DE102021102284A1

DE102021102284A1 - Ventilplatte für eine Verschlusseinrichtung zum vakuumdichten Verschließen einer Öffnung in einer Wand

Info

Publication number: DE102021102284A1
Application number: DE102021102284.3A
Authority: DE
Inventors: Fabian Büchel; Philipp Wohlwend
Original assignee: VAT Holding AG
Current assignee: VAT Holding AG
Priority date: 2021-02-01
Filing date: 2021-02-01
Publication date: 2022-08-04
Also published as: US20240093787A1; WO2022161966A1; JP2024504498A; CN116783418A; TW202235763A; KR20230133309A

Abstract

Eine Ventilplatte für eine Verschlussvorrichtung zum vakuumdichten Verschließen einer Öffnung (2) in einer Wand (3) weist an ihrer Vorderseite einen Dichtring (8) zur Abdichtung gegenüber der Wand (3) und an ihrer Rückseite eine Vertiefung (29) zur Verbindung mit einer Ventilstange (4) der Verschlussvorrichtung auf. An die an der Rückseite der Ventilplatte (1) angeordnete Vertiefung (29) schließt zumindest in Bereichen von zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Vertiefung (29) jeweils eine Erweiterung (30) an. Für eine jeweilige Erweiterung (30) ist eine Gewindebohrung (31) vorhanden, welche an einer Seitenwand der jeweiligen Erweiterung (30) in die Erweiterung (30) mündet, wobei mittels eines in die jeweilige Gewindebohrung (31) eingeschraubten und mit einem Endabschnitt aus der Gewindebohrung (31) in die Erweiterung (30) herausragenden jeweiligen Haltebolzens (39) durch Zusammenwirken des Endabschnitts des Haltebolzens (39) mit einer Nut (32a), die an einem mit dem Ende der Ventilstange (4) verbundenen oder am Ende der Ventilstange (4) einstückig mit dieser ausgebildeten Verbindungsteil (32) angeordnet ist, die Ventilstange (4) mit der Ventilplatte (1) verbindbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilplatte für eine Verschlussvorrichtung zum vakuumdichten Verschließen einer Öffnung in einer Wand, wobei die Ventilplatte an ihrer Vorderseite einen Dichtring zur Abdichtung gegenüber der Wand und an ihrer Rückseite eine Vertiefung zur Verbindung mit einer Ventilstange der Verschlussvorrichtung aufweist. Im Weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Verschlussvorrichtung mit einer solchen Ventilplatte, die mit einer Ventilstange der Verschlussvorrichtung verbunden ist.
Eine Verschlussvorrichtung zum vakuumdichten Verschließen einer Öffnung in einer Wand kann insbesondere in Form eines Vakuumventils ausgebildet sein, welches ein Ventilgehäuse aufweist, in dem die Ventilplatte angeordnet ist. Eine der Wände des Ventilgehäuses weist hierbei die von der Ventilplatte verschließbare Öffnung auf und in einer anderen Wand des Ventilgehäuses ist eine weitere Öffnung vorhanden, um im geöffneten Zustand des Vakuumventils einen Durchgang durch das Ventilgehäuse auszubilden. Eine weitere Möglichkeit zur Ausbildung einer Verschlussvorrichtung zum vakuumdichten Verschließen einer Öffnung in einer Wand besteht in einer Vakuumtür, von der eine Öffnung in einer Vakuumkammer gegenüber dem die Vakuumkammer umgebenden Außenraum abgesperrt wird (wobei eine Vakuumtür ebenfalls als eine Art Vakuumventil angesehen werden kann). Hier kann eine von der Ventilplatte verschließbare Öffnung direkt in der Wand einer Vakuumkammer angeordnet sein, an welcher die Verschlussvorrichtung angebracht ist. Die Wand stellt dann somit keinen Teil der Verschlussvorrichtung dar.
Bei Vakuumventilen und Vakuumtüren kann es von Zeit zu Zeit erforderlich sein, dass die Ventilplatte gewartet wird, insbesondere aufgrund des Verschleißes des an ihr angeordneten Dichtrings, der zur Abdichtung gegenüber einer an der Wand angeordneten Dichtfläche dient. Besonders beim Einsatz von aggressiven Prozessgasen, wie diese beispielsweise in der Halbleiterindustrie verwendet werden, ist dieser Verschleiß relativ hoch. Zur Wartung der Ventilplatte muss diese von der Ventilstange abgenommen werden können. Hierzu ist üblicherweise eine Schraubverbindung zwischen der Ventilstange und der Ventilplatte vorgesehen.
So zeigt die EP 0 453 857 B1 ein Vakuumventil, bei welchem eine Verbindungsvorrichtung, über welche die Ventilplatte mit der Ventilstange verbunden ist, an die Rückseite der Ventilplatte angeschraubt ist. Die Verbindungsvorrichtung weist hierbei eine Beweglichkeit sowohl um eine parallel zur Längserstreckung der Ventilplatte als auch um eine rechtwinkelig zur Längserstreckung der Ventilplatte stehende Achse auf, um trotz vorliegender Toleranzen im geschlossenen Zustand des Vakuumventils eine gleichmäßige Verpressung des an der Vorderseite der Ventilplatte angeordneten elastischen Dichtrings zu erreichen.
