TW201447151A - 真空滑動閘閥 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種具有驅動單元(7)的真空滑動閘閥，該驅動單元(7)配置於一真空區域(11)外以及經形成從而一封閉板(4)藉由至少一閥桿(6)沿著一縱軸(8)的位移可從一開放位置(O)移到一中間位置(I)，以及，藉由該閥桿沿著與該縱軸(8)呈直角之一橫軸(9)的位移可從該中間位置(I)移到一關閉位置(C)。該閥桿(6)剛性連接至一滑動部件(14)，在第一位置(PO)與平行於該縱軸(8)的第二位置(PI)之間，以及在該第二位置(PI)與平行於該橫軸(9)的第三位置(PC)之間，用一導件(22)(特別是，運動連桿)引導該滑動部件(14)。該驅動單元(7)有帶有一位移構件(16)的一線性致動器(15)，位移構件(16)可與該縱軸(8)平行地線性位移以及經由一斜接件(特別是，斜面導件(17a)或平行四邊形導件(17b))機械耦合至該滑動部件(14)，從而施加與該縱向關閉方向(z)有一斜度的一力於該滑動部件(14)上以便使該滑動部件(14)從該第一位置(PO)移到該第二位置(PI)以及從該第二位置(PI)移到該第三位置(PC)。

Description

真空滑動閘閥
本發明係有關於一種如申請專利範圍第1項之前言所述的真空滑動閘閥。
大體已知先前技術有不同的真空閥具體實施例可用來實質氣密封閉穿過形成於閥體之開口的流動路徑。特別是，IC及半導體製造領域所使用的真空滑動閘閥必須儘可能在沒有污染顆粒的受保護氣氛中進行。例如，在半導體晶圓或液晶基板於製造工廠中，高度敏感半導體或液晶元件順序通過多個處理室，其中係各自用加工設備加工位於處理室內的半導體裝置。在處理室內的加工程序期間在由處理室運送另一處理室的期間，高度敏感半導體裝置必須永遠位在受保護氣氛中，特別是在真空中。該等處理室例如經由連接路徑互連，其中該等處理室可用真空滑動閘閥打開以便由一處理室輸送部件至下一個處理室以及隨後可氣密地關閉以執行各自的製造步驟。基於所描述的應用領域，這種閥也被稱作真空輸送閥，以及基於矩形的開口橫截面，也被稱作矩形閘閥。
由於使用輸送閥會產生顆粒，尤其是，在用於高度敏 感半導體裝置的生產時，特別是由閥之開動造成的，以及在閥室之真空區域中的自由顆粒數必須儘可能壓低。產生顆粒的主因是磨擦，例如金屬與金屬的接觸及磨耗。
產生該密封，例如，可經由配置於封閉盤(closure disk)之封閉面上的封閉件，該封閉件壓在環繞開口的閥座上，或者是經由在閥座上抵頂封閉盤之封閉面的密封環(ring seal)。由先前技術可得知不同的密封裝置，例如美國專利第US 6 629 682 B2號(Duelli)。密封環的合適材料例如為彈性密封材料，其商標名稱為Viton®。
用於真空閥的密封件有很高的需求。一方面，在閥處於關閉狀態時，必須確保該閥的緊密度。這是特別大的挑戰，因為真空區域的高差壓以及因而出現大力(large force)作用於閥封閉件。由於所用密封件經受高於平均值的磨損或被過高的力壓迫時損壞，因此該閥必須設計成差壓力不會作用於密封件或只會程度有限地作用於其上。在過程中必須儘可能均勻地壓制密封件，這需要閥盤對於閥座在整個接觸區域有均勻的接觸壓力。特別是，密封件上的橫向應力及縱向應力應儘量壓低。以橫亙密封件之縱向的橫向應力而言，在密封O環的情形下，它們有被扯離座位(mounting)(特別是，固定它們的凹槽)的風險。甚至，硫化密封件只能暴露於極有限的橫向力。在該閥處於開放及關閉狀態時，密封件都會部份暴露於侵蝕性媒介物，因此必須製作成它們可忍受影響及/或搬離媒介物的流動路徑，以便也避免磨耗。密封件有過高的磨損則構成製程可靠性的不確定因子而需要定期更換密封件，接著這導致製程的停工期增加。
由先前技術可得知真空閥的不同具體實施例，特別是 彼等的驅動技術，尤其是，旨在增加所用密封件的使用壽命以及也旨在改善製程可靠性者。
取決於各個驅動技術，特別做出滑動閘閥(也被稱作閘閥或矩形閘閥)與梭閥(shuttle valve)之間的區別，其中該閥在先前技術經常是用兩個步驟開關。在第一步驟，在滑動閘閥的情形下，閥封閉構件，特別是封閉盤，如美國專利第US 6 416 037號(Geiser)或第US 6 056 266號(Blecha)所例示的，特別是L型者，在閥座實質平行的開口上方線性滑動，或在梭閥的情形下，如美國專利第US 6 089 537號(Olmsted)所例示的，係以樞軸線為中心樞轉越過開口，在此過程期間，封閉盤與閥體的閥座之間沒有任何接觸。在第二步驟，該封閉盤經由它的封閉面抵頂閥體的閥座，使得開口以氣密方式關閉。
上述兩階段運動，其中封閉構件在密封件與閥座之間沒有任何接觸下首先在開口上方橫向滑動，然後封閉構件實質垂直地壓在閥座上，除了有可能精確地控制體積流率以外，特別是，有以下優點：密封件被實際唯一垂直地壓著而密封件沒有橫向或縱向應力。不過，缺點是驅動器有相對複雜的設計，特別是由使得封閉構件能夠L形運動的單一驅動器形成者，或者是由多個驅動器形成者，例如兩個線性驅動器或一個線性驅動器及一個展開驅動器(spreading drive)。經常配置於封閉盤正後方以及對於展開驅動器位於其上之軸桿在垂直方向使該盤對著閥座位移的展開驅動器另有以下缺點：有許多彼此相對運動的機械部件配置於閥內部，亦即，閥內的高度敏感真空區域。一方面，這會增加設計複雜度，另一方面，產生製程破壞性摩擦顆粒。多階段運動的另一缺點是在完全打開與 完全關閉狀態之間的運動速度有限。只線性位移的楔形閥確實致能高速位移，但是，由於密封件會有橫向應力，用為真空區域之主要密封件的適用範圍有限，而且只能用幾個位移循環而已。
用不同機構不實現滑動閘閥以兩個步驟產生的關閉運動。例如裝在兩個連接桿上的封閉盤經由該等連接桿連接至驅動機構，由於沿著連接桿軸線實質線性運動，使得封閉盤能夠實質平行地在待關閉的開口上方滑動。用相同的驅動機構，有可能藉由樞轉該等連接桿，使封閉盤在閥座的方向樞轉，隨後位在開口對面有一段距離以及與閥座實質平行，以及使封閉盤實質垂直地抵頂閥座。也有可能只使用一支連接桿而不是兩支連接桿。同樣，有可能使用兩支以上的連接桿。由先前技術可得知不同類型的這種驅動機構以及各個連接桿因而封閉盤可產生稍微不同的位移路徑。例如，可因此引進封閉盤與閥座垂直的絕對線性運動而不是封閉盤在閥座上弧形樞轉。致能封閉盤在開口上方實質線性滑動以及實質垂直地使封閉盤壓在環繞開口之閥座上的驅動機構，例如可從以下文獻可得知：美國專利第US 64 431 518 B1號、第US 5 415 376 A號、第US 5 641 149 A號、第US 6 045 117 A號、第US 5 934 646 A號、第US 5 755 255 A號、第US 6 082 706號、第US 6 095 180號、以及第US 6 629 682 B2號。
不過，用多個獨立驅動機構，也可得到兩階段的運動順序。例如，美國專利第US 6 056 266(Blecha)號及第US 6 561 484號(Nakagawa)中有描述連接桿只能沿著連接桿軸線線性滑動的滑動閘閥，藉此封閉盤在開口上方可平行地滑動而封閉盤與閥座沒有任何接觸。就此情形而言，該驅動機構可由單一線性運動驅動器形成， 例如缸式驅動器(cylinder drive)。用在封閉盤中分成兩個或在封閉盤、連接桿之間的獨立驅動器實現封閉盤對於閥座的抵頂。此獨立驅動器特別形成為缸式驅動器，用它，可使封閉盤的封閉面沿著直線垂直地抵頂閥座，如美國專利第US 6 056 266號(Blecha)所述。
