DE2600581A1 - Kammer-ventil - Google Patents

Kammer-ventil

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DE2600581A1
DE2600581A1 DE19762600581 DE2600581A DE2600581A1 DE 2600581 A1 DE2600581 A1 DE 2600581A1 DE 19762600581 DE19762600581 DE 19762600581 DE 2600581 A DE2600581 A DE 2600581A DE 2600581 A1 DE2600581 A1 DE 2600581A1
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Germany
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lever
cam
butterfly valve
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DE19762600581
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Ryszard Dipl Chem Cyranski
Boguslaw Dr Masiewicz
Ryszard Zajac
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OS BAD ROZWOJOWY ELEKT PROZNI
Original Assignee
OS BAD ROZWOJOWY ELEKT PROZNI
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Description

  • Kammer-Ventil
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Kammer-Ventil, genau genommen, ein mit einem Absperrklappenantrieb versehenes Kammer-Durchgangsventil, das zum Absperren eines Gas-oder Flüssigkeitsstromes bzw. eines Stromes einer aus Gas und Flüssigkeit bestehenden Mischung oder eines beliebigen anderen Mediums durch eine Öffnung bzw. durch eine Kammer dient. Dieses Kammer-Durchgangsventil dient insbesondere zum Absperren von großen bzw. sehr großen Durchgangsquerschnitten und ist insbesondere zum vakuumdichten Absperren eines Gasdurchflusses in verschiedenen Vakuumanlagen geeignet, z.B. in Vakuum-Aufdampfnnlagen; hierbei kann ein Vakuum-Kammerteil abgesperrt werden, ohne daß dabei der Druck ansteigen muß.
  • Die bekannten Ventile mit einem großen Durchgangsquerschnitt können hinsichtlich ihrer Aufbauweise ,hauptsächlich jedoch wegen des Bewegungscharakters der Absperrklappe in Bezug auf die Durchgangsöffnung - diese Durchgangsöffnung wird auch Absperröffnung genannt - in folgende Grundtypen eingeteilt werden: Ventile mit seitlich verschiebbarer Klappe, Ventile mit einer Drehklappe, Ventile mit einer Neigungsklappe, Ventile mit einer Neigungsklappe, die parallel zur Oberfläche der Absperröffnung verschiebbar ist, sowie Ventile mit einer senkrecht zur Oberfläche der Absperröffnung verschiebbaren Klappe.
  • Ein Ventil mit seitlich verschiebbarer Klappe bietet bei Gasen nur einen geringen Durchgangswiderstand, erfordert jedoch einen Ausbau der seitlichen Körperfläche, wenn die Absperrklappe xn geöffneter Stellung darin aufgenommenwerden soll. Dies vergrößert erheblich die Außenabmessungen des Ventils, kompliziert den Aufbau desselben und erschwert dadurch seine Ausführung.
  • Ventile mit einer Drehklappe zeichnen sich ebenfalls durch einen geringen Durchgangswiderstand für das durchströmende Medium bei kleinen Außenabmessungen aus. Die Absperrklappe steht in geöffneter Stellung senkrecht zur Durchgangsöffnungsachse und parallel zur Strömungsrichtung des Mediums.
  • Ein Antriebsmechanismus, der die Drehung der Absperrklappe in ihre Schließ- bzw. geöffnete Stellung bewirkt, bereitet aus Gründen der unerläßlich notwendigen Präzision bei der Ausführung seiner Einzelteile und der Montagegenauigkeit innerhalb des Ventilkörpers, hinsichtlich Konstruktion und Ausführung eine Reihe von Schwierigkeiten. Vergrößert man den Durchmesser der Durchgangsöffnung, so steigen diese Schwierigkeiten in einem unangemessenen Verhältnis dazu an.
  • Ventile mit einseitig neigbarer Klappe sind hinsichtlich des Aufbaus unkompliziert, aber sie sind sowohl durch einen großen Durchgangswiderstand bei Gasen als auch dadurch gekennzeichnet, daß es schwierig ist, auf dem ganzen Umfang der Anpreßdichtung, insbesondere bei sehr großen Durchmessern der Durchgangsöffnung einen gleichmäßigen Andruck zu erzielen.
