DE2138092B2 - Ventil für eine Vakuumvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil für eine Vakuumvorrichtung mit einem Ventilgehäuse und einem mit diesem lösbar verbundenen Bedienungs-Kupplungs-Fitting, in dessen Gehäuse ein mit dem Ventilverschlußstück wahlweise kuppelbarer, von außen mittels eines Betätigungsglieds zu betätigender Schaft angeordnet ist.

Eine Anordnung dieser Art ist aus der US-PS 33 57 446 bekannt. Die Kupplung von Schaft und Ventilverschlußstück wird hierbei mechanisch bewerkstelligt, und zwar dadurch, daß der Schaft an seinem unteren Ende mit einem quer gestellten Mitnehmerbalken versehen ist, der nach Art eines Bajonettverschlusses zum Eingriff in eine geeignete, mit einer Einführöffnung versehene Nut des Ventilverschlußstücks bzw. hier eines dieses aufnehmenden, auf das Ventilgehäuse aufgeschraubten Aufsatzes zu bringen ist. Nach erfolgter Kupplung kann der Aufsatz durch Drehen des Schafts abgeschraubt und anschließend abgehoben werden. Nach Beendigung der Evakuierung sind diese Schritte zur Entkupplung in umgekehrter Richtung durchzuführen. Dieser Kupplungs- bzw. Entkupplungsvorgang spielt sich hierbei jedoch im Gehäuseinneren ab, d. h. kann von der Bedienungsperson nicht eingesehen werden. Hierbei ergibt sich daher nicht nur eine verhältnismäßig schwierige Handhabung, sondern auch die Gefahr von Bedienungsfehlern. Die bei der bekannten Anordnung vorgesehene mechanische Kupplung zwischen Schaft und Ventilverschlußstück verlangt außerdem Freiheitsgrade des Schafts bzw. des hieran gehaltenen Mitnehmers in axialer Richtung und in Umfangsriohtung. Infolgedessen wird hier eine zuverlässige Schaftabdichtung im Bereich der Durchführung des Schafts durch die Gehäusewandung äußerst schwierig. Bei der bekannten Anordnung ist hierzu eine vom Schaft durchsetzte, mit Dichtringen versehene Büchse vorgesehen. Eine Abdichtung dieser Art erweist sich jedoch als nicht zuverlässig genug.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung eingangs erwähnter Art mit einfachen und daher kostengünstigen Mitteln so auszubilden, daß sich eine vergleichsweise einfache Bedienung ergibt und gleichzeitig eine absolute Kapselung gewährleistet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß das Ventilverschlußstück zumindest teilweise aus magnetischem Material besteht und daß das Betätigungsglied mit einem mit dem Verschlußstück in Wirkverbindung bringbaren Magnetglied verbunden ist, das mittels des Schafts in axialer

lu Richtung verstellbar ist, der mittels einer am Magnetglied und am Gehäuse festgelegten Balgdichtung gekapselt ist

Die hierdurch bewerkstelligte Magnetkupplung ist einfach durch Aufeinanderzubewegen bzw. Voneinanderwegbewegen der beiden Magnete in bzw. außer Wirkverbindung bringbar, was in vorteilhafter Weise auch bei mehr oder weniger blind durchzuführenden Manövern keinerlei Schwierigkeiten bereitet Die erfindungsgemäßen Maßnahmen gewährleisten demnach eine besonders einfache Handhabung. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Magnetkupplung ist darin zu sehen, daß hierbei beim Einkuppeln bzw. Entkuppeln keinerlei Drehbewegung stattzufinden hat, so daß statische Schaftdurchführungsdichtungen, wie sie beim Stand der Technik vorgesehen sind, entfallen können. Vielmehr ist hier der Einsatz einer Balgdichtung möglich, welche in vorteilhafter Weise eins absolute Kapselung gewährleistet und damit hohe Evakuierungsgrade sicherstellt.

Eine besonders vorteilhafte, und daher zu bevorzugende Weiterbildung der übergeordneten Maßnahmen kann darin bestehen, daß der Schaft mit einem im Gehäuse beweglich angeordneten, mit der Balgdichtung verbundenen Körper drehbar gekuppelt ist, der das

r> Magnetglied trägt.

Aus der CH-PS 4 22 455 ist es zwar an sich bekannt, hier im Zusammenhang mit einem Sicherheitsventil zur Fadenkontrolle bei Textilmaschinen einen Ventilkörper magnetisch zu betätigen. Probleme der Gehäuseabdichtung infolge Schaftdurchführung treten bei dieser bekannten Anordnung jedoch nicht auf.