德國專利第DE 10 2007 030 006 A1號提出類似的真空閥。活塞-缸單元(piston-cylinder unit)用來使閥桿沿著它的縱向滑動，其係安裝成對於閥體在橫亙閥桿之縱軸的方向整體可平行地滑動。同樣配置於真空區域外的另一活塞-缸單元用來做平行的滑動運動。
德國專利第DE 10 2008 049 353 A1號(Ehrne，Blecha)描述一種真空閥，其閥桿由真空區域導出以及在真空區域外連接至縱向驅動裝置及獨立的橫向驅動裝置以及也至軸承單元。
至於世界專利第WO 2010/034046 A1號的真空閥，閥桿首先在縱軸的方向滑動以便關閉真空閥，以及閥桿隨後在縱軸的橫向平行地滑動。為此目的，該閥桿經安裝成可用配置於真空區域外的軸承單元使它沿著它的縱軸滑動。該軸承單元可與該閥桿一起在其橫向滑動。為此目的，使用在此橫向起作用的活塞-缸單元。在其他示範具體實施例中，活塞-缸單元在閥桿的縱軸方向起作用，其中用形成平行四邊形導件的連桿產生軸承單元的橫向運動。
由美國專利第US 6 561 483號(Nakagawa)及第US 6 561 484號(Nakagawa等人)可得知包含分成兩個之封閉盤的不同滑動閘閥具體實施例。第一盤部有一開口。第二盤部用可擴張體連接至第一盤部。致動器配置於第一、第二盤部之間，以及因此這兩個盤部可主動移向對方及相互分開。該可擴張體形成為伸縮管 (bellows)。可用致動器使第一盤部抵頂閥座，其中如有需要，該第二盤部(特別是，在閥座側有過度壓力的情形下)支撐於閥體的反面上。由於驅動元件位在高度敏感真空區域內，歸因於由直接配置於閥盤上之驅動器造成之摩擦顆粒的可能污染風險相對大，結果必須採用特別的密封措施。這種密封構成例如伸縮管。這種真空閥以及封閉盤中有驅動器的設計相對複雜，特別是由於需要使用此一附加密封件，特別是相對於第二盤部及相對於閥座，由伸縮管或多個密封環提供用以密封第一盤部，使得維修難處理以及容易受害於污染。
由美國專利第US 5 769 952號(Komino)可得知形成為真空輸送閥的滑動閘閥，基本上其係由線性調整驅動器、可沿著連接桿軸線線性位移的連接桿、以及封閉部件構成。該封閉部件經由兩個分支連接至連接桿。藉由使連接桿沿著連接桿軸線在關閉方向線性位移，該封閉部件在閥開口上方可平行地滑動，其中該閥部件位於包圍開口的閥座對面，以及與閥座有一段距離。這兩個分支的一端各自可樞轉地裝在對連接桿呈橫向延伸以及與閥座平面平行的橫桿上，以及另一端各自可樞轉地裝在封閉部件上。這兩個分支經配置成在橫桿方向相互平行，以及在封閉部件之一側與在橫桿之一側，各有共用的幾何樞軸線。該等分支夾住封閉部件使得相對於連接桿線性位移方向的關閉方向，橫桿側上的幾何樞軸線位於封閉部件側上的樞軸線下面，使得相對於關閉方向，逆著連接桿之關閉方向作用於封閉部件的力導致這兩個樞軸線的距離減少。在封閉部件之線性位移路徑的尾端配置一導引滾輪。如果封閉部件與導引滾輪有接觸，則封閉部件在關閉方向再也不能進一步位移。不過，該線 性位移驅動器仍然施加力於該封閉部件，使得該等分支樞轉離開，因而接近相對於線性位移方向的垂直位置，以及起槓桿的作用。封閉部件藉此在朝向閥座的方向位移以及抵頂著它。此種滑動閘閥的優點是相對簡單的驅動設計，因為連接桿只要線性滑動。由於該等樞軸線的配置，封閉部件與閥座平行對齊不能保證，結果封閉部件初始在接觸閥座時以傾斜方式坐下，密封件上的剪力不可避免，以及均勻散布的接觸壓力不能保證。由於使用導引滾輪及樞轉軸承(pivot bearing)，無法防止產生顆粒(特別是，歸因於磨擦者)，結果不能保證該閥之真空區域中沒有顆粒。
此外，已知先前技術有斜面導件用來使在關閉路徑之最後部份的閥盤抵頂包圍閥開口的閥座。例如，世界專利第WO 2005/064236 A1號及第WO 2009/070824 A1號有描述此類斜面導件。這些斜面導件配置於閥的敏感真空區域中，而在其中產生顆粒及製造不合意的污染。
美國專利第US 2008/0302989 A1號(Seitz)描述一種有封閉盤及線性驅動器的真空滑動閘閥。至少一樞轉元件在封閉盤之背面上延伸以及可在連接桿的位移方向樞轉。該樞轉元件由至少兩個分支形成，彼等可樞轉地相互耦合成平行四邊形狀以及在在連接桿的位移方向留有間隙。一接合元件經配置成從而在到達中間位置時即可防止分支元件在關閉方向的一部份在關閉方向進一步滑動，其中該分支元件樞轉離開從而封閉盤抵頂進入關閉位置的閥座。此具體實施例有驅動機構設計特別簡單的優點，在特別揭示具體實施例的情形下，有閥盤向閥座線性垂直地移動的優點，使得密封件均勻地壓在閥座上以及沒有橫向力。對於有些應用，其缺點是在閥的 真空區域中有額外的機械元件及支撐結構。
在被視為是最新近先前技術的美國專利第US 2008/0083897 A1號(Chen)描述一種真空閥，其中閥盤的閥桿從真空區域導出通過形式為伸縮管的孔洞以及在真空區域外連接至移動桿(movement bar)。該移動桿用滾輪裝入L形連結導件以及經由樞轉桿(pivot bar)耦合至線性驅動器，該樞轉桿配置成與閥桿之軸向有一斜度以及其中一端可樞轉地連接至移動桿以及另一端用滾輪可線性滑動地引導。當從開放位置開始關閉閥盤時，用致動器與閥桿的軸向平行地滑動樞轉桿中用滾輪可線性滑動地安裝的末端，以及在此情形下，沿著閥桿的軸向帶動移動桿直到移動桿的滾輪從連結導件中與閥桿軸向平行地延伸的線性部份進入連結導件中橫向延伸的部份。由於樞轉桿的傾斜配置，由於樞轉桿的末端進一步線性滑動，移動桿的滾輪在連結導件的橫向延伸部份中滑動直到它們碰到此部份的末端。由於移動桿的此一橫向滑動，閥桿以位置靠近孔洞的幾何樞軸線為中心樞轉，使得閥盤藉助樞轉運動抵頂閥座。上述具體實施例的優點是只使用單一線性驅動器，以及關鍵驅動組件均配置於真空區域外，藉此可壓低產生於真空區域的製程破壞性顆粒。另一優點是改善驅動組件的可維修性，因為驅動區域與真空區域是用伸縮管以氣密方式隔開。不過，缺點是藉助線性橫向運動，閥盤不會垂直地抵頂閥座，因為該橫向運動是樞轉運動，使得密封件在閥盤、閥座之間的均勻壓制不能保證。另一個問題在於，由於槓桿臂很長(在裝入閥盤時，歸因於閥桿長度)，有極高的力作用於樞轉桿及移動桿。由於槓桿臂與有必要彈性之帶高應力部件的比例，幾乎不可能精確地引導及精確地使閥盤抵頂閥座。閥盤的最大承載能力 (maximum load-bearing capacity)從而閥的最大壓力差相對低。由於不均勻的壓制與橫向運動，密封件的磨損會增加。
因此，本發明的目標是要提供一種真空滑動閘閥，尤其是一種真空輸送閥，由於儘可能以只有一個致動器之形式來設計相對簡單的驅動器，其特徵在於真空區域中產生的顆粒少，由於密封件實質垂直及均勻地抵頂閥座以致於密封件的磨損低，真空閥有高承載能力，以及良好的可維修性。
達成此目標係藉由實現獨立項的獨特特徵。開發本發明的特徵將會替換或有利地推斷自專利附屬項。