  • Ventile mit einer-Neigungsklappe, die einerseits parallel zur Oberfläche der Durchgangsöffnung verschiebbar und andererseits senkrecht zur Durchgangsöffnungsachse und zur Mediumströmungsrichtung bewegbar sind, wie in der Pl-PS 62 397 beschrieben, besitzen eine die Durchgangsöffnung absperrende Klappe, die- durch eine im Körper vakuumdicht gelagerte elastische Torsionswelle angetrieben wird. Auf der Welle ist ein Hebel angeordnet, der die Klappe zentripetal anpreßt, die wiederum die Durchgangsöffnung mittels einer Kugelschale absperrt. Die Welle wird durch einen Hebel und durch einen Kurbeltrieb, entweder per Hand oder durch einen kleinen Elektromotor mit eingebautem Reduziergetriebe angetrieben.
  • Das Ventil zeichnet sich durch eine gute Durchströmungskapazität der Gase in geöffneter Stellung aus, jedoch erfordert die Lage der Absperrklappe - wenn sie sich in einer senkrechten Stellung zur Oberfläche der Durchgangsöffnung befindet und gleichzeitig von der Achse dieser Öffnung in die Fläche abrückt, die außerhalb ihres Durchmessers liegt -einen großräumig ausgestalteten Ventilkörper, was bei sehr großen Durchmessern der Durchgangsöffnung sich als äußerst nachteilig erweist.
  • Ebenfalls bekannt sind Ventile, die mit einer Klappe versehen sind, die senkrecht zur Oberfläche der Absperröffnung, d.h.
  • parallel zur Nediumströmungsrichtung und zur Achse dieser Öffnung verschiebbar ist. Diese Ventile sind grundsätzlich zum Absperren von Öffnungen mit sehr großen Durchmessern in der Größenordnung von über 200 mm bestimmt und werden aus diesem Grunde auch Kammer-Ventile bezeichnet. Beispielsweise ist eine Konstruktionslösung dieses Ventiltyps aus dem Katalog der USA-Firma Perkin'Elmer Ultek Division bekannt. Dieses Konstruktionsprinzip wurde ausgenutzt zum Absperren einer Vakuumkammer in einer Pumpenvorrichtung bei einer Vakuum-Aufdampfanlage. Dieses Ventil besitzt einen zylindrischen Körper, der zugleich der Körper der Vakuum-Kammer ist. An der Innenfläche des Körpers, senkrecht zu seiner Achse, ist vakuumdicht ein Ring befestigt, an dessen flache obere äußere Fläche sich - über einen Dichtring aus einem Elastomer - eine Absperrklappe andrückt. In der Mitte der unteren Fläche dieser Absperrklappe ist senkrecht zu ihr ein kurzer Gewindebolzen eingesetzt, der mit seinem anderen Ende mit einem langen Führungsbolzen verbunden ist. Dieser Führungsbolzen arbeitet mit der Hülse eines beweglichen Gelenkes zusammen, und dieses Gelenk wiederum bildet annähernd das Mittelglied eines Stützbalkens, der parallel zur Absperrklappe und parallel zu jenen Stützen angeordnet ist, die senkrecht zur Absperrklappe verlaufen. Der Stützbalken hat in einem, nur unwesentlich längeren Arm einen parallelen Ausschnitt, in dem während des Hebens oder des Senkens der Absperrklappe ein als Finger ausgeführter Kreuzkopf gleitet, welcher an einem Ende eines doppelarmigen Hebels angeordnet ist, wobei er mit dem Ende dieses Hebels ein Drehgelenk bildet, mit dem ebenfalls die Antriebswelle eines Mechanismus des Ventilantriebs gekoppelt ist, der mit einer HandIrbel betätigt wird. Der Ventilantriebsmechanismus ist vakuumdicht und parallel zur Seitenfläche des Ventilkörpers an seiner Innenseite befestigt, wobei seine Antriebswelle durch eine Seitenwand des Ventilkörpers durchgeführt und mit dem genannten Drehgelenk verbunden wird. Der doppelarmige Hebel ist mit seinem anderen Ende drehbar mit dem unteren Ende des Führungsbolzens, und mit seinem Mittelteil ebenfalls drehbar über einen Pleuel mit einem Gelenk des Stützbalkens gekoppelt.
  • Das Heben, Senken und Anpressen der Absperrklappe erfolgt durch axiales Verschieben des Führungsbolzens in der Hülse des beweglichen Gelenkes des Stützbalkens. Diese Bewegung wird hervorgerufen durch Einwirkung des doppelarmigen Hebels, der wiederum unter Einwirkung der Kraft steht, die durch die Antriebswelle des Ventilantriebs übertragen wird, wobei sich der Führungsbolzen in einer senkrechten Stellung zur Absperrklappe befindet, hingegen die Antriebswelle eine parallele Stellung zu dieser Klappe einnimmt.
