KR101568454B1

KR101568454B1 - 밸브 로드 상에의 밸브 플레이트의 현가 장치

Info

Publication number: KR101568454B1
Application number: KR1020117013217A
Authority: KR
Inventors: 플로리안 에르네; 토마스 블레하
Original assignee: 배트 홀딩 아게
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2015-11-11
Also published as: DE102008061315A1; CN102282399B; US20110108750A1; CN102282399A; WO2010065976A8; SG172073A1; DE102008061315B4; JP5655002B2; JP2012511672A; KR20110102328A; US8678344B2; WO2010065976A1

Abstract

밸브 로드 (2) 에 대해 가로질러 뻗어 있는 가로빔 부재 (3) 를 이용한, 밸브 로드 (2) 상에의 밸브 플레이트 (1) 의 현가 장치에 있어서, 가로빔 부재 (3) 는 중앙 연결부 (4) 에서는 밸브 로드 (2) 와 연결되어 있고, 그리고 중앙 연결부 (4) 의 양쪽에 놓여 있는 적어도 2 개의 가로 연결부 (5, 6) 들에서는 밸브 플레이트 (1) 와 연결되어 있다. 가로빔 부재 (3) 는 중앙 연결부 (4), 및 양쪽에서 상기 중앙 연결부에 접해 있는 가로빔 부재 (3) 의 섹션들을 포함하는 중앙 범위 (17) 에서, 밸브 플레이트 (1) 로부터의 간격 (a) 을 가진다. 가로빔 부재 (3) 의 비틀림을 통해, 밸브 플레이트 (1) 는 상기 밸브 플레이트 (1) 에 대해 직각으로 있는 요동 축선 (19) 둘레로 밸브 로드 (2) 에 대해 요동될 수 있다.

Description

밸브 로드 상에의 밸브 플레이트의 현가 장치{MOUNTING OF A VALVE PLATE ON A VALVE ROD}

본 발명은 밸브 로드에 대해 가로질러 뻗어 있는 가로빔 부재 (cross member) 를 이용한, 밸브 로드 상에의 밸브 플레이트의 현가 장치에 관한 것으로, 상기 가로빔 부재는 중앙 연결부 (connecting point) 에서는 밸브 로드와 연결되어 있으며, 그리고 상기 중앙 연결부의 양쪽에 놓여 있는 적어도 2 개의 가로 연결부들에서는 밸브 플레이트와 연결되어 있고, 그리고 상기 가로빔 부재는 상기 중앙 연결부, 및 양쪽에서 상기 중앙 연결부에 접해 있는 가로빔 부재의 섹션들을 포함하는 중앙 범위에서, 밸브 플레이트로부터의 간격을 가진다. 본 발명은 또한 이러한 현가 장치를 가진 진공밸브에 관한 것이다.

도입부에 언급된 유형의 현가 장치는 US 6,471,181 B2 의 도 3-5 에 따른 실시예에 나타나 있다. 밸브 로드와 연결되어야 하는 가로빔 부재는 제 1 플레이트를 포함하며, 상기 플레이트는 밸브 로드의 단부를 수용하기 위한 원뿔형 개구부를 구비하고, 상기 밸브 로드는 제 1 플레이트와 나사결합된다. 밸브 로드를 가진 중앙 연결부의 양쪽에서, 제 1 플레이트에는 탄성 (elastic) 베어링 블록들이 부착되어 있으며, 상기 베어링 블록들의 제 1 플레이트와 마주하고 있는 쪽에는 제 2 플레이트들이 부착되어 있고, 상기 플레이트들은 각각 밸브 플레이트와 나사결합된다. 탄성 베어링 블록들 안에는 예컨대 원통형의 힘 전달 요소들이 매립되어 있다. 탄성 베어링 블록들 및 매립된 힘 전달 요소들을 통해, 밸브 로드에 대해 직각으로 있는 축 둘레의 틸팅이 가능해지며, 이를 통해 밸트 시트에서의 밸브 플레이트의 시일 (seal) 의 균일한 가압이 달성된다.

특히, 밸브 로드에 대해 직각으로 있는 축 둘레의 밸브 플레이트의 이러한 요동 가능성은, 밸브 로드의 자유로이 돌출하는 섹션을 통해 밸브 플레이트에의 폐쇄력이 가해지는 진공밸브들에서 유리하며, 상기 폐쇄력을 이용해 밸브 플레이트는 밸브 시트 (valve seat) 에 내리눌려진다. 밸브 로드를 통해 전달된 폐쇄력에 의해 밸브 로드의 일종의 구부러짐이 발생되고, 이때 밸브 로드에 대한 밸브 플레이트의 (예컨대 0.5°의 범위에서의) 상응하는 요동을 통해 밸브 시트에 대한 밸브 플레이트의 평행 정렬이 달성되며, 그리고 밸브 플레이트에 또는 밸브 시트에 배치된 시일은 보다 균일하게 부하를 받는다.

자유로이 돌출하는 밸브 로드들을 가진 이러한 진공밸브들은 예컨대 L 밸브들의 형태로 여러 가지 실시형태로 알려져 있다. 밸브 로드가 밸브 플레이트를 밸브 개구부를 개방하는 그의 위치로부터 밸브 개구부를 덮고 있으나 밸브 시트로부터 드러나 있는 그의 위치로 이동시키기 위해, 밸브 로드에 대해 예컨대 직각으로 있는 축 둘레로 요동되는 셔틀 밸브들에 있어서, 자유로이 돌출하는 이러한 밸브 로드들이 존재한다.

L 밸브들은 예컨대 US 6,431,518 B1, US 6,416,037 B1, US 6,966,538 B2, US 5,641,149 A 및 아직 공개되지 않은 독일특허출원 DE 10 2008 049 353.8 에 나타나 있다.

