DE29507587U1 - Valve, preferably vacuum valve - Google Patents

Valve, preferably vacuum valve

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Description

95.008 GM95,008 GM

LEYBOLD AKTIENGESELLSCHAFTLEYBOLD AKTIENGESELLSCHAFT

Ventil, vorzugsweise VakuumventilValve, preferably vacuum valve

Die Erfindung betrifft ein Ventil, vorzugsweise Vakuumventil, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a valve, preferably a vacuum valve, with the features of the preamble of patent claim 1.

Beim Öffnen eines Ventils, das zwei Räume mit unterschiedlichen Drücken voneinander trennt, entsteht kurzzeitig eine mehr oder weniger starke, von der Druckdifferenz abhängige Gasströmung. Bei Vakuumventilen, das heißt, bei Ventilen, die an einer Vakuumkammer montiert sind, strömt das Gas in die Vakuumkammer hinein und kann dort Partikel aufwirbeln. Eine derartige Partikelaufwirbelung ist insbesondere bei empfindlichen Prozessen, zum Beispiel bei der Halbleiterherstellung, äußerst schädlich. Darüberhinaus verursacht die Hubbewegung des aus Ventilstempel und Verschlußstück bestehenden Systems Vibrationen, da dieses System entweder auf den Ventilsitz oder gegen einen Hubbegrenzer anschlägt. Diese Vibrationen beeinträchtigen die Lebensdauer des gesamten Ventils, vor allem aber die Lebensdauer des bei Vakuumventilen in der Regel vorhandenen Metallbalges.When a valve is opened that separates two spaces with different pressures, a more or less strong gas flow is created for a short time, depending on the pressure difference. In the case of vacuum valves, i.e. valves that are mounted on a vacuum chamber, the gas flows into the vacuum chamber and can stir up particles there. Such stirring up of particles is extremely damaging, especially in sensitive processes, for example in semiconductor production. In addition, the lifting movement of the system consisting of the valve stem and closure piece causes vibrations, as this system either hits the valve seat or a stroke limiter. These vibrations impair the service life of the entire valve, but above all the service life of the metal bellows that are usually present in vacuum valves.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei denen die beschriebenen kurzzeitigen GasströmungenThe present invention is based on the object of creating a valve of the type mentioned at the beginning, in which the described short-term gas flows

und/oder die die Lebensdauer des Ventils beeinträchtigenden Vibrationen zumindest weitgehend reduziert sind.and/or the vibrations that affect the service life of the valve are at least largely reduced.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Ventilstempel des Ventils ein Wegsensor zugeordnet ist und daß Steuermittel für die zeitabhängige Steuerung des durch die Antriebsspule fließenden Stromes in Abhängigkeit des vom Wegsensor gelieferten Signals vorgesehen sind. Diese Maßnahmen erlauben eine gezielte Steuerung der Hubbewegung des Verschlußstückes bzw. des Systems, bestehend aus Verschlußstück und Ventilstempel. Beispielsweise kann erreicht werden, daß die Öffnungsbewegung des Verschlußstückes zumindest in ihrer Anfangsphase sehr langsam ist. Dadurch können schlagartig auftretende Gasströmungen vermieden werden. Werden die Offnungs- oder Schließbewegungen - zumindest in ihrer Endphase - ausreichend stark abgebremst, treten die Lebensdauer des Ventils beeinträchtigende Vibrationen nicht mehr auf.According to the invention, this object is achieved in that a displacement sensor is assigned to the valve stem of the valve and that control means are provided for the time-dependent control of the current flowing through the drive coil depending on the signal supplied by the displacement sensor. These measures allow targeted control of the stroke movement of the closure piece or the system, consisting of closure piece and valve stem. For example, it can be achieved that the opening movement of the closure piece is very slow, at least in its initial phase. This can prevent sudden gas flows. If the opening or closing movements - at least in their final phase - are braked sufficiently, vibrations that impair the service life of the valve no longer occur.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert werden.Further advantages and details of the invention will be explained using an embodiment shown in the figure.

Das dargestellte, elektromagnetisch betätigbare Ventil 1 hat die Anschlußstutzen 2 und 3, zwischen denen der Ventilsitz 4 und das Verschlußstück (Ventilteller) 5 mit dem Ventilstempel 6 angeordnet sind. Das dem Ventilteller 5 gegenüberliegende Ende des Ventilstempels 6 trägt einen Anker 7, der sich innerhalb des Ankerraums 8 der Spule 9 befindet.The electromagnetically actuated valve 1 shown has the connecting pieces 2 and 3, between which the valve seat 4 and the closure piece (valve plate) 5 with the valve stem 6 are arranged. The end of the valve stem 6 opposite the valve plate 5 carries an armature 7, which is located within the armature space 8 of the coil 9.

Der Ventilteller 5 und damit der Anker 7 stehen unter der Wirkung der Druckfeder 11, die in Schließrichtung wirkt. Zwischen dem Ventilteller 5 und einer Gehäusescheibe 15 erstreckt sich außerdem noch der Faltenbalg 16, der in bekannter Weise die Feder 11 umgibt.The valve plate 5 and thus the armature 7 are under the influence of the compression spring 11, which acts in the closing direction. The bellows 16 also extends between the valve plate 5 and a housing disk 15 and surrounds the spring 11 in a known manner.