用於氣密封閉流動路徑的本發明真空滑動閘閥包含有一閥壁的一閥體，該閥壁有用於該流動路徑的一開口。該流動路徑大體被理解為意指在兩個區域之間，特別是在兩個任何一種塗覆工廠(例如，用於太陽能或其他應用者)之間或在半導體製造的處理室與另一處理室或者是外界之間，應關閉的開放路徑。例如，該流動路徑為兩個互連處理室的連接路徑，其中可用真空閥打開該等處理室以便從一處理室輸送半導體部件至下一個處理室以及隨後氣密地關閉以執行各自的製造步驟。基於上述應用領域，這種閥也被稱作真空輸送閥，以及基於大體矩形的開口橫截面，也被稱作矩形閘閥。當然，用於實質氣密封閉流動路徑之本發明真空閥的任何其他應用也有可能。
該開口可具有任何橫截面，特別是矩形、圓形或橢圓形橫截面。該真空閥形成為有長形(特別是，實質矩形)開口橫截面 的輸送閥為較佳，其中該開口垂直於位移軸線的寬度至少兩倍或至少三倍或至少五倍於該開口平行於位移軸線的高度為較佳。不過，也有可能設計不同的開口橫截面，例如圓形，其中該真空閥例如為泵閥。該開口有中心軸線，該中心軸線在流動路徑中間的開口區與流動路徑平行地延伸。例如，此幾何開口軸線垂直地配置於該開口所跨越的表面上以及沿著流動路徑延伸。
在一特定具體實施例中，有第二開口(在第一開口對面)的第二閥壁在閥體中配置於該閥壁對面，其中閥體中在兩壁與開口之間的區域形成該閥的閥內部或真空區域。
一閥座環繞該閥壁的該開口。該閥座功能上大體被理解為閥壁中用作密封面以及用作密封面之另一表面可抵靠它的一部份。該閥座最好垂直地指向閥體的內部，特別是臥於該幾何開口軸線垂直穿過它的一幾何平面中。
該開口可用封閉板關閉。例如，該封閉板具有矩形橫截面以及用以實質氣密地關閉該開口的封閉面。該封閉板的尺寸使得有可能藉由重疊該開口以及在封閉板、閥座之間產生氣密接觸來關閉該開口。在一可能具體實施例中，用於抵頂閥座的密封環固定於封閉面的邊緣。
該封閉板由至少一閥桿攜載。換言之，該封閉板配置於至少一閥桿上(用以改善封閉板的穩定性，最好在平行延伸的兩個或更多閥桿上)。該至少一閥桿最好與真空滑動閘閥的縱軸平行地延伸。該封閉板可剛性配置於該至少一閥桿上，特別是，使得它可卸除，或者也可移動。例如，為了調整或調適封閉板的對齊，可能運動是有利的，特別是以樞轉的形式運動，例如以閥桿與封閉板之球 窩接頭(ball-and-socket joint)的形式樞轉。
一驅動單元耦合至該至少一閥桿。一般而言，此驅動單元經形成從而藉由該至少一閥桿在實質沿著該幾何縱軸之一縱向關閉方向的位移，該封閉板可從一開放位置移到一中間位置以及逆著該縱向關閉方向再度返回。在處於該開放位置時，該封閉板釋放該開口，因為它完全或部份在該開口的投影區外。在處於該中間位置時，該封閉板覆蓋該開口因而位在該開口的投影區中，其中該封閉面位於該閥座對面與其有一段距離。該封閉板沿著該縱軸位移，亦即，特別是，在開口的橫向。此外，一般而言，該驅動單元經形成從而藉由該至少一閥桿在實質沿著與縱軸呈直角之幾何橫軸的橫向關閉方向的位移，該封閉板可從該中間位置移到一關閉位置以及逆著該橫向關閉方向再度返回。在處於該關閉位置時，該封閉板的封閉面實質垂直地抵頂該閥座，使得該封閉面實質氣密地關閉該開口。該封閉板沿著該橫軸位移，亦即，特別是，與開口垂直地。
換言之，該驅動單元經形成從而帶有封閉板的至少一閥桿一方面沿著幾何縱軸在開放位置、中間位置之間，以及另一方面沿著與該縱軸呈直角的幾何橫軸在中間位置、關閉位置之間，可做L形運動。
該縱軸最好垂直於該開口軸線以及臥於該開口軸線垂直穿過它的一平面中，其中該橫軸與該開口軸線平行地延伸。
該至少一閥桿與該封閉板沿著該縱軸從開放位置移到中間位置的方向被稱作縱向關閉方向，從中間位置移到開放位置的相反方向被定義為縱向關閉方向的反向。從中間位置移到關閉位置的方向被稱作橫向關閉方向，以及從關閉位置移到中間位置的方 向被稱作橫向關閉方向的反向。
該閥體有一真空區域，以及在此真空區域外的一驅動區域。該開口、該閥座、該封閉板以及該至少一閥桿中位於那裡的部份都配置於該真空區域中。因此，該真空區域為流經開口或向內頂住封閉板之媒介物可流過或進入的閥區。
該真空區域與該驅動區域彼此係實質氣密地隔開。該至少一閥桿由真空區域穿過閥體的至少一氣密孔洞進入驅動區域。此孔洞經形成從而該至少一閥桿可沿著縱軸在開放位置、中間位置之間以及沿著橫軸在中間位置、關閉位置之間運動。例如，這種孔洞可用隔膜密封件(diaphragm seal)形成，其係致能待密封閥桿的可軸向及徑向移動性，或者用至少一伸縮管形成。該驅動單元以及該至少一閥桿中位於那裡的部份都配置於該驅動區域中。驅動區域中之驅動單元配置於真空區域外的顯著優點是不可避免地由驅動單元產生的摩擦顆粒不會到達敏感的真空區域。真空區域中的顆粒數因此可保持在低位。
該至少一閥桿剛性連接至該驅動單元的滑動部件，該滑動部件配置於該驅動區域中。換言之，安裝成可滑動的滑動部件配置於該驅動區域中，該連接桿固定於該滑動部件上或多個閥桿固定於該滑動部件上，使得在閥的正常操作期間，該滑動部件的運動導致該至少一閥桿對應地運動。
用與該驅動單元關連以及配置於驅動區域中的導件，該滑動部件可在第一位置、第二位置之間以及在第二位置、第三位置之間位移。
在經由至少一閥桿耦合至封閉板的滑動部件處於第 一位置時，該封閉板位於開放位置，然而，在滑動部件處於第二位置時，該封閉板位於中間位置。在滑動部件處於第三位置時，該封閉板位於關閉位置。
在第一位置、第二位置之間，用該導件與縱軸平行不樞轉地以及可沿著該縱軸滑動地引導該滑動部件。換言之，用該導件在第一、第二位置之間強制線性引導該滑動部件，使得在第一、第二位置之間只有與縱軸平行的平移自由度。不過，在第二位置的情形下，此平移自由度在縱向關閉方向有限，因為該導件經形成從而在已經到達第二位置時，阻擋滑動部件在縱向關閉方向進一步滑動。
在第二位置、第三位置之間，此時封閉板位於關閉位置，用該導件與橫軸平行不樞轉地以及可沿著橫軸滑動地引導該滑動部件。換言之，用該導件在第二、第三位置之間強制線性引導該滑動部件，使得在第二、第三位置之間只有與橫軸平行的平移自由度。
換言之，該導件造成滑動部件有沿著縱軸及橫軸的L形線性引導。此一引導的特定具體實施例用本發明的其他方面揭示。
該驅動單元有一線性致動器，其係具有可與縱軸平行地線性位移的一位移構件。此一線性致動器，又稱線性驅動器，可由至少一機械驅動器形成，例如心軸驅動器、滾輪螺桿驅動器(roller screw drive)、滾珠螺桿驅動器、剪形驅動器(scissor drive)，以及活塞-缸單元，例如氣動驅動器、液壓缸，以及機電線性驅動器或其他適當驅動器。由先前技術可獲悉不同的線性致動器。在心軸驅動器 的情形下，特別是，位移構件可包含心軸螺帽。
該位移構件經由斜接件(inclined connection)機械耦合至該滑動部件。此斜接件經形成從而該位移構件在縱向關閉方向線性位移時施加指向與縱向關閉方向有一斜度的一力於該滑動部件，其中在縱向關閉方向及橫向關閉方向有力分量，使得被迫以L形引導的滑動部件可從第一位置移到第二位置以及從第二位置進入第三位置。因此，該斜接件經形成從而，在處於第二位置時，用位移構件在縱向關閉方向的線性位移以及在縱向關閉方向阻擋滑動部件，滑動部件會順著橫向關閉方向滑進第三位置。
在本發明的一研製中，上述導件有一連結導件。特別是，此連結導件有一導引部件，其係用樞轉軸承以幾何滑動部件軸線為中心可樞轉地連接至該滑動部件。此幾何滑動部件軸線與該縱軸呈直角以及臥於橫軸形成彼之幾何法線的平面中。該幾何滑動部件軸線因此也臥於縱軸形成彼之幾何法線的幾何平面中。此外，該連結導件有引導導引部件之第一導引構件的第一導引路徑，以及引導導引部件之第二導引構件的第二導引路徑。特別是，該導引部件至少部份沿著該縱軸延伸。另外，該導引部件在各自引導導引部件之導引構件的第一導引路徑、第二導引路徑之間延伸。該等導引構件在縱向關閉方向互相偏移。