Durch Vorbenutzung bekannt ist auch ein Vakuumventil in Form eines Eckventils, bei welchem ein Ende der Ventilstange ein Außengewinde aufweist, mit welchem die Ventilstange direkt in eine Sackloch-Gewindebohrung eingeschraubt wird, die an der Rückseite der Ventilplatte ausgebildet ist. Eine Beweglichkeit der Ventilplatte gegenüber der Ventilstange ist hier nicht gegeben.
Weitere Verbindungsvorrichtungen zwischen einer Ventilplatte und einer Ventilstange, welche eine Bewegungsmöglichkeit der Ventilplatte gegenüber der Ventilstange zulassen, gehen aus der US 7,134,642 B2 und US 3,837,617 hervor. Die darin gezeigten Ventilplatten weisen eine Öffnung an einer ihrer Schmalseiten auf, um einen Endabschnitt der Ventilstange und/oder Teile der Verbindungsvorrichtung aufzunehmen.
Bei industriell durchgeführten Vakuumprozessen ist es meist erwünscht, dass von den eingesetzten Vakuumkomponenten möglichst wenige Partikel in das Vakuum freigesetzt werden, um die Qualität des Vakuumprozesses nicht zu beeinträchtigen. Bei gleitend gegeneinander sich bewegenden Teilen werden jedoch viele Partikel erzeugt und freigesetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es eine vorteilhafte Ventilplatte der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche in einfacher Weise und zuverlässig mit der Ventilstange verbindbar und von der Ventilstange abnehmbar ist, wobei die Verbindung direkt mit der Ventilstange oder über eine mit der Ventilstange verbundene Verbindungsvorrichtung erfolgen kann. Erfindungsgemäß gelingt dies durch eine Ventilplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Bei der Ventilplatte gemäß der Erfindung schließt an die an der Rückseite der Ventilplatte angeordnete Vertiefung zumindest in Bereichen von zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Vertiefung jeweils eine Erweiterung an. Pro vorliegender Erweiterung ist in der Ventilplatte eine Gewindebohrung ausgebildet, welche an einer Seitenwand der jeweiligen Erweiterung in die Erweiterung mündet. Mittels eines in die jeweilige Gewindebohrung eingeschraubten und mit einem Endabschnitt aus der Gewindebohrung in die Erweiterung herausragenden jeweiligen Haltebolzens ist die Ventilplatte mit der Ventilstange verbindbar, und zwar durch Zusammenwirken des Endes des jeweiligen Haltebolzens mit einer Nut, die an einem mit dem Ende der Ventilstange verbundenen oder am Ende der Ventilstange einstückig mit dieser ausgebildeten Verbindungsteil angeordnet ist. Zum Lösen der Ventilplatte von der Ventilstange können somit die Haltebolzen soweit aufgeschraubt werden, dass ihre Endabschnitte außer Eingriff mit der oder der jeweiligen Nut gelangen.
Günstigerweise erstrecken sich die genannten Gewindebohrungen in der Ventilplatte parallel zur Ebene, in der die Ventilplatte liegt. Insbesondere sind sie in einem Winkel von mehr als 45°, vorzugsweise in einem Winkel von 90°, zur Längserstreckung der Ventilplatte angeordnet.
Die Abmessungen der Erweiterungen der Vertiefung sind zweckmäßigerweise in alle Richtungen parallel zur Ebene gemessen, in der die Ventilplatte liegt, kleiner als die Abmessungen der Vertiefung (ohne diese Erweiterungen) in die korrespondierenden Richtungen gemessen. Die Erweiterungen erstrecken sich ausgehend von der Vertiefung der Ventilplatte vorzugsweise in voneinander weg gerichtete Richtungen, die parallel zur Längserstreckung der Ventilplatte liegen.
Vorteilhafterweise weist die Ventilplatte eine die Vertiefung mit den Erweiterungen umgebende Dichtfläche oder eine solche Dichtung auf. Über diese Dichtfläche oder Dichtung kann somit eine Abdichtung zwischen der Ventilplatte und einem mit dem Ende der Ventilstange verbundenen öder am Ende der Ventilstange einstückig mit dieser ausgebildeten Verbindungsstück, von dem das mindestens eine Verbindungsteil absteht, erreicht werden. Somit kann der Innenraum der Vertiefung mit den Erweiterungen gegenüber dem umgebenden Raum, welcher beispielsweise den Innenraum eines Ventilgehäuses darstellt, abgedichtet werden. Wenn bei der gleitenden Relativbewegung zwischen Teilen, die in der Vertiefung der Ventilplatte angeordnet sind, Partikel gebildet werden, so können diese Partikel durch die Abdichtung am Austreten aus diesem Innenraum gehindert werden.
Eine Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung weist eine erfindungsgemäße Ventilplatte auf, die mit der Ventilstange der Verschlussvorrichtung verbunden ist, wobei die Haltebolzen in die mindestens eine am mindestens einen Verbindungsteil angeordnete Nut eingreifen.
Vorzugsweise ist ein Verbindungsstück, von dem das mindestens eine Verbindungsteil absteht, lösbar mit dem Ende der Ventilstange verbunden. Insbesondere kann eine Beweglichkeit zwischen dem Verbindungsstück und der Ventilstange vorgesehen sein. Das Verbindungsstück kann somit Teil einer zwischen der Ventilplatte und der Ventilstange angeordneten Verbindungsvorrichtung sein. Grundsätzlich denkbar und möglich wäre es aber auch, dass das Verbindungsstück einstückig mit dem Ende der Ventilstange ausgebildet ist.
