DE102019123563A1

DE102019123563A1 - Vakuumventil für das Be- und/oder Entladen einer Vakuumkammer

Info

Publication number: DE102019123563A1
Application number: DE102019123563.4A
Authority: DE
Inventors: René Bereuter; Stefan Schoch; Philipp Wohlwend
Original assignee: VAT Holding AG
Current assignee: VAT Holding AG
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2021-03-04
Also published as: US11767931B2; KR20220051339A; CN114341535B; CN114341535A; JP2022546796A; WO2021043528A1; TW202129184A; US20220290780A1

Abstract

Vakuumventil (1) für das Be- und/oder Entladen einer Vakuumkammer (2), wobei das Vakuumventil (1) eine Verschlussplatte (3) aufweist, wobei die Verschlussplatte (3) in einer Schließstellung gegen einen Ventilsitz (4) gedrückt ist und eine Ladeöffnung (5) verschließt und in einer Öffnungsstellung vom Ventilsitz (4) abgehoben ist und die Ladeöffnung (5) zum Be- und/oder Entladen der Vakuumkammer (2) freigibt, wobei das Vakuumventil (1) zumindest einen Antrieb (6) zum Hin- und/oder Her- Bewegen der Verschlussplatte (3) zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung aufweist, wobei die Verschlussplatte (3) mittels zumindest einer Führung (7) an zumindest einem Plattenhalter (8) des Antriebs (6) gehalten ist und das Vakuumventil (1) zumindest einen elastischen Vorspannkörper (9) aufweist, wobei die Verschlussplatte (3) gegen eine Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers (9) entlang der Führung (7) relativ zum Plattenhalter (8) bewegbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vakuumventil für das Be- und/oder Entladen einer Vakuumkammer, wobei das Vakuumventil eine Verschlussplatte aufweist, wobei die Verschlussplatte in einer Schließstellung gegen einen Ventilsitz gedrückt ist und eine Ladeöffnung verschließt und in einer Öffnungsstellung vom Ventilsitz abgehoben ist und die Ladeöffnung zum Be- und/oder Entladen der Vakuumkammer freigibt, wobei das Vakuumventil zumindest einen Antrieb zum Hin- und/oder Her- Bewegen der Verschlussplatte zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung aufweist.
Vakuumventile sind beim Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausgestaltungsformen bekannt. Sie dienen dazu, Vakuum- bzw. Prozesskammern einerseits so zu verschließen, dass im verschlossenen Zustand in der Vakuum- bzw. Prozesskammer ein abgeschlossenes Volumen geschaffen ist, in dem unter vorgebbaren Unterdruckverhältnissen und gegebenenfalls auch in einer speziell erzeugten Atmosphäre Prozesse durchgeführt werden können. Gattungsgemäße Vakuumventile können dazu geeignet sein, die Vakuumkammer manuell, also von Hand oder mit einem von Hand geführten Werkzeug zu Beladen und/oder zu Entladen. D.h., dass eine Bedienperson in der Öffnungsstellung der Verschlussplatte des Vakuumventils von Hand Gegenstände in die Vakuumkammer hineingeben und/oder auch Gegenstände von Hand aus der Vakuumkammer entnehmen kann. Hierzu muss die Bedienperson mit der Hand oder dem ganzen Arm oder zumindest mit einem von Hand geführten Werkzeug durch das geöffnete Vakuumventil hindurch in die Vakuumkammer hineingreifen können. Gattungsgemäße Vakuumventile können aber auch für das maschinelle Be-und/oder Entladen der Vakuumkammer z.B. mittels Roboter vorgesehen sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Bediensicherheit von gattungsgemäßen Vakuumventilen für das Be- und/oder Entladen einer Vakuumkammer zu verbessern.
Hierzu schlägt die Erfindung vor, dass die Verschlussplatte mittels zumindest einer Führung an zumindest einem Plattenhalter des Antriebs gehalten ist und das Vakuumventil zumindest einen elastischen Vorspannkörper aufweist, wobei die Verschlussplatte gegen eine Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers entlang der Führung relativ zum Plattenhalter bewegbar ist.