  • Das beschriebene Ventil hat eine einfache Aufbauweise, jedoch die Ausführung der Einzelteile der Antriebs- und Steueranordnung der Absperrklappe setzt eine sorgfältige Bearbeitung sowie die Einhaltung genauer Toleranzen hinsichtlich der Form und der Abmessungen voraus. In Anbetracht des Widerstandes der Absperrklappe und der kleinen Durchgangsfläche zwischen dem Ventilkörper und der Absperrklappe - der Ventilkörper weist unterhalb und oberhalb der Absperrklappe den gleichen Innendurchmesser auf -, ist es schwer, eine gute Durchgangskapazität für Gase in geöffneter Stellung zu gewährleisten. Das Ausführen von größeren Drehbewegungen 0 - über 15 - durch Drehgelenke des doppelarmigen Hebels ermöglicht, als auch das Ausführen von axialen Bewegungen des Führungsbolzens, z.B. unter den Bedingungen des Hochvakuums, kann beim längeren Betrieb zum Festfressen und zur Beschädigung der Vakuumanlage führen.
  • Grundsätzlich zeichnen sich alle bekannten Ventile, die einen Dauer-Anpreßdruck der Absperrklappe mit einer Kraft von 10 bis 100 kp gewährleisten können, durch eine komplizierte Ventilkinematik aus und bedürfen einer großen Anzahl von Gliedern. Die Körper dieser Ventile sind in der Regel Gußstücke oder geschweißte Stücke mit komplizierter Form, was letztlich dazu führt, daß sie hinsichtlich der Vakuumdichtheit nicht allzu sicher, technologisch schwer ausführbar und in der Ausführung sehr kostspielig sind.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung der den oben beschriebenen bekannten Ventilen anhaftenden Nachteilen und Unbequemlichkeiten, ein Ventil mit einem großen Querschnitt der Durchgangsöffnung anzugeben, das energetisch, kinematisch und dynamisch ökonomischer ist.
  • Darüber hinaus soll dieses Ventil bei Einhaltung guter Betriebsparameter leicht an eine Hand-, Elektro- oder hydraulische Steuerung anpaßbar und technologisch einfach - in Einzel- oder Serienproduktion - herstellbar sein.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein Kammer-Ventil aus einem Körper, einer Hebeleinrichtung zur Steuerung der Absperrklappe, einem Antrieb und gegebenenfalls einer Elastomerdichtung, die die abzusperrende Öffnung umgibt, durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Nachstehend werden einzelne Merkmale und bevorzugte Ausführungen sowie deren Vorteile näher erläutert.
  • Der Ventilkörper, der gegebenenfalls zugleich der Körper der Betriebskammer sein kann, besteht aus zwei Teilen, einem Oberteil und einem Unterteil. Ihre Querschnitte können die Form eines Kreises, eines Ovals, einer Ellipse, eines Vielecks usw.
  • aufweisen. Am besten ist es jedoch, der unkomplizierten Bauweise wegen, wenn der Körper aus zwei Zylindern mit unterschiedlichen Durchmessern besteht. Der obere Zylinder soll einen größeren und der untere Zylinder einen kleineren Durchmesser aufweisen, wobei beide Zylinder miteinander exzentrisch verbunden werden. Der obere und der untere Teil des Körpers werden über eine Platte miteinander verbunden, die zugleich den Boden des Oberteils des Körpers und den Deckel des Unterteils des Körpers bildet. Die Platte enthält auch die abzusperrende Öffnung. Auf der Oberfläche der Platte befestigt man eine mit einer Absperrklappe zusammenwirkende Dichtung.
  • Die Vakuumdihtheit kann auch durch andere geeignete Maßnahmen als durch Einsatz einer Dichtung erreicht werden. Die Absperrklappe ist drehbar mit dem Haupthebel durch ein Gelenk verbunden, das in der Mitte der oberen Flache dieser Klappe mittels eines Querbolzens befestigt ist.
  • Der Haupthebel hat an der Verbindungsstelle mit der Absperrklappe eine senkrechte Längsnut, in der der oben genannte Querbolzen angeordnet ist, dessen Enden mit einer Absperrklappengelenkgabel verbunden sind. Diese Verbindung der Absperrklappe mit dem Haupthebel spielt beim Absperren eine bedeutende Rolle, denn sie ermöglicht eine Bewegung des Haupthebels nach unten und seine direkte Abstützung mit seinem unteren Mittelteil auf der Absperrklappe. Den unteren Mittelteil des Haupthebels bildet die Schnittkante von zwei Flächen, die sich unter einem stumpfen Winkel schneiden.