Das Verbindungsstück weist günstigerweise einen Fortsatz auf, der in die Vertiefung der Ventilplatte ragt, wobei eine Verdrehsicherung zwischen dem Fortsatz und der Ventilplatte ausgebildet ist. Das kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass der Fortsatz des Verbindungsstücks eine von der Kreisform abweichende Umfangskontur aufweist, die mit einer korrespondierenden Umfangskontur der Vertiefung zusammenwirkt.
Die bzw. die jeweilige Nut, in welche der Endabschnitt des jeweiligen Haltebolzens eingreift, weist vorteilhafterweise (in einem parallel zur Längserstreckung des jeweiligen Haltebolzens und durch dessen Längsmittelachse verlaufenden Schnitt gesehen) eine Schrägfläche auf, die mit dem konisch zusammenlaufenden Endabschnitt des jeweiligen Haltebolzens zusammenwirkt. Dadurch wird das Verbindungsstück beim Verbinden der Haltebolzen mit dem mindestens einen Verbindungsteil an die Ventilplatte angedrückt. Es ergibt sich dadurch eine stabile Verbindung, wobei auch eine ringförmige Dichtung zwischen dem Verbindungsstück und der Ventilplatte, welche die Vertiefung mit den Erweiterungen umgibt, komprimiert werden kann.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:

1 eine Schrägsicht eines Teils einer Verschlussvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Ventilplatte in der Offenstellung der Ventilplatte;
2 eine Schrägsicht analog 1 in der Schließstellung der Ventilplatte;
3 und 4 eine Seitenansicht und eine Ansicht der Verschlussvorrichtung in der Offenstellung der Ventilplatte;
5 einen Schnitt entlang der Linie A-A von 4;
6 eine Seitenansicht des vorderen Endes der Ventilstange mit der über die Verbindungsvorrichtung mit der Ventilstange verbundenen Ventilplatte;
7 eine Schrägsicht der Ventilplatte mit der mit ihr verbundenen Verbindungsvorrichtung;
8 eine Schrägsicht aus einer gegenüber 7 unterschiedlichen Blickrichtung;
9 eine Schrägsicht des vorderen Endes der Ventilstange, der Verbindungsvorrichtung und der Ventilplatte, im auseinandergenommenen Zustand dieser Teile;
10 eine Draufsicht auf die Rückseite der Ventilplatte;
11 einen Schnitt entlang der Linie A-A von 10;
12 einen Schnitt entlang der Linie B-B von 10;
13 eine Draufsicht auf die Rückseite der Ventilplatte mit der mit der Ventilplatte verbundenen Verbindungsvorrichtung;
14 einen Schnitt entlang der Linie C-C von 13;
15 einen Schnitt entlang der Linie D-D von 13;
16 einen Schnitt entlang der Linie E-E von 13;
17 einen Schnitt entlang der Linie F-F von 13;
18 und 19 Explosionsdarstellungen der Verbindungsvorrichtung aus unterschiedlichen Blickrichtungen.

Die Figuren weisen unterschiedliche Maßstäbe auf und sind teilweise vereinfacht dargestellt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 bis 19 erläutert.
In den Figuren ist beispielhaft eine Verschlussvorrichtung dargestellt, welche die Ventilplatte 1 aufweist, die zwischen einer Offenstellung (1) und einer Schließstellung ( 2) verstellbar ist. In der Offenstellung der Ventilplatte ist eine Öffnung 2 in einer Wand 3 freigegeben, in der Schließstellung ist die Öffnung 2 von der Ventilplatte 1 vakuumdicht verschlossen.
Unter einem vakuumdichten Verschließen wird eine Leckrate Q von zumindest weniger als 10^-4 mbar l/s verstanden.
Die Ventilplatte 1 wird von einer eine Längsachse 26 aufweisenden Ventilstange 4 getragen. Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Verstellung der Ventilplatte 1 zwischen der Offenstellung und der Schließstellung lediglich durch eine axiale Verstellung der Ventilstange 4.
Zur Verstellung der Ventilstange 4, um die Ventilplatte 1 zwischen der Offen- und der Schließstellung zu verstellen, dient ein Antrieb 5, welcher im Ausführungsbeispiel von einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit gebildet wird. Die Ventilstange 4 ist mit der Kolbenstange dieser Kolben-Zylinder-Einheit verbunden oder einstückig mit dieser ausgebildet.
Zur Abdichtung zwischen der Ventilplatte 1 und der Wand 3 im geschlossenen Zustand der Verschlussvorrichtung dient ein Dichtring 8 aus einem elastomeren Material, der an der Vorderseite der Ventilplatte 1 angebracht ist. Die Öffnung 2 in der Wand 3 ist von einer Dichtfläche 13 umgeben, die den Dichtsitz bildet, an dem der Dichtring 8 in der Schließstellung der Ventilplatte 1 anliegt.
Der Dichtring 8 kann in einer Nut der an der Vorderseite der Ventilplatte 1 angeordnet und in dieser gehalten sein oder an die Vorderseite der Ventilplatte 1 anvulkanisiert sein.
Die Wand 3 kann Teil eines Ventilgehäuses sein, von dem in den 1 bis 4 jeweils nur ein Teil dargestellt ist. Der restliche Teil des Ventilgehäuses ist in 5 durch gestrichelte Linien angedeutet. Dieses Ventilgehäuse weist somit einen Innenraum auf, in welchem die Ventilplatte 1 angeordnet ist. Außerdem weist ein solches Ventilgehäuse eine zweite, in 5 ebenfalls angedeutete Öffnung 9 auf, beispielsweise der Öffnung 2 gegenüberliegend, um in der Offenstellung der Ventilplatte 1 einen Durchgangskanal durch das Ventilgehäuse auszubilden. Die Verschlussvorrichtung umfasst in diesem Ausführungsbeispiel somit auch das Ventilgehäuse mit der Wand 3 mit der Öffnung 2 und bildet ein Vakuumventil.
