DE102015106061A1 - Ventilanordnung - Google Patents

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Christoph Häusler
Michael Hentschel
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zum Abdichten einer Öffnung (2) in einer Kammerwand (1) einer von Kammerwänden (1) begrenzten Vakuumkammer, umfassend eine die Öffnung (2) an einer Innenseite der Kammerwand (1) umgebende erste Dichtfläche (4) sowie ein die Öffnung (2) wahlweise freigebendes oder verschließendes Schließelement (5) mit einer der ersten Dichtfläche (4) zugewandten zweiten Dichtfläche (15), wobei das Schließelement (5) mit einer Antriebseinrichtung (6) wirkverbunden ist, die dazu ausgebildet ist, das Schließelement (5) zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung parallel zu der ersten Dichtfläche (4) hin und her zu bewegen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, insbesondere für Saugöffnungen und Transferöffnungen in Vakuum-Substratbehandlungsanlagen, gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Vakuumpumpen für die Evakuierung von Vakuumkammern von Substratbehandlungsanlagen wie beispielsweise Schleusenkammern, Pufferkammern und dergleichen sind üblicherweise an Saugöffnungen von Kammerwänden, Kammerdeckeln oder Kammertüren angebracht. Derartige Vakuumpumpen können je nach dem zu erreichenden Druckniveau unterschiedliche Bauarten aufweisen. Ein häufig verwendeter Typ von Vakuumpumpen sind Turbomolekularpumpen, die zur Erzeugung eines Vakuums mit einem Restgasdruck von beispielsweise 10–3 bis 10–7 hPa eingesetzt werden.
  • Für den genannten Einsatzzweck werden an Saugöffnungen von Vakuumkammern, entweder direkt an einer Kammerwand oder an einem Kammerdeckel oder einer Kammertür, üblicherweise Klappenventile (beispielsweise so genannte Butterfly-Ventile) oder hochvakuumtaugliche Schieberventile eingesetzt. Letztere sind sehr teuer und außerdem nicht für hochfrequenten zyklischen Betrieb geeignet. Das Ventil wird an der Außenseite der Kammerwand an der Saugöffnung angebracht und an dem Ventil wird die Vakuumpumpe befestigt, so dass die Vakuumpumpe stets einen erheblichen Abstand zu der Saugöffnung aufweist.
  • Das in DE 10 2013 207 319 A1 beschriebene Ventil kann ebenfalls zum Verschließen einer Öffnung einer Kammerwand einer Vakuumkammer dienen. Das vorgeschlagene Bandventil für ein Bandsubstrat umfasst ein Gehäuse mit einer Substratpassage, einen im Gehäuse verschiebbar gelagerten Ventilschieber sowie mindestens eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Ventilschiebers, wobei die Antriebseinrichtung entfernt vom Gehäuse angeordnet ist und über eine Königswelle mit mindestens einem Stellelement wirkverbunden ist, wobei das mindestens eine Stellelement mit dem Ventilschieber wirkverbunden ist. Mit anderen Worten muss das Gehäuse im Bereich der zu verschließenden Öffnung an der Innenseite oder Außenseite der Kammerwand angebracht werden, und der Ventilschieber stellt den dichtenden Verschluss der Öffnung durch sein Zusammenwirken mit dem Gehäuse her. Daher ist dieses Ventil zwar prinzipiell auch an Saugöffnungen von Vakuumpumpen verwendbar, weist jedoch die gleichen Probleme auf wie die oben beschriebenen Klappenventile.