Die Erfindung sieht somit vor, die Verschlussplatte beweglich am Plattenhalter des Antriebs zu befestigen, sodass die Verschlussplatte gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers entlang der Führung relativ zum Plattenhalter bewegt werden kann. Sollte sich während der Bewegung der Verschlussplatte in Richtung hin zur Schließstellung versehentlich noch die Hand oder der Arm oder ein von Hand geführtes Werkzeug der Bedienperson oder ein anderer Gegenstand, z.B. ein Be-und/oder Entladeroboter, in der Ladeöffnung befinden und mit der Verschlussplatte kollidieren, so erlaubt es die Erfindung, dass die Verschlussplatte stehen bleibt, obwohl der Antrieb weiter in Richtung Schließstellung bewegt wird. Hierdurch ist eine Sicherheitsmaßnahme geschaffen, mit der verhindert werden kann, dass die sich noch in der Ladeöffnung befindlichen Körperteile einer Person z.B. deren Hand, Arm oder dergleichen oder sich dort noch befindende Gegenstände wie z.B. ein Be-und/oder Entladeroboter gequetscht oder verletzt oder beschädigt wird bzw. werden. Auch eine Beschädigung der Verschlussplatte oder anderer Bestandteile des Vakuumventils können so vermieden werden. Es kann sich bei erfindungsgemäßen Vakuumventilen um Vakuumventile zum manuellen Be- und/oder Entladen der Vakuumkammer handeln, welche dazu geeignet sind, den Be-und/oder Entladevorgang von Hand oder mit einem von Hand geführten Werkzeug durchzuführen wird. Es kann sich aber auch um Vakuumventile handeln, die dazu vorgesehen sind, den Be-und/oder Entladevorgang maschinell z.B. mittels eines Be- und/oder Entladeroboters durchzuführen.
Das erfindungsgemäße Vakuumventil könnte auch als Vakuumverschlusseinrichtung bezeichnet werden. Es handelt sich dabei jedenfalls um ein Ventil bzw. um eine Verschlusseinrichtung, welche in der sogenannten Vakuumtechnik eingesetzt werden kann. In der Regel spricht man von Vakuumtechnik, wenn Betriebszustände mit Drücken kleiner oder gleich 0,001 mbar (Millibar) bzw. 0,1 Pascal erreicht werden. Vakuumventile sind Ventile, die für diese Druckbereiche und/oder entsprechende Druckdifferenzen zur Umgebung ausgelegt sind. Man kann von Vakuumventilen aber allgemein auch dann sprechen, wenn sie für Drücke unter dem Normaldruck, also unter 1 bar ausgelegt sind.
Insbesondere um dem manuellen Be- und/oder Entladen einer Vakuumkammer dienen zu können, weisen die zu verschließenden Ladeöffnungen bevorzugt eine Größe von 800 cm² bis 4800 cm², vorzugsweise von 1000 cm² bis 1400 cm² auf. Die zum Verschließen solcher Ladeöffnungen vorgesehenen Verschlussplatten entsprechender Vakuumventile weisen somit ebenfalls günstigerweise mindestens diese Größen auf.
In bevorzugten Ausgestaltungsformen ist vorgesehen, dass der Ventilsitz und/oder die Ladeöffnung als Bestandteil des erfindungsgemäßen Vakuumventils ausgebildet ist bzw. sind. Z.B. kann der Ventilsitz an einem Ventilgehäuse des erfindungsgemäßen Vakuumventils ausgebildet sein. Die Ladeöffnung kann eine entsprechende, vorzugsweise vom Ventilsitz umgebene, Öffnung im Ventilgehäuse des erfindungsgemäßen Vakuumventils sein. Dies ist aber nicht zwingend so vorzusehen. Auch Alternativen hierzu sind denkbar. Z.B. ist es möglich, den Ventilsitz und/oder die Ladeöffnung als Bestandteil einer Vakuum- oder Prozesskammer auszubilden. Auch solche Ladeöffnungen können mit der Verschlussplatte erfindungsgemäßer Vakuumventile verschlossen werden, wenn die Verschlussplatte entsprechend gegen den Ventilsitz gedrückt wird.
Erfindungsgemäße Vakuumventile können einen einzigen, aber auch mehrere Antriebe zum Hin- und/oder Herbewegen der Verschlussplatte zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung aufweisen. Es kann sich bei erfindungsgemäßen Vakuumventilen um sogenannte Mono-Vakuumventile handeln, bei denen die Verschlussplatte zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung ausschließlich linear entlang einer einzigen, vorzugsweise geraden, Bewegungsbahn hin und her bewegt wird. Es kann sich bei erfindungsgemäßen Vakuumventilen aber auch um sogenannte L-Vakuumventile handeln, bei denen die Verschlussplatte auf einer ersten Bewegungsbahn und anschließend auf zumindest einer zweiten Bewegungsbahn zwischen Öffnungsstellung und Schließstellung hin und her bewegt werden, wobei diese beiden Bewegungsbahnen zueinander abgewinkelt sind, vorzugsweise orthogonal zueinander stehen. Bei solchen sogenannten L-Vakuumventilen kann es auch bei der Erfindung vorgesehen sein, dass die Verschlussplatte ausgehend von der Öffnungsstellung zunächst auf einer ersten Bewegungsbahn in einer vorzugsweise linearen Richtung in eine Zwischenstellung bewegt wird, in der die Verschlussplatte mit der Ladeöffnung bereits in Deckung gebracht ist aber noch nicht am Ventilsitz anliegt. Auf der zweiten Bewegungsbahn wird dann die Verschlussplatte von dieser Zwischenstellung in die Schließstellung gebracht, in der sie dann tatsächlich am Ventilsitz abdichtend anliegt. Das Öffnen, also die Bewegung von der Schließstellung in die Öffnungsstellung erfolgt dann entsprechend umgekehrt entlang der beiden Bewegungsbahnen. Insbesondere bei solchen erfindungsgemäßen Vakuumventilen, bei denen die Verschlussplatte eine L-förmige Bewegung zwischen der Öffnungsstellung und Schließstellung durchführt, können zwei Antriebe vorgesehen sein, wobei der erste Antrieb die Verschlussplatte entlang der ersten Bewegungsbahn bewegt und der zweite bzw. weitere Antrieb die Verschlussplatte dann entlang der zweiten bzw. weiteren Bewegungsbahn bewegt. Grundsätzlich ist aber darauf hinzuweisen, dass solche L-Vakuumventile auch mit einem einzigen Antrieb auskommen können, wie dies beim Stand der Technik an sich bekannt ist.