이 이외에, US 2008/0066811 A1 로부터는 밸브 플레이트가 제 1 및 제 2 가로빔 부재들과 연결되어 있는 진공밸브가 공지되어 있다. 밸브 개구부를 개방하는 위치로부터 밸브 개구부를 덮고 있으나 아직 밸브 시트로부터 드러나 있는 위치로 밸브 플레이트를 데려가기 위해, 밸브 플레이트를 그의 평면에 있어서 이동시키기 위해 제 1 피스톤-실린더 유닛들이 사용된다. 밸브 플레이트를 밸브 시트에 내리누르기 위해서는 제 2 피스톤-실린더 유닛들에 의해 구동된 플런저들이 사용되며, 상기 플런저들은 가로빔 부재들의 측면 단부들과 상호 작용한다. 가로빔 부재들은 연결 부재들을 통해 밸브 플레이트와 연결되어 있다. 상기 연결 부재들은 가로빔 부재를 가진 연결지점으로부터 양쪽에서 가로빔 부재의 세로 방향으로 연장되는 연결 암 (connecting arm) 들을 구비하며, 이 연결 암들은 단부쪽에서, 가로빔 부재의 세로 방향으로 뻗어 있는 하나의 공통의 연결 레그 (connecting leg) 와 연결되어 있고, 상기 연결 레그는 가로빔 부재의 세로 방향으로 간격을 두고 있는 다수의 위치에서 밸브 플레이트에 나사결합되어 있다. 이를 통해, 가로빔 부재들의 세로 방향으로의 보다 균일한 힘전달이 달성되어야 한다.

본 발명의 목적은 밸브 로드에 대해 직각으로 있는 요동 축선 둘레로 상기 밸브 로드에 대한 밸브 플레이트의 예컨대 1°의 범위에서의 일종의 요동이 가능해지도록, 도입부에 언급된 유형의 현가 장치를 간단하게 형성하는 것이다.

이는 본 발명에 따르면 청구항 제 1 항의 특징들을 가진 현가 장치를 통해 달성된다.

본 발명에 따른 현가 장치에 있어서, 밸브 로드에 대해 직각으로 있는 요동 축선 둘레의 상기 밸브 로드에 대한 밸브 플레이트의 요동 가능성은 가로빔 부재의 비틀림을 통해 가능해진다. 이를 통해, 매우 간단한 구현형태가 달성될 수 있다. 가로빔 부재는 바람직하게는 완전히 금속으로 형성될 수 있으며, 예컨대 재료 일체형으로 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는, 엘라스토머 재료들로 만들어진 중간 요소들은 생략될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 요동 축선 둘레로 가로빔 부재에 작용하며 80Nm 에 달하는 토크를 통해, 가로빔 부재의 비틀림을 통해 밸브 플레이트는 밸브 로드에 대해 적어도 0.2°, 바람직하게는 적어도 0.3°만큼 비틀린다.

가능한 실시형태에서 가로빔 부재는 똑바로 형성되어 있을 수 있으며, 이때 그는 요동 축선에 대해 평행으로 뻗어 있다. 다른 실시형태들에서는, 그는 요동 축선에 대해 경사져 뻗어 있는 섹션들을 구비할 수도 있다. 이때, 요동 축선의 방향으로의 그의 확장부는 밸브 로드에 대해 평행인 방향으로보다 또는 요동 축선에 대해 직각인, 그리고 밸브 로드에 대해 직각인 방향으로보다 크다. 바람직하게는, 밸브 로드에 대해 평행인 방향으로의 그의 확장부는 이에 대해 직각인 방향들로보다 적어도 5 배 더 크다.

이하, 본 발명의 그 밖의 장점들 및 상세 내용을 첨부된 도면을 참조로 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따라 밸브 로드 상에 설치된 밸브 플레이트;
도 2 는 이 부품들의 저면도 (도 1 에서의 시선 방향 A);
도 3 은 도 2 의 섹션 (B) 을 확대시킨 도면;
도 4 는 도 1 의 선 (CC) 을 따른 단면;
도 5 는 도 1 의 선 (DD) 을 따른 단면;
도 6 은 분해 조립도의 유형으로, 기울여 보이고 있는 도면;
도 7 은 도 1 내지 도 6 의 현가 장치가 이용될 수 있는 L 밸브의 개략적인 도면, 부분적으로 잘라내져 있다;
도 8 은 도 7 의 선 (EE) 을 따른 단면;
도 9 는 도 1 내지 도 6 에 상응하는 현가 장치를 가진 L 밸브의 그 밖의 가능한 실시형태의 도면;
도 10 은 도 9 의 선 (FF) 을 따른 단면;
도 11 은 도 10 의 부분 (G) 을 확대시킨 도면;
도 12 는 이 진공밸브를 기울여 보이고 있는 도면;
도 13 은 밸브 로드를 가진 이 진공밸브의 밸브 드라이브를 기울여 보이고 있는 도면;
도 14 는 분해 조립도의 유형으로, 밸브 로드를 가진 이 진공밸브의 밸브 드라이브를 기울여 보이고 있는 도면;
도 15, 도 16 및 도 17 은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 본 발명에 따른 방식으로 밸브 로드 상에 설치된 밸브 플레이트의 측면도, 도면 및 저면도;
도 18 은 도 16 의 선 (HH) 을 따른 단면;
도 19 는 도 17 의 부분 (I) 을 확대시킨 도면;
도 20 은 도 17 의 부분 (J) 을 확대시킨 도면;
도 21 은 본 발명의 제 3 실시예에 따라 밸브 플레이트에 일체로 형성된 가로빔 부재와, 밸브 로드의 단부 섹션과, 연결 나사를 가진 밸브 플레이트의 도면;
도 22 는 형성된 가로빔 부재를 가진 밸브 플레이트의 평면도, 도 23 은 상기 밸브 플레이트를 기울여 보이고 있는 도면이다.
도면들에서, 여러 가지 실시예들에서 동일한 부품들은 동일한 참조 부호들로 표시되어 있다.

밸브 로드 (2) 상에의 밸브 플레이트 (1) 의 본 발명에 따른 현가 장치의 제 1 실시예는 도 1 내지 도 6 에 도시되어 있다. 현가 장치는 가로빔 부재 (3) 를 통해 수행되며, 상기 가로빔 부재는 중앙 연결부 (4) 에서는 밸브 로드 (2) 와 단단히 연결되어 있으며, 그리고 중앙 연결부 (4) 의 양쪽에 놓여 있는 가로 연결부 (5, 6) 들에서는 밸브 플레이트 (1) 와 단단히 연결되어 있다. 밸브 플레이트 (1) 와 밸브 로드 (2) 의 연결들은 각각 직접적으로 또는 곧바로 수행되며, 즉 가로빔 부재 (3) 는 중앙 연결부 (4) 에서는 밸브 로드 (2) 에 밀착하고, 그리고 가로 연결부 (5, 6) 들에서는 밸브 플레이트 (1) 에 밀착한다.