  • Ein Nachteil der bekannten Vakuumventile besteht mithin darin, dass sie aufgrund des benötigten Bauraums ein direktes Anflanschen der Vakuumpumpen an die Kammern verhindern. Speziell bei Klappenventilen ergibt sich durch die (geöffnete) Klappe im Strömungsquerschnitt und die räumliche Entfernung der Vakuumpumpen von der Kammer ein hoher Saugvermögensverlust. Bereits ohne Beachtung der Klappe im Strömungsquerschnitt ergibt sich z.B. für die vorhandene Anbindung von Turbomolekularpumpen an eine Schleusenkammer einer 3-Kammer-Anlage zur Beschichtung von Glasscheiben rechnerisch (molekulare Leitwerte gemäß Wutz „Handbuch Vakuumtechnik“) für eine Turbomolekularpumpe mit ca. 2000 l/s Nennsaugvermögen ein Saugvermögensverlust von ca. 25 bis 30%. Die im Strömungsquerschnitt des Klappenventils befindliche geöffnete Klappe reduziert das Saugvermögen nochmals erheblich.
  • Die Erfindung befasst sich mit der vakuumtechnischen Gestaltung von Vakuumkammern von Substratbehandlungsanlagen wie beispielsweise Schleusenkammern, Pufferkammern und dergleichen, die mit Turbomolekularpumpen ausgestattet sind und bei denen die Turbomolekularpumpe im Betrieb kurzzeitig vor Atmosphäreneinbruch zu schützen ist, wobei ein Ausschalten und Abtouren der Turbomolekularpumpe aus verfahrenstechnischen Gründen nicht erfolgen soll oder unwirtschaftlich ist.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Entwicklung einer schnell schaltenden Ventilanordnung, die ein direktes Anflanschen der Turbomolekularpumpe an die Vakuumkammer ohne Einengung des Strömungsquerschnitts durch eine Klappe oder dergleichen ermöglicht, und die gleichzeitig einen hochfrequenten zyklischen Betrieb des Ventils erlaubt, wobei das zu entwickelnde Ventil möglichst die Vorteile von Klappenventilen und Schieberventilen vereinen soll, ohne deren jeweilige Nachteile aufzuweisen.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Ventilanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Vorgeschlagen wird eine Ventilanordnung zum Abdichten einer Öffnung in einer Kammerwand einer von Kammerwänden begrenzten Vakuumkammer. Die Ventilanordnung umfasst eine die Öffnung an einer Innenseite der Kammerwand umgebende erste Dichtfläche sowie ein die Öffnung wahlweise freigebendes oder verschließendes Schließelement mit einer der ersten Dichtfläche zugewandten zweiten Dichtfläche. Das Schließelement ist mit einer Antriebseinrichtung wirkverbunden, die dazu ausgebildet ist, das Schließelement zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung parallel zu der Dichtfläche hin und her zu bewegen.
  • Die Besonderheit der vorgeschlagenen Ventilanordnung besteht darin, dass nicht – wie bisher üblich – ein Ventil als eigenständige Baugruppe verwendet wird, das außen an der Vakuumkammer angebracht wird, sondern dass sich im Innern der Vakuumkammer ein Schließelement direkt an der Kammerwand befindet, die die zu verschließende Öffnung aufweist, und dass das Schließelement direkt mit der Kammerwand in dichtende Verbindung tritt. Die Kammerwand selbst weist dazu eine erste Dichtfläche auf, auf der das Schließelement zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung hin und her bewegt wird, so dass die am Schließelement vorgesehene zweite Dichtfläche auf die erste Dichtfläche – und damit direkt auf die Kammerwand – wirkt.
  • Es versteht sich von selbst, dass entweder die erste Dichtfläche oder die zweite Dichtfläche oder beide Dichtflächen über zusätzliche Dichtelemente, beispielsweise einen in eine Nut eingelegten O-Ring, aufweisen können, um die Dichtwirkung der Ventilanordnung zu erhöhen. Das Schließelement kann beispielsweise plattenförmig sein, aber auch andere Formen haben, beispielsweise die Form einer Kalotte oder eines Klöpperbodens aufweisen.