該第一及該第二導引路徑也可各自由多個導引路徑形成，特別是互相相反的導引路徑對子。例如，兩個導引路徑各自由兩個互相相反的導引路徑組成，特別是由在兩個平行表面中形成的狹槽形成者，彼等係彼此相反地配置以及導引部件與滑動部件在其間與滑動部件軸線平行地延伸，特別是，其中該滑動部件軸線形 成該等平行表面的幾何法線。該等導引構件例如由沿著導引路徑(特別是，狹槽)滾動的滾輪形成。該等導引路徑使得可引導滑動部件的滑動部件軸線與縱軸平行地從第一位置進入第二位置以及與橫軸平行地從第二位置進入第三位置。兩個導引路徑有不同的路線組合以導致L形強制引導這種幾何滑動部件軸線。
以下描述導引路徑的特別簡單有利路線。第一導引路徑，特別是互相相反的第一導引路徑對子，與縱軸平行地線性延伸。特別是，第一導引路徑由直線延伸的狹槽形成。第二導引路徑，特別是第二導引路徑對子，由也呈直線延伸的導引路徑部份以及彎曲導引路徑部份構成，特別是由對應狹槽形成者。該筆直導引路徑部份，特別是筆直導引路徑部份對子，與縱軸平行地線性延伸，其係具有與第一導引路徑之線性延伸部份對應的線性延伸部份。換言之，該筆直導引路徑部份跟第一導引路徑一樣長。該彎曲導引路徑部份實質順著或逆著該橫向關閉方向延伸。
此彎曲導引路徑部份可由圓弧形成，例如它與筆直導引部份特別以直角相交以及它的幾何中點臥於與滑動部件軸線平行的幾何軸線上，以及特別是，在滑動部件的第二位置穿過第一導引構件。就此情形而言，該滑動部件在從第二位置移到第三位置時以第一導引構件的幾何軸線為中心樞轉。從第二到第三位置的位移，以及封閉板因而從中間位置到關閉位置的位移，因此不僅導致在橫向關閉方向的位移，然而也導致在順著或逆著縱向關閉方向有點位移。此效果可藉由移動幾何中點來產生，以及取決於相對尺寸，以及在一定程度上，其係低到可假定為類線性的橫向運動。
不過，有可能選擇導引部份的幾何，使得第二、第三 位置之間的位移，在直線中的幾何線性運動實際上是與縱軸呈直角以及垂直地朝向閥座發生。特別是，這可產生在於彎曲導引路徑部份的形式為幾何橢圓的弧段。此橢圓的幾何第一橢圓軸線臥於第一導引路徑上，然而幾何第二橢圓軸線臥於與橫軸平行以及在滑動部件軸線之第二位置、第三位置之間延伸的幾何直線上。應瞭解，該第一及該第二橢圓軸線分別意指幾何主軸線與次軸線，反之亦然。取決於選定的尺寸，有幾何橢圓弧段之幾何的彎曲導引路徑部份具有準圓弧狀的形式，但是，使得橢圓、圓弧形式的偏差很小以及落在製造或引導公差(guide tolerance)內。不過，特別是，這取決於導引部件的長度及位移路徑在第二、第三位置之間的長度。
在本發明的一研製中，機械耦合位移構件與滑動部件的斜接件係由斜面導件形成。此斜面導件經形成從而位移構件與滑動部件的相對滑動有可能沿著幾何斜軸線。特別是，位移構件與滑動部件用線性軸承安裝成可沿著該斜軸線彼此相對地線性位移。在縱軸及橫軸臥於其中的平面中，此幾何斜軸線與縱軸有一斜度。該幾何斜軸線與縱軸有一斜度使得該滑動部件藉助該相對滑動可用線性致動器從第二位置移到第三位置。換言之，在滑動部件在縱向關閉方向呈固定下，用滑動部件及位移構件的相對滑動，在運動學上將調整構件沿著縱軸在縱向關閉方向的線性運動轉換成滑動部件沿著橫軸在橫向關閉方向的橫向運動。
在一特別研製中，該斜面導件由滑動部件上的斜面以及配置於位移構件上的滾輪形成，該斜面的指向與橫向關閉方向及縱向的反向有一斜度。該等滾輪跨越對應至該斜面的一幾何區域以及在沿著該斜軸線的方向在該斜面上滾動。該等滾輪最好配置成沿 著該斜軸線互相偏移，使得，藉由使滾輪在斜面上靜止及滾動，形成沿著該斜軸線的一線性軸承。特別是，也配置與滑動部件軸線平行互相偏移的其他滾輪。例如，提供4個滾輪，一起跨越一幾何矩形區。用此線性軸承，與縱軸及橫軸平行地引導該滑動部件而有兩個對應平移自由度。因此，上述斜面導件在兩個方向起作用，亦即，不但在位移構件順著縱向關閉方向位移時，也在位移構件逆著縱向關閉方向位移時，下述研製是有可能的。該滑動部件有指向與斜面相反的一底切表面。該位移構件有在底切表面上滾動的回行滾輪。當位移構件逆著縱向關閉方向位移時，該滑動部件因而可從第三位置移回到第二位置，特別是也從第二位置回到第一位置。也有可能使用其他的驅動元件而不是較佳的滾輪配置，特別是在相反方向耦合滑動部件與位移構件的彈簧。
根據本發明的一研製，在滑動部件、位移構件之間起作用的一傳動器(driver)經配置成因而在用線性致動器使位移構件逆著縱向關閉方向從第三位置移到第二位置時，該相對滑動是有限的。當位移構件逆著縱向關閉方向位移時，從滑動部件的第三位置或關閉位置開始，首先造成位移構件與滑動部件沿著斜軸線相對滑動，特別是經由上述滾輪導件，使得該滑動部件逆著橫向關閉方向與橫軸平行地滑動直到該傳動器劃定此滑動運動沿著該斜軸線的界限。由於傳動器在縱向關閉方向的反向從第二位置(亦即，中間位置)進入第一位置(亦即，開放位置)的動作，該滑動部件因而被該位移構件線性滑動。
因此，上述本發明研製會做從封閉板之開放位置進入關閉位置以及後退的以下運動順序。耦合至配置於開放位置之封閉 板的滑動部件係位於第一位置。該位移構件配置於起始位置以及相對於滑動部件是位於彼此不相對滑動的位置。第一導引構件配置於線性第一導引路徑，以及第二導引構件配置於第二導引路徑的筆直導引路徑部份。然後，用該線性致動器使該位移構件在縱向關閉方向線性滑動，其中經由該斜面導件與縱軸平行地引導該滑動部件，以及施加指向與縱向關閉方向有一斜度而在縱向關閉方向及橫向關閉方向有力分量的一力於滑動部件上。由於在此位置是在線性延伸及與縱軸平行的導引路徑中引導該等導引構件，以及沿著縱軸強制引導該滑動部件，其中不可能有沿著橫軸的滑動，用位移構件在縱向關閉方向帶動滑動部件，而這不導致位移構件與滑動部件在斜面導件上相對滑動，直到到達封閉板的中間位置或滑動部件的第二位置。在處於此第二位置時，此時位移構件與滑動部件處於不相對滑動的位置，該位移構件位於中間位置以及第二導引構件位於筆直導引路徑部份與彎曲導引路徑部份的過渡區。第二導引構件在此第二位置在縱向關閉方向阻擋滑動部件，不過這時滑動部件在此第二位置可在橫向關閉方向滑動。在位移構件沿著縱軸在縱向關閉方向從中間位置順著結束位置的方向進一步線性位移下，滑動部件在縱向關閉方向無法進一步位移。位移構件的滾輪則在滑動部件的斜面上滾動，從而導致位移構件與滑動部件相對滑動，其中第二導引路徑的彎曲導引路徑部份會引導第二導引構件，導引部件因而以滑動部件軸線為中心在樞轉軸承中樞轉離開，以及滑動部件與橫軸平行地在橫向關閉方向從第二位置滑入第三位置直到封閉板到達關閉位置以及經由垂直地在環繞開口之閥座上的封閉面而靜止，使得開口以氣密方式關閉。滑動部件與位移構件均位於結束位置或第三位置而 處於相對滑動的位置。
關閉過程以相反的順序進行，其中，在位移構件從結束位置線性位移到中間位置時，位移構件的回行滾輪在滑動部件的底切表面上滾動，從而在橫向關閉方向的反向帶動滑動部件直到到達彼此不相對滑動的位置，以及因此到達第二位置。該傳動器限制位移構件與滑動部件的相對滑動逆著縱向關閉方向超過止滑位置(non-slid position)。當位移構件進一步從中間位置移到起始位置時，用對於滑動部件是處於止滑位置的位移構件使滑動部件從第二位置滑到第一位置，使得封閉板從中間位置移到與縱軸平行的開放位置。