밸브 로드 (2) 와의 연결 뿐만 아니라 밸브 플레이트 (1) 와의 연결도 이 실시예에서는 연결 나사 (7, 8, 9) 들을 통해 수행된다.

밸브 로드 (2) 와의 연결을 위해, 가로빔 부재 (3) 는 실시예에서 수용 개구부를 가진 돌기부 (10) 를 구비하며, 상기 수용 개구부 안으로 밸브 로드 (2) 의 단부 섹션이 꽂힐 수 있다. 밸브 로드 (2) 는 전면쪽에 나사가공된 홀 (threaded hole, 11) 을 갖고 있으며, 상기 나사가공된 홀 안으로, 상기 수용 개구부에 다다르는 관통 보어 (12) 안에 꽂힐 수 있는 연결 나사 (7) 가 나사결합될 수 있다. 밸브 로드 (2) 는 돌기부 (10) 의 상기 수용 개구부 안에 바람직하게는 비틀리지 않게 안전하게 되어 있다.

밸브 플레이트 (1) 와의 연결을 위해, 실시예에서 가로빔 부재 (3) 의 측면 단부 섹션들에는 관통 보어 (13, 14) 들이 형성되어 있으며, 상기 관통 보어들을 통해 연결 나사 (8, 9) 들이 꽂혀 있다. 이 이외에, 연결 나사 (8, 9) 들은 밸브 플레이트 (1) 의 나사가공된 보어 (threaded bore, 15, 16) 안에 나사결합되어 있다.

연결지점 (4) 의 영역에 걸쳐, 그리고 측면으로 이에 접해 있는 섹션들에 걸쳐 돌출부 (18) 들까지 (상기 돌출부들은 가로 연결부 (5, 6) 들의 영역에 형성되어 있다) 뻗어 있는 가로빔 부재 (3) 의 중앙 범위 (17) 에서, 가로빔 부재 (3) 는 밸브 플레이트 (1) 로부터 간격을 두고 있다. 이 간격 (a) (그의 크기는 변화할 수 있다) 은 도 3 에서의 지점에 일례로 표시되어 있다. 연결지점 (5, 6) 들을 가진 가로빔 부재 (3) 의 측면 단부들은 도시되어 있는 실시예에서 각이 지게 형성되어 있다. 다른 구현형태들, 예컨대 똑바른 단부들 (하기에서 설명되는 도 15 내지 도 20 에 따른 실시예 참조) 도 가능하다.

작용하는 토크를 통해, 밸브 플레이트 (1) 는 가상의 요동 축선 (19) 둘레로 예컨대 +/- 1°범위에서 요동될 수 있다. 요동 축선 (19) 은 밸브 로드 (2) 의 세로축선 (20) 에 대해 직각으로, 그리고 밸브 플레이트 (1) 의 주 평면 (principal plane) 에 대해 평행으로 놓여 있다. 밸브 플레이트 (1) 가 밸브 로드 (2) 를 이용해 밸브 시트에 내리눌려지고, 그리고 밸브 로드 (2) 가 이때 구부러지면, 요동 축선 (19) 둘레로 작용하는 이러한 토크가 발생한다. 이때, 요동 축선 (19) 둘레의 요동은 가로빔 부재 (3) 의 비틀림을 통해 수행된다. 예컨대, 요동 축선 (19) 둘레에 가해진 80Nm 크기의 토크에 있어서, 요동 축선 (19) 둘레로 밸브 로드 (2) 에 대한 밸브 플레이트 (1) 의 0.4°의 요동 각도 만큼의 요동이 초래될 수 있다.

즉, 요동 축선 (19) 둘레로 밸브 로드 (2) 에 대한 밸브 플레이트 (1) 의 요동은 가로빔 부재 (3) 를 구성하는 재료의 탄성도에 의해 가능해진다. 이 경우, 가로빔 부재 (3) 가 금속으로 구성되는 것이 바람직하다.

밸브 로드 (2) 에 대한 밸브 플레이트 (1) 에 외부 힘들이 작용하지 않는 영 위치 (zero position) 로부터 출발하여, 요동 축선 (19) 둘레의 밸브 플레이트 (1) 의 적어도 0.5°, 바람직하게는 적어도 1°의 요동이 가능하며, 이때 밸브 플레이트는 작용하는 외부 힘들의 종료시 다시 영 위치로 되돌아간다. 그러므로, 적어도 이 범위에서의 요동은 가로빔 부재 (3) 의 탄성 변형을 통해 수행된다.

밸브 로드 (2) 에 대한 밸브 플레이트 (1) 에 외부 힘이 작용하지 않는 영 위치로부터 출발하여, 발생하는 요동 각도는 사실상 3°보다 작고, 대개의 경우 1°보다 작다.

도시되어 있는 실시예에서, 가로빔 부재는 재료 일체형으로 형성되어 있으며, 즉 다수의 - 예컨대 재료 결합으로 - 서로 연결된 부품들로 구성되어 있지 않다. 하지만, 다수의 - 예컨대 재료 결합으로 - 서로 연결된 부품들로 만들어진 구현형태도 가능하다.

도시되어 있는 실시예에서 가로빔 부재 (3) 를 밸브 로드 (2) 와 연결시키는데 이용되는 연결 나사 (7) 는 밸브 로드 (2) 의 세로축선 (20) 에 대해 평행으로, 그리고 요동 축선 (19) 에 대해 직각으로 놓여 있다. 도시되어 있는 실시예에서 가로빔 부재 (3) 를 밸브 플레이트 (1) 와 연결시키는데 이용되는 연결 나사 (8, 9) 들은 밸브 플레이트 (1) 의 평면에 대해 직각으로, 그리고 요동 축선 (19) 에 대해 직각으로 있다.

