ein erstes Ende des Absperrorgans in einem Festlager und ein zweites Ende des Absperrorgans in einem Loslager gehalten ist. Dadurch kann sich das Absperrorgan in der Längsrichtung des rohrförmigen Gehäuses gesehen ungehindert verkürzen, wenn es mit dem zweiten Medium befüllt wird, um das Ventil zu schließen, und ebenso ungehindert wieder verlängern, wenn das zweite Medium aus dem Absperrorgan entfernt wird, um das Ventil zu öffnen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Absperrorgan in mindestens einer Halterung gelagert ist und die mindestens eine Halterung mindestens eine Speiseleitung zum Befüllen oder/und zum Entleeren des Absperrorgans mit dem zweiten fluiden Medium aufweist. Mit anderen Worten ist mindestens eine Halterung gleichzeitig dafür ausgebildet, das Befüllen und das Entleeren des Absperrorgans zu ermöglichen, beispielsweise indem in einem innerhalb des rohrförmigen Gehäuses ein Halteorgan einer Halterung radial angeordnet ist und sich beispielsweise von der inneren Oberfläche des rohrförmigen Gehäuses zu dessen Mittelachse erstreckt, wo die Halterung das Absperrorgan stützt, und das radiale Halteorgan einen Kanal aufweist, der einerseits von der Außenseite des rohrförmigen Gehäuses zugänglich ist und andererseits im Zentrum des rohrförmigen Gehäuses in das Innere des Absperrorgans mündet.
Eine solche Halterung kann beispielsweise drei derartige Halteorgane aufweisen, die über den Umfang des rohrförmigen Gehäuses gleichmäßig verteilt sind und sich sternförmig jeweils radial auf das Absperrorgan zu erstrecken. Mehrere Halteorgane können beispielsweise gemeinsam in einer Hülse im Zentrum des rohrförmigen Gehäuses an einer Hülse angreifen, die letztlich ein Ende des Absperrorgans stützt, so dass das Ende des Absperrorgans hinsichtlich der inneren Oberfläche des rohrförmigen Gehäuses berührungsfrei in dem rohrförmigen Gehäuse gehalten ist.
Selbstverständlich können auch mehrere derartige Halteorgane jeweils einen Kanal zum Befüllen oder/und zum Entleeren des Absperrorgans aufweisen, wobei diese Kanäle entweder miteinander in kommunizierender Verbindung stehen können, etwa durch eine außerhalb des rohrförmigen Gehäuses angeordnete Sammelleitung, oder jeder Kanal von dem oder den anderen Kanälen strömungstechnisch getrennt sein, so dass beispielsweise ein erster Kanal zum Befüllen des Absperrorgans mit dem zweiten Medium genutzt werden kann und ein zweiter Kanal zum Entleeren des Absperrorgans benutzt werden kann.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das rohrförmige Gehäuse mindestens einen ringförmigen Kontaktbereich erhöhter Dichtwirkung mit dem Absperrorgan aufweist. Hierdurch kann die Dichtwirkung des Absperrorgans gegenüber der inneren Oberfläche des rohrförmigen Gehäuses verbessert werden.
Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das rohrförmige Gehäuse mindestens einen ringförmigen Abschnitt mit verringertem Innendurchmesser aufweist. Das Absperrorgan wird sich beim Befüllen mit dem zweiten fluiden Medium zuerst an diesen ringförmigen Abschnitt mit verringertem Innendurchmesser anlegen. Schließlich wird sich das Absperrorgan vollständig an die innere Oberfläche des rohrförmigen Gehäuses anlegen, die Flächenpressung zwischen Absperrorgan und dem ringförmigen Abschnitt mit verringertem Innendurchmesser des rohrförmigen Gehäuses wird aber stets größer sein als die Flächenpressung zwischen Absperrorgan und der inneren Oberfläche des rohrförmigen Gehäuses in den übrigen Bereichen.
Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das rohrförmige Gehäuse zwei konische Abschnitte aufweist, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass die beiden konischen Abschnitte ihren jeweils größten Durchmesser im mittleren Bereich des rohrförmigen Gehäuses aufweisen, so dass das rohrförmige Gehäuse seinen geringsten Durchmesser nahe der beiden Anschlussenden und seinen größten Durchmesser in einem mittleren Bereich zwischen den beiden Anschlussenden aufweist.