Aus der DE-AS 12 51 120 ist es ferner an sich bekannt, bei einer für die Vakuumtechnik bestimmten Ventilanordnung eine Balgdichtung zu verwenden. Hierbei handelt es sich um ein Nadelventil, dessen in einen zugeordneten Sitz einzusetzende Ventilnadel fest an einer in einem Gehäuse bewegbar gelagerten Führungsplatte befestigt ist, die ihrerseits mittels eines metallischen Federbalgs vakuumdicht mit dem Gehäuse verbunden ist. Die im Zusammenhang mit dem Abheben und Absetzen eines separaten Ventilkörpers sich ergebende Problematik taucht hier jedoch nicht auf, da hier ein derart separates Bauteil nicht vorhanden ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in den

)^r> Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt

F i g. 1 teilweise im Axialschnitt eine Seitenansicht eines Ventils und eines an diesem lösbar festlegbaren Bedienungs-Kupplungs-Fittings für dieses,

F i g. 2 in der Darstellung gemäß F i g. 1 entsprechender Darstellung ein Ventil allein mit von ihm gelöstem und entferntem Bedienungs-Kupplungs-Fitting, wobei am Ventil eine Schutzabdeckung angeordnet ist, und
F i g. 3 in der Darstellung gemäß F i g. 1 und 2

(Λ entsprechender Darstellung ein Ventil allein mit von ihm gelöstem und entferntem Bedienungs-Kupplungs-Fitting, wobei am Ventil eine andere Schutzabdeckung angeordnet ist als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß

Fig.2, welche eine Druckentspannungsfeder zum öffnen des Ventils für den Fall aufweist, daß ein unbeabsichtigter Druckanstieg im Vakuum-Gefäß auftreten sollte.

Die in F i g. 1 dargestellte Vakuum-Vorrichtung weist ein allgemein als 2 bezeichnetes Ventil und einen von diesem lösbaren Bedienungs-Kupplungs-Fitting auf, der allgemein mit 4 bezeichnet ist Das Auslaßende des Ventils ist an das zu evakuierende Gefäß 6 angeschlossen; und während des Evakuierungs- oder Auspumpprozesses ist das Einlaßende des Ventils durch den Bedienungs-Kupplungs-Fitting an die (nicht gezeigte) Auspump-Vorrichtung angekuppelt Nach erfolgter Evakuierung wird dar. Ventil geschlossen und der Bedienungs-Kupplungs-Fitting entfernt

Das Ventil 2 weist ein Ventilgehäuse 10 beispielsweise aus nichtmagnetischen rostreiem Stahl, Aluminium oder Messing mit einer eingeformten axialen Durchgangsbohrung 12 auf, die mit einem Auslaßrohr 14 kommuniziert, welches an den Vakuumt ehälter 6 anschließbar isL Das Einlaß- (obere) Ende des Ventils weist eine ringförmige Wandung 16 auf, welche über eine trichterförmige Wandung 17, die sich kegelstumpflörmig nach innen neigt in die Bohrung 12 übergeht

Das Ventilverschlußstück 18 weist scheibenartige Form auf und besitzt einen angeformten umlaufenden bzw. zentralen kreisförmigen Ausnehmungsbreich 18' auf seiner nach oben gewandten Stirnfläche.

Das Verschlußstück 18 ist aus magnetischem Material hergestellt. Es ist in die durch die ringförmige Wandung 3d 16 gebildete Ausnehmung so einführbar, daß diese einen Sitz für es bildet und trägt auf seiner Unterseite einen nach unten vorstehenden zylindrischen Fortsatz 20, welcher sitzartig in die Bohrung 12 einführbar ist. Der Fortsatz 20 kann gleichfalls aus magnetischem Material r> gemacht sein. Die beiden Teile 18 und 20 bestehen beispielsweise aus magnetischem rostfreiem Stahl. Ein den Fortsatz 20 umgebender und an der trichterförmig nach innen geneigten Wandung 17 der Bohrung 12 zur Anlage bringbarer Dichtungsring 22 vervollständigt die to Dichtung, wenn das Ventil geschlossen wird.

Der Bedienungs-Kupplungs-Fitting 4 weist ein Gehäuse 30 beispielsweise aus nichtmagnetischem rostfreiem Stahl auf, das lösbar und bei Bedarf jederzeit entfernbar am Ventil 2 festlegbar ist. Das untere Ende 32 des Gehäuses 30 weist einen sich nach außen erstreckenden Flansch auf und befindet sich in Kupplungsverbindung mit dem Ventilgehäuse 10 durch Zwischenschaltung einer Überwurfmutter 34 und eines Rückhalteringes 36. Ein Dichtungsring 38 ist zwischen Flansch 32 und Ventilgehäuse 10 eingeschaltet. Bei dem Ventil ist lediglich das Glied 18 (wahlweise mit dem Fortsatz 20) aus magnetischem Material hergestellt.