밸브 시트에 대해 밸브 플레이트 (1) 를 밀봉시키기 위해, 밸브 플레이트 (1) 에는 탄성 시일 (elastic seal, 26) 이 배치되어 있다. 이것은 예컨대 그루브 (groove) 안에 삽입된 O 링에 의해 또는 밸브 플레이트 (1) 에 가황처리된 (vulcanized) 시일에 의해 형성될 수 있다. 다른 한편으로는, 탄성 시일은 밸브 시트에 배치될 수도 있으며, 그리고 밸브 플레이트 (1) 에는 탄성 시일과의 상호 작용을 위한 시일면 (sealing surface) 이 제공되어 있을 수 있다.

도 1 에는, 요동 축선 (19) 에 대해 평행으로 놓여 있는 밸브 플레이트 (1) 의 중심선 (60) 이 도시되어 있다. 중심선 (60) 은 탄성 시일 (26) 이 밸브 로드 (2) 의 세로축선을 가로지르는 두 지점 사이의 중심에 뻗어 있다 (그것들은 도 4 에서 알아볼 수 있는 탄성 시일 (26) 의 교점들이다). 탄성 시일 (26) 이 실시예에서와 같이 요동 축선 (19) 에 대해, 그리고 중심선 (60) 에 대해 평행으로 뻗어 있는 2 개의 섹션 (이 섹션들은 가장자리쪽에서 연결 섹션들에 의해 연결된다) 을 구비하면, 중심선 (60) 은 밸브 플레이트를 위에서 내려다 볼 때 (도 1) 이 두 섹션 사이의 중심에 놓여 있다.

바람직하게는, 요동 축선 (19) 은 상기 요동 축선 (19) 에 대해 평행으로 놓여 있는 밸브 플레이트 (1) 의 이 중심선 (60) 으로부터 간격을 두고 있다. 간격 (b) 은 도 1 에 표시되어 있다. 이 간격 (b) 은 밸브 로드 (2) 의 세로축선 (20) 과 탄성 시일 (26) 과의 두 교점들 사이의 간격의 바람직하게는 적어도 5분의 1 이다. 이때, 요동 축선 (19) 은 밸브 로드 (2) 가 가로빔 부재 (3) 로부터 멀리 향하는 방향과 반대로 있는 방향으로 중심선 (60) 으로부터 간격을 두고 있다.

중심선 (60) 으로부터의 요동 축선 (19) 의 이 간격을 통해, 닫힌 상태에서 탄성 시일 (26) 의 균일한 가압이 달성될 수 있다. 바람직하게는, 간격 (b) 은, 중심선 (60) 의 마주하고 있는 쪽들에 놓여 있는 시일 (26) 의 두 섹션에, 밸브 시트에 내리눌려진 밸브 플레이트 (1) 의 상태에서 거의 같은 크기의 가압력들이 작용하도록 (가압력들은 바람직하게는 20% 미만 만큼 서로 구별된다) 설계될 수 있다.

시일 (26) 이 밸브 시트에 배치되어 있고, 상기 시일과 상호 작용하는 시일면이 밸브 플레이트 (1) 에 배치되어 있는 경우에는, 중심선 (60) 의 위치에 대해 상기 언급된 내용은 밸브의 닫힌 상태에서 시일과 각각 상호 작용하는 시일면의 섹션들과 관련하여 유효하다.

요동 축선 (19) 은 실시예에서 밸브 플레이트 (1) 로부터 간격을 두고 있는 가로빔 부재 (3) 의 중앙 범위를 통해 뻗어 있다.

도 7 및 도 8 에는, 본 발명에 따른 현가 장치가 이용되는 진공밸브의 가능한 실시형태가 개략적으로 도시되어 있으며, 이때 도 8 은 진공밸브의 열린 상태를 보이고 있고 도 7 은 닫힌 상태를 보이고 있다.

밸브 플레이트 (1) 가 벽 (21) 안에 배치되어 있는 밸브 개구부 (22) 를 개방시키는 개방 위치로부터 출발하여 (도 8), 밸브 플레이트 (1) 는 제 1 피스톤-실린더 유닛 (23) 을 이용해 중간 위치로 이동될 수 있으며, 상기 중간 위치에서 상기 밸브 플레이트는 밸브 개구부 (22) 를 덮고 있고, 하지만 밸브 개구부 (22) 를 둘러싸는 밸브 시트 (24) 로부터 아직 드러나 있다. 그의 개방 위치로부터 그의 중간 위치로의 밸브 플레이트 (1) 의 이동시 밸브 로드 (2) 는 축방향으로 이동되며, 즉 밸브 플레이트 (1) 는 그의 주 평면에 있어서 이동된다. 밸브 로드 (2) 는 제 1 피스톤-실린더 유닛 (23) 의 피스톤 (25) 과 연결되어 있으며, 즉 제 1 피스톤-실린더 유닛 (23) 의 피스톤 로드로 여겨질 수 있다.

밸브 플레이트 (1) 를 그의 중간 위치로부터, 밸브 플레이트가 밸브 시트 (24) 에 내리눌려져 있고, 그리고 밸브 플레이트 (1) 에 배치된 탄성 시일 (26) (이것은 밸브 시트 (24) 에 배치되어 있을 수도 있다) 이 밸브 개구부 (22) 를 밀봉시키는 그의 폐쇄 위치로 이동시키기 위해, 제 2 피스톤-실린더 유닛 (27) 이 사용된다. 이것은 제 1 피스톤-실린더 유닛 (23) 의 실린더 (28) 와 연결되어 있으며, 상기 실린더는 축 (29) 둘레로 요동 가능하게 지지되어 있다. 실린더 (28) 를 축 (29) 둘레로 요동시키기 위해, 제 2 피스톤-실린더 유닛 (27) 의 피스톤 (30) 은 드라이브 하우징 (31) (이것은 벽 (21) 과 단단히 연결되어 있다) 에 지지된다.