  • Die den Ober- und Unterteil des Körpers verbindende Platte hat zwei exzentrische Durchgangsbohrungen. Die mit dem größeren Durchmesser soll vorteilhafterweise kleiner als die lichte Durchgangsweite im Unterteil des Körpers sein, zumindestens jedoch gleich groß sein, wodurch ein leichtes Durchströmen eines Mediums gesichert wird. Die zweite Bohrung mit dem kleineren Durchmesser ist in dem Teil der Platte angeordnet, der außerhalb des den unteren Körperteil abdeckenden Teiles liegt. Am günstigsten liegt ihre Achse ebenfalls in der Ebene, die durch die Achsen der beiden zylindrischen Körper teile geht. Am Innenrand dieser Bohrung wird von unten ein Antriebsmechanismus angeordnet, der mittels einer Antriebswelle die Hebeleinrichtung steuert, wodurch letztlich die Absperrklappe bewegt wird. Der Antriebsmechanismus sollte am besten senkrecht zur Platte befestigt werden.
  • Die Antriebswelle weist im oberen Teil eine zylindrische Verdickung auf mit einer von oben eingefrästen Nut, in der mittels eines Querbolzens, der in dem gabelartigen Ende der Antriebswelle befestigt ist, ein Ende des Haupthebels um eine Achse drehbar eingesetzt ist. Die Basisfläche der Nut weist in der senkrechten Längsschnittebene gesehen, die Form eines aufrechtstehenden Dreiecks auf, dessen Basislänge annähernd dem Durchmesser der Verdickung der Antriebswelle gleicht.
  • Der Antriebsmechanismus steuert das eine Ende des Haupthebels, in dem eine der Ecken einer dreieckigen Stütze drehbar angeordnet ist. In der zweiten Ecke dieser Stütze ist ein Ereuzkopf drehbar gelagert, der in der Regel in der Form einer Drehrolle bzw. als drehbarer Tastfinger ausgeführt ist. Es sind auch andere Ausführungsarten denkbar, doch wegen des kleineren Reibungskoeffizienten ist die Anwendung einer Drehrolle vorzuziehen. Der Kreuzkopf arbeitet mit einer senkrecht an der Innenseite des Oberteils des Körpers befestigten Kurvenscheibe zusammen. Die Flächen der Kurvenscheibe - die Oberfläche bzw. die Stirnfläche, die in Richtung der Körperachse vorspringen, bilden die Wirk- bzw. Arbeitsfläche dieser Kurvenscheibe. Die Kurvenscheibe weist im Schnitt der durch die beiden Achsen der Zylinder geht, ein Profil auf, das von oben beginnend die Form eines konvexen Bogens, der sanft in einen konkaven Bogen übergeht, aufweist. Das Profil des konkaven Bogens der Kurvenscheibe entspricht einem Teil eines Kreisbogens, der mit einem Radius um die Achse des Gelenks, welches die Absperrklappe mit dem Haupthebel verbindet, geschlagen ist, und von der Achse ausgehend sich bis zu dem Punkt des Kreuzkopfumfanges bemißt, der am weitestens von der Gelenkachse bei geschlossenem Ventil entfernt ist.
  • Die dritte Ecke der Stütze ist mit den Enden zweier Zugstangen über einen Bolzen verbunden, auf welchem eine Feder sitzt.
  • Diese Feder wirkt auf die Stütze abstoßend und zwar in Richtung der Kurvenscheibe. Die freien Enden der Zugstangen sind mit einer Sperrklinke verbunden, die gleitend im von der Antriebswelle entfernten Ende des Haupthebels angeordnet ist.
  • Dieses Ende des Haupthebels und die Sperrklinke arbeiten mit einem Führungsstück zusammen, welches senkrecht an der Innenseite des Oberteils des Körpers derart befestigt ist, daß das Ende des Haupthebels in einer senkrechten Nut des Führungsstücks geführt wird. Die Sperrklinke arbeitet hingegen mit einem Unter schnitt im Führungsstück zusammen, der die Raste für die Sperrklinke bildet und im Führungsstück von unten und von der Zentralachse des Körpers her ausgeschnitten ist. Durcl Einrasten der Klinke kann man ein Ende des Haupthebels stillsetzen und wenn man dann Kraft auf dessen anderes Ende anlegt, vergrößert sich in der Folge der Anpreßdruck der Absperrklinke gegen die Oberfläche der zu verschließenden Öffnung und gewährleistet damit eine sehr gute Vakuumdichtheit der Absperrung.