In bevorzugten Ausgestaltungsformen der Erfindung handelt es sich bei dem Antrieb bzw. den Antrieben um Linearantriebe. Die Führung, entlang der die Verschlussplatte gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers relativ zum Plattenhalter bewegbar ist, ist günstigerweise eine Linearführung. Günstigerweise ist somit auch vorgesehen, dass die Verschlussplatte gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers entlang der Führung relativ zum Plattenhalter verschiebbar ist. Die Führung kann parallel zu einer Verschlussebene angeordnet sein, wobei die Verschlussplatte in der Schließstellung in dieser Verschlussebene an dem Ventilsitz anliegt. Die Verschlussebene wird somit in der Regel durch die Oberfläche des Ventilsitzes definiert, an der die Verschlussplatte in der Schließstellung anliegt. Der Begriff der „parallel zu der Verschlussebene angeordneten Führung“ bedeutet, dass die Verschlussplatte auf ihrem Weg entlang der Führung relativ zum Plattenhalter in einer Richtung parallel zur Verschlussebene bewegt wird. Die Führung kann jedenfalls sehr unterschiedlich in verschiedenen, beim Stand der Technik an sich bekannten Varianten ausgebildet sein. Es kann sich um Schienen- oder Kulissenführungen handeln. Es kann sich genauso gut um Langlöcher, z.B. in der Verschlussplatte oder im Plattenhalter handeln, wobei in diesen Langlöchern entsprechende Führungszapfen geführt sind. Die Führungszapfen können dann am jeweiligen Gegenstück also auch an der Verschlussplatte oder am Plattenhalter befestigt sein.
Günstigerweise ist vorgesehen, dass die Verschlussplatte von dem Antrieb beim Hin- und/oder Her- Bewegen der Verschlussplatte zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung entlang einer Bewegungsbahn bewegbar ist und die Führung parallel zu der Bewegungsbahn der Verschlussplatte angeordnet ist. Wie eingangs bereits erläutert, kann es sich dabei um die einzige Bewegungsbahn zwischen Öffnungs- und Schließstellung, aber auch um eine von mehreren Bewegungsbahnen zwischen Öffnungs- und Schließstellung handeln. Dass die Führung parallel zur Bewegungsbahn der Verschlussplatte angeordnet ist, bedeutet wiederum, dass die Verschlussplatte beim Bewegen entlang der Führung in einer Richtung parallel zu der Bewegungsbahn der Verschlussplatte bewegt wird, auf der die Verschlussplatte vom Antrieb bewegt wird.