Das Absperrorgan bildet, wenn es mit dem zweiten fluiden Medium befüllt wird, eine doppelt gekrümmte Fläche aus, das heißt es wird einerseits quer zur Mittelachse des rohrförmigen Gehäuses einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt (erste Krümmung) ausbilden und sich zweitens zwischen den beiden Enden so aufwölben, dass seine Begrenzungsfläche längs zur Mittelachse des rohrförmigen Gehäuses einen gekrümmten Längsschnitt (zweite Krümmung) ausbilden. Dadurch legt sich die gekrümmte Kontur des Längsschnitts auch ohne Bereiche mit verringertem Innendurchmesser zuerst in je einem linearen, kreisförmigen Bereich an jeden der beiden konischen Abschnitte an und erzielt so in diesen kreisförmigen Bereichen eine verstärkte Dichtwirkung. Diese kann weiterhin dadurch verstärkt werden, dass jeder der beiden konischen Abschnitte mindestens je einen Bereich mit verringertem Innendurchmesser aufweist, wie oben beschrieben.
Nach demselben Prinzip wie soeben beschrieben wirken bei einem an einer Wand des Gehäuses angebrachten, als ringförmig umlaufender, endloser Schlauch ausgebildeten Absperrorgan die weiter oben beschriebenen, ringförmig umlaufenden Nuten bzw. Verdickungen eines mittig angeordneten zylindrischen Elements als ringförmige Kontaktbereiche erhöhter Dichtwirkung mit dem Absperrorgan.
Weiterhin wird eine Vakuum-Substratbehandlungsanlage mit einer von Kammerwänden begrenzten, evakuierbaren Anlagenkammer vorgeschlagen, die mindestens ein Ventil der beschriebenen Art aufweist. Mit der Verwendung dieses Ventils in einer Vakuum-Substratbehandlungsanlage können verschiedene Funktionen realisiert und Vorteile erzielt werden, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird.
Bei der Vakuum-Substratbehandlungsanlage kann beispielsweise vorgesehen sein, dass mindestens ein Ventil an einer Kammerwand angebracht ist. Dadurch kann die Anlagenkammer auf einfachste Weise gesteuert belüftet werden, beispielsweise wenn die Anlage zu Wartungszwecken heruntergefahren werden muss. Dazu braucht lediglich bei einem an der Kammerwand angeordneten Ventil der vorgeschlagenen Art das zweite Fluid aus dem Absperrorgan entlassen oder daraus abgepumpt werden, so dass ein definierbarer Volumenstrom von Luft aus der Umgebung der Anlagenkammer durch den sich ausbildenden Restquerschnitt zwischen dem Gesamtquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses und dem Absperrorgan in die Anlagenkammer strömen kann.
Insbesondere bei einem in einer Kammerwand der Anlagenkammer angeordneten Ventil der beschriebenen Art kann weiterhin vorgesehen sein, dass mindestens eines der Anschlussenden des rohrförmigen Gehäuses mit einer Vakuumpumpe verbunden ist oder bedarfsweise verbindbar ist. Dadurch kann das beschriebene Ventil nicht nur zum Belüften, sondern auch zum Evakuieren der Anlagenkammer vorteilhaft genutzt werden.
Darüber hinaus kann weiter vorgesehen sein, dass mindestens eine Speiseleitung zum Befüllen oder/und zum Entleeren des Absperrorgans mit einer Vakuumpumpe verbunden ist oder bedarfsweise verbindbar ist, oder/und dass mindestens eine Speiseleitung zum Befüllen oder/und zum Entleeren des Absperrorgans mit einem Abschlussventil verbunden ist, das das Absperrorgan in einer ersten Ventilstellung von der die Anlagenkammer umgebenden Atmosphäre trennt und in einer zweiten Ventilstellung mit der die Anlagenkammer umgebenden Atmosphäre verbindet.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass innerhalb der Anlagenkammer mindestens zwei Bereiche durch mindestens eine Zwischenwand voneinander getrennt sind und mindestens ein Ventil an einer Zwischenwand angebracht ist. Hierdurch ist es möglich, wahlweise zwischen den angrenzenden Bereichen der Anlagenkammer eine Atmosphärentrennung oder/und eine Druckdifferenz aufrechtzuerhalten, wenn das Ventil geschlossen ist, oder eine solche Atmosphärentrennung oder/und Druckdifferenz abzubauen, wenn das Ventil geöffnet wird.