Das Ventilgehäuse besitzt eine weitere Öffnung 11, durch welche die Ventilstange 4 aus dem Innenraum des Ventilgehäuses herausgeführt ist. Diese Öffnung 11 ist von einem Anschlussstück 10 vakuumdicht verschlossen, an welchem der Antrieb 5 angebracht ist, wobei die Ventilstange 4 einen Durchgangskanal durch das Anschlussstück 10 durchsetzt und von diesem axial geführt ist. Zur Abdichtung zwischen dem Ventilgehäuse und dem Anschlussstück 10 dient eine ringförmige Dichtung 12. Zur Abdichtung der Ventilstange 4 gegenüber dem Durchgangskanal durch das Anschlussstück 10 dient im Ausführungsbeispiel ein Faltenbalg 6. Anstelle eines Faltenbalgs könnte zur Abdichtung auch eine Gleitdichtung mit mindestens einem Dichtring vorgesehen sein.
In einer modifizierten Ausführungsform könnte die Verschlussvorrichtung, die wie in den 1 bis 4 dargestellt ausgebildet ist, also wie in 5 ohne die gestrichelten Linien ausgebildet ist, auch an der Außenseite einer Wand einer Vakuumkammer angebracht sein, wobei die Öffnung 2 mit einer Öffnung in dieser Wand der Vakuumkammer fluchtet und die Wand 3 im die Öffnung 2 umgebenden Bereich gegenüber der Wand der Vakuumkammer abgedichtet ist. In einer solchen Anwendung könnte die Verschlussvorrichtung auch als Tür bezeichnet werden.
In einer noch weiteren Ausführungsform könnte es sich bei der die Öffnung 2 aufweisenden Wand 3 auch um einen Teil einer Vakuumkammer handeln. Diese Vakuumkammer besitzt somit eine weitere Öffnung, entsprechend der in den Figuren dargestellten Öffnung 11, durch welche die Ventilstange 4 aus dem Innenraum der Vakuumkammer herausgeführt ist und die vom Anschlussstück 10 verschlossen ist, wobei am Anschlussstück wiederum der Antrieb 5 angebracht ist und die Ventilstange sich durch einen Durchgangskanal im Anschlussstück erstreckt. Die Ventilstange kann wiederum mittels eines Faltenbalgs (oder mittels einer Gleitdichtung) abgedichtet in den Vakuumbereich der Vakuumkammer geführt sein. Die die Öffnung 2 aufweisende Wand 3 stellt in dieser Ausführungsform also keinen Teil der Verschlussvorrichtung dar.
Die Ventilplatte 1 ist mit einer im Wesentlichen rechteckigen Umfangskontur ausgebildet. „Im Wesentlichen rechteckig“ bedeutet hier, dass die Ventilplatte rechteckig mit abgerundeten Ecken ausgebildet ist.
Die Öffnung 2 besitzt eine korrespondierende Kontur.
Die Ventilplatte 1 liegt in einer Ebene 14, welche auch als Mittelebene oder Hauptebene der Ventilplatte bezeichnet werden könnte. Der Dichtring 8 erstreckt sich parallel zu dieser Ebene 14.
An der Rückseite der Ventilplatte 1, welche der Vorderseite der Ventilplatte 1, an der der Dichtring 8 angeordnet ist, gegenüberliegt, weist die Ventilplatte einen vorspringenden Abschnitt 1a auf, in welchem eine Vertiefung 29 angeordnet ist, wie weiter unten noch genauer erläutert wird.
Die Ventilstange 4 ist im Ausführungsbeispiel mit der Ventilplatte 1 mittels einer Verbindungsvorrichtung 15 verbunden, die eine Beweglichkeit zwischen der Ventilplatte 1 und der Ventilstange 4 ermöglicht. Hierzu weist die Verbindungsvorrichtung 15 einen Gelenkkopf 16 auf, der mit der Ventilstange 4 starr verbunden ist und im inneren Aufnahmeraum 18 eines gehäuseartigen Gelenkkörpers angeordnet ist, der ein Verbindungsstück 17a, das eine topfförmige Ausnehmung besitzt, und ein Deckelteil 17b umfasst, das das Verbindungsstück verschließt und mittels einer ringförmigen Dichtung 21 gegenüber diesem abgedichtet ist. Die Verbindung des Deckelteils 17b mit dem Verbindungsstück 17a erfolgt über Schrauben 22.
Über das Verbindungsstück 17a erfolgt die Verbindung mit der Ventilplatte 1, wie weiter unten genauer beschrieben wird.
Die Verbindung der Ventilstange 4 mit dem Gelenkkopf 16 erfolgt mittels einer Verbindungsschraube 23, welche eine zentrale Durchgangsbohrung 24 durch den Gelenkkopf 16 durchsetzt und in eine Gewindebohrung 25 am stirnseitigen Ende der Ventilstange 4 eingeschraubt ist. Die Ventilstange besitzt hierbei einen Verbindungsabschnitt 4a mit einem zumindest im Wesentlichen quadratischen Querschnitt und der Gelenkkopf 16 besitzt eine Vertiefung 16a mit einer korrespondierenden Außenkontur, in welche der Verbindungsabschnitt 4a der Ventilstange 4 zur Verdrehsicherung der Ventilstange gegenüber dem Gelenkkopf ragt.