Jedenfalls ist es so, dass durch die Erfindung die Verschlussplatte entlang der Führung gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers relativ zum Plattenhalter und damit auch relativ zum Antrieb bewegt werden kann. Um diese Relativbewegung auch feststellen zu können, sehen bevorzugte Varianten der Erfindung vor, dass das Vakuumventil einen Detektor zum Feststellen einer Bewegung der Verschlussplatte gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers entlang der Führung relativ zum Plattenhalter aufweist. Der Detektor kann hierzu sehr unterschiedlich ausgebildet sein. Verschiedenste, beim Stand der Technik an sich bekannte, hier einsetzbare Detektoren können dabei zum Einsatz kommen. Solange die Verschlussplatte mit dem Antrieb mitbewegt wird, kann mit dem Detektor z.B. festgestellt werden, dass ein normaler Betriebszustand herrscht. Kollidiert nun versehentlich eine Person z.B. mit der Hand oder dem Arm oder einem von Hand geführten Werkzeug oder ein Gegenstand wie z.B. ein Be- und/oder Entladeroboter mit der Verschlussplatte, so kommt es zu einer Bewegung der Verschlussplatte gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers entlang der Führung relativ zum Plattenhalter und damit auch relativ zum Antrieb, was vom Detektor festgestellt werden kann. Der Detektor kann z.B. ein erstes Detektorelement aufweisen, welches an der Verschlussplatte fixiert ist. Weiters kann er zumindest ein zweites Detektorelement aufweisen, welches an dem Plattenhalter fixiert ist. Bei diesen Ausgestaltungsformen kommt es immer dann zu einer Relativbewegung zwischen den beiden Detektorelementen, wenn die Verschlussplatte relativ zum Plattenhalter bewegt wird. Es kann sich bei den Detektorelementen z.B. um magnetische Sensoren, elektrische Sensoren, Lichtsensoren oder dergleichen handeln. All dies ist beim Stand der Technik in zahlreichen Ausgestaltungsformen bekannt. Der Detektor kann auch als Schalter bezeichnet werden, welcher immer dann schaltet, wenn die Verschlussplatte und der Plattenhalter bzw. die beiden Detektorelemente relativ zueinander bewegt werden.
Erfindungsgemäße Vakuumventile weisen günstigerweise eine Regeleinrichtung auf, wobei diese Regeleinrichtung den zumindest einen Antrieb oder die mehreren Antriebe zum Hin- und/oder Her-Bewegen der Verschlussplatte zwischen Öffnungsstellung und Schließstellung ansteuert bzw. ansteuern. Bevorzugt tut dies die Regeleinrichtung in Abhängigkeit eines Signals des Detektors. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass, solange der Detektor keine Relativbewegung zwischen Verschlussplatte und Plattenhalter entlang der Führung gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers feststellt, die Antriebe von der Regeleinrichtung zum Hin- und Her-Bewegen der Verschlussplatte so angesteuert werden, wie dies andere Betriebsparameter oder Betriebsbefehle vorgeben. Stellt der Detektor jedoch eine Relativbewegung zwischen Verschlussplatte und Plattenhalter gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers entlang der Führung fest, so wird dies dann günstigerweise von der Regeleinrichtung berücksichtigt. Z.B. kann vorgesehen sein, dass die Regeleinrichtung den zumindest einen Antrieb zum Hin- und/oder Her- Bewegen der Verschlussplatte anhält, wenn das Signal des Detektors eine Bewegung der Verschlussplatte gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers entlang der Führung relativ zum Plattenhalter anzeigt. Hierdurch wird eine Art Nothalt realisiert, wenn der Detektor feststellt, dass sich Verschlussplatte und Plattenhalter relativ zueinander bewegen, was darauf hindeutet, dass die Verschlussplatte mit einem Gegenstand oder einer Person bzw. deren Hand oder Arm kollidiert ist. Natürlich können auch andere Steuerbefehle bei der Regeleinrichtung ausgelöst werden, wenn das Signal des Detektors eine Bewegung der Verschlussplatte gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers entlang der Führung relativ zum Plattenhalter anzeigt. In diesem Fall kann z.B. auch vorgesehen sein, dass die Regeleinrichtung den Antrieb so ansteuert, dass die Bewegungsrichtung der Verschlussplatte umgekehrt wird.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Vakuumventils sieht günstigerweise vor, dass beim Bewegen der Verschlussplatte in Richtung hin zur Schließstellung die Verschlussplatte gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers entlang der Führung relativ zum Plattenhalter bewegt wird, wenn ein Gegenstand oder eine Person mit der Verschlussplatte kollidiert. Diese Kollision kann bei erfindungsgemäßen Verfahren dann wiederum durch einen entsprechenden Detektor festgestellt werden. Das entsprechende Signal des Detektors kann von der bereits genannten Regeleinrichtung dann wiederum dazu genutzt werden, den Antrieb zum Hin- und Her-Bewegen der Verschlussplatte anzuhalten oder dessen Bewegungsrichtung umzukehren usw.
Weitere Merkmale und Einzelheiten bevorzugter Varianten der Erfindung werden nachfolgend beispielhaft anhand einer Ausführungsvariante der Erfindung erläutert. Es zeigen:

1 eine Ansicht von schräg hinten auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Vakuumventils in der Schließstellung;
2 eine Ansicht von vorne auf dieses Vakuumventil in der Schließstellung;
3 eine Seitenansicht auf das Vakuumventil in der Schließstellung;
4 eine Seitenansicht auf das Vakuumventil in einer Zwischenstellung;
5 den Schnitt entlang der Schnittlinie AA aus 4;
6 das Vakuumventil in der Öffnungsstellung in einer Seitenansicht;
7 das Vakuumventil in der Öffnungsstellung in einer Frontalansicht;
8 eine perspektivische Ansicht von vorne auf das Vakuumventil mit einem eingeklemmten Gegenstand;
9 eine Seitenansicht zum Zustand gemäß 8 und
10 den Schnitt entlang der Schnittlinie BB auf 9.