Dem freien Ende des Ventilstempels 6 bzw. des Ankers 7 ist ein Wegsensor zugeordnet, der allgemein mit 21 bezeichnet ist. Er umfaßt ein doppelkegelförmiges Bauteil 22, das auf der freien Stirnseite des Ventilstempels 6 befestigt ist und seine Hubbewegungen mitmacht. In Höhe des doppelkegelförmigen Bauteils 22 sind - gehäusefest eine Lichtquelle 23 und eine lichtempfindliche Diode vorgesehen. Diese sind derart angeordnet, daß das doppelkegelförmige Bauteil 22 den auf die lichtempfindliche Diode fallenden Lichtanteil bestimmt. Aus dem von der Diode 2 4 gelieferten Signal kann deshalb auf die momentane Stellung des sich bewegenden Systems (Verschlußstück 5, Ventilstempel 6, Anker 7) geschlossen werden. Das Bauteil 22 kann auch die Form eines einfachen Kegels haben.A displacement sensor, generally designated 21, is assigned to the free end of the valve stem 6 or the armature 7. It comprises a double-cone-shaped component 22, which is attached to the free end face of the valve stem 6 and follows its stroke movements. A light source 23 and a light-sensitive diode are provided at the height of the double-cone-shaped component 22, fixed to the housing. These are arranged in such a way that the double-cone-shaped component 22 determines the proportion of light falling on the light-sensitive diode. The signal supplied by the diode 24 can therefore be used to determine the current position of the moving system (closure 5, valve stem 6, armature 7). The component 22 can also have the shape of a simple cone.

Das Signal der Leuchtdiode 24 wird einer Steuereinheit 26 zugeführt. Diese liefert ein Signal, mit dessen Hilfe Einfluß auf den in der Spule 9 fließenden Strom genommen wird. Die Spule 9 ist Bestandteil des Stromkreises 27 mit der Stromquelle 28 und der Regeleinheit 29.The signal from the LED 24 is fed to a control unit 26. This provides a signal that can be used to influence the current flowing in the coil 9. The coil 9 is part of the circuit 27 with the current source 28 and the control unit 29.

Zweckmäßig umfaßt die Steuereinheit 2 6 einen Mikroprozessor, in den eine optimierte Kennlinie eingespeichert werden kann. Diese Kennlinie muß beispielsweise die Wirkung der Feder 11 berücksichtigen. Sie kann derart gewählt werden, daß das Ventil so langsam auffährt, daß praktisch keine Verwirbelungen mehr auftreten. Darüberhinaus können die Hubbewegungen in beiden Richtungen, also vor dem Auftreffen des Ventiltellers auf den Ventilsitz oder vor dem Anschlag an einem oberen Hubbegrenzer, so verlangsamt werden, daß praktisch keine Schläge bzw. Vibrationen mehr stattfinden.The control unit 2 6 expediently includes a microprocessor, in which an optimized characteristic curve can be stored. This characteristic curve must, for example, take into account the effect of the spring 11. It can be selected in such a way that the valve opens so slowly that practically no more turbulence occurs. In addition, the stroke movements in both directions, i.e. before the valve plate hits the valve seat or before it stops at an upper stroke limiter, can be slowed down so that practically no more impacts or vibrations occur.

Claims (6)

• * »>4• *• **.008GM• * ·*95 Ventil, vorzugsweise Vakuumventil ANSPRÜCHE• * »>4•*•**.008GM• * ·*95 Valve, preferably vacuum valve CLAIMS 1. Ventil, vorzugsweise Vakuumventil, mit einem Verschlußstück (5), einem Ventilstempel (6) und einem elektromagnetischen Antrieb (7, 9), der eine Spule (9) und einen am Ventilstempel (6) befestigten Anker (7) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ventilstempel (6) ein Wegsensor (21) zugeordnet ist und daß Steuermittel (26, 29) für die zeitabhängige Steuerung des durch die Spule (9) fließenden Stromes in Abhängigkeit des vom Wegsensor (21) gelieferten Signals vorgesehen sind.1. Valve, preferably a vacuum valve, with a closure piece (5), a valve stem (6) and an electromagnetic drive (7, 9) which comprises a coil (9) and an armature (7) fastened to the valve stem (6), characterized in that a displacement sensor (21) is assigned to the valve stem (6) and that control means (26, 29) are provided for the time-dependent control of the current flowing through the coil (9) as a function of the signal supplied by the displacement sensor (21). 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegsensor mit einer Steuereinheit (26) in Verbindung steht und daß ein im Stromkreis (27) der Spule (9) angeordnetes Bauteil (29) die Stärke des in diesem Stromkreis fließenden Stromes regelt.2. Valve according to claim 1, characterized in that the displacement sensor is connected to a control unit (26) and that a component (29) arranged in the circuit (27) of the coil (9) regulates the strength of the current flowing in this circuit. 3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (26) mit einem Mikroprozessor ausgerüstet ist.3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the control unit (26) is equipped with a microprocessor. 4. Ventil nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegsensor (21) ein optischer Wegsensor ist.4. Valve according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the displacement sensor (21) is an optical displacement sensor. 5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegsensor (21) ein kegelförmiges Bauteil (22), eine Lichtquelle (23) und eine lichtempfindliche Diode (24) umfaßt.5. Valve according to claim 4, characterized in that the displacement sensor (21) comprises a conical component (22), a light source (23) and a light-sensitive diode (24). 6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß er im Bereich des freien Endes des Ventilstempels (6) angeordnet ist.6. Valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is arranged in the region of the free end of the valve stem (6).
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