  • Die erste Dichtfläche kann beispielsweise durch spanende Bearbeitung der Innenseite der Kammerwand hergestellt sein, beispielsweise durch aufeinanderfolgendes Fräsen, Schleifen und Läppen, so dass zum einen sehr geringe Form- und Lagetoleranzen, d.h. eine hohe Ebenheit, und zum anderen eine sehr geringe Gestaltabweichungen wie Welligkeit, Oberflächenrauheit usw. erreicht werden.
  • Wesentliche Vorteile der vorgeschlagenen Ventilanordnung bestehen darin, dass diese zu sehr schnellen und oft wiederholbaren Schaltvorgängen in der Lage ist, dass sie an der Innenseite der Kammerwand angeordnet ist, so dass eine Vakuumpumpe direkt an der Saugöffnung angebracht werden kann, und dass die Öffnung in der Öffnungsstellung des Schließelements vollständig freigegeben wird. Außerdem kann bei der vorgeschlagenen Ventilanordnung eine besonders kostengünstige Gestaltung dadurch erreicht werden, dass ein Ventilgehäuse nicht benötigt wird. Die Kammerwand der Vakuumkammer ist selbst Bestandteil der Ventilanordnung, denn sie stellt die erste Dichtfläche bereit und sie trägt direkt oder indirekt alle weiteren Komponenten der Ventilanordnung. Aus diesem Grunde kann auf ein Gehäuse verzichtet werden. Es versteht sich jedoch von selbst, dass ein Gehäuse oder eine gehäuseähnliche Komponente dennoch zusätzlich vorgesehen sein kann, beispielsweise um die Ventilanordnung vor Verschmutzung zu schützen.
  • Gemäß einer ersten Ausgestaltung ist die Öffnung eine Saugöffnung für eine Vakuumpumpe, und an der Außenseite der Kammerwand ist eine Vakuumpumpe direkt an der Saugöffnung angebracht. Die Vorteile dieser Anordnung wurden oben bereits beschrieben. Es wurde jedoch gefunden, dass die vorgeschlagenen Ventilanordnungen auch an anderen Öffnungen einer Vakuumkammer vorteilhaft verwendbar sind.
  • Gemäß einer zweiten Ausgestaltung wird daher vorgeschlagen, dass die Öffnung eine Transferöffnung für ein Substrat ist. Bei Vakuum-Substratbehandlungsanlagen, die im Durchlaufverfahren arbeiten, sind oft mehrere Vakuumkammern hintereinander angeordnet. Eine Transporteinrichtung für die zu behandelnden Substrate, beispielsweise ein Walzenförderer für plattenförmige Substrate wie Glasscheiben oder dergleichen, erstreckt sich durch alle zu der Substratbehandlungsanlage gehörenden Kammern, wie Schleusenkammern, Transferkammern, Pufferkammern, Prozesskammern, Pumpkammern. Damit die Substrate von einer ersten Kammer in eine benachbarte zweite Kammer gelangen können, weisen die zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Kammern angeordneten Kammerwände Transferöffnungen auf, durch die die Substrate mittels der Transporteinrichtung bewegt werden. Wird jedoch gerade kein Substrat durch eine solche Öffnung bewegt, so ist es wünschenswert, die Transferöffnung verschließen zu können, um eine Atmosphärentrennung zwischen den benachbarten Kammern aufrechtzuerhalten. Diese Aufgabe wird durch die Erfindungsgemäße Ventilanordnung ebenfalls vorteilhaft gelöst.
  • Vorgeschlagen wird deshalb beispielsweise eine Vakuumkammer, die ein von Kammerwänden begrenztes Vakuumkammergehäuse mit einer ersten Transferöffnung zum Transportieren eines Substrats in das Vakuumkammergehäuse hinein und mit einer zweiten Transferöffnung zum Transportieren des Substrats aus dem Vakuumkammergehäuse hinaus aufweist, wobei ein erstes Ventil zum Abdichten der ersten Transferöffnung und ein zweites Ventil zum Abdichten der zweiten Transferöffnung vorgesehen ist, und wobei die Vakuumkammer mindestens eine erfindungsgemäße Ventilanordnung aufweist. Die vorgeschlagene Vakuumkammer kann zusätzlich eine oder mehrere Saugöffnungen und eine entsprechende Anzahl von an der Vakuumkammer angebrachten Vakuumpumpen aufweisen, wobei auch in diesem Fall mindestens eine erfindungsgemäße Ventilanordnung vorgesehen sein kann.