Bei den in den Figuren gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen eines Vakuumventils 1 handelt es sich um ein sogenanntes L-Ventil, bei dem die Verschlussplatte 3 von der in den 6 und 7 gezeigten Öffnungsstellung entlang einer ersten Bewegungsbahn 14 in die in 4 gezeigte Zwischenstellung und dann entlang einer zweiten Bewegungsbahn 24 in die in den 1 bis 3 gezeigte Schließstellung bewegt wird. Die Bewegung der Verschlussplatte 3 von der Schließstellung in die Öffnungsstellung erfolgt entsprechend umgekehrt zunächst entlang der zweiten Bewegungsbahn 24 in die Zwischenstellung und von dort entlang der ersten Bewegungsbahn 14 in die Öffnungsstellung. Die Bewegungsbahn 14 und 24 sind im hier gezeigten Ausführungsbeispiel orthogonal zueinander angeordnet. Für jede Bewegungsbahn ist in hier ein eigener Antrieb vorgesehen. Diese Antriebe sind hier im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils paarweise ausgebildet. Die beiden Antriebe 6 dienen zur Bewegung der Verschlussplatte entlang der ersten Bewegungsbahn 14 zwischen der Öffnungsstellung gemäß 6 und 7 und der Zwischenstellung gemäß 4. Die ebenfalls paarweise ausgebildeten weiteren Antriebe 17 dienen der Bewegung der Verschlussplatte 3 zwischen der Zwischenstellung gemäß der 4 und der Schließstellung gemäß der 1 bis 3. Alle Antriebe 6 und 17 sind hier als Linearantriebe ausgeführt. Es kann sich um elektrische, pneumatische, hydraulische oder sonstige Linearantriebe handeln. Die Antriebe 6 dieses Ausführungsbeispiels weisen jeweils eine Kolbenstange 22 auf, welche jeweils einen der weiteren Antriebe 17 trägt. Der jeweilige Plattenhalter 8 ist jeweils an einem der weiteren Antriebe 17 befestigt. Diese Antriebe sind an sich bekannt und müssen nicht weiter erläutert werden. An den Antrieben 6 und 17 sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils in der geschilderten Art und Weise die Plattenhalter 8 befestigt, sodass die Plattenhalter 8 immer mit den Antrieben 6 und 17 mitbewegt werden. An den hier in diesem Ausführungsbeispiel entsprechend doppelt vorhandenen Plattenhaltern 8 des jeweiligen Antriebs 6 bzw. 17 ist die Verschlussplatte 3 erfindungsgemäß gegen die Vorspannung des hier ebenfalls doppelt vorhandenen elastischen Vorspannkörpers 9 entlang der weiter unten noch erläuterten Führungen 7 relativ zum jeweiligen Plattenhalter 8 bewegbar.
Der Ventilsitz 4, an dem die Verschlussplatte 3 in der Schließstellung gemäß der 1 bis 3 anliegt, ist im hier gezeigten Ausführungsbeispiel Teil des erfindungsgemäßen Vakuumventils 1, indem er an dem Ventilgehäuse 18 des Vakuumventils 1 ausgebildet ist. Der Ventilsitz 4 umgibt die Ladeöffnung 5, welche mittels der Verschlussplatte 3 in der Schließstellung verschlossen wird. Die Ladeöffnung 5 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls Bestandteil des erfindungsgemäßen Vakuumventils 1, indem sie im Ventilgehäuse 18 ausgebildet ist. Die Ladeöffnung 5 ist die Öffnung, durch die hindurch bei geöffnetem Vakuumventil 1 Gegenstände in die Vakuumkammer 2 manuell und/oder maschinell eingebracht und/oder aus der Vakuumkammer 2 manuell und/oder maschinell entnommen werden können. Hierzu greift die jeweilige Person mit der Hand bzw. dem Arm oder einem von Hand gehaltenen Werkzeug oder z.B. ein Be- und/oder Entladeroboter durch die Ladeöffnung 5 hindurch in die Vakuumkammer 2. Die Vakuumkammer 2 ist in 3 schematisiert dargestellt. Sie befindet sich in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel auf der der Verschlussplatte 3 entgegengesetzten Seite des Ventilgehäuses 18. Die Vakuumkammer 2 ist an sich bekannt und daher abgesehen von 3 nicht dargestellt.