  • Der Körper eines Ventils, insbesondere der Körper eines in Vakuumanlagen, wie z.B. Vakuum-Aufdampfanlagen, vorgesehenen Ventils sollte zugleich ein Teil des Körpers der Arbeitskammer sein. In diesem Falle besitzt der Körper - abgesehen von den bereits beschriebenen Konstruktionsteilen - in seinen Seitenwänden eine Reihe von Bohrungen, an deren Außenrändern rohrförmige Herausführungen angeschlossen sind, wobei die Herausfuhrungen mit Flanschen abgeschlossen sind. An diese Flansche können verschiedene Konstruktionsteile der Anlage, wie z.B. Durchführungen, Meßsonden usw. befestigt werden. Der Unterteil des Körpers endet mit einem Deckel, dereine Öffnung aufweist, die koaxial zur Achse des Unterteils angeordnet ist und einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser des Unterteils. Die Öffnung ist mit einem Außenflansch abgeschlossen, der dazu dienen soll, den Körper an eine Vakuumanlage, z.B. an Vakuumpumpen fest anzuschließen.
  • Das erfindungsgemäße Kammer-Ventil erlaubt große Anpreßdrücke der Absperrklappe auf die die abzusperrende Öffnung umgebende Dichtung in der Größenordnung von 600 bis 700 kp zu erzielen, wobei sich diese Kraft steigern läßt in Abhängigkeit davon, wie man den Durchmesser des Ventilkörpers vergrößert und/oder die Lange des Haupthebels verlängert. Eine Steigerung der Andruckkraft war bei den bisher bekannten Ventilausfuhrungen sehr schwierig bzw. praktisch undurchführbar. Die Möglichkeit der Drucksteigerung ist ein besonderer Vorteil, insbesondere bei Vakuumanlagen, die mit hohem bzw. sehr hohem Vakuum arbeiten. Die Elemente aller Drehgelenke üben nur geringe Drehbewegungen aus, in der Größenordnung von wenigen Graden, und gewähren dadurch eine große Steifheit der' Steuereinrichtungsanordnung für die Absperrklappe.
  • Die Durchgangskapazität des Ventils in geöffneter Stellung ist groß, denn die Ab:sperrklappe, die den größen Widerstandsfaktor für das strömende Medium darstellt, ist im mit vergrö-Inertem Durchmesser im Vergleich zum unteren Teil des Körpers versehenen Oberteil des Körpers angeordnet, wodurch die Durchgangsfläche zwischen der Absperrplatte und dem Ventilkörper vergrößert wird.
  • Die Anordnung des Antriebsmechanismus unterhalb des Oberteils und parallel zu beiden Körperachsen ist deshalb vorteilhaft, weil dadurch kein Platz an der Seite der Anlage weggenommen wird, wo er für andere Aufbauteile der Anlage unentbehrlich ist.
  • Eine solche Anordnung des Antriebsmechanismus ermöglicht es auch, ihn mit einem hydraulischen, pneumatischen oder anderen System leicht und einfach zu steuern.
  • Der innere Aufbau des Ventils ist kompakt und beansprucht wenig Platz im Innenraum des Körpers, wodurch sich das Volumen der eigentlichen Arbeitskammer vergrößert, insbesondere dann, wender Ventilkörper gleichzeitig den Körper der Arbeitskammer in der Anlage bildet.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt A-A durch ein Kammer-Ventil in geöffneter Stellung; Fig. 2 die Ansicht des Kammer-Ventils in geöffneter Stellung von oben und Fig. 3 einen Längsschnitt B-B des Kammer-Ventils im geschlossenen Zustand.
  • Bezüglich der Offenbarung des Gegenstandes der Erfindung wird ausdrücklich auf die Zeichnung wegen ihrer großen Klarheit und Anschaulichkeit hingewiesen.
  • Ein Kammer-Ventil besitzt einen Körper aus zwei zylindrischen Teilen, einem Oberteil 1 mit größerem Durchmesser und einem Unterteil 2 mit kleinerem Durchmesser. Beide Teile 1, 2 werden exzentrisch mittels einer Platte 3 miteinander verbunden, wobei eine Seite dieser Platte 3 gleichzeitig den Boden des Oberteils 1 des Körpers und die Oberfläche der abzusperrenden Öffnung bildet. In dieser Oberfläche ist eine Ringdichnng 4 eingelassen, die mit einer Absperrklappe 5 zusammenwirkt.