  • Eine solche Vakuumkammer kann innerhalb einer aus mehreren Kammern bestehenden Vakuum-Substratbehandlungsanlage eine Schleusenkammer sein, in die Substrate am Anfang der Anlage eingeschleust werden oder aus der Substrate am Ende der Anlage ausgeschleust werden, so dass die Schleusenkammer immer wieder nach außen, d.h. zur Atmosphäre hin, geöffnet werden muss, wobei die Vakuumpumpen, beispielsweise Turbomolekularpumpen, vor Druckstößen geschützt werden müssen, wofür sich die vorgeschlagene Ventilanordnung hervorragend eignet.
  • Die Bewegung des Schließelements zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung kann prinzipiell auf jede an sich bekannte Weise erfolgen, d.h. es könnte beispielsweise eine linear wirkende Antriebseinrichtung mit dem Schließelement so wirkverbunden sein, dass das Schließelement eine rein translatorische Bewegung ausführt. Diese Ausgestaltung kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn es sich bei der Kammerwand um eine solche handelt, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kammern einer Vakuum-Substratbehandlungsanlage handelt, deren Außenseite wegen der Verbindung mit der angrenzenden Kammer nicht zugänglich ist, oder deren Außenseite (bezogen auf die Kammer, in der die Ventilanordnung angeordnet ist) gleichzeitig die Innenseite einer angrenzenden Kammer ist.
  • Als besonders vorteilhaft für viele Anwendungsfälle hat sich jedoch herausgestellt, vorzusehen, dass die Antriebseinrichtung eine Drehachse aufweist. Hierdurch sind beispielsweise kostengünstige Elektromotoren verwendbar, wobei das Schließelement je nach der Ausgestaltung der weiteren Komponenten der Ventilanordnung wahlweise eine rein translatorische Bewegung, eine rein rotatorische Bewegung oder eine Kombination aus Translation und Rotation, beispielsweise eine Schwenkbewegung, ausführt. Eine reine Rotationsbewegung ließe sich beispielsweise dadurch erzeugen, dass ein genügend groß ausgeführtes Schließelement um eine Drehachse gedreht wird, so dass es in der Öffnungsstellung die Öffnung vollständig freigibt und die Öffnung in der Schließstellung vollständig überdeckt. Andere mögliche Bewegungsformen werden mit Bezug auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.
  • Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Drehachse außerhalb eines von dem Schließelement zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung überstrichenen Bereichs der ersten Dichtfläche angeordnet ist. Dabei kann das Schließelement, wie soeben beschrieben, entweder direkt mit der Drehachse verbunden sein, oder zwischen der Drehachse und dem Schließelement sind weitere kraftübertragende Komponenten angeordnet, wie später ebenfalls noch ausführlich beschrieben wird.