上述斜面導件有以下優點：在位移構件的線性位移期間以及在位移構件與滑動部件沿著斜軸線的相對滑動期間，從在縱向關閉方向起作用之力分量不變的幾何觀點來看，在橫向關閉方向起作用的力分量保持不變。橫向力因而也可由縱向力決定。
根據本發明，該線性致動器也可備有力決定構件(force determination means)用來決定順著或逆著縱向關閉方向作用於位移構件的力。此外，可提供與力決定構件及線性致動器訊號通訊的控制器，以及該控制器經形成從而在對應至封閉板之特定接觸壓力的力極限值超過時，停止該線性致動器。
在線性致動器形成為電動心軸驅動器的情形下，藉由決定越過心軸驅動器的外加電流，可決定順著縱向關閉方向起作用的力。特別是，在活塞-缸單元為氣動式時，藉由決定壓力(特別是，氣動壓力)可實現此一力決定過程。
不過，也可使用取代上述斜面導件的其他斜接件，其 係經機械耦合成位移構件如果順著縱向關閉方向線性位移時會施加指向與縱向關閉方向有一斜度而在縱向關閉方向及橫向關閉方向有力分量的一力於滑動部件以便使滑動部件從第一位置移到第二位置以及從第二位置移到第三位置。
例如，根據本發明之一方面，機械耦合位移構件與滑動部件的斜接件由平行四邊形導件形成，其係具有相互平行地配置的至少兩個分支。該等至少兩個分支各自可繞著分支軸線樞轉地連接至位移構件及滑動部件。該等分支軸線各自與幾何滑動部件軸線平行，該幾何滑動部件軸線與縱軸呈直角以及臥於橫軸形成彼之幾何法線的平面中。在此情形下，該等分支的配置及尺寸經製作成，在第一位置與第二位置之間，在滑動部件的各個分支軸線對於在位移構件的各個分支軸線在縱向關閉方向有偏移。特別是，該等分支的配置及尺寸也經製作成，在第二位置與第三位置之間，在滑動部件的各個分支軸線對於在位移構件的各個分支軸線在縱向關閉方向有偏移或實質無偏移。當位移構件在縱向關閉方向位移以及滑動部件在縱向關閉方向被阻擋時，該等分支因此樞轉離開從而滑動部件在橫向關閉方向位移。與斜面導件類似，該平行四邊形導件造成滑動部件與縱軸平行地被引導因而同樣強制其方向永遠與縱軸平行。
在本發明的一研製中，可與縱軸平行地線性位移的位移構件有數個支撐滾輪。該等支撐滾輪指向與橫向關閉方向相反以及在連接至閥體以及與縱軸平行地延伸的軌道上滾動以便在橫向關閉方向的反向支撐位移構件於閥體上。與橫向關閉方向相反的橫向力因而直接作用於閥體，使得線性致動器實質沒有橫向力。
此外，本發明包括以下事實：至少一支撐部件在縱向 關閉方向的反向從該滑動部件剛性突出，此支撐部件中指向逆著該縱向關閉方向的自由端有指向順著橫向關閉方向的一接觸面。該滑動部件配置於該封閉板與該接觸面之間。特別是，該滑動部件實質居中地位於該封閉板與該接觸面之間。該接觸面配置於剛性連接至該閥壁的一支撐件對面，從而在處於該關閉位置時，該支撐部件之該自由端在該橫向關閉方向支撐於該支撐件。如上述，在滑動部件經由斜接件從第二位置移到第三位置時，在橫向關閉方向的方向有橫向力施加至滑動部件。在封閉板處於關閉位置時，極高橫向力部份作用於封閉板因而也作用於滑動部件，這是因為封閉板抵頂著閥座以及閥上有壓力差。特別是，該封閉板、該至少一閥桿、該滑動部件、該至少一支撐部件及該接觸面形成一運動單元。由於形成閥桿之一種延伸部份的上述支撐部件，位移構件免於逆著橫向關閉方向起作用的橫向力，因為上述運動單元由於剛性連接至閥壁之支撐件的槓桿作用而在橫向關閉方向有支撐。在本發明的一特定具體實施例中，該至少一支撐部件與該至少一閥桿可整體成形，該至少一支撐部件係由該至少一閥桿的一部份形成。
1‧‧‧閥壁
2‧‧‧開口
3‧‧‧閥座
4‧‧‧封閉板
5‧‧‧封閉面
6‧‧‧閥桿
7‧‧‧驅動單元
8‧‧‧縱軸
9‧‧‧橫軸
10‧‧‧閥體
11‧‧‧真空區域
12‧‧‧驅動區域
13‧‧‧氣密孔洞
14‧‧‧滑動部件
15‧‧‧線性致動器
15a‧‧‧心軸驅動器
15b‧‧‧活塞-缸單元
16‧‧‧位移構件
17a‧‧‧斜面導件
17b‧‧‧平行四邊形導件
18‧‧‧支撐部件
19‧‧‧自由端
20‧‧‧接觸面
21‧‧‧支撐件
22‧‧‧導件
23‧‧‧導引部件
24‧‧‧幾何滑動部件軸線
25‧‧‧樞轉軸承
26‧‧‧第一導引構件
27‧‧‧第二導引構件
28‧‧‧第一導引路徑
29‧‧‧第二導引路徑
29a‧‧‧筆直導引路徑部份
29b‧‧‧彎曲導引路徑部份
30‧‧‧幾何橢圓
30a‧‧‧幾何第一橢圓軸線
30b‧‧‧幾何第二橢圓軸線
31‧‧‧幾何斜軸線
33‧‧‧斜面
34‧‧‧滾輪
35‧‧‧回行滾輪
36‧‧‧底切表面
37‧‧‧分支
38a‧‧‧第一分支軸線
38b‧‧‧第二分支軸線
39‧‧‧傳動器
40‧‧‧支撐滾輪
41‧‧‧軌道
42‧‧‧開口軸線
C‧‧‧關閉位置
I‧‧‧中間位置
O‧‧‧開放位置
PC‧‧‧第三位置
PI‧‧‧第二位置
PO‧‧‧第一位置
y‧‧‧橫向關閉方向
z‧‧‧縱向關閉方向
以下用示意圖示於附圖純粹用來舉例說明的特定示範具體實施例更詳細地描述本發明真空滑動閘閥。
更特別的是，附圖中：圖1a的側視剖面示意圖圖示真空滑動閘閥的第一具體實施例，其係具有在封閉板之開放位置的斜面導件；圖1b圖示處於中間位置的第一具體實施例；圖1c圖示處於關閉位置的第一具體實施例；圖2a的側視剖面示意圖圖示真空滑動閘閥的第二具體實施例，其係具有在封閉板之開放位置的平行四邊形導件；圖2b圖示處於中間位置的第二具體實施例；圖2c圖示處於關閉位置的第二具體實施例；圖3a的斜視詳圖圖示主體關閉的第一具體實施例；以及圖3b的斜視詳圖圖示主體打開的第一具體實施例。
由圖1a、圖1b、圖1c、圖3a及圖3b形成的群組以及由圖2a、圖2b及圖2c形成的群組各自圖示處於不同狀態、不同視角及不同詳細程度的本發明真空滑動閘閥之普通示範具體實施例。因此，會各自連帶地描述這些附圖群組。這兩個具體實施例彼此不同的地方只在特定的特徵，因此偶而只會描述該等具體實施例的差異。有時候，不再描述前圖中已解釋過的元件符號及特徵。此外，應注意，示意圖示於圖1a至圖2c之組成部件的配置及圖示在一定程度上與詳示於圖3a及圖3b的不同以便提供更好的圖解說明。
圖1a、圖1b、圖1c、圖3a及圖3b圖示本發明真空滑動閘閥的第一具體實施例。該真空滑動閘閥有帶有閥壁1的閥體10，閥壁1有帶有開口軸線42的開口2，以及環繞開口2的長形實質矩形閥座3。具有橫截面稍微大於開口2之封閉面5的封閉板4係藉由封閉面5抵頂閥座3來實質氣密地關閉開口2。封閉板4由兩支相互平行的閥桿6攜載。由於閥桿6在圖1a至圖1c的側視圖中對齊，因此圖中只看到一支閥桿6，而在圖3b(其係真空滑動閘閥的斜視圖)可看到兩支閥桿6。
閥體10分成有開口2、閥座3及封閉板4配置於其中的真空區域11以及配置於真空區域11外的驅動區域12。兩支閥桿6穿過形成為隔膜密封件的兩個氣密孔洞13在閥體10中從真空區域11進入驅動區域12。隔膜密封件13經形成從而閥桿6可沿著縱軸8及橫軸9移動某一運動範圍同時維持氣密密封。由於驅動區域12與真空區域11氣密地分離，因此大氣壓力可充滿驅動區域12。位於驅動區域12中的摩擦顆粒無法到達敏感的真空區域。驅動單元7配置於驅動區域12中。