제 1 피스톤-실린더 유닛 (23) 의 실린더 (28) 를 밀봉시키기 위해서는, 실린더 (28) 와 밸브 하우징 (33) 사이에 배치된 탄성 시일 (59) 이 사용된다. 이 이외에, 밸브 로드 (2) 는 밀봉되어 실린더 (28) 밖으로 안내되어 있다 (시일들은 편의상 도시되어 있지 않다). 그 대신 예컨대 벨로스 시일 (bellows seal) 이 제공되어 있을 수도 있으며, 상기 벨로스 시일은 한편으로는 밸브 하우징 (33) 과 밀봉 연결되어 있고, 다른 한편으로는 밸브 로드 (2) 와 밀봉 연결되어 있다.

진공밸브를 열기 위해 피스톤 (30) 이 진입되며, 이를 통해 스프링 (32) 은 실린더 (28) 를 뒤로 요동시키고, 그리고 밸브 플레이트 (1) 를 그의 폐쇄 위치로부터 그의 중간 위치로 이동시킨다. 그 후, 밸브 플레이트 (1) 는 제 1 피스톤-실린더 유닛 (23) 을 이용해 그의 개방 위치로 이동된다.

벽 (21) 은 이 실시예에서 밸브 하우징 (33) 의 일부이며, 상기 밸브 하우징과 드라이브 하우징 (31) 은 단단히 연결되어 있다. 다른 실시형태에서, 벽 (21) 은 진공챔버의 일부일 수도 있으며, 이때 밸브 개구부 (22) 는 진공챔버의 개구부에 의해 형성된다. 이 이외에, 밸브 하우징 (33) 은 일종의 인서트를 형성할 수도 있으며, 상기 인서트에 있어서 벽 (21) 은 진공챔버의 진공 영역 안으로 삽입된다. 이러한 구현형태는 밸브 로드 상에의 밸브 플레이트의 본 발명에 따른 현가 장치를 가진 진공밸브를 위한 하기에서 설명되는 그 밖의 실시예에서도 나타난다.

그 밖의 실시예는 도 9 내지 도 14 에 도시되어 있다. 밸브 하우징 (33) 은 여기에서는 진공챔버 (34) 안에 장착되기 위한 인서트로서 형성되어 있으며, 상기 진공챔버는 도 10 에만 파선으로 표시되어 있다. 진공챔버 (34) 안으로의 이러한 장착은 공지되어 있다.

드라이브 하우징 (31) 은 밸브 하우징 (33) 과 단단히 연결되어 있으며, 상기 드라이브 하우징은 진공밸브를 개방 및 폐쇄하기 위한 액추에이터들을 구비한다.

밸브 플레이트 (1) 는 이번에도 그가 밸브 개구부 (22) 를 개방시키는 개방 위치로부터, 그가 밸브 개구부 (22) 를 덮고 있고, 하지만 밸브 개구부 (22) 를 둘러싸는 밸브 시트 (24) 로부터 드러나 있는 중간 위치를 거쳐, 밸브 플레이트에 배치된 탄성 시일 (26) 이 밸브 시트 (24) 에 제공된 시일면에 내리눌려져 있는 폐쇄 위치로 이동될 수 있다. 시일 (26) 은 밸브 시트 (24) 에 배치되고, 시일면은 밸브 플레이트 (1) 에 배치되어 있을 수도 있다.

밸브 플레이트 (1) 가 본 발명에 따른 방식으로 설치되어 있는 밸브 로드 (2) 를 그의 축방향 (36) 으로 이동시킴으로써 밸브 플레이트 (1) 를 그의 개방 위치로부터 그의 중간 위치로 이동시키기 위해, 피스톤 (25) 들을 가진 제 1 피스톤-실린더 유닛들이 사용된다. 이것들은 요크 (yoke, 35) 를 통해 밸브 로드 (2) 와 연결되어 있다. 피스톤 (25) 들을 위한 실린더 공간들은 베어링 유닛 (37) 안에 배치되어 있다. 실린더 커버 (58) 는 피스톤 (25) 들을 위한 실린더 공간들을 닫는다.

베어링 유닛 (37) 은 드라이브 하우징 (31) 에 대해, 밸브 로드 (2) 의 축방향 (36) 에 대해 직각으로, 그리고 밸브 개구부 (22) 의 축 (39) 에 대해 평행으로 놓여 있는 방향 (38) 으로, 그리고 상기 방향과 반대 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 베어링 유닛 (37) 은 또한 밸브 로드 (2) 를 축방향 (36) 으로, 그리고 상기 축방향과 반대 방향으로 이동 가능하게 안내한다.

그의 중간 위치로부터 그의 폐쇄 위치로의 밸브 플레이트 (1) 의 이동은 드라이브 하우징 (31) 에 대한 방향 (38) 으로의 베어링 유닛 (37) 의 이동을 통해 수행된다. 이를 위해, 베어링 유닛 (37) 과 드라이브 하우징 (31) 사이에 배치된 스프링 (40) 들이 사용된다.

진공밸브를 열기 위해, 밸브 플레이트 (1) 는 베어링 유닛 (37) 이 방향 (38) 과 반대로 2 개의 피스톤-실린더 유닛 (상기 유닛들은 피스톤 (30) 들을 구비한다) 을 이용해 이동됨으로써 우선 그의 폐쇄 위치로부터 그의 중간 위치로 이동된다. 피스톤 (30) 들을 위한 실린더 공간 (41) 들은 베어링 유닛 (37) 안에 형성되어 있다. 피스톤 (30) 들은 피스톤 로드 (42) 들에 부착되어 있으며, 상기 피스톤 로드들은 드라이브 하우징 (31) 에 고정되어 있고, 그리고 베어링 유닛 (37) 을 통한 관통 개구부들을 관통한다.

진공밸브의 닫힌 상태에서, 밸브 플레이트 (1) 를 밸브 시트 (24) 에 내리누르는데 이용되는 폐쇄력을 높이기 위해, 드라이브 하우징 (31) 과 베어링 유닛 (37) 사이에 놓여 있는 공간 (43) 들은 압력매체, 특히 압축공기로 가압될 수 있다.

밸브 로드 (2) 를 진공 영역 밖으로 안내하기 위해 벨로스 (bellows, 44) 가 사용된다.