  • Die Absperrklappe 5 ist beweglich und drehbar mit einem Haupthebel 8 mit Hilfe eines Gelenks 6, da m Zentrum der Oberfläche der Absperrklappe 5 angeordnet ist, mittels eines Querbolzens 7 verbunden. Der Haupthebel 8 weist an der Verbindungsstelle der Absperrklappe 5 eine senkrechte Längsnut auf, die eine freie senkrechte Bewegung des darin angeordneten Querbolzens 7 mit dem Gelenk 6 und der Absperrklappe 5 ermöglicht.
  • Diese Bewegungsmöglichkeit bewirkt während des. Schließens des Ventils, daß sich der Haupthebel 8 beim Nachuntenbewegen mit seinem unteren Mittelteil direkt gegen die Absperrklappe 5 abstützen kann. Der untere Mittelteil des Haupthebels 8 wird im vorliegenden Fall durch die Schnittkante aus zwei sich unter einem stumpfen Winkel schneidenden Flächen des Haupthebels gebildet. Zwischen der oberen Fläche der Absperrklappe 5 und dem Haupthebel 8 befindet sich eine Schneckenfeder 9.
  • Die Platte 3, welche den Oberteil 1 und den Unterteil 2 des Körpers verbindet, enthält zwei exzentrische unterschiedlich große Bohrungen. Der Durchmesser der größeren Bohrung ist kleiner als der Durchmesser des Unterteils 2 des Körpers.
  • Die zweite kleinere Bohrung befindet sich außerhalb des Abdeckungsbereichs des unteren Teils 2 des Körpers, wobei ihre Achse ebenfalls in der Ebene angeordnet ist, die durch die beiden Achsen der Teile 1, 2 des Körpers geht. Die Ebene stellt die senkrechte Symmetrieebene des Kammer-Ventils dar. Senkrecht zur Wandung der Bohrung und an ihrem unteren Ende ist ein Antriebsmechanismus 10 angeordnet, der eine Antriebswelle aufweist, die in ihrem Oberteil zylindrisch verdickt und mit einer von oben eingefrästen Nut versehen ist. In dieser ITut ist drehbar das eine Ende des Haupthebels 8 und zwar mittels eines Querbolzens 12 befestigt. Die Basisfläche dieser Nut weist im senkrechten Längsschnitt gesehen, die Form eines Dreiecks auf, dessen Spitze nach oben gerichtet ist. Die Antriebswelle 11 ist unterhalb ihres verdickten Teiles von einem Metallbalg 13 vakuumdicht umgeben, der mit dem verdickten Teil und mit dem Gehäuse des Antriebsmechanismus verbunden ist.
  • An dem Ende des Haupthebels 8, das mit der Antriebswelle 11 verbunden ist, ist eine der Ecken einer dreieckigen Stütze 14 drehbeweglich angeordnet. In der zweiten Ecke dieser Stütze 14 ist drehbar eine Rolle gelagert, welche als Kreuzkopf 15 ausgeführt ist. Der Kreuzkopf 15 arbeitet mit einer senkrecht angeordneten Kurvenscheibe 16 zusammen, wobei diese an der Innenwand des Oberteils 1 befestigt ist. Die vorstehenden Flächen der Kurvenscheibe 16, die Oberfläche bzw. die Stirnfläche, die der Achse des Oberteils 1 zugewandt sind, sind die Arbeitsflächen der Kurvenscheibe 16, die im Schnitt betrachtet, der in der Ebene liegt, in der die beiden Achsen des Oberteils 1 und Unterteils 2 liegen, von oben beginnend die Form eines konvexen Bogens aufweist, der allmählich in einen konkaven Bogen übergeht.
  • Der konkave Profilteil der Kurvenscheibe 16 entspricht einem Teil der Kreisbahn mit einem Radius, der um die Achse des Gelenks 6 geschlagen und sich von dort bis zum Punkt der größten Entfernung des Umfangs des Kreuzkopfes 15 von der Achse des Gelenks 6 bei geschlossenem Ventil bemißt.
  • Die dritte Ecke der dreieckigen Stütze 14 ist mit den Enden zweier Zugstangen 17 und 18 mittels eines Bolzens 19 verbunden. Auf dem Bolzen 19 ist eine Feder 20 angeordnet, die die Stütze 14 in Richtung auf die Kurvenscheibe 16 drückt.