如以下所詳述的，驅動單元7經形成從而藉由兩支閥桿6沿著幾何縱軸8的位移，封閉板4可順著縱向關閉方向z從開放位置O(圖1a)移到中間位置I(圖1b)，以及，藉由兩支閥桿6沿著與縱軸8呈直角之幾何橫軸9的位移，封閉板4可順著橫向關閉方向y從中間位置I(圖1b)移到關閉位置C(圖1c)以及返回。
驅動單元7具有形成為帶有位移構件16之心軸驅動器15a的線性致動器15，位移構件16可與縱軸8平行地線性位移以及經由心軸螺帽在心軸上運行。
兩支閥桿6剛性連接至驅動單元7的滑動部件14，該滑動部件係配置於驅動區域12中。用驅動區域12中之驅動單元7的導件22，在第一位置PO(圖1a)與第二位置PI(圖1b)之間與縱軸8平行且可沿著縱軸8位移不樞轉地引導滑動部件14，以及也在第二位置PI(圖1b)與第三位置PC(圖1c)之間與橫軸9平行且可沿著橫軸9位移不樞轉地引導滑動部件14。在第一位置PO時，封閉板4處於封閉板4釋放開口2(圖1a)的開放位置O。在第二位置PI時，封閉板4處於蓋住開口2的中間位置I，以及封閉面5在閥座3對面有一段距離(圖1b)。在第三位置PC時，封閉板處於關閉位置C，封閉板4的封閉面5垂直地抵頂閥座3以及實質氣密地關閉開口2(圖1c)。以下會更詳細地描述該導件的確切設計。
該導件有連結導件22及與縱軸8實質平行地延伸的導引部件23，該導引部件用樞轉軸承25而可樞轉地連接，樞轉軸承25的形式為以幾何滑動部件軸線24為中心可樞轉地連接至滑動部件14的兩支導銷，該幾何滑動部件軸線24與縱軸8呈直角以及臥於橫軸9形成彼之一幾何法線的一平面中。由圖3b可見，導引部件23的形式為軛(yoke)。連結導件22有兩條第一導引路徑28以及兩條第二導引路徑29。兩支閥桿6、滑動部件14及軛狀導引部件23均配置於兩條第一導引路徑28之間以及於兩條第二導引路徑29之間，這由圖3b可見。導引部件23兩邊各有形式為導引滾輪的第一導引構件26。第一導引路徑28各自引導各個第一導引構件26。此外，兩條第二導引路徑29各自引導導引部件23中同樣形成為導引滾輪的第二導引構件27。兩個第一導引構件26對於兩個第二導引構件27在縱向關閉方向z有偏移。
由圖1a至圖1c的虛線可見，兩條第一導引路徑28全然與縱軸8平行。第二導引路徑29各自由筆直導引路徑部份29a與彎曲導引路徑部份29b構成。各個筆直導引路徑部份29a全然與縱軸8平行，其中有一線性延伸部份對應至第一導引路徑28的線性延伸部份。各個彎曲導引路徑部份29b實質在橫向關閉方向y延伸，同樣由圖1a至圖1c可見。如圖1c所示，彎曲導引路徑部份29b的形式各自為幾何橢圓30在平面中延伸的一弧段，幾何滑動部件軸線24形成該平面的一幾何法線。在側視圖中，平行於縱軸8的幾何第一橢圓軸線30a配置於第一導引路徑28上。換言之，各個第一橢圓軸線30a臥於一平面中，橫軸9形成該平面的一法線以及第一導引路徑28在該平面上延伸，其中，特別是，各個第一導引路徑28的幾何中心軸線臥於此平面中。各個幾何橢圓30的幾何第二橢圓軸線30b臥於與橫軸9平行的一幾何直線上以及在滑動部件軸線24的第二位置PI、第三位置PC之間延伸。導引路徑28及29以此方式運行使得滑動部件14的滑動部件軸線24從第一位置PO引導到與縱軸8平行的第二位置PI，如圖1a及圖1b所示，以及從第二位置PI引導到與橫軸9平行的第三位置PC，如圖1b及圖1c所示。
在圖1a至圖1c及圖3a及圖3b的第一具體實施例中，機械耦合位移構件16與滑動部件14的斜接件由斜面導件17a形成，使得位移構件16與滑動部件14沿著幾何斜軸線31的相對滑動變成有可能，特別是如圖1c所示。在縱軸8及橫軸9臥於其中的平面中，幾何斜軸線31與縱軸8有一斜度，以及與縱軸8有一斜度使得，藉助該相對滑動，滑動部件14可用線性致動器15從第二位置PI移到第三位置PC，如圖1b及圖1c所示。斜面導件17a由在滾輪34(配 置於位移構件16上)之滑動部件14上的斜面33構成，該斜面的指向與橫向關閉方向y及縱向關閉方向z的反向有一斜度，以及滾輪34跨越對應至斜面33的幾何區域，以及在沿著斜軸線31的方向在斜面33上滾動。在圖示的示範具體實施例中，跨越斜軸線31配置於其上之矩形區的4個滾輪34在與斜軸線31平行的方向在斜面33上滾動。
此外，滑動部件14有指向與斜面33相反的底切表面36，特別是與橫向關閉方向y及縱向關閉方向z有一斜度，這為了說明而單獨圖示於圖1b。位移構件16有數個回行滾輪35，彼等在底切表面36上滾動以便使滑動部件14從第三位置PC(圖1c)移回到第二位置PI(圖1b)以及也進一步從第二位置PI移到第一位置PO(圖1a)。在用線性致動器15使位移構件16逆著縱向關閉方向y從第三位置PC移到第二位置PI時，用作用於滑動部件14、位移構件16之間的傳動器39劃定位移構件16與滑動部件14相對滑動的界限(圖1b)。
如圖1c所示，可與縱軸8平行線性位移的位移構件16有數個支撐滾輪40。該等支撐滾輪40指向與橫向關閉方向y相反以及在連接至閥體10及與縱軸8平行的軌道41上運行，使得位移構件16在橫向關閉方向y的反向可支撐於閥體10上。
兩個支撐部件18在縱向關閉方向z的反向從滑動部件14剛性突出以及與兩支閥桿6整體成形，使得兩個支撐部件18各自由兩支閥桿6的一部份形成。兩個支撐部件18各有指向與縱向關閉方向z相反的自由端19，以及自由端19上各有指向為橫向關閉方向y的接觸面20。滑動部件14配置於封閉板4與接觸面20的 實質中央。在處於第二位置PI及第三位置PC時，此接觸面20配置於剛性連接至閥壁1的支撐件21對面，使得在處於關閉位置C時，支撐部件18的自由端19可在橫向關閉方向y支撐於支撐件21上，如圖1c所示。
以下描述由封閉板4的開放位置O(圖1a)到關閉位置C(圖1c)的運動順序。封閉板4處於開放位置O以及與其耦合的滑動部件14處於第一位置PO，如圖1a所示。位移構件16配置於起始位置，以及對於滑動部件16，其係位於彼此不滑動的位置(圖1a)。各個第一導引構件26各自配置於線性第一導引路徑28中，以及各個第二導引構件27各自配置於第二導引路徑29的筆直導引路徑部份29a中。此時，用線性致動器15使位移構件16線性位移係藉由在縱向關閉方向z驅動心軸驅動器15a的心軸，其中經由斜面導件17a與縱軸8平行地引導滑動部件14以及施加指向與縱向關閉方向z有一斜度而在縱向關閉方向z及橫向關閉方向y有力分量的一力於滑動部件14上。由於與縱軸8平行的線性導引路徑28及29a在此位置會引導兩個第一導引構件26及兩個第二導引構件27，以及由於滑動部件14被迫沿著縱軸8，其中不可能有沿著橫軸9的滑動，用位移構件16在縱向關閉方向z驅動滑動部件14，而不會造成位移構件16與滑動部件14在斜面導件17a相對滑動，直到到達封閉板4的中間位置I或滑動部件14的第二位置PI，如圖1b所示。