Zum Bedienungs-Kupplungs-Fitting 4 gehört ein handbetätigbares Betätigungsglied, das allgemein mit 40 bezeichnet ist und einen Schaft 42 aufweist, der sich durch das Gehäuse 30 in Axialrichtung hindurch erstreckt und dessen oberes Ende durch die obere Wandung 44 des Gehäuses 30 hindurchgeht und einen als Drehknopf ausgebildeten Betätigungsknopf trägt. t>o Gleichfalls innerhalb des Gehäuses 30 ist eine Balgdichtung 48 angeordnet, deren oberes Ende 48' ^beispielsweise mittels Verschweißung) an der oberen Wandung des Gehäuses festgelegt ist.

Das untere Ende 48" der Balgdichtung ist an einem μ bewegbaren zylindrischen Körper 50 festgelegt, der an seinem unteren Ende einen scheibenförmigen Permanentmagneten 52 trägt, welch letzterer in der Ausnehmung 18' des magnetischen Verschlußstücks 18 des Ventils so einführbar ist, daß diese ihn sitzmäßig aufnimmt Der Körper 50 ist aus einem nichtmagnetischen Metall wie beispielsweise Aluminium oder Messing hergestellt wobei der Magnet 52 an ihm durch Verschweißung oder Haftung über geeignete Haftmittel wie beispielsweise geeigneten Leim oder dgl., festgelegt ist er kann jedoch gleichfalls aus magnetischem Material gebildet sein, und dabei als einstöckige Einheit mit dem Magneten 52 ausgebildet sein.

Das untere Ende des Schaftes 42 trägt eine Scheibe 54, die innerhalb einer im bewegbaren Körper 50 eingeformten zylindrischen Ausnehmung56 angeordnet ist Gleichfalls innerhalb dieser letztgenannten Ausnehmung angeordnet ist ein Anlagering 58, welcher die Scheibe 54 von oben her übergreift und seinerseits in Arbeitsstellung gehalten ist durch einen Rückhaltering 60.

Der das Gehäuse nach oben begrenzende Deckel 44 des Gehäuses 30 ist in Form einer am Gehäuse lösbar mittels FestJegungselementen 62 festgelegten Deckplatte ausgebildet wobei ein Dichtungsring 64 zwischen Deckplatte und Gehäuse eingeschaltet ist

Der Schaft 42 ist durch den Deckel 44 des Gehäuses derart hindurchgeschraubt, daß eine Rotationsbewegung des Schaftes in einer Richtung, die durch Betätigung des Drehknopfes 46 erzielt werden kann, zu einer Bewegung der Scheibe 54 nach unten und eine Drehbewegung des Drehknopfes in der entgegengesetzten Richtung zu einer Verschiebebewegung der Scheibe nach oben führt Die Scheibe 54 dient dazu, die Kupplungsverbindung zwischen Schaft 42 und der Einheit von Körper 50 und seinem Magneten 52 herzustellen, so daß auch der letztere in gleicher Weise in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehbewegung des Knopfes 46 nach oben oder unten verstellbar ist.

Die in F i g. 1 dargestellte Vakuumvorrichtung kommt wie folgt zum Einsatz:

Wenn in dem Vakuum-Behälter 6, an den das Ventil 2 angeschlossen ist, ein Unterdruck erzeugt bzw. der Behälter evakuiert werden soll, wird der Bedienungs-Kupplungs-Fitting 4 durch Festziehen der Überwurfmutter 38 am Ventil 2 festgelegt. Anschließend wird der Knopf 46 gedreht, um den Magnet 52 abzusenken und in Kontakt mit dem magnetischen Verschlußstück 18 des Ventils zu bringen, worauf er innerhalb der Ausnehmung 18' seine Ruhestellung einnimmt; dies ist die in F i g. 1 dargestellte Position. Anschließend wird mit dem Auspumpvorgang dadurch begonnen, daß die (nicht gezeigte) Vakuum-Vorrichtung, die an das Verbindungselement 8 angeschlossen ist, in Betrieb genommen wird. Wenn der Vakuum-Druck im Verbindungselement 8 auf annähernd den Druckwert innerhalb des Behälters 6 gesenkt ist, wird langsam der Knopf 46 gedreht, und zwar derart, daß die Scheibe 54, der bewegbare Körper 50¹ und der Magnet 52 angehoben werden. Da der Druck auf beiden Seiten der Scheibe annähernd der gleiche ist, ist die Haltekraft des Magneten 52 ausreichend, an diesem die magnetische Scheibe 18 und deren Fortsatz 20 des Ventils zu halten und diese mitzunehmen, wodurch das Ventil geöffnet und das Innere des Behälters 6 an die Pumpvorrichtung angeschlossen wird.