이 실시예에서, 밸브 플레이트 (1) 로부터 멀리 향하는 쪽에서 베어링 유닛 (37) 으로부터 돌출하는 밸브 로드 (2) 의 섹션은 진공 밸브의 닫힌 상태에서 밸브 로드의 단부 영역에서 멈춤부 (stop, 45) 에 지지되어 있다. 멈춤부 (45) 는 이 경우 밸브 로드 (2) 의, 밸브 플레이트 (1) 와 같은 쪽에 놓여 있으며, 그리고 드라이브 하우징 (31) 에 또는 이와 연결된 부품에 배치되어 있다. 이를 통해, 베어링 유닛 (37) 으로부터 밸브 플레이트 (1) 로의 힘전달은 밸브 플레이트 (1) 의 폐쇄 위치에서 개선된다.

도 11 에는, 작용하는 힘들이 개략적으로 도시되어 있다. 밸브 로드 (2) 위에 도시되어 있는 예컨대 2000N 의 폐쇄력 (F) 에 의해 밸브 로드 (2) 의 구부러짐이 발생하고, 이를 통해 예컨대 80Nm 크기의, 요동 축선 (19) (도 9 참조) 둘레의 토크가 발생하며, 이는 가로빔 부재 (3) 의 비틀림을 초래하고, 그리고 이로써 요동 축선 (19) 둘레로 밸브 플레이트 (1) 의 예컨대 0.4°만큼의 요동을 초래한다.

예컨대 상기 설명된 L 밸브들에서 이용될 수 있는, 밸브 로드 (2) 상에의 밸브 플레이트 (1) 의 본 발명에 따른 현가 장치를 위한 제 2 실시형태는 도 15 내지 도 20 에 도시되어 있다. 도 1 내지 도 6 에 도시되어 있는 실시예와의 차이는 단지 가로빔 부재 (3) 의 형태에 있다. 가로빔 부재가 도 1 내지 도 6 에 따른 실시예에서는 그의 단부 섹션들에서 (상기 단부 섹션들에 있어서 가로 연결부 (5, 6) 들은 돌출부 (18) 들과 함께 놓여 있다) 각이 지게 형성되어 있는 반면, 도 15 내지 도 20 에 따른 실시예에서의 가로빔 부재 (3) 는 그의 단부들쪽으로 똑바로 형성되어 있다. 가로 연결부 (5, 6) 들의 영역에는 이번에도 돌출부 (18) 들이 제공되어 있으며, 이 돌출부 (18) 들 사이에 놓여 있는 중앙 범위 (17) 에서 가로빔 부재 (3) 는 밸브 플레이트 (1) 로부터 간격을 두고 있다 (도 19 및 도 20 에서의 간격 (a) 참조).

중앙 연결부 (4) 의 영역에는 이번에도 예컨대 돌기부 (10) 가 제공되어 있을 수 있고, 상기 돌기부 안으로 밸브 로드 (2) 가 단부쪽에서 꽂힐 수 있다. 밸브 플레이트 (1) 와의, 그리고 밸브 로드 (2) 와의 연결들은 연결 나사 (7, 8, 9) 들을 통해 수행된다.

가로빔 부재 (3) 의 탄성을 통해 밸브 플레이트 (1) 는 밸브 로드 (2) 에 대해 요동 축선 (19) 둘레로 가로빔 부재 (3) 의 비틀림하에 약간 요동될 수 있다. 예컨대, 요동 범위, 또는 특정한 토크에 있어서 발생하는 요동 각도는 도 1 내지 도 6 을 근거로 설명된 실시예에서와 같을 수 있다.

이번에도 이 실시형태에서 요동 축선 (19) 은 밸브 플레이트의 중심선 (60) 으로부터 간격을 두고 있으니, 도 16 에 표시되어 있는 간격 (b) 를 참조하도록 한다. 중심선 (60) 의 위치와, 요동 축선 (19) 으로부터의 그의 간격과 관련하여, 이미 도 1 내지 도 6 의 실시예에 대해 언급한 내용이 유효하다.

밸브 로드 (2) 상에의 밸브 플레이트 (1) 의 본 발명에 따른 현가 장치의 그 밖의 실시형태는 도 21 내지 도 23 에 도시되어 있다. 현가 장치는 이번에도 가로빔 부재 (3) 를 통해 수행되며, 그의 형태는 아래에서 설명되는 바와 같이 상기 설명된 실시형태들의 가로빔 부재들과 구별된다. 이 이외에, 이 실시예에서 가로빔 부재 (3) 는 밸브 플레이트 (1) 와 재료 일체형으로 형성되어 있다. 하지만, 예컨대 재료 결합으로, 예컨대 용접을 통해 서로 연결되는 별도의 부품들로 만들어진 구현형태도 역시 가능하다. 별도의 부품들로 만들어진 구현형태와 나사결합에 의한 연결도 가능하다.

가로빔 부재 (3) 는 중앙 연결부 (4) 의 영역에서 밸브 로드 (2) 와 연결되어 있다. 이를 위해, 밸브 로드의 단부 섹션은 가로빔 부재 (3) 의 중앙 연결피스 (connecting piece, 47) 안의 리세스 (46) 안에 꽂혀 있으며, 그리고 이것 안에 연결 나사 (47) 에 의해 유지되어 있고, 상기 연결 나사는 가로빔 부재 (3) 의 상기 중앙 연결피스를 통한 관통 보어 (12) 를 관통하며, 그리고 밸브 로드 (2) 의 나사가공된 보어 안에 나사결합되어 있다. 중앙 연결피스 (47) 로부터 양쪽 암 (48, 49) 들이 돌출하며, 상기 암들은 분기 지점 (50, 51) 까지 뻗어 있다. 상기 분기 지점들로부터 각각 제 1 및 제 2 분기 섹션 (52, 53) 이 돌출하며, 상기 분기 섹션들은 가로 연결부 (54, 55 또는 56, 57) 들까지 뻗어 있고, 상기 연결지점들에서 가로빔 부재 (3) 는 밸브 플레이트 (1) 와 연결되어 있다.