Zur Ermöglichung des Einschraubens der Verbindungsschraube 23 in die Gewindebohrung 25 der Ventilstange 4 weist das Verbindungsstück 17a im Boden eine Fensteröffnung 20 auf.
Das Deckelteil 17b besitzt eine Fensteröffnung 27, durch welche die Ventilstange 4 im Bereich eines Endabschnitts ragt. In einer Mittellage der Verbindungsvorrichtung, in welcher die Ventilplatte 1 rechtwinkelig zur Längsachse 26 der Ventilstange 4 ausgerichtet ist (d.h. die Ebene 14, in der die Ventilplatte 1 liegt, steht rechtwinkelig zur Längsachse 26), liegt zwischen der Ventilstange 4 und dem Rand der Fensteröffnung 27 im Deckelteil 17b ein Ringspalt s vor. Es wird dadurch ausgehend von der Mittellage eine (begrenzte) Verschwenkung der Ventilplatte 1 um eine beliebige rechtwinkelig zur Längsachse 26 der Ventilstange 4 stehende Achse ermöglicht.
Im Aufnahmeraum 18 des Gelenkkörpers 17a, 17b sind ein erstes und ein zweites Gelenkpfannenteil 35, 36 angeordnet. Die Gelenkpfannenteile 35, 36 besitzen jeweils eine konkave Gelenkfläche 35a, 36a. Diese konkave Gelenkfläche 35a, 36a weist jeweils die Form eines Abschnitts einer Kugelinnenfläche auf. Die konkaven Gelenkflächen 35a, 36a der Gelenkpfannenteile 35, 36 sind von gegenüberliegenden Seiten her auf den Gelenkkopf 16 aufgesetzt und wirken mit jeweils zugeordneten konvexen Gelenkflächen 16b, 16c des Gelenkkopfs 16 zusammen. Die konvexen Gelenkflächen 16b, 16c sind jeweils in Form eines Abschnitts einer Kugelfläche ausgebildet und stellen jeweils einen Abschnitt der äußeren Oberfläche des Gelenkkopfs 16 dar.
Die Gelenkpfannenteile 35, 36 sind durch ein federelastisches Element 37 in Form einer Federscheibe an den Gelenkkopf 16 angedrückt. Das federelastische Element 37 ist mittels Schrauben 38 an das Verbindungsstück 17a angeschraubt. Im an die Öffnung 37a anschließenden Bereich weist es radiale Einschnitte auf und die von den Einschnitten abgetrennten Segmente sind aufgebogen. In diesem Bereich liegt das federelastische Element 37 am zweiten Gelenkpfannenteil 36 an und drückt dieses gegen den Gelenkkopf 16, wodurch der Gelenkkopf 16 gegen das erste Gelenkpfannenteil 35 gedrückt wird, welches auf einer Bodenfläche am Boden der topfförmigen Ausnehmung im Verbindungsstück 17a aufliegt.
Der Gelenkkopf wird dadurch reibschlüssig in der gerade vorliegenden Stellung gehalten. Dieser Reibschluss ist so stark, dass dadurch auch das Gewicht der Ventilplatte 1 aufgenommen werden kann, ohne dass es zu einer Veränderung der Stellung des Gelenkkopfs 16 kommt, und zwar unabhängig von der räumlichen Lage der Verschlussvorrichtung.
Die Öffnung 37a des federelastischen Elements 37 ist größer als die Fensteröffnung 27 des Deckelteils 17b. Somit kann ein am Gelenkkopf 16 in einem die Vertiefung 16a umgebenden Bereich angeordneter Dichtring 19 die Öffnung 37a des federelastischen Elements 37 durchsetzen und in einem die Fensteröffnung 27 umgebenden Bereich an die Innenseite des Deckelteils 17b angedrückt sein.
Der Gelenkkopf 16 weist auf gegenüberliegenden Seiten abstehende Zapfen auf. Ein jeweiliger Zapfen 16d ragt in eine jeweils zugeordnete Nut 17c im Verbindungsstück 17a. Eine jeweilige der Nuten 17c ist in einer die topfförmige Ausnehmung begrenzenden Wand ausgebildet. Die Nuten 17c verlaufen in der Mittelage der Verbindungsvorrichtung parallel zur Längsachse 26 der Ventilstange 4.
Der Gelenkkopf 16 ist durch die mit den Nuten zusammenwirkenden Zapfen bezüglich einer Drehung gegenüber dem Gelenkkörper um die Längsachse 26 der Ventilstange 4 gesperrt. Der Gelenkkopf 16 kann aber um eine beliebige, rechtwinkelig zur Längsachse 26 der Ventilstange 4 stehende Achse verkippt werden (bis der Ringspalt s aufgebraucht ist).
Somit bildet die Verbindungsvorrichtung ein Kugelgelenk, welches bezüglich einer Drehung um eine rechtwinkelig zur Äquatorebene des Gelenkkopfes 16 stehende Achse, also um die Längsachse 26 der mit dem Gelenkkopf verbundenen Ventilstange 4, gesperrt ist.
Im vorspringenden Abschnitt 1a an der Rückseite der Ventilplatte 1 ist eine Vertiefung 29 angeordnet. Die Vertiefung 29 geht von der parallel zur Ebene 14 der Ventilplatte 1 liegenden Oberseite des vorspringenden Abschnitts 1a aus und erstreckt sich ausgehend von dieser Oberseite in eine Richtung rechtwinkelig zur Ebene 14 der Ventilplatte 1.