在位移構件16與滑動部件14處於彼此不相對滑動之位置的第二位置PI(圖1b)時，位移構件16位於中間位置以及第二導引構件27位於在筆直導引路徑部份29a與彎曲導引路徑部份29b之間的過渡區。第二導引構件27因此在縱向關閉方向z阻擋在此第 二位置PI的滑動部件14，不過，在此第二位置PI的滑動部件14此時在橫向關閉方向y可位移。在位移構件16沿著縱軸8在縱向關閉方向z從中間位置順著結束位置的方向進一步線性位移下，由圖1b過渡至圖1c，滑動部件14在縱向關閉方向y無法進一步滑動。位移構件16的滾輪34此時在滑動部件14的斜面33上滾動，因而導致位移構件16與滑動部件14相對滑動，其中第二導引路徑29的彎曲導引路徑部份29b會引導第二導引構件27，導引部件23因而對於滑動部件14以滑動部件軸線24為中心在樞轉軸承25中樞轉，以及滑動部件14與橫軸9平行地在橫向關閉方向y從第二位置PI滑到第三位置PC直到封閉板4到達關閉位置C以及經由它的封閉面5對環繞開口2的閥座3垂直地施加壓力，使得開口2被氣密地關閉，如圖1c所示。在此，位移構件16在橫向關閉方向y的反向經由支撐滾輪40支撐於軌道41上。滑動部件14及位移構件16在可相對滑動的狀態下位於結束位置或第三位置。在關閉位置C時，在縱向關閉方向z之反向剛性突出的兩個支撐部件18另外經由指向為橫向關閉方向y的接觸面20各自擱在支撐件21上經由接觸面20。在關閉位置C時，支撐部件18的各個自由端19因而在橫向關閉方向y支撐於支撐件21上。用此支撐件21實現穩定程度的提高，使得封閉板4可暴露於高橫向應力。
關閉過程以相反的順序進行，其中，在位移構件16從結束位置線性位移到中間位置時，位移構件16的回行滾輪35在滑動部件14的底切表面36上滾動，從而在橫向關閉方向y的反向帶動滑動部件14，直到到達彼此不相對滑動的狀態因而到達第二位置PI。傳動器39限制位移構件16與滑動部件14的相對滑動在縱 向關閉方向z的反向超過止滑狀態(unslid state)，如圖1b所示。當位移構件16進一步從中間位置移到起始位置時，用處於與滑動部件14不相對滑動的位移構件16使滑動部件14從第二位置PI滑到第一位置PO(圖1a)使得封閉板4從中間位置I移到與縱軸8平行的開放位置O，如圖1a所示。
本發明的第二具體實施例圖示於圖2a至圖2c以及與第一具體實施例不同的地方在於，取代心軸驅動器15a的活塞-缸單元15b充當使位移構件16線性位移的線性致動器15，以及機械耦合位移構件16與滑動部件14的斜接件是由平行四邊形導件17b形成而不是斜面導件17a。因此，以下只描述這些差異，其中不再描述先前已解釋過的共同特徵。
平行四邊形導件17b有兩對分支37，彼等係彼此平行地配置以及各自以第一分支軸線38a及第二分支軸線38b為中心可樞轉地連接至位移構件16及滑動部件14。可用活塞-缸單元15b沿著縱軸8使其位移的位移構件16用支撐滾輪40沿著軌道41引導以及維持在橫向y對面。分支軸線38a及38b各自平行於與縱軸8呈直角以及臥於一平面中的幾何滑動部件軸線24，該橫軸9形成該平面的一幾何法線。分支37以一斜度配置於第一位置PO及第二位置PI中，使得，在第一位置PO與第二位置PI之間，在滑動部件14的各個第一分支軸線38a與在位移構件16的各個第二分支軸線38b在縱向關閉方向z有偏移。該等分支的配置及尺寸經製作成，在第二位置PI與第三位置PC之間，在滑動部件14的各個第一分支軸線38a與在位移構件16的各個第二分支軸線38b在縱向關閉方向z有偏移，或者如圖2c所示，在第三位置PC，與在位移構件16的各 個第二分支軸線38b實質沒有偏移。當位移構件16在縱向關閉方向z位移以及滑動部件14在縱向關閉方向z有阻擋時，分支37因而樞轉離開，使得滑動部件14在橫向關閉方向y位移。類似於斜面導件17a，平行四邊形導件17b造成與縱軸8平行地引導滑動部件14，因此永遠同樣地被迫定向成與縱軸8平行，如圖2a至圖2c所示。
與斜面導件17a相比，平行四邊形導件17b的優點在於可省略回行滾輪35，因為平行四邊形導件17b在橫向關閉方向y及反向都有效。此外，藉助於分支軸線38a及38b在第三位置PC的配置，其中該等分支軸線實質不偏移，如圖2c所示，可實現封閉板4的自我阻擋或鎖定。相比之下，斜面導件17a的優點是縱向力與橫向力相互成正比，使得，藉由測定在位移構件16的縱向力，有可能得到與在封閉板4佔優勢之橫向力有關的精確結論。
1‧‧‧閥壁
2‧‧‧開口
3‧‧‧閥座
4‧‧‧封閉板
5‧‧‧封閉面
6‧‧‧閥桿
7‧‧‧驅動單元
8‧‧‧縱軸
9‧‧‧橫軸
10‧‧‧閥體
11‧‧‧真空區域
12‧‧‧驅動區域
13‧‧‧氣密孔洞
14‧‧‧滑動部件
15‧‧‧線性致動器
15a‧‧‧心軸驅動器
16‧‧‧位移構件
17a‧‧‧斜面導件
18‧‧‧支撐部件
19‧‧‧自由端
20‧‧‧接觸面
21‧‧‧支撐件
22‧‧‧導件
23‧‧‧導引部件
24‧‧‧幾何滑動部件軸線
25‧‧‧樞轉軸承
26‧‧‧第一導引構件
27‧‧‧第二導引構件
28‧‧‧第一導引路徑
29‧‧‧第二導引路徑
29a‧‧‧筆直導引路徑部份
29b‧‧‧彎曲導引路徑部份
39‧‧‧傳動器
42‧‧‧開口軸線
C‧‧‧關閉位置
I‧‧‧中間位置
O‧‧‧開放位置
PO‧‧‧第一位置
y‧‧‧橫向關閉方向
z‧‧‧縱向關閉方向

Claims (15)

  1. 一種真空滑動閘閥，其係具有：一閥壁(1)，其係具有一開口(2)以及環繞該開口(2)的一閥座(3)，一封閉板(4)，其係具有一封閉面(5)用以實質氣密地關閉該開口(2)，攜載該封閉板(4)的至少一閥桿(6)，一驅動單元(7)，其係耦合至該至少一閥桿(6)以及經形成從而：藉由該至少一閥桿(6)在實質沿著一幾何縱軸(8)之一縱向關閉方向(z)的位移，該封閉板(4)可從該封閉板(4)釋放該開口(2)的一開放位置(O)移到該封閉板(4)蓋住該開口(2)以及該封閉面(5)經配置成在該閥座(3)對面有一段距離的一中間位置(I)，以及，藉由該至少一閥桿(6)在實質沿著與該縱軸(8)呈直角之一幾何橫軸(9)之一橫向關閉方向(y)的位移，該封閉板(4)可從該中間位置(I)移到該封閉板(4)之該封閉面(5)實質垂直地抵頂該閥座(3)以及實質氣密地關閉該開口(2)的一關閉位置(C)，以及再度返回，以及有一閥體(10)，其係具有一真空區域(11)，該開口(2)、該閥座(3)及該封閉板(4)配置於該真空區域(11)中，該至少一閥桿(6)經引導成可沿著該縱軸(8)及該橫軸(9)移動通過該閥體(10)的至少 一氣密孔洞(13)從該真空區域(11)進入配置於該真空區域(11)外和該驅動單元(7)配置於其中的一驅動區域(12)，其特徵在於：該至少一閥桿(6)剛性連接至該驅動單元(7)的一滑動部件(14)，該滑動部件配置於該驅動區域(12)中，用該驅動區域(12)中之該驅動單元(7)的一導件(22)，在該封閉板(4)處於該開放位置(O)的一第一位置(PO)與該封閉板(4)處於該中間位置(I)的一第二位置(PI)之間，以與該縱軸(8)平行地不樞轉方式引導該滑動部件(14)，以及該滑動部件(14)可沿著該縱軸(8)滑動，一旦已到達該第二位置(PI)時，該導件(22)就阻擋該滑動部件(14)在該縱向關閉方向(z)進一步滑動，以及在該第二位置(PI)與該封閉板(4)處於該關閉位置(C)的一第三位置(PC)之間，以與該橫軸(9)平行地不樞轉方式引導該滑動部件(14)，以及該滑動部件(14)可沿著該橫軸(9)滑動，該驅動單元(7)有一線性致動器(15)，該線性致動器(15)有可與該縱軸(8)平行地線性位移的一位移構件(16)，以及該位移構件(16)經由一斜接件(17a；17b)機械耦合至該滑動部件(14)從而：該位移構件(16)在順著該縱向關閉方向(z)線性位移時施加與該縱向關閉方向(z)有一斜度而在該縱向關閉方向(z)及該橫向關閉方向(y)有力分量的一力於該滑動部件(14)上，以便使該滑動部件(14)從該第一位置(PO)移到該第二位置 (PI)以及從該第二位置(PI)移到該第三位置(PC)，以及，藉助該位移構件(16)在該縱向關閉方向(z)的線性位移以及該滑動部件(14)在該縱向關閉方向(z)被阻擋於該第二位置(PI)，該滑動部件(14)順著該橫向關閉方向(y)滑進該第三位置(PC)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之真空滑動閘閥，其中該導件有一連結導件(22)。