Wenn sich beide Anschlussenden des rohrförmigen Gehäuses wie in diesem Fall innerhalb der Anlagenkammer befinden, ist die Betätigung des Ventils insbesondere beim Schließen denkbar einfach. Es braucht nur eine verschließbare Speiseleitung des Ventils zum Befüllen oder/und zum Entleeren des Absperrorgans aus der Anlagenkammer herausgeführt zu werden, beispielsweise eine Rohrleitung, die an einen Kanal zum Befüllen oder/und zum Entleeren des Absperrorgans angeschlossen ist. Diese Speiseleitung kann beispielsweise innerhalb oder außerhalb der Anlagenkammer ein Abschlussventil, beispielsweise einen Kugelhahn, ein elektrisch schaltbares Magnetventil oder dergleichen, aufweisen. Darüber hinaus kann weiter vorgesehen sein, dass mindestens eine Speiseleitung zum Befüllen oder/und zum Entleeren des Absperrorgans mit einer Vakuumpumpe verbunden ist oder bedarfsweise verbindbar ist.
Wird das Abschlussventil geöffnet, so sorgt der außerhalb der Anlagenkammer herrschende Atmosphärendruck dafür, dass das Absperrorgan mit dem zweiten fluiden Medium, in diesem Fall Luft, befüllt wird und so das Ventil in der Schließstellung verharrt. Soll das Ventil geöffnet werden, so kann die Luft aus dem Absperrorgan einfach abgesaugt werden, beispielsweise indem die Speiseleitung außerhalb der Anlagenkammer mit einer ohnehin vorhandenen Vakuumpumpe verbunden ist oder bedarfsweise verbindbar ist, das Abschlussventil geöffnet wird und die Vakuumpumpe die Luft aus dem Absperrorgan absaugt. Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass mit diesem Ventil sanft belüftet werden kann, wodurch Druckstöße vermieden werden, wenn das Absperrorgan sehr langsam verkleinert wird.
Nachfolgend wird das vorgeschlagene Ventil anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels des vorgeschlagenen Ventils,
2 eine perspektivische Ansicht des Ventils gemäß 1,
3 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels des vorgeschlagenen Ventils, und
4 eine perspektivische Ansicht des Ventils gemäß 3.
Das in 1 und 2 dargestellte Ventil umfasst ein rohrförmiges Gehäuse 1 mit zwei Anschlussenden 11, das eine Passage für ein erstes fluides Medium bereitstellt. Das rohrförmige Gehäuse 1 weist zwei konische Abschnitte 12 auf, die im mittleren Bereich des rohrförmigen Gehäuses 1 mit ihren größten Durchmessern miteinander verbunden sind. Selbstverständlich könnten die konischen Abschnitte 12 auch einstückig miteinander verbunden sein. Außen an dem rohrförmigen Gehäuse 1 ist ein Befestigungsbügel 14 angebracht, der zum Anbringen des Ventils an einer Stützstruktur dienen kann.
In dem rohrförmigen Gehäuse 1 ist ein Absperrorgan 3 angeordnet, das mit einem zweiten fluiden Medium befüllbar ist. Im nicht befüllten (drucklosen) Zustand 3A füllt das Absperrorgan 3 einen relativ geringen Teilquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses 1 aus, so dass ein Restquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses 1 die Passage für das erste fluide Medium bildet. Im befüllten Zustand 3B füllt das Absperrorgan den Gesamtquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses 1 so aus, dass eine Passage des ersten fluiden Mediums unterbunden ist.
In den Bereichen, in denen das Absperrorgan 3 im befüllten Zustand 3B die innere Oberfläche des rohrförmigen Gehäuses 1 zuerst berührt, bildet sich in jedem konischen Abschnitt 12 jeweils ein ringförmiger Kontaktbereich erhöhter Dichtwirkung mit dem Absperrorgan aus.
Das Absperrorgan 3 ist als langgestreckter Schlauch aus elastischem Material ausgebildet, der sich beim Befüllen mit dem zweiten fluiden Medium wie ein Ballon aufbläht und der sich in dem rohrförmigen Gehäuse 1 parallel zur Mittelachse des rohrförmigen Gehäuses 1 erstreckt. Das Absperrorgan 3 weist zwei Enden auf, die in je einer Halterung 22 gelagert sind.
An beiden Anschlussenden 11 des rohrförmigen Gehäuses 1 sind Flansche 13 angebracht. Diese Flansche 13 sind mit den Flanschen 21 je eines Anschlussstücks 2 verbunden. Die Anschlussstücke 2 bilden zusammen mit den konischen Abschnitten 12 das rohrförmige Gehäuse. Selbstverständlich könnten die Anschlussstücke 2 und die konischen Abschnitte 12 auch einstückig miteinander verbunden sein. Durch die Halterungen 22 ist das Absperrorgan 3 im nicht befüllten Zustand im Innern des rohrförmigen Gehäuses 1 relativ zum rohrförmigen Gehäuse kontaktfrei gehalten. Die Halterungen 22 weisen je drei stabförmige Halteorgane 23 auf, die sich von der inneren Oberfläche des jeweiligen Anschlussstücks 2 aus sternförmig, d.h. jeweils radial, auf die Mittelachse des rohrförmigen Gehäuses zu erstrecken und dort in eine Hülse 24 münden, die das Absperrorgan 3 halten.