  • Besonders vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Drehachse rechtwinklig zu der Kammerwand ausgerichtet ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es beispielsweise weiterhin, dass die Antriebseinrichtung eine in der Kammerwand angebrachte Vakuum-Drehdurchführung sowie einen außerhalb der Vakuumkammer angeordneten, mit der Vakuum-Drehdurchführung verbundenen Motor aufweist. Dadurch ist es nicht nötig, einen vakuumtauglichen Elektromotor zu verwenden, wodurch die Ventilanordnung kostengünstig herstellbar ist und der Motor im Wartungs- oder Reparaturfall von außerhalb der Vakuumkammer leicht zugänglich ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Schließelement an mindestens einem Randabschnitt eine Verzahnung aufweist. Die Verzahnung ermöglicht je nach der konstruktiven Ausgestaltung der Ventilanordnung das besonders vorteilhafte Zusammenwirken des Schließelements mit anderen Komponenten.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der vorgeschlagenen Ventilanordnung ist vorgesehen, dass an der Innenseite der Kammerwand das Schließelement zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung an mindestens einem Führungselement geführt ist. Ein solches Führungselement kann beispielsweise eine Schiene sein, in der das Schließelement zwischen Öffnungsstellung und Schließstellung hin und her gleitet, so dass das Führungselement den Weg des Schließelements bestimmt oder im Zusammenwirken mit weiteren Komponenten der vorgeschlagenen Ventilanordnung mitbestimmt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Führungselement eine Verzahnung aufweist. Diese Verzahnung kann beispielsweise mit einer Verzahnung des Schließelements zusammenwirken. Alternativ oder zusätzlich kann die Verzahnung des Schließelements auch mit weiteren Verzahnungen, beispielsweise eines auf der Drehachse der Antriebseinrichtung angeordneten Antriebsritzels, zusammenwirken. In anderen Ausgestaltungen wirken Verzahnungen des Schließelements und des Führungselements und der Antriebseinrichtung miteinander so zusammen, dass das Schließelement zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung hin und her bewegt wird und dabei auf einer vorgesehenen Bewegungsbahn geführt wird.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der vorgeschlagenen Ventilanordnung kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung mit dem Schließelement durch ein Zugmittelgetriebe, beispielsweise einen Riementrieb, einen Kettentrieb oder dergleichen, verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung mit dem Schließelement durch ein Hebelgetriebe, beispielsweise einen Schwenkhebeltrieb, einen Kurbeltrieb oder dergleichen, verbunden ist.
  • Die Antriebseinrichtung kann endlagengesteuert betrieben sein. Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Ventilanordnung eine Rückstelleinrichtung aufweist. Diese kann im einfachsten Fall durch eine oder mehrere Federn ausgebildet sein. In diesem Fall bewirkt die Antriebseinrichtung nur eine Teilbewegung des Schließelements, beispielsweise die von der Schließstellung in die Öffnungsstellung. Muss, am obigen Beispiel einer Schleusenkammer, eine Transferöffnung geöffnet werden und deshalb eine Vakuumpumpe geschützt werden, so sorgt die Rückstelleinrichtung schnell dafür, dass die Saugöffnung innerhalb kürzester Zeit verschlossen wird. Bei einer Transferöffnung könnte dieses Prinzip ebenso vorteilhaft angewendet werden.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass an der Kammerwand im Bereich der Öffnungsstellung oder/und der Schließstellung des Schließelements mindestens ein Haltemittel für das Schließelement angeordnet ist. Dadurch wird das Schließelement in der jeweiligen Endlage, d.h. in der Öffnungsstellung bzw. der Schließstellung, sicher gehalten. Derartige Halteelemente können beispielsweise durch elastische Spangen gebildet sein, in die das Schließelement hineinbewegt wird, oder ein Elektromagnet, der in der jeweiligen Endlage eingeschaltet wird. Ein Elektromagnet kann alternativ oder zusätzlich dazu verwendet werden, das Schließelement in der Schließstellung oder/und in der Öffnungsstellung an die erste Dichtfläche zu ziehen und das Schließelement ansonsten in einem geringen Abstand zur ersten Dichtfläche zu halten.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen
  • 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel, und
  • 3 bis 12 weitere Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen Ventilanordnung.