Eingangs wurde bereits erläutert, dass Ventilsitz 4 und Ladeöffnung 5 nicht zwingend Teil des Vakuumventils 1 selbst sein müssen. Sie können z.B. auch direkt als Bestandteile der Vakuumkammer 2 ausgebildet sein.
Die in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls mehrfach vorhandenen Führungen 7, entlang denen die Verschlussplatte 3 gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers 9 relativ zum Plattenhalter 8 bewegbar bzw. verschiebbar ist, sind bei der hier gezeigten Variante innerhalb der Verschlussplatte 3 realisiert. Wie in den Längsschnitten entlang der Schnittlinien AA aus 4 und BB aus 9 in den 5 und 10 gezeigt, handelt es sich bei den Führungen 7 in diesem Ausführungsbeispiel um Langlöcher 19 in der Verschlussplatte 3, in denen Führungszapfen 20 geführt sind. Die Führungszapfen 20 sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils fix an einem der Plattenhalter 8 befestigt. Bei der Relativbewegung zwischen Verschlussplatte 3 und Plattenhalter 8 wird die Verschlussplatte 3 mit ihren Langlöchern 19 entlang der Führungszapfen 20 verschoben, was zu einer entsprechenden Führung der Verschlussplatte 3 an den Plattenhaltern 8 führt. Natürlich könnten auch andere Führungen 7 realisiert werden, um die Verschlussplatte 3 relativ zu den Plattenhaltern 8 bewegbar bzw. verschiebbar zu lagern. Es kann sich z.B. um Schienenführungen, andere Führungskulissen und dergleichen handeln.
Zur Vorspannung der Verschlussplatte 3 relativ zu den Plattenhaltern 8 sind in diesem Ausführungsbeispiel auf beiden Seiten Vorspannkörper 9 vorgesehen, welche hier als Schraubenfedern ausgeführt sind. Diese Vorspannkörper 9 sind mittels Stiften 21 geführt. Das eine Ende des Vorspannkörpers 9 lagert jeweils an einer Schulter 23 der Verschlussplatte 3. Das jeweils gegenüberliegende Ende des Vorspannkörpers 9 lagert auf dem jeweiligen Plattenhalter 8. In der unbelasteten Ausgangs- bzw. Normalstellung drücken die Vorspannkörper 9 die Verschlussplatte 3 in die in 5 dargestellte Position relativ zum jeweiligen Plattenhalter 8. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass die Vorspannung zwischen Verschlussplatte 3 und Plattenhaltern 8 natürlich auch mit anders ausgebildeten und anders angeordneten elastischen Vorspannkörpern realisiert werden kann.
Die Führungen 7 sind in diesem Ausführungsbeispiel parallel zu der Bewegungsbahn 14 der Verschlussplatte 3 angeordnet, auf welcher die Verschlussplatte 3 vom Antrieb 6 zwischen der Öffnungsstellung gemäß der 6 und 7 und der Zwischenstellung gemäß der 4 und 5 hin und her bewegt wird. Die Führungen 7 sind in diesem Ausführungsbeispiel aber auch parallel zu der in den 3, 4, 6 und 9 eingezeichneten Verschlussebene 15 angeordnet. Die Verschlussebene 15 wird durch den Ventilsitz 4 vorgegeben. Dies ist die Ebene, in der die Verschlussplatte 3 in der Schließstellung an dem Ventilsitz 4 anliegt.
In der hier gezeigten Variante der Erfindung ist auch ein Detektor 10 zum Feststellen einer Bewegung der Verschlussplatte 3 gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers 9 entlang der Führung 7 relativ zum Plattenhalter 8 vorgesehen. Dieser Detektor 10 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein erstes Detektorelement 11 auf, welches an der Verschlussplatte 3 fixiert ist. Weiters weist er ein zweites Detektorelement 12 auf, welches an dem Plattenhalter 8 fixiert ist. Kommt es zur Relativbewegung zwischen Verschlussplatte 3 und Plattenhalter 8, so kommt es zwangsläufig auch zur Relativbewegung zwischen erstem und zweitem Detektorelement 11 und 12. Hierdurch kann der Detektor 10 feststellen, ob die Verschlussplatte 3 und der Plattenhalter 8 entlang der Führung 7 relativ zueinander bewegt worden sind oder ob sich Plattenhalter 8 und Verschlussplatte 3 noch in der in den 1 bis 7 gezeigten Ausgangs- bzw. Normalstellung relativ zueinander befinden. Der Detektor 10 kann, wie eingangs bereits erläutert, mit verschiedensten physikalischen Messgrößen arbeiten. Es kann sich um elektrische, mechanische, magnetische, optische oder sonstige Detektoren handeln. All dies ist an sich bekannt und muss nicht weiter erläutert werden.