Nach Beendigung des Auspumpvorganges wird der Knopf 46 in entgegengesetzter Richtung verdreht, um den Magneten 52, die magnetische Scheibe 18 und deren Fortsatz 20 abzusenken und dadurch das Ventil zu schließen. Das Vakuum im Verbindungsteil 8 wird dann

durch Belüften des Verbindungsteils mit Atmosphärendruck aufgehoben. Die nach oben gerichtete Oberfläche des magnetischen Verschlußstücks 18 steht somit unter Atmosphärendruck und ihre nach unten gerichtete Oberfläche unter dem Vakuum des Behälters. Die aus dieser Druckdifferenz resultierende Kraft überwindet die Haltekraft des Magneten 52, so daß das megnetische Verschlußstück 18 und deren Fortsatz 20 eine satt dichtende Sitzstellung über der Bohrung 12 einnehmen, wodurch das Ventil geschlossen ist. Der Knopf 46 wird dann so gedreht, daß sich der Magnet 52 hebt. Der Bedienungs-Kupplungs-Fitting 4 wird anschließend durch Lösen der Überwurfmutter 34 abgenommen.

Es ist erkennbar, daß dann, wenn das Ventil geöffnet und geschlossen wird, das Bedienungsglied nicht durch eine statische Dichtung sich hindurchbewegt, wodurch das im Behälter 6 erzeugte Vakuum beeinträchtigt werden würde, wie das der Fall bei den oben kurz beschriebenen bekannten Vorrichtungen ist.

Nachdem der Behälter 6 evakuiert und der Bedienungs-Kupplungs-Fitting entfernt worden ist, kann eine Schutzabdeckung das Ventil übergreifend an diesem angebracht werden, um es geschlossen zu halten. Dies ist in F i g. 2 gezeigt, wo zu sehen ist, daß die Schutzabdeckung 70 auf den Körper 10 des Ventils aufgeschraubt ist. In F i g. 2 weist die Schutzabdeckung eine Kappe 72 auf, welche unmittelbar am magnetischen Ventilverschlußstück 18 sich in Anlage befindet.

Bei Ausrüstungen bzw. Einrichtungen oder Anlagen, bei denen unbeabsichtigte Druckerhöhungen des Vakuum-Raumes auftreten können, kann eine federbelastete belüftete Abdeckung am Ventil angebracht werden, wodurch dieses in ein Sicherheitsventil verwandelt wird. Dies ist in F i g. 3 gezeigt, wo erkennbar ist, daß die Schutzabdeckung 80 eine Durchgangsöffnung 82 zum Lüften ihres Inneren auf Atmosphärendruck aufweist. Sie ist auf den Ventilkörper 10 aufgeschraubt und weist eine Druckentspannungsfeder 84 auf, die zwischen Abdeckung und magnetischem Ventilverschlußstück 18 angeordnet ist. Im Falle eines unbeabsichtigten Druckanstieges über Atmosphärendruck innerhalb des Vakuum-Raumes wird das Ventil automatisch gegen die Wirkung der Feder 84 geöffnet, wodurch der Vakuum-Raum über die Durchgangsöffnung 82 belüftet wird.

Es ist hervorzuheben, daß der Permanentmagnet 52 aus weichem magnetischem Material und das Ventilglied 18 aus permanentmagnetischem Material oder beide Teile aus permanentmagnetischem, in entgegengesetztem Sinn magnetisiertem Material gebildet sein können, so daß sie einander anziehen. Der Magnet 52 kann auch ein Elektromagnet sein, und er kann weiterhin außerhalb des Gehäuses angeordnet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Ventil für eine Vakuumvorrichtung mit einem Ventilgehäuse und einem mit diesem lösbar verbundenen Bedienungs-Kupplungs-Fitting, in dessen Gehäuse ein mit dem Ventilverschlußstück wahlweise kuppelbarer, von außen mittels eines Betätigungsglieds zu betätigender Schaft angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (18,20) zumindest teilweise aus magnetischem Material besteht und daß das Betätigungsglied (40) mit einem mit dem Verschlußstück (18,20) in Wirkverbindung bringbaren Magnetglied (52) verbunden ist, das mittels des Schafts (42) in axialer Richtung verstellbar ist, der mittels einer am Magnetglied und am Gehäuse festgelegten Balgdichtung (48) gekapselt ist

2. Ventil für eine Vakuumvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (42) mit einem im Gehäuse (30) beweglich angeordneten, mit der Balgdichtung (48) verbundenen Körper (50) drehbar gekuppelt ist, der das Magnetglied (52) trägt