  • 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel zur Lösung der Aufgabe. In einer Kammerwand 1 befindet sich eine Öffnung 2, die als Saugöffnung einer Vakuumpumpe 3 dient. An der Außenseite der Kammerwand 1 ist eine Vakuumpumpe 3 direkt angebracht. An der Innenseite der Kammerwand 1 ist eine erste Dichtfläche 4 angeordnet, die die Saugöffnung 2 umschließt. Auf der ersten Dichtfläche 4 ist ein kreisrundes außenverzahntes Schließelement 5 beweglich angeordnet. Die Saugöffnung 2 wird bedarfsweise durch Drehschwenken des Schließelements 5 geöffnet oder verschlossen. 1 zeigt das Schließelement 5 in der Öffnungsstellung, in der die Öffnung 2 vollständig freigegeben ist und 2 zeigt das Schließelement 5 in der Schließstellung, in der die Öffnung 2 dichtend verschlossen ist.
  • An der Außenseite der Kammerwand 1 ist außerdem ein Motor 6 angebracht. Der Motor 6 ist mit einer Drehdurchführung 7 verbunden, die in einer Öffnung der Kammerwand 1 angeordnet ist. Über die Drehdurchführung 7 wird das von dem Motor 6 erzeugte Drehmoment von Atmosphäre kommend in das in der Vakuumkammer herrschende Vakuum gebracht. An der Innenseite der Kammerwand 1 trägt die Drehdurchführung 7 ein Antriebsritzel 8. Ein Zahnriemen 10 überträgt das Drehmoment vom Antriebsritzel 8 auf das Schließelement 5, das dafür ein integriertes Abtriebsritzel 9 aufweist. Dreht sich das Schließelement 5, so wird es gleichzeitig von der Öffnungsstellung in die Schließstellung oder entgegengesetzt gebracht.
  • Die Bewegung des Schließelements 5 erfolgt zwangsgeführt über ein kreisbogenförmiges Führungselement 11 mit Verzahnung. Ein Schwenkhebel 12 ist an der Drehdurchführung 7 drehbar befestigt. Am freien Ende des Schwenkhebels 12 ist das Schließelement 5 drehbar angebracht. Der Schwenkhebel 12 sorgt für einen exakten Achsabstand zwischen der Drehachse der Drehdurchführung 7, dem Führungselement 11 und der Drehachse des Schließelements 5. Ein definierter Achsabstand wird benötigt, um die Leichtgängigkeit der verzahnten mechanischen Bauteile Führungselement 11 und Schließelement 5 zu gewährleisten.
  • Alle Bauteile bringen Toleranzen mit sich. Um zu verhindern, dass sich die Toleranzen auf die Positionsstellung des Schließelements 5 auswirken, wird ein Spannelement 13 in Form eines Rollrings verwendet. Dieser Rollring ist nicht gelagert, sondern nur zwischen Lasttrum und Leertrum des Zahnriemens 10 gehalten und hält den Zahnriemen 10 gleichmäßig gespannt. Das Prinzip beruht auf zwei Effekten. Der elastische Rollring greift in die Trume des Riementriebes ein und rollt zwischen diesen im vorgespannten Zustand ähnlich der Form einer Ellipse. Dabei überlagern sich die stets entgegengesetzten Bewegungen von Last- und Leertrum zur "Null-Summen-Bewegung", also zur Lagesicherung auf der Stelle.
  • Die geforderte Dichtwirkung des Schließelements 5 wird über eine Elastomerdichtung 14, die in die der ersten Dichtfläche 4 zugewandte zweite Dichtfläche 15 des Schließelements 5 integriert ist, erreicht. Um in der Schließstellung die Dichtwirkung besser einleiten zu können, sind dort Halteelemente 16 in Form elastischer Spangen angeordnet.
  • 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Schließelement 5 ebenfalls kreisrund ist, eine Verzahnung sowie ein integriertes Abtriebsritzel 9 aufweist und bei der Bewegung zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung auf einem bogenförmigen Führungselement 11 mit Verzahnung abrollt. Wie bei dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 sind an der Außenseite der Kammerwand 1 an der Saugöffnung 2 eine Vakuumpumpe 3 und an einer Drehdurchführung 7 ein Motor 6 angeordnet. Die Drehdurchführung 7 trägt an ihrem in die Vakuumkammer ragenden Ende ein Antriebsritzel 8 und ist an einem Ende des Führungselements 11 angeordnet. Am entgegengesetzten Ende des Führungselements 11 ist ein Umlenkzahnrad 17 angeordnet.