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之真空滑動閘閥，其中該連結導件(22)具有：一導引部件(23)，其係用一樞轉軸承(25)以一幾何滑動部件軸線(24)為中心可樞轉地連接至該滑動部件(14)，該幾何滑動部件軸線(24)與該縱軸(8)呈直角以及臥於該橫軸(9)形成彼之幾何法線的一平面中，引導該導引部件(23)之一第一導引構件(26)的一第一導引路徑(28)，以及引導該導引部件(23)之一第二導引構件(27)的一第二導引路徑(29)，該等導引構件(26，27)在該縱向關閉方向(z)互相偏移，以及該等導引路徑(28，29)延伸成可引導該滑動部件(14)之該滑動部件軸線(24)與該縱軸(8)平行地從該第一位置(PO)進入該第二位置(PI)以及與該橫軸(9)平行地從該第二位置(PI)進入該第三位置(PC)。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之真空滑動閘閥，其中該第一導引路徑(28)與該縱軸(8)平行地線性延伸， 該第二導引路徑(29)由一筆直導引路徑部份(29a)與一彎曲導引路徑部份(29b)構成，該筆直導引路徑部份(29a)與該縱軸(8)平行地線性延伸，其中有一線性延伸部份對應至該第一導引路徑(28)的線性延伸部份，該彎曲導引路徑部份(29b)實質以順著或逆著該橫向關閉方向(y)的方式延伸。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之真空滑動閘閥，其中該彎曲導引路徑部份(29b)的形式為一幾何橢圓(30)的一弧段，該幾何橢圓(30)的幾何第一橢圓軸線(30a)臥於該第一導引路徑(28)上，以及該幾何橢圓(30)的幾何第二橢圓軸線(30b)臥於與該橫軸(9)平行以及在該滑動部件軸線(24)之該第二位置(PI)與該第三位置(PC)之間延伸的一幾何直線上。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中之任一項所述的真空滑動閘閥，其中機械耦合該位移構件(16)與該滑動部件(14)的該斜接件由一斜面導件(17a)形成以便於該位移構件(16)與該滑動部件之間(14)沿著一幾何斜軸線(31)能有一相對滑動，該幾何斜軸線(31)在該縱軸(8)及該橫軸(9)臥於其中的平面中與該縱軸(8)有一斜度，以及該幾何斜軸線(31)與該縱軸(8)有一斜度從而以該線性致動器(15)，使該滑動部件(14)藉助該相對滑動可從該第二位置(PI) 移到該第三位置(PC)。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之真空滑動閘閥，其中該斜面導件(17a)由下列各物形成：在該滑動部件(14)上的一斜面(33)，該斜面的指向與該橫向關閉方向(y)及該縱向關閉方向(z)的反向有一斜度，以及配置於該位移構件(16)上的數個滾輪(34)，彼等跨越對應至該斜面(33)的一幾何區域以及在沿著該斜軸線(31)的方向在該斜面(33)上滾動。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之真空滑動閘閥，其中該滑動部件(14)有指向與該斜面(33)相反的一底切(undercut)表面(36)，以及該位移構件(16)有數個回行滾輪(35)，該回行滾輪(35)在該底切表面(36)上滾動以便用該線性致動器(15)使該滑動部件(14)從該第三位置(PC)移動回到該第二位置(PI)，特別是從該第二位置(PI)回到該第一位置(PO)。
  9. 如申請專利範圍第6項至第8項中之任一項所述的真空滑動閘閥，其中一傳動器(39)在該滑動部件(14)與該位移構件(16)之間起作用以及經配置成可劃定該相對滑動在用該線性致動器(15)使該位移構件(16)逆著該縱向關閉方向(y)從該第三位置(PC)移到該第二位置(PI)時的界限。
  10. 如申請專利範圍第1項至第5項中之任一項所述的真空滑動閘閥，其中 機械耦合該位移構件(16)與該滑動部件(14)的該斜接件由有相互平行地配置之至少兩個分支(37)的一平行四邊形導件(17b)形成，該等至少兩個分支(37)各自以分支軸線(38a，38b)為中心可樞轉地連接至該位移構件(16)與該滑動部件(14)，該等分支軸線(38a，38b)各自與一幾何滑動部件軸線(24)平行地延伸，該幾何滑動部件軸線(24)與該縱軸(8)呈直角以及臥於該橫軸(9)形成彼之幾何法線的一平面中，以及該等分支(37)的配置及尺寸經製作成，在該第一位置(PO)與該第二位置(PI)之間，在該滑動部件(14)的各個分支軸線(38a)對於在該位移構件(16)的各個分支軸線(38b)在該縱向關閉方向(z)有偏移。
  11. 如申請專利範圍第1項至第10項中之任一項所述的真空滑動閘閥，其中可與該縱軸(8)平行地線性位移的該位移構件(16)有數個支撐滾輪(40)，該等支撐滾輪(40)的指向與該橫向關閉方向(y)相反以及在連接至該閥體(10)以及與該縱軸(8)平行地延伸的一軌道(41)上滾動，以便在該橫向關閉方向(y)的反向支撐該位移構件(16)於該閥體(10)上。
  12. 如申請專利範圍第1項至第11項中之任一項所述的真空滑動閘閥，其中至少一支撐部件(18)在該縱向關閉方向(z)的反向從該滑動部件(14)剛性突出，該支撐部件(18)中與該縱向關閉方向(z)逆向的一自由端(19)有指向順著該橫向關閉方向(y)的一接觸面 (20)，該滑動部件(14)配置(特別是，實質居中地)於該封閉板(4)與該接觸面(20)之間，以及在處於該第二位置(PI)及該第三位置(PC)時，該接觸面(20)配置於剛性連接至該閥壁(1)的一支撐件(21)對面從而在處於該關閉位置(C)時，該支撐部件(18)之該自由端(19)在該橫向關閉方向(y)支撐於該支撐件(21)上。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之真空滑動閘閥，其中該至少一支撐部件(18)與該至少一閥桿(6)係整體成形，以及該至少一支撐部件(18)由該至少一閥桿(6)的一部份形成。
  14. 如申請專利範圍第1項至第13項中之任一項所述的真空滑動閘閥，其中該線性致動器(15)形成為一心軸驅動器(15a)。
  15. 如申請專利範圍第1項至第13項中之任一項所述的真空滑動閘閥，其中該線性致動器(15)形成為一活塞-缸單元(15b)。
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