중앙 연결피스 (47), 및 이로부터 양쪽에서 돌출하는 암 (48, 49) 들을 포함하는 가로빔 부재 (3) 의 중앙 범위 (17) 를 통해, 가로빔 부재 (3) 는 밸브 플레이트 (1) 로부터 간격을 두고 있다. 분기 지점 (50, 51) 들로부터 시작되는 분기 섹션 (52, 53) 들은 우선 마찬가지로 밸브 플레이트 (1) 로부터 간격을 두고 있으며, 이것들은 연결지점 (54-57) 들쪽으로 점점 근접한다. 밸브 플레이트 (1) 와 가로빔 부재 (3) 와의 도시되어 있는 재료 일체형 구현형태에 있어서, 연결지점 (54-57) 들은 재료 브리지들 (material bridges) 에 의해 형성된다.

각각의 분기 섹션 (52) 은 각각의 분기 지점 (50 또는 51) 으로부터 연결지점 (54 또는 56) 으로의 그의 연장부에 걸쳐 중앙 연결부 (4) 으로부터 점점 멀어진다. 이 의미에서, 그는 각각의 암 (48, 49) 이 계속되게 한다. 각각의 분기 섹션 (53) 은 각각의 분기 지점 (50 또는 51) 으로부터 연결지점 (55 또는 57) 으로의 그의 연장부에 걸쳐 중앙 연결부 (4) 에 점점 근접한다.

그러므로, 이 실시예에서 중앙 연결부 (4) 의 양쪽에는 각각 2 개의 가로 연결부 (54, 55 또는 56, 57) 들이 존재한다. 이를 통해, 밸브 플레이트 (1) 에의 보다 균일한 힘전달이 달성될 수 있으며, 따라서 이것은 작은 재료강도를 갖고 형성될 수 있다.

각각 2 개를 초과하는, 즉 통틀어 4 개를 초과하는 가로 연결부 (54, 57) 들이 상응하는 분기 섹션들을 통해 형성될 수도 있다.

가로빔 부재 (3) 의 비틀림을 통해 밸브 플레이트 (1) 는 밸브 로드 (2) 에 대해 요동 축선 (19) 둘레로 약간 요동될 수 있다. 이 경우, 요동 범위, 및 요동 축선 (19) 둘레에 작용하는 특정한 토크에 있어서의 요동 각도의 크기는 예컨대 상기 설명된 실시예들에서와 똑같을 수 있다. 가로빔 부재 (3) 의 비틀림은 주로 암 (48, 49) 들의 영역에서 수행된다. 이를 위해, 상기 암들은 상응하여 가늘게 형성되어 있다.

예컨대, 밸브 플레이트 (1) 와 가로빔 부재 (3) 로 구성된 유닛은 압출 성형을 통해 (그 밖의 처리 단계들과 연결되어) 제조될 수 있다.

설명된 모든 실시예들에서, 요동 축선 (19) 은 밸브 로드 (2) 의 세로축선 (20) 에 대해 직각으로 놓여 있으며, 그리고 가로빔 부재 (3) 는 요동 축선 (19) 의 방향으로 그의 가장 큰 확장부를 구비한다. 바람직하게는, 요동 축선 (19) 의 방향으로의 가로빔 부재 (3) 의 확장부는 이에 대해 직각인 모든 방향에서보다 적어도 5 배 더 크다.

밸드 로드 (2) 상에의 밸브 플레이트 (1) 의 현가 장치에 관해 설명된 모든 실시예들은 설명된 L 밸브들과 관련하여 이용될 수 있다. 다른 밸브들에서도, 예컨대 L 또는 셔틀 밸브에서, 이 현가 장치는 특히 자유로이 돌출하는 밸브 로드들 (상기 밸브 로드들을 통해 밸브 시트에의 밸브 플레이트의 가압력이 전달된다) 을 가진 밸브들에서 이용될 수 있다.

바람직하게는, 밸브 플레이트 (1) 는 밸브 로드 (2) 의 세로축선 (20) 의 방향으로보다 요동 축선 (19) 의 방향으로 더 큰 확장부를 구비한다 (밸브 플레이트 (1) 의 주 평면이 요동 축선 (19) 에 대해 평행으로, 그리고 밸브 로드 (20) 에 대해 평행으로 놓여 있는 정렬과 관련하여). 이때, 요동 축선 (19) 방향으로의 확장부는 밸브 로드 (2) 의 세로축선 (20) 의 방향으로의 확장부보다 바람직하게는 적어도 3 배 더 크며, 특히 바람직하게는 적어도 5 배 더 크다.

예컨대, 요동 축선 (19) 의 방향으로의 밸브 플레이트 (1) 의 확장부는 200 과 400 mm 사이의 범위에 있을 수 있으며, 세로축선 (20) 의 방향으로의 확장부는 30 과 80 mm 사이의 범위에 있을 수 있다.

가로빔 부재 (3) 와 밸브 로드 (2) 와의 연결은 실시예들에서 도시되어 있는 바와 다른 방식으로 수행될 수도 있다. 예컨대, 가로빔 부재 (3) 는 밸브 플레이트 (20) 의 세로축선의 방향을 향하는 돌출부를 구비할 수도 있으며, 상기 돌출부는 밸브 로드 (2) 의 수용 개구부 안에 꽂힐 수 있다.

1 : 밸브 플레이트 2 : 밸브 로드
3 : 가로빔 부재 4 : 중앙 연결부
5 : 가로 연결부 6 : 가로 연결부
7 : 연결 나사 8 : 연결 나사
9 : 연결 나사 10 : 돌기부
11 : 나사가공된 보어 12 : 관통 보어
13 : 관통 보어 14 : 관통 보어
15 : 나사가공된 보어 16 : 나사가공된 보어
17 : 중앙 범위 18 : 돌출부
19 : 요동 축선 20 : 세로축선
21 : 벽 22 : 밸브 개구부
23 : 제 1 피스톤-실린더 유닛 24 : 밸브 시트
25 : 피스톤 26 : 시일
27 : 제 2 피스톤-실린더 유닛 28 : 실린더
29 : 축 30 : 피스톤
31 : 드라이브 하우징 32 : 스프링
33 : 밸브 하우징 34 : 진공 챔버
35 : 요크 36 : 축방향
37 : 베어링 유닛 38 : 방향
39 : 축 40 : 스프링
41 : 실린더 공간 42 : 피스톤 로드
43 : 공간 44 : 벨로스
45 : 멈춤부 46 : 리세스
47 : 연결 피스 48 : 암
49 : 암 50 : 연결지점
51 : 연결지점 52 : 분기 섹션
53 : 분기 섹션 54 : 가로 연결부
55 : 가로 연결부 56 : 가로 연결부
57 : 가로 연결부 58 : 실린더 커버
59 : 시일 60 : 중심선