  • Ein Zahnriemen 10 umschlingt das Antriebsritzel 8, das Abtriebsritzel 9 und das Umlenkzahnrad 17, wobei die Form des Führungselements 11 so gewählt ist, dass der Zahnriemen 10 stets gespannt ist, d.h. dass die Umfangslänge des durch diese drei Elemente gebildeten Dreiecks stets gleich groß ist. Ein Schwenkhebel wird hier nicht benötigt. Sollte die Spannung des Zahnriemens 10 noch angepasst werden müssen, so kann dies beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Umlenkzahnrad 17 exzentrisch gelagert ist und das Exzenterlager geringfügig verdreht wird.
  • Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 sind an der Schließstellung des Schließelements 5 mehrere Halteelemente 16 in Form elastischer Spangen angeordnet.
  • Die 4 bis 12 zeigen schematisch weitere Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen Ventilanordnung.
  • Dabei sind jeweils in den 4 und 5, 6 und 7, 8 und 9 sowie 10 und 11 gleichartige Ventilanordnungen, jeweils für eine Saugöffnung einer Vakuumpumpe und für eine Transferöffnung für Substrate, dargestellt.
  • Bei den Ausführungsbeispielen der 4 und 5 ist jeweils ein rechteckiges Schließelement 5 zwischen zwei geraden Führungselementen 11 gleitend geführt. Außerhalb des von dem Schließelement 5 bei der Bewegung zwischen Schließstellung und Öffnungsstellung überstrichenen Bereichs der ersten Dichtfläche 4 ist eine Drehachse 7 einer Antriebseinrichtung rechtwinklig zur Kammerwand 1 angeordnet. Diese Drehachse 7 trägt einen Schwenkhebel 12, der bei Betätigung der Antriebseinrichtung eine geradlinige Bewegung des Schließelements 5 verursacht.
  • Bei den Ausführungsbeispielen der 6 und 7 ist jeweils ein rechteckiges Schließelement 5 zwischen zwei geraden Führungselementen 11 gleitend geführt. Außerhalb des von dem Schließelement 5 bei der Bewegung zwischen Schließstellung und Öffnungsstellung überstrichenen Bereichs der ersten Dichtfläche 4 ist eine Drehachse 7 einer Antriebseinrichtung rechtwinklig zur Kammerwand 1 angeordnet. Diese Drehachse 7 trägt einen Kurbeltrieb 18, der bei Betätigung der Antriebseinrichtung eine geradlinige Bewegung des Schließelements 5 verursacht.
  • Bei den Ausführungsbeispielen der 8 und 9 ist jeweils ein rechteckiges Schließelement 5 einseitig an einem geraden Führungselement 11 gleitend geführt. Außerhalb des von dem Schließelement 5 bei der Bewegung zwischen Schließstellung und Öffnungsstellung überstrichenen Bereichs der ersten Dichtfläche 4 ist eine Drehachse 7 einer Antriebseinrichtung rechtwinklig zur Kammerwand 1 angeordnet. An dieser Drehachse 7 ist ein Antriebsritzel 8 mit Verzahnung angeordnet und die mit dem Antriebsritzel 8 in Eingriff kommende Seite des rechteckigen Schließelements 5 weist ebenfalls eine Verzahnung auf. Die Verzahnungen sind in den schematischen Darstellungen nicht sichtbar. Der Eingriff der beiden Verzahnungen von Antriebsritzel 8 und Schließelement 5 verursacht bei Betätigung der Antriebseinrichtung eine geradlinige Bewegung des Schließelements 5.