In 2 ist schematisiert eine an sich bekannte Regeleinrichtung 13 dargestellt, die zunächst einmal dazu dient, die Antrieb des Vakuumventils 1, also hier im konkreten Ausführungsbeispiel die Antriebe 6 und die weiteren Antriebe 17 zum Öffnen und Schließen der Ladeöffnung 5 anzusteuern. Diese Regeleinrichtung 13 ist nun bei diesem Ausführungsbeispiel auch mit dem Detektor 10 verbunden, sodass die Regeleinrichtung 13 beim Ansteuern der Antriebe 6 und 17 ein Signal des Detektors 10 berücksichtigen kann oder in anderen Worten die Antriebe 6 zum Hin- und/oder Her-Bewegen der Verschlussplatte 3 in Abhängigkeit des Signals des Detektors 10 ansteuern kann. Dies ermöglicht es, dass die Regeleinrichtung 13 den Antrieb 6 zum Hin- und/oder Her-Bewegen der Verschlussplatte 3 anhält oder dessen Bewegungsrichtung umkehrt, wenn der Detektor 10 eine Relativbewegung zwischen Verschlussplatte 3 und Plattenhalter 8 feststellt, also das Signal des Detektors 10 eine Bewegung der Verschlussplatte 3 gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers 9 entlang der Führung 7 relativ zum Plattenhalter 8 anzeigt.
Letzteres kommt vor allem bei der Bewegung der Verschlussplatte 3 in Richtung hin zur Schließstellung vor, wenn sich in meist unbeabsichtigter Weise noch ein Gegenstand 16 wie z.B. ein Be- und/oder Entladeroboter oder eine Hand oder ein Arm einer Person in der Ladeöffnung 5 befindet. Dieses Szenario ist in den 8 bis 10 beispielhaft anhand des Gegenstandes 16 gezeigt, welcher sich, während die Verschlussplatte 3 in Richtung Schließstellung bewegt wird, noch in der Ladeöffnung 5 befindet. Anstelle des Gegenstandes 16 könnte dies auch eine Hand oder ein Arm oder ein anderer Körperteil einer Person oder ein von Hand geführtes Werkzeug sein. Kommt es hierdurch zu einer Kollision zwischen dem Gegenstand 16 bzw. der Person und der Verschlussplatte 3, so wird die Verschlussplatte 3 aufgrund dieser Kollision angehalten, während sich in diesem Ausführungsbeispiel die Antriebe 6 und damit auch die damit fix verbundenen Plattenhalter 8 weiter in Richtung Schließstellung bewegen. Hierdurch kommt es zu einer Komprimierung der Vorspannkörper 9 und zu einer Bewegung bzw. Verschiebung der Verschlussplatte 3 relativ zu den Plattenhaltern 8 gegen die Vorspannung der Vorspannkörper 9 entlang der Führungen 7. Hierdurch werden dann zwangsweise auch das erste Detektorelement 11 und das zweite Detektorelement 12 relativ zueinander verschoben, wie dies aus dem Vergleich der 8 bis 10 einerseits und der 1 bis 7 andererseits ersichtlich ist. Sobald der Detektor 10 auf dieser Art und Weise eine Relativbewegung zwischen Verschlussplatte 3 und Plattenhalter 8 feststellt, sendet er ein Signal an die Regeleinrichtung 13, welche entsprechend den Antrieb 6 anhält oder in seiner Bewegungsrichtung umkehrt, sodass es zu keinen Verletzungen oder sonstigen Beeinträchtigungen des Gegenstandes 16 bzw. der dort eingeklemmten Person kommen kann. Hierdurch wird die Bediensicherheit von Vakuumventilen 1, welche dem manuellen und/oder maschinellen Be- und/oder Entladen einer Vakuumkammer 2 dienen, deutlich erhöht.
Wird der Gegenstand 16 bzw. das entsprechende Körperteil der Person dann aus der Ladeöffnung 5 entfernt, so drücken die Vorspannkörper 9 die Verschlussplatte 3 und die Plattenhalter 8 wieder in ihre Ausgangs- bzw. Normalstellung gemäß der 1 bis 7relativ zueinander, sodass dann das Vakuumventil 1 wieder in bekannter Art und Weise zum Freigeben und auch Verschließen der Ladeöffnung 5 eingesetzt werden kann.
In der Regel wird das erfindungsgemäße Vakuumventil 1 vor allem so ausgebildet, dass es auf ein Einklemmen eines Gegenstandes 16 bzw. eines entsprechenden Körperteils einer Person beim Schließvorgang reagieren kann. Es wäre aber auch denkbar, erfindungsgemäße Vakuumventile 1 so auszubilden, dass sie diese Sicherheitsfunktion nur beim Öffnungsvorgang oder sowohl beim Öffnungs- als auch beim Schließvorgang realisieren können. Vor allem ist darauf hinzuweisen, dass erfindungsgemäße Vakuumventile 1 auch als sogenannte Mono-Vakuumventile ausgebildet werden können, bei denen die Verschlussplatte 3 zwischen Öffnungsstellung und Schließstellung nur linear in einer Bewegungsrichtung, wie hier z.B. in Richtung der Bewegungsbahn 14 hin- und her bewegt werden. Hierzu müsste lediglich der Form des Ventilsitzes 4 und der Verschlussplatte 3 entsprechend angepasst werden, was beim Stand der Technik an sich bekannt ist.