In Bereichen von zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Vertiefung 29 geht von dieser jeweils eine Erweiterung 30 aus. Die Abmessungen der beiden Erweiterungen sind in alle Richtungen parallel zur Ebene 14 gemessen, in der die Ventilplatte liegt, wesentlich kleiner als es die Abmessungen der Vertiefung 29 (ohne diese Erweiterungen) in die korrespondierenden Richtungen gemessen sind, vorzugsweise weniger als halb so groß. Die Erweiterungen 30 gehen von der Vertiefung 29 in entgegengesetzte Richtungen aus, welche parallel zur Längserstreckung der Ventilplatte liegen.
An einer Seitenwand einer jeweiligen Erweiterung mündet jeweils eine Gewindebohrung 31. Die Gewindebohrungen 31 liegen hierbei im Ausführungsbeispiel parallel zur Ebene 14 der Ventilplatte und in einem Winkel von 90° zur Längserstreckung der Ventilplatte. Das der Mündung in die jeweilige Erweiterung 30 gegenüberliegende Ende der jeweiligen Gewindebohrung 31 mündet an einer Seitenfläche des vorspringenden Abschnitts 1a.
Das Verbindungsstück 17a weist auf der von der Ventilstange 4 weg gerichteten Seite einen Fortsatz 17e auf, der im mit der Ventilplatte 1 verbundenen Zustand in die Vertiefung 29 der Ventilplatte 1 eingesetzt ist. Der Fortsatz 17e ragt somit in eine rechtwinkelig zur Ebene 14 der Ventilplatte 1 stehende Richtung in die Vertiefung 29. Dieser Fortsatz 17e des Verbindungsstücks 17a besitzt eine von der Kreisform abweichende Umfangskontur und die Vertiefung 29 besitzt eine korrespondierende Umfangskontur, wodurch eine Verdrehsicherung zwischen dem Verbindungsstück 17a und der Ventilplatte 1 ausgebildet ist (bezogen auf eine rechtwinkelig zur Ebene der Ventilplatte stehende Achse).
Zwischen dem Fortsatz 17e und dem restlichen Teil des Verbindungsstücks 17a befindet sich eine Stufenfläche 17d. Diese liegt im verbundenen Zustand des Verbindungsstücks 17a mit der Ventilplatte 1 auf der Oberseite des vorspringenden Abschnitts 1a der Ventilplatte 1 an. An der Stufenfläche 17d ist eine ringförmige Dichtung 33 angeordnet, die im mit der Ventilplatte 1 verbundenen Zustand an eine Dichtfläche 34 der Ventilplatte 1 angedrückt ist, welche die Vertiefung 29 zusammen mit den Erweiterungen 30 umgibt und auf der Oberseite des vorspringenden Abschnitts 1a der Ventilplatte 1 angeordnet ist. Die Dichtfläche 34 könnte auch an der Stufenfläche 17d angeordnet sein und die ringförmige Dichtung 33 an der Ventilplatte 1.
Von der Stufenfläche 17d des Verbindungsstücks 17a stehen stiftförmige Verbindungsteile 32 ab. Die Verbindungsteile 32 besitzen hierzu im Ausführungsbeispiel ein Außengewinde, mit welchem sie in eine jeweilige Gewindebohrung 40 im Verbindungsstück 17a eingeschraubt sind.
Entsprechend den beiden im Ausführungsbeispiel vorhandenen Erweiterungen 30 sind somit zwei stiftförmige Verbindungsteile 32 vorhanden, von welchen eines in die eine Erweiterung 30 und das andere in die andere Erweiterung 30 ragt, wenn das Verbindungsstück 17a mit seinem Fortsatz 17e in die Vertiefung 29 eingesetzt ist. Die Verbindungsteile ragen in eine Richtung rechtwinkelig zur Ebene 14 der Ventilplatte in die jeweilige Erweiterung 30.
In die Gewindebohrungen 31 sind Haltebolzen 39 eingeschraubt. Ein Endabschnitt des jeweiligen Haltebolzens 39, der somit parallel zur Ebene 14 der Ventilplatte 1 liegt, ragt aus der jeweiligen Gewindebohrung 31 in den Bereich der jeweiligen Erweiterung 30 und dort in die Nut 32a im Schaft des jeweiligen Verbindungsteils 32. Der Endabschnitt des jeweiligen Haltebolzens 39 ist ohne Gewinde ausgebildet und verjüngt sich konisch zu seinem Ende hin. Die Nuten 32a der Verbindungsteile 32 besitzen eine korrespondierende im Querschnitt zum Boden der Nut hin sich konisch verjüngende Form, vgl. insbesondere 17. Die vom Verbindungsstück 17a abgelegene Seitenwand der jeweiligen Nut 32a bildet somit eine Schrägfläche, die mit dem Endabschnitt des jeweiligen Haltebolzens 39 zusammenwirkt. Beim Einschrauben des Haltebolzens, bei welchem der Endabschnitt in die Nut 32a einfährt, wird somit das Verbindungsstück 17a in Richtung zur Ventilplatte 1 gezogen, wobei die Dichtung 33 komprimiert wird und es zur Anlage der Stufenfläche 17d des Verbindungsstücks 17a an die Oberseite des vorspringenden Abschnitts 1a der Ventilplatte 1 kommt.