  • Die anderen Enden der Zugstangen 17, 18 sind mit einer flachen Sperrklinke 21 verbunden, die gleitend im freien Ende des Haupthebels 8 befestigt ist. Dieses Ende des Haupthebels 8 und die Sperrklinke 21 wirken mit einem senkrecht angeordneten U-profilförmigen Führungsstück 22 zusammen, wobei dieses Führungsstück 22 derart an der Innenwand des Oberteils 1 des Körpers befestigt ist, daß das Ende des Haupthebels 8 durch die Schenkel des U-Profils dieses Führungsstücks 22 geführt wird. Die Sperrklinke 21 wirkt dagegen mit einem rechteckigen, im unteren Teil der Schenkel des Führungsstücks 22 ausgeschnittenen Unterschnitt zusammen, der die Sperrklinkenklaue bildet.
  • Der Körper weist in seinen Seitenwänden Bohrungen auf, durch die rohrförmige Herausführungen 23 geführt sind. Diese Herausführungen 23 sind mit Innenflanschen 24 abgeschlossen. Der Unterteil 2 des Körpers ist von unten mit einem Deckel 25 verschlossen, in dem flanschförmige Herausführungen 26 angeordnet sind, die beispielsweise zum Anschluß von Teilen einer Vakuumanlage geeignet sind.
  • In geöffneter Stellung des Kammer-Ventils bleibt, wie das in Fig. 1 dargestellt ist, der Haupthebel 8 mit den an ihm befestigten Teilen in bestimmter Entfernung von der Platte 3.
  • Die Absperrklappe 5 stützt sich in dieser Stellung mit ihrer einen Oberflächenseite an dem Hebelarm des Haupthebels 8 ab, der naher am Führungsstück 22 liegt. Die andere Oberflächenseite ist durch die Feder 9 mit dem anderen Hebelarm des Haupthebels 8, der mit der Antriebswelle 11 verbunden ist, verbunden. Die Feder 9 hat die Aufgabe, die Absperrklappe 5 parallel zur Platte 3 zu halten. In der geöffneten Stellung befindet sich das entsprechende Ende des Haupthebels 8 im oberen Teil des U-förmigen Profils des Führungsstücks 22, d.h.
  • oberhalb des Unterschnitts. Die Sperrklinke 21 ist mit den Zugstangen 17 und 18 und diese sind wiederum mit der oberen Ecke der dreieckigen Stütze 14 gelenkig verbunden. Die Sperrklinke 21 wird durch die Feder 20 in ihrer ausgeklinkten Stellung gehalten, die auch - auf dem Wege zur geschlossenen Stellung - die Stütze 14 gegen die Kurvenscheibe 16 anpreßt. Die Ecke der Stütze 14, in der der Kreuzkopf 15 eingesetzt ist, befindet sich in der geöffneten Stellung des Ventils oberhalb der Kurvenscheibe 16.
  • Das Schließen des Ventils erfolgt durch eine Abwärtsbewegung der Antriebswelle 11 mittels des Antriebs 10. Gleichzeitig wird dadurch ebenfalls der Haupthebel 8 mit allen an ihm befestigten Teilen nach unten bewegt. In der Anfangsphase dieser Bewegung gleitet das eine Ende des Haupthebels 8 in dem U-förmigen Profil des Führungsstücks 22 nach unten. Wenn sich die Sperrklinke 21 gegenüber dem Unterschnitt im unteren Anschnitt des Führungsstücks 22 befindet, gelangt der Kreuzkopf 15 in Kontakt mit der Kurvenscheibe 16 und beginnt über die Arbeitsfläche der Kurvenscheibe 16 zu gleiten und bewirkt durch diese Bewegung, daß die Sperrklinke 21 mittels der Stütze 14 und der Zugstangen 17 und 18 in den Unterschnitt des Führungsstückes 22 eingeführt wird. Bei seiner weiteren Bewegung gelangt der Kreuzkopf 15 auf den konkaven Teil der Kurvenscheibe 16 und wird dort ebenso wie die Sperrklinke 21 im Unterschnitt des Führungsstücks 22 gehalten. Ein weiteres Absenken der Antriebswelle 11 bewirkt das Auf setzen der Absperrklappe 5 auf die Dichtung 4 und weiterhin eine geringe Drehung des Haupthebels 8 und dadurch das Abstützen der Sperrklinke 21 an der Oberkante des Unterschnitts im Führungsstück 22. Es bewirkt schließlich auch das Anpressen der Absperrklappe 5 auf die Dichtung 4 in der Platte 3 mittels des Haupthebels 8, der in diesem Augenblick als ein doppelarmiger Hebel wirkt. Das Anpressen der Absperrklappe 5 mittels des doppelarmigen Hebels erlaubt es, einen hohen Druck durch die Absperrklappe 5 auf die Oberfläche der Dichtung 4 auszuüben.