Dabei ist das Absperrorgan 3 mit einem ersten Ende, das in den Figuren auf der linken Seite dargestellt ist, in einem Loslager 4 gehalten, das eine axiale Verschiebung dieses Endes des Absperrorgans 3 gestattet, und mit einem zweiten Ende, das in den Figuren auf der rechten Seite dargestellt ist, in einem Festlager 5 gehalten ist.
Die rechtsseitige Halterung 22, die als Festlager 5 ausgebildet ist, weist ebenso wie die linksseitige Lagerung 22, die als Loslager 4 ausgeführt ist, drei stabförmige Halteorgane 23 auf, die sich von der inneren Oberfläche des jeweiligen Anschlussstücks 2 aus sternförmig, d.h. jeweils radial, auf die Mittelachse des rohrförmigen Gehäuses zu erstrecken und dort in eine Hülse 24 münden, die das Absperrorgan 3 halten.
Dabei weisen die drei Halteorgane 23 je eine Speiseleitung zum Befüllen oder/und zum Entleeren des Absperrorgans mit dem zweiten fluiden Medium auf. An der Außenseite des zugehörigen Anschlussstücks 2 sind an den entsprechenden Stellen, an denen die Speiseleitungen 25 münden, Speiseanschlüsse 26 angeordnet, die beispielsweise mit einer Sammelleitung verbunden werden können, so dass das Absperrorgan 3 durch die Sammelleitung bedarfsweise befüllt oder entleert werden kann.
Das in 3 und 4 dargestellte Ventil umfasst ebenfalls ein rohrförmiges Gehäuse 1 mit zwei Anschlussenden 11, das eine Passage für ein erstes fluides Medium bereitstellt.
In dem rohrförmigen Gehäuse 1 ist ein Absperrorgan 3 angeordnet, das mit einem zweiten fluiden Medium befüllbar ist. Im nicht befüllten (drucklosen) Zustand 3A füllt das Absperrorgan 3 einen relativ geringen Teilquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses 1 aus, so dass ein Restquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses 1 die Passage für das erste fluide Medium bildet. Im befüllten Zustand 3B füllt das Absperrorgan den Gesamtquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses 1 so aus, dass eine Passage des ersten fluiden Mediums unterbunden ist.
Das Absperrorgan 3 ist als langgestreckter, endloser Schlauch aus elastischem Material ausgebildet, der sich in dem rohrförmigen Gehäuse 1 ringförmig um die Mittelachse des rohrförmigen Gehäuses 1 umlaufend erstreckt und in einer Halterung angeordnet ist, die durch eine ringförmig umlaufende Nut 15 einer Wand des rohrförmigen Gehäuses 1 gebildet ist. Die Nut 15 bildet einen Bereich, in dem der Innendurchmesser des Gehäuses 1 gegenüber dem ansonsten konstanten Innendurchmesser vergrößert ist. Das Absperrorgan ist in diese Nut eingesetzt und dadurch gegen Verrutschen gesichert.
In dem rohrförmigen Gehäuse 1 ist mittig ein zylindrisches Element 16 angeordnet, das sich parallel zur Mittelachse des rohrförmigen Gehäuses 1 erstreckt. In den Bereichen, in denen das Absperrorgan 3 im befüllten Zustand 3B die äußere Oberfläche des zylindrischen Elements 16 zuerst berührt, bildet sich ein ringförmiger Kontaktbereich mit dem Absperrorgan aus.
An beiden Anschlussenden 11 des rohrförmigen Gehäuses 1 sind Flansche 13 angebracht. Diese Flansche 13 sind mit den Flanschen je eines Anschlussstücks verbunden, das hier nicht dargestellt ist, jedoch dem Anschlussstück 2 der 1 und 2 entspricht. Durch die Halterungen 22 der Anschlussstücke 2 ist in diesem Fall nicht das Absperrorgan 3, sondern das zylindrische Element 16 im Innern des Gehäuses 1 gehalten. Die Halterungen 22 weisen je drei stabförmige Halteorgane 23 auf, die sich von der inneren Oberfläche des jeweiligen Anschlussstücks 2 aus sternförmig, d.h. jeweils radial, auf die Mittelachse des rohrförmigen Gehäuses zu erstrecken und dort in eine Hülse 24 münden, die das zylindrische Element 16 halten.