Claims

밸브 로드 (2) 에 대해 가로로 연장되어 있는 가로빔 부재 (3) 에 의해, 상기 밸브 로드 (2) 에 대해 밸브 플레이트 (1) 를 현가하는 현가 장치로서,
상기 가로빔 부재 (3) 는, 금속에 의해 일체적으로 형성되고, 중앙 연결부 (4) 에 있어서 상기 밸브 로드 (2) 에 대해 견고하게 연결되며, 또한, 가로 연결부에 의해 가로빔 부재 (3) 의 양단은 상기 밸브 플레이트 (1) 에 대해 견고하게 연결됨과 함께, 상기 중앙 연결부 (4) 및 그 양측에 인접하는 상기 가로빔 부재 (3) 의 부분이 존재하는 중앙 범위 (17) 는 상기 밸브 플레이트 (1) 에 대해 간격 (a) 을 갖고 있고,
상기 가로빔 부재 (3) 의 비틀림에 의해, 상기 밸브 플레이트 (1) 는 요동 축선 (19) 둘레로 선회 가능하며, 상기 요동 축선 (19) 은 밸브 로드 (2) 에 대해 수직인 것을 특징으로 하는 현가 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가로빔 부재 (3) 는, 상기 밸브 로드 (2) 에 대해 적어도 1 개의 연결 나사 (7) 에 의해 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 현가 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가로빔 부재 (3) 및 상기 밸브 플레이트 (1) 는, 단일 소재에 의해 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 현가 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가로빔 부재 (3) 는, 상기 밸브 플레이트 (1) 에 대해 연결 나사 (8) (9) 에 의해 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 현가 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가로빔 부재 (3) 의 양단에 가로 연결부 (5, 6) 가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 현가 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가로빔 부재 (3) 는 가로 연결부를 형성하는 연결 피스 (47) 를 포함하고, 상기 연결 피스 (47) 의 암 (48, 49) 은 측 방향으로 연장하고, 상기 암 (48, 49) 은 각각 분기 지점 (50, 51) 까지 뻗어있고, 상기 분기 지점 (50, 51) 들로부터 각각 제 1 및 제 2 분기 섹션 (52, 53) 이 돌출하며, 가로 연결부 (54, 56) 는 제 1 분기 섹션 (52) 의 단부에 위치하며, 가로 연결부 (55, 57) 은 제 2 분기 섹션 (53) 의 단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 현가 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 요동 축선 (19) 둘레의 80 [Nm] 이상의 회전 모멘트가 상기 가로빔 부재 (3) 에 대해 작용함으로써, 상기 밸브 플레이트 (1) 는 상기 축선 (19) 둘레 방향으로 0.2°이상 선회되는 것을 특징으로 하는 현가 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 요동 축선 (19) 둘레의 80 [Nm] 이상의 회전 모멘트가 상기 가로빔 부재 (3) 에 대해 작용함으로써, 상기 밸브 플레이트 (1) 는 상기 축선 (19) 둘레 방향으로 0.3°이상 선회되는 것을 특징으로 하는 현가 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요동 축선 (19) 은 중심선 (60) 과 간격 (b) 을 두고 이간되어 있고,
상기 중심선 (60) 은, 상기 요동 축선 (19) 에 대해 평행하고, 탄성 시일 부재 (26) 가 상기 밸브 플레이트 (1) 에 형성되어 있는 상태에서, 상기 탄성 시일 부재 (26) 와 상기 밸브 로드 (2) 의 세로축선 (20) 의 2 개의 교점의 중심을 통과하거나, 또는, 밸브 시트에 형성되어 있는 탄성 시일 부재와 맞닿는 시일면이 상기 밸브 플레이트 (1) 에 형성되어 있는 상태에서, 상기 탄성 시일 부재와 맞닿는 상기 시일면의 부분과 상기 밸브 로드 (2) 의 세로축선 (20) 의 2 개의 교점의 중심을 통과하는 것을 특징으로 하는 현가 장치.
밸브 플레이트 (1) 와, 상기 밸브 플레이트 (1) 가 현가되는 밸브 로드 (2) 를 구비하고 있는 진공 밸브로서,
상기 밸브 플레이트 (1) 는, 상기 진공 밸브가 개방되어 있는 개방 위치와, 상기 진공 밸브가 폐색됨과 함께 상기 밸브 플레이트 (1) 가 밸브 개구부 (22) 를 밀봉하는 폐쇄 위치 사이를 변위 가능하고, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 현가 장치에 의해, 상기 밸브 플레이트 (1) 가 상기 밸브 로드 (2) 에 현가되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 밸브.
제 10 항에 있어서,
상기 밸브 플레이트 (1) 는,
상기 밸브 개구부 (22) 를 개방하고 있는 개방 위치로부터, 상기 밸브 개구부 (22) 를 덮는 한편, 상기 밸브 개구부 (22) 주위에 형성되어 있는 밸브 시트 (24) 로부터 떨어져 있는 중간 위치까지, 적어도 상기 밸브 로드 (2) 를 축선 방향으로 구동시킬 수 있는 제 1 피스톤 실린더 유닛에 의해 변위 가능하며, 또한,
상기 중간 위치로부터, 상기 밸브 플레이트 (1) 가 밸브 시트 (24) 에 대해 가압되는 폐쇄 위치까지, 적어도 상기 제 1 피스톤 실린더 유닛 (23) 의 실린더 (28) 를 상기 축선 (29) 둘레로 선회시키거나, 또는, 세로축선 (20) 에 대해 수직인 방향으로 변위시킬 수 있는 제 2 피스톤 실린더 유닛에 의해 변위 가능한 것을 특징으로 하는 진공 밸브.
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