  • Beim Öffnen des Kammer-Ventils verlaufen die oben beschriebenen Bewegungen in umgekehrter Reihenfolge.

Claims (7)

  1. Patentansprüche Kammer-Ventil bestehend aus einem Körper, einer Hebelanordnung zum Steuern der Bewegung einer Absperrklappe sowie einem Antriebsmechanismus, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Ventilkörper und der Körper der Arbeitskammer aus einem Oberteil (1) und einem Unterteil (2) besteht, die vorzugsweise zylindrische Formen und jeweils verschieden große Durchmesser aufweisen und überei.nander angeordnet und mittels einer Platte (3) verbunden sind, wobei die eine Seite der Platte (3) gleichzeitig den Boden des Oberteils (l) sowie die Oberfläche der Absperröffnung bildet, und wobei die Platte (3) zwei exzentrisch angeordnete Bohrungen enthält, von denen die eine einen gleichen oder kleineren Durchmesser als das Unterteil (2) aufweist, und wobei die andere Bohrung außerhalb des Bereichs des Unterteils (2) angeordnet ist, wobei ihre Achse vorzugsweise ebenfalls in der Ebene angeordnet ist, in der auch die beiden Achsen des Unterteils (2) und des Oberteils (1) angeordnet sind, wobei am Xand dieser Bohrung von unten her ein Antriebsmechanismus (10) angeordnet ist, der mii: einem Ende eines Ifaupthebels (ç) verbunden ist, der eine an ihm angeordnete Stütze (1z) aufweist, an der ein Kreuzkopf (15), der mit einer Kurvenscheibe (16) an der Innenwand des oberen Teils (1) des Körpers zusammenarbeitet, eine Feder (20) und Zugstangen (17, 18) ngeordnet sind, wobei die Zugstangen (17,18) mit einer im anderen Ende des Haupthebels (8) gleitbar angeordneten Sperrklinke (21) verbunden sind, die zusammen mit dem Ende des Haupthebels (8) in einem an der Innenwand des Oberteils (1) des Körpers angeordnetem Führungsstück (22) gleit-und einrastbar ist.
  2. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper gleichzeitig den Körper der Arbeitskammer bildet.
  3. f. Ventil nach Aspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kur7enscheibe (16),das Führungsstück (22) und der Haupthebel (8) mit den mit ihm verbundenen Teilen, wie Stütze (14), Feder (20), Kreuzkopf (15), Zugstangen (17,18) und Sperrklinke (21) in einer Ebene angeordnet sind und zwar in der Ebene, die durch die beiden Achsen der Bohrungen der Platte (3) geht.
  4. 4. Ventil nach einem der Ansprüche l bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehende Stirnfläche der senkrecht angeordneten Kurvenscheibe (16) die Arbeitsfläche der Kurvenscheibe (16) bildet und daß sie im senkrechten Schnitt gesehen von oben beginnend, vorzugsweise die Form eines konvexen Bogens aufweist, der sanft in einen konkaven Bogen übergeht.
  5. 5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des konkaven Bogens der Eurvenscheibe (16) dem Abschnitt eines Kreisbogens mit einem Hadius entspricht, der um die Achse des Gelenkes (6) geschlagen ist und von dort ausgehend sich bis zu dem Punkt der weitesten Entfernung des Umfangs des greuzkopfes (15) von der Achse des Gelenks bei geschlossenem Ventil bemißt.
  6. 6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupthebel (8) an seiner Verbindungsstelle mit dem Gelenk (6) eine senkrechte Längsnut aufweist, in der ein Querbolzen (7) derart frei gleiten kann, d sich der untere Mittelteil des Haupthebels (8) auf der oberen zentralen Mittelfläche der Absperrklappe (5) abstützen kann, wobei der untere Mittelteil des Haupthebels (8) durch die Schnittkante von zwei sich in stumpfem Winkel schneidenden Flächen gebildet wird.
  7. 7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (1-l) in ihrem Oberteil vorzugsweise eine zylindrische Verdickung mit einer von oben her eingefrästen lGut enthält, deren Basisfläche im senkrechten Längsschnitt gesehen, die Form eines mit der Spitze nach oben gerichteten Dreiecks aufweist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE4036296C2 (de) * 1990-11-14 2001-07-05 Unaxis Balzers Ag Ventilanordnung

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DE4036296C2 (de) * 1990-11-14 2001-07-05 Unaxis Balzers Ag Ventilanordnung

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