Bezugszeichenliste
zu den Hinweisziffern:

1: Vakuumventil
2: Vakuumkammer
3: Verschlussplatte
4: Ventilsitz
5: Ladeöffnung
6: Antrieb
7: Führung
8: Plattenhalter
9: Vorspannkörper
10: Detektor
11: erstes Detektorelement
12: zweites Detektorelement
13: Regeleinrichtung
14: Bewegungsbahn
15: Verschlussebene
16: Gegenstand
17: weiterer Antrieb
18: Ventilgehäuse
19: Langloch
20: Führungszapfen
21: Stift
22: Kolbenstange
23: Schulter
24: zweite Bewegungsbahn

Claims

Vakuumventil (1) für das Be- und/oder Entladen einer Vakuumkammer (2), wobei das Vakuumventil (1) eine Verschlussplatte (3) aufweist, wobei die Verschlussplatte (3) in einer Schließstellung gegen einen Ventilsitz (4) gedrückt ist und eine Ladeöffnung (5) verschließt und in einer Öffnungsstellung vom Ventilsitz (4) abgehoben ist und die Ladeöffnung (5) zum Be- und/oder Entladen der Vakuumkammer (2) freigibt, wobei das Vakuumventil (1) zumindest einen Antrieb (6) zum Hin- und/oder Her- Bewegen der Verschlussplatte (3) zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussplatte (3) mittels zumindest einer Führung (7) an zumindest einem Plattenhalter (8) des Antriebs (6) gehalten ist und das Vakuumventil (1) zumindest einen elastischen Vorspannkörper (9) aufweist, wobei die Verschlussplatte (3) gegen eine Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers (9) entlang der Führung (7) relativ zum Plattenhalter (8) bewegbar ist.
Vakuumventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumventil (1) einen Detektor (10) zum Feststellen einer Bewegung der Verschlussplatte (3) gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers (9) entlang der Führung (7) relativ zum Plattenhalter (8) aufweist.
Vakuumventil (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (10) ein erstes Detektorelement (11) aufweist, welches an der Verschlussplatte (3) fixiert ist, und zumindest ein zweites Detektorelement (11) aufweist, welches an dem Plattenhalter (8) fixiert ist.
Vakuumventil (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumventil (1) eine Regeleinrichtung (13) aufweist, wobei die Regeleinrichtung (13) den zumindest einen Antrieb (6) zum Hin- und/oder Her-Bewegen der Verschlussplatte (3) in Abhängigkeit eines Signals des Detektors (10) ansteuert.
Vakuumventil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (13) den zumindest einen Antrieb zum Hin- und/oder Her-Bewegen der Verschlussplatte (3) anhält, wenn das Signal des Detektors (10) eine Bewegung der Verschlussplatte (3) gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers (9) entlang der Führung (7) relativ zum Plattenhalter (8) anzeigt.
Vakuumventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussplatte (3) von dem Antrieb (6) beim Hin- und/oder Her-Bewegen der Verschlussplatte (3) zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung entlang einer Bewegungsbahn (14) bewegbar ist und die Führung (7) parallel zu der Bewegungsbahn (14) der Verschlussplatte (3) angeordnet ist.
Vakuumventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussplatte (3) in der Schließstellung in einer Verschlussebene (15) an dem Ventilsitz (4) anliegt und die Führung (7) parallel zu der Verschlussebene (15) angeordnet ist.
Vakuumventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (4) und/oder die Ladeöffnung (5) als Bestandteil des Vakuumventils (1) ausgebildet sind.
Vakuumventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (6) ein Linearantrieb ist und/oder dass die Führung (7) eine Linearführung ist und/oder dass die Verschlussplatte (3) gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers (9) entlang der Führung (7) relativ zum Plattenhalter (8) verschiebbar ist.
Verfahren zum Betrieb eines Vakuumventils (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bewegen der Verschlussplatte (3) in Richtung hin zur Schließstellung die Verschlussplatte (3) gegen die Vorspannung des elastischen Vorspannkörpers (9) entlang der Führung (7) relativ zum Plattenhalter (8) bewegt wird, wenn ein Gegenstand (16) oder eine Person mit der Verschlussplatte (3) kollidiert.