  • Bei den Ausführungsbeispielen der 10 und 11 ist jeweils ein Schließelement 5 am freien Ende eines Schwenkhebels 12 gehalten. Außerhalb des von dem Schließelement 5 bei der Bewegung zwischen Schließstellung und Öffnungsstellung überstrichenen Bereichs der ersten Dichtfläche 4 ist eine Drehachse 7 einer Antriebseinrichtung rechtwinklig zur Kammerwand 1 angeordnet. Diese Drehachse 7 trägt den Schwenkhebel 12, der bei Betätigung der Antriebseinrichtung eine bogenförmige Bewegung des Schließelements 5 verursacht.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäß 12 ähnelt dem aus 10, jedoch ist hier das Schließelement 5 an dem Schwenkhebel 12 drehbar angebracht und weist eine Verzahnung auf, die mit einer Verzahnung eines bogenförmigen Führungselements 11 im Eingriff steht. Wird die Antriebseinrichtung betätigt, so rollt das Schließelement 5 auf dem Führungselement 11 ab, wobei es neben der Schwenkbewegung um die Drehachse 7 der Antriebseinrichtung gleichzeitig eine Rotation um die eigene Achse ausführt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kammerwand
    2
    Öffnung
    3
    Vakuumpumpe
    4
    erste Dichtfläche
    5
    Schließelement
    6
    Motor
    7
    Drehdurchführung
    8
    Antriebsritzel
    9
    Abtriebsritzel
    10
    Zahnriemen
    11
    Führungselement
    12
    Schwenkhebel
    13
    Spannelement
    14
    Elastomerdichtung
    15
    zweite Dichtfläche
    16
    Halteelement
    17
    Umlenkzahnrad
    18
    Kurbeltrieb
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013207319 A1 [0004]

Claims (12)

  1. Ventilanordnung zum Abdichten einer Öffnung (2) in einer Kammerwand (1) einer von Kammerwänden (1) begrenzten Vakuumkammer, umfassend eine die Öffnung (2) an einer Innenseite der Kammerwand (1) umgebende erste Dichtfläche (4) sowie ein die Öffnung (2) wahlweise freigebendes oder verschließendes Schließelement (5) mit einer der ersten Dichtfläche (4) zugewandten zweiten Dichtfläche (15), wobei das Schließelement (5) mit einer Antriebseinrichtung (6) wirkverbunden ist, die dazu ausgebildet ist, das Schließelement (5) zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung parallel zu der ersten Dichtfläche (4) hin und her zu bewegen.
  2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (2) eine Saugöffnung für eine Vakuumpumpe (3) ist und an der Außenseite der Kammerwand (1) eine Vakuumpumpe (3) angebracht ist.
  3. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (2) eine Transferöffnung für ein Substrat ist.
  4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (6) eine Drehachse (7) aufweist.
  5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (7) außerhalb eines von dem Schließelement (5) zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung überstrichenen Bereichs der ersten Dichtfläche (4) angeordnet ist.
  6. Ventilanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (7) rechtwinklig zu der Kammerwand (1) ausgerichtet ist.
  7. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (6) eine in der Kammerwand (1) angebrachte Vakuum-Drehdurchführung (7) sowie einen außerhalb der Vakuumkammer angeordneten, mit der Vakuum-Drehdurchführung (7) verbundenen Motor (6) aufweist.
  8. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement (5) an mindestens einem Randabschnitt eine Verzahnung aufweist.
  9. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite der Kammerwand (1) das Schließelement (5) zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung an mindestens einem Führungselement (11) geführt ist.
  10. Ventilanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Führungselement (11) eine Verzahnung aufweist.
  11. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (6) mit dem Schließelement (5) durch ein Zugmittelgetriebe (10) oder/und ein Hebelgetriebe (12, 18) verbunden ist.
  12. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kammerwand (1) im Bereich der Öffnungsstellung oder/und der Schließstellung des Schließelements (5) mindestens ein Haltemittel (16) für das Schließelement (5) angeordnet ist.
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