Es wird somit eine stabile starre Verbindung zwischen der Ventilplatte 1 und dem Verbindungsstück 17a ausgebildet, welche in einfacher Weise durch Aufschrauben der Haltebolzen 39 lösbar ist.
Dadurch, dass der Aufnahmeraum 18 des Gelenkkörpers 17a, 17b durch die Dichtung 21 zwischen dem Deckelteil 17b und dem Verbindungsstück 17a und den Dichtring 19 zwischen dem Deckelteil 17b und dem Gelenkkopf 16 abgedichtet ist und die Vertiefung 29 der Ventilplatte 1 durch die Dichtung 33 gegenüber dem Verbindungsstück 17a abgedichtet ist, können Partikel, welche insbesondere bei der Bewegung des Gelenkkopfes 16 gegenüber den Gelenkpfannenteilen 35, 36 entstehen, nicht in den die Ventilplatte 1 umgebenden Raum gelangen. Auch die Haltebolzen 39 können zweckmäßigerweise mittels Dichtungen gegenüber dem vorspringenden Abschnitt 1a der Ventilplatte 1 abgedichtet sein, vorzugsweise im Bereich ihrer Köpfe. Dies ist insbesondere in 17 ersichtlich (die Dichtungen sind nicht bezeichnet).
Unterschiedliche Modifikationen des gezeigten Ausführungsbeispiels der Erfindung sind denkbar und möglich, ohne den Bereich der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.
So könnte eine Verbindungsvorrichtung, welche eine Beweglichkeit zwischen der Ventilplatte 1 und der Ventilstange 4 vermittelt, entfallen. Es könnte dann ein Verbindungsstück starr mit der Ventilstange verbunden sein, beispielsweise mit dieser verschraubt sein. Die topfartige Ausnehmung mit den Nuten könnte dann entfallen, ebenso wie die Dichtung 21 und die Gewindebohrungen für die Schrauben 22, 38. Auf der von der Ventilstange abgelegenen Seite könnte ein solches Verbindungsstück analog zu dem in den Figuren gezeigten Verbindungsstück 17a ausgebildet sein. Auch eine einstückige Ausbildung der Ventilstange mit einem solchen Verbindungsstück, beispielsweise durch Verschweißen, ist denkbar und möglich.
Anstelle eines vorspringenden Abschnitts 1a könnte die Ventilplatte 1 an der Rückseite auch einen Querholm aufweisen, der in einem mittleren Abschnitt seiner Längserstreckung gegenüber einem plattenförmigen Hauptkörper der Ventilplatte 1 freigestellt ist und nur in den beiden Endabschnitten mit dem Hauptkörper der Ventilplatte verbunden ist. Im mittleren Abschnitt der Längserstreckung des Querholms der Ventilplatte wäre dann die Vertiefung 29 angeordnet. Ein solcher Querholm könnte in den beiden Endabschnitten mit dem Hauptkörper der Ventilplatte verschweißt oder auch verschraubt sein.
In einer weiteren möglichen modifizierten Ausbildung ist es denkbar und möglich, dass die stiftförmigen Verbindungsteile 32 entfallen und stattdessen das Verbindungsstück 17a einen Fortsatz mit einer solchen Form aufweist, dass dieser Fortsatz nicht nur in die Vertiefung 29 sondern auch in die seitlichen Erweiterungen 30 ragt. In diesen in die seitlichen Erweiterungen 30 ragenden Bereichen könnte der Fortsatz mit Nuten versehen sein, mit denen die Haltebolzen 39 zusammenwirken oder es könnte eine einzelne den Fortsatz ringförmig umgebende Nut vorgesehen sein, wobei die Haltebolzen 39 mit einem jeweiligen Abschnitt dieser Nut zusammenwirken. Dieser Fortsatz würde somit ein einzelnes Verbindungsteil mit mindestens einer Nut bilden, mit der der Endabschnitt eines jeweiligen der Haltebolzen zusammenwirkt. Das Verbindungsstück 17a könnte bei einer solchen Ausbildung wiederum beweglich oder starr mit der Ventilstange verbunden sein oder einstückig mit dieser ausgebildet sein.
Die Vertiefung 29 könnte auch mehr als zwei Erweiterungen aufweisen, in die das Verbindungsteil oder ein jeweiliges Verbindungsteil von der Seite der Ventilstange her ragt, wobei Endabschnitte von Haltebolzen durch die Öffnungen der Gewindebohrungen in diese Erweiterungen ragen und in die mindestens eine Nut des mindestens einen Verbindungsteils eingreifen.