Bezugszeichenliste

1: rohrförmiges Gehäuse
11: Anschlussende
12: konischer Abschnitt
13: Flansch
14: Befestigungsbügel
15: Nut
16: zylindrisches Element
2: Anschlussstück
21: Flansch
22: Halterung
23: Halteorgan
24: Hülse
25: Speiseleitung, Kanal
26: Speiseanschluss
3A: Absperrorgan, druckfrei
3B: Absperrorgan, befüllt
4: Loslager
5: Festlager

Claims

Ventil, umfassend ein rohrförmiges Gehäuse (1) mit einem Gesamtquerschnitt und zwei Anschlussenden (11), das eine Passage für ein erstes fluides Medium bereitstellt, sowie ein in dem rohrförmigen Gehäuse (1) angeordnetes, mit einem zweiten fluiden Medium befüllbares Absperrorgan (3), welches im nicht befüllten Zustand (3A) einen Teilquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses (1) ausfüllt, der geringer ist als der Gesamtquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses (1), so dass ein Restquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses (1) die Passage für das erste fluide Medium bildet, und welches im befüllten Zustand (3B) den Gesamtquerschnitt des rohrförmigen Gehäuses (1) ausfüllt, so dass eine Passage des ersten fluiden Mediums unterbunden ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan (3) in mindestens einer Halterung (15, 22) gelagert ist.
Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Halterung (22) mindestens eine Speiseleitung (25) zum Befüllen oder/und zum Entleeren des Absperrorgans (3) mit dem zweiten fluiden Medium aufweist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen ringförmigen Kontaktbereich erhöhter Dichtwirkung mit dem Absperrorgan (3) aufweist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Gehäuse (1) mindestens einen ringförmigen Abschnitt mit verringertem Innendurchmesser aufweist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Gehäuse (1) zwei konische Abschnitte (12) aufweist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan (3) ein Schlauch oder Ballon aus einem elastischen Material ist, der sich in dem rohrförmigen Gehäuse (1) parallel zur Mittelachse des rohrförmigen Gehäuses (1) erstreckt.
Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan (3) im nicht befüllten Zustand im Innern des rohrförmigen Gehäuses (1) kontaktfrei relativ zum rohrförmigen Gehäuse (1) gehalten ist.
Ventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan (3) zwei Enden aufweist und jedes der beiden Enden in einer Halterung (22) gelagert ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan (3) zwei Enden aufweist und ein erstes Ende in einem Loslager (4) und ein zweites Ende in einem Festlager (5) gehalten ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan (3) ein Schlauch oder Ballon aus einem elastischen Material ist, der an einer Wand des rohrförmigen Gehäuses (1) befestigt ist.
Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan (3) ein endloser Schlauch ist, der sich in dem rohrförmigen Gehäuse (1) ringförmig um die Mittelachse des rohrförmigen Gehäuses (1) umlaufend erstreckt.
Ventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan (3) in einer Halterung angeordnet ist, die durch eine ringförmig umlaufende Nut (15) einer Wand des rohrförmigen Gehäuses (1) gebildet ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem rohrförmigen Gehäuse (1) mittig ein zylindrisches Element (16) angeordnet ist, der sich parallel zur Mittelachse des rohrförmigen Gehäuses (1) erstreckt.
Ventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Element (16) eine ringförmig umlaufende Nut oder/und mindestens eine ringförmig umlaufende Verdickung aufweist.
Vakuum-Substratbehandlungsanlage mit einer von Kammerwänden begrenzten, evakuierbaren Anlagenkammer, umfassend mindestens ein Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
Vakuum-Substratbehandlungsanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ventil an einer Kammerwand angebracht ist.
Vakuum-Substratbehandlungsanlage nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Anlagenkammer mindestens zwei Bereiche durch mindestens eine Zwischenwand voneinander getrennt sind und mindestens ein Ventil an einer Zwischenwand angebracht ist.
Vakuum-Substratbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Anschlussenden (11) des rohrförmigen Gehäuses (1) mit einer Vakuumpumpe verbunden ist.
Vakuum-Substratbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Speiseleitung (25) zum Befüllen oder/und zum Entleeren des Absperrorgans (3) mit einer Vakuumpumpe verbunden ist.
Vakuum-Substratbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Speiseleitung (25) zum Befüllen oder/und zum Entleeren des Absperrorgans (3) mit einem Abschlussventil verbunden ist, das das Absperrorgan (3) in einer ersten Ventilstellung von der die Anlagenkammer umgebenden Atmosphäre trennt und in einer zweiten Ventilstellung mit der die Anlagenkammer umgebenden Atmosphäre verbindet.