Bezugszeichenliste

1: Ventilplatte
1a: vorspringender Abschnitt
2: Öffnung
3: Wand
4: Ventilstange
4a: Verbindungsabschnitt
5: Antrieb
6: Faltenbalg
8: Dichtring
9: Öffnung
10: Anschlussstück
11: Öffnung
12: Dichtung
13: Dichtfläche
14: Ebene
15: Verbindungsvorrichtung
16: Gelenkkopf
16a: Vertiefung
16b: Gelenkfläche
16c: Gelenkfläche
16d: Zapfen
17a: Verbindungsstück
17b: Deckelteil
17c: Nut
17d: Stufenfläche
18: Aufnahmeraum
19: Dichtring
20: Fensteröffnung
21: Dichtung
22: Schraube
23: Verbindungsschraube
24: Durchgangsbohrung
25: Gewindebohrung
26: Längsachse
27: Fensteröffnung
29: Vertiefung
30: Erweiterung
31: Gewindebohrung
32: Verbindungsteil
32a: Nut
33: Dichtung
34: Dichtfläche
35: Gelenkpfannenteil
35a: Gelenkfläche
36: Gelenkpfannenteil
36a: Gelenkfläche
37: federelastisches Element
37a: Öffnung
38: Schraube
39: Haltebolzen
40: Gewindebohrung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0453857 B1 [0004]
US 7134642 B2 [0006]
US 3837617 [0006]

Claims

Ventilplatte für eine Verschlussvorrichtung zum vakuumdichten Verschließen einer Öffnung (2) in einer Wand (3), wobei die Ventilplatte (1) an ihrer Vorderseite einen Dichtring (8) zur Abdichtung gegenüber der Wand (3) und an ihrer Rückseite eine Vertiefung (29) zur Verbindung mit einer Ventilstange (4) der Verschlussvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an die an der Rückseite der Ventilplatte (1) angeordnete Vertiefung (29) zumindest in Bereichen von zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Vertiefung (29) jeweils eine Erweiterung (30) anschließt, und dass für eine jeweilige Erweiterung (30) eine Gewindebohrung (31) vorhanden ist, welche an einer Seitenwand der jeweiligen Erweiterung (30) in die Erweiterung (30) mündet, wobei mittels eines in die jeweilige Gewindebohrung (31) eingeschraubten und mit einem Endabschnitt aus der Gewindebohrung (31) in die Erweiterung (30) herausragenden jeweiligen Haltebolzens (39) durch Zusammenwirken des Endabschnitts des Haltebolzens (39) mit einer Nut (32a), die an einem mit dem Ende der Ventilstange (4) verbundenen oder am Ende der Ventilstange (4) einstückig mit dieser ausgebildeten Verbindungsteil (32) angeordnet ist, die Ventilstange (4) mit der Ventilplatte (1) verbindbar ist.
Ventilplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebohrungen (31) sich parallel zur Ebene (14) erstrecken, in der die Ventilplatte (1) liegt.
Ventilplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebohrungen (31) jeweils in einem Winkel von mehr als 45° zur Längserstreckung der Ventilplatte (1) angeordnet sind.
Ventilplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebohrungen (31) jeweils in einem Winkel von 90° zur Längserstreckung der Ventilplatte (1) angeordnet sind.
Ventilplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Erweiterungen (30) in alle Richtungen parallel zur Ebene (14), in der die Ventilplatte (1) liegt, kleiner sind als die Abmessungen der Vertiefung (29) ohne diese Erweiterungen (30) in die korrespondierenden Richtungen.
Ventilplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Erweiterungen (30) ausgehend von der Vertiefung (29) in der Ventilplatte (1) in voneinander weg gerichtete Richtungen erstrecken, die parallel zur Längserstreckung der Ventilplatte (1) liegen.
Ventilplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (1) eine die Vertiefung (29) mit den Erweiterungen (30) umgebende Dichtfläche (34) oder Dichtung zur Abdichtung zwischen der Ventilplatte (1) und einem am Ende der Ventilstange (4) angebrachten oder am Ende der Ventilstange (4) einstückig mit dieser ausgebildeten Verbindungsstück (17a), von dem das mindestens eine Verbindungsteil (32) absteht, aufweist.
Ventilplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (29) mit den Erweiterungen (30) in einem an der Rückseite der Ventilplatte (1) vorspringenden Abschnitt (1a) der Ventilplatte (1) angeordnet ist.
Verschlussvorrichtung mit einer Ventilplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die mit der Ventilstange (4) der Verschlussvorrichtung verbunden ist, wobei die Haltebolzen (39) in die mindestens eine am mindestens einen Verbindungsteil (32) angeordnete Nut (32a) eingreifen.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsstück (17a) mit dem Ende der Ventilstange (4) lösbar verbunden ist oder am Ende der Ventilstange (4) einstückig mit dieser ausgebildet ist und dass das mindestens eine Verbindungsteil (32) vom Verbindungsstück (17a) absteht.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (17a) einen Fortsatz (17e) aufweist, der in die Vertiefung (29) der Ventilplatte (1) ragt und durch eine von der Kreisform abweichende Umfangskontur, die mit einer korrespondierenden Umfangskontur der Vertiefung (29) zusammenwirkt, gegenüber der Ventilplatte (1) verdrehgesichert ist.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Nut (32a), in welche die Endabschnitte der Haltebolzen (39) eingreifen, eine Schrägfläche aufweist, die mit dem konisch zusammenlaufenden Endabschnitt des jeweiligen Haltebolzens (39) zusammenwirkt, wobei beim Verbinden der Haltebolzen (39) mit dem mindestens einen Verbindungsteil (32) das Verbindungsstück (17a) an die Ventilplatte (1) angedrückt wird.
Verschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (17a) gegenüber der Ventilplatte (1) mittels einer ringförmigen Dichtung (33) im die Vertiefung (29) mit den Erweiterungen (30) umgebenden Bereich abgedichtet ist.
Verschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass für eine jeweilige Erweiterung (30) der Vertiefung (29) in der Ventilplatte (1) ein jeweiliges Verbindungsteil (32) vorhanden ist, welches einen vom Verbindungsstück (17a) abstehenden Schaft aufweist, der von der jeweiligen Nut (32a) ringförmig umgeben ist, in welche der Endabschnitt des jeweiligen Haltebolzens (39) ragt.
Verschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (17a) beweglich mit der Ventilstange (